透析錦凌水庫工程泄水建筑物消能型式方案選擇

時間: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,并進行了比較,結果表明溢流壩段消能型式選擇以挑流消能投資比較經濟。

關鍵詞錦凌水庫工程;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的小凌河干流上,是列入小凌河流域規劃、錦州城市總體規劃及城市防洪規化的重要骨干工程。壩址位于錦州市近郊區的后山營子村,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,水庫工程規模為大(2)型。水庫任務是以承擔錦州市的防洪和供水為主,并兼顧改善地下水環境。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,下游應接消能建筑物。

1溢流壩段消能型式選擇

結合該工程天然河道地形、地質條件,影響消能型式選擇的主要因素有:單寬泄流量較大,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43.91m,經計算,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度84.0m,壩體剖面底長48.4m。

2消能方案比較

2.1挑流消能方案

挑流消能的最大優點是結構簡單,易于檢修,投資節省;經計算,當渲泄500年一遇洪水時,沖坑深度達7.03m,沖坑起點距壩趾21.2m,當渲泄5000年一遇洪水時,沖坑深度達9.73m,沖坑起點距壩趾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定安全。根據樞紐總體布置,溢流壩挑流引起的霧化,對下游兩岸邊坡和進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,水庫泄洪時對下游河床所產生的沖淤影響不可避免,行洪后需根據沖淤情況對下游主河道及時進行清淤。

2.2底流消能方案

底流消能的最大優點是對地質條件的要求相對較低,對尾水變幅的適應性較好,出池水流對下游河道沖刷輕微,霧化影響小;經計算,消力池長度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度84.0m。但結合工程情況看,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較大,同時對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濟,比底流消能方案節省投資5391.8萬元;經對溢流壩段優化布置,泄洪對主要建筑物的運行影響較小,安全可靠,為消能形式比較后的選定方案。

3結語

溢流壩段消能型式選擇挑流消能投資經濟。另外,底孔壩段消能型式的選擇要考慮與溢洪道泄流的協調性和安全性。按照水庫運行要求,底孔泄洪頻繁,并且先于溢洪道運行,下游水位較低,經分析若采用底流消能型式,不僅投資不經濟,而且消能設施的布置也在溢流壩消能沖坑的影響范圍之內,不能保證其結構的穩定安全,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,目前已經全面開工,其中泄水建筑物消能型式的選擇是經嚴格比選采用的,將會為后續水利工程提供借鑒。