透析錦凌水庫工程泄水建筑物消能型式方案選擇

時(shí)間:2022-07-19 05:37:00

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透析錦凌水庫工程泄水建筑物消能型式方案選擇

摘要介紹了錦凌水庫工程泄水建筑物消能型式的可選擇方案,并進(jìn)行了比較,結(jié)果表明溢流壩段消能型式選擇以挑流消能投資比較經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞錦凌水庫工程;泄水建筑物;消能型式;方案選擇

錦凌水庫工程位于錦州市境內(nèi)的小凌河干流上,是列入小凌河流域規(guī)劃、錦州城市總體規(guī)劃及城市防洪規(guī)化的重要骨干工程。壩址位于錦州市近郊區(qū)的后山營子村,距錦州市9.5km,壩址以上控制流域面積3029km2,占總流域面積的58.8%,水庫總庫容8.08億m3,水庫工程規(guī)模為大(2)型。水庫任務(wù)是以承擔(dān)錦州市的防洪和供水為主,并兼顧改善地下水環(huán)境。錦凌水庫工程主要建筑物有:混凝土擋水壩段及土壩擋水壩段、溢流壩段、底孔壩段、引水壩段、連接壩段,其中溢流壩段和底孔壩段為壩身泄洪的泄水建筑物,下游應(yīng)接消能建筑物。

1溢流壩段消能型式選擇

結(jié)合該工程天然河道地形、地質(zhì)條件,影響消能型式選擇的主要因素有:?jiǎn)螌捫沽髁枯^大,單寬泄洪功率也較大;洪水峰高量大,但下游水深變幅小,水深較淺;河床第四系覆松散砂礫石,覆蓋層較厚;基巖抗沖能力較低。由于錦凌水庫工程泄水建筑物采用壩身泄洪型式,在壩下游天然河道水深變幅小的情況下,其消能型式采用挑流和底流消能均是可行的,因此擬定以下方案作比較[1-3]。

1.1溢流壩段挑流消能方案

采用連續(xù)鼻坎挑流消能,挑射角θ=25.0°,反弧半徑R=25.00m,挑流鼻坎頂高程37.50m,壩體剖面底長(zhǎng)43.91m,經(jīng)計(jì)算,最大沖坑深度為9.73m(建基面以下,連接段前趾沖刷深度3.46m),水舌挑射距離L=75.21m。

1.2溢流壩段底流消能方案

采用USBRⅡ型消力池消能,消力池長(zhǎng)度72.5m,池深度7.45m,底板平均厚度2.6m。消力池下游干砌石海漫長(zhǎng)度84.0m,壩體剖面底長(zhǎng)48.4m。

2消能方案比較

2.1挑流消能方案

挑流消能的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于檢修,投資節(jié)省;經(jīng)計(jì)算,當(dāng)渲泄500年一遇洪水時(shí),沖坑深度達(dá)7.03m,沖坑起點(diǎn)距壩趾21.2m,當(dāng)渲泄5000年一遇洪水時(shí),沖坑深度達(dá)9.73m,沖坑起點(diǎn)距壩趾10.3m,沖坑上游坡為1.0∶4.0,沖坑橫向影響深度在下游連接段建基面以上,不影響大壩和下游連接段的穩(wěn)定安全。根據(jù)樞紐總體布置,溢流壩挑流引起的霧化,對(duì)下游兩岸邊坡和進(jìn)廠公路沒有不利影響。但由于該工程下游覆蓋層較厚,水深較淺,基巖抗沖能力不高,因此,水庫泄洪時(shí)對(duì)下游河床所產(chǎn)生的沖淤影響不可避免,行洪后需根據(jù)沖淤情況對(duì)下游主河道及時(shí)進(jìn)行清淤。

2.2底流消能方案

底流消能的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地質(zhì)條件的要求相對(duì)較低,對(duì)尾水變幅的適應(yīng)性較好,出池水流對(duì)下游河道沖刷輕微,霧化影響小;經(jīng)計(jì)算,消力池長(zhǎng)度72.5m,池深度7.45m,底板平均厚度2.6m。消力池下游干砌石海漫長(zhǎng)度84.0m。但結(jié)合工程情況看,由于單寬泄量較大,單寬泄洪功率也較大,因此底流消能工程量相對(duì)較大,同時(shí)對(duì)消力池的抗沖耐磨要求也高。

2.3投資比較

溢流壩消能方案工程量及投資比較見表1。由表1可知,挑流消能方案投資經(jīng)濟(jì),比底流消能方案節(jié)省投資5391.8萬元;經(jīng)對(duì)溢流壩段優(yōu)化布置,泄洪對(duì)主要建筑物的運(yùn)行影響較小,安全可靠,為消能形式比較后的選定方案。

3結(jié)語

溢流壩段消能型式選擇挑流消能投資經(jīng)濟(jì)。另外,底孔壩段消能型式的選擇要考慮與溢洪道泄流的協(xié)調(diào)性和安全性。按照水庫運(yùn)行要求,底孔泄洪頻繁,并且先于溢洪道運(yùn)行,下游水位較低,經(jīng)分析若采用底流消能型式,不僅投資不經(jīng)濟(jì),而且消能設(shè)施的布置也在溢流壩消能沖坑的影響范圍之內(nèi),不能保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全,因此底孔消能也采用挑流消能型式[4-8]。錦凌水庫工程系在建工程,目前已經(jīng)全面開工,其中泄水建筑物消能型式的選擇是經(jīng)嚴(yán)格比選采用的,將會(huì)為后續(xù)水利工程提供借鑒。