水利水電工程布置設(shè)計(jì)的論文

1、水利水電工程布置設(shè)計(jì)的論文1 工程案例概述湘江長沙綜合樞紐工程為梯級水庫，是湘江干流航道發(fā)展規(guī)劃之一，正常蓄水位為29.7m，庫容為 6.75 億 m3，船閘設(shè)計(jì)通航船舶噸級為 2000t ，電站裝機(jī)為 57MW。湘江水量較為充沛，徑流年際變化較大，而且年內(nèi)分布不均，在樞紐工程河段年內(nèi)水位變化幅度達(dá)14m。樞紐河段屬于平原河流，河面較為寬廣，河道略微彎曲，河流比降相對較小。2 樞紐布置方案2.1樞紐平面布置方案此工程樞紐布置，主要包括船閘（2000t 級）、泄洪閘、水電站、魚道等，為級工程，水工建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100a 一遇、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 500a 一遇。工程樞紐正常蓄水位與死水位為29

2、.70m，對于船閘設(shè)計(jì)，按照20a 一遇洪水位，來設(shè)計(jì)高水位，流量為21900m3/s，低水位按照 P=98%水位來設(shè)計(jì)。船閘設(shè)置在蔡家洲左汊左側(cè)岸邊，電站設(shè)置在左汊右側(cè)洲邊，按照從左到右的順序，來布設(shè)建筑物工程，包括雙線船閘、排污槽、主泄水閘等，具體如圖 1 所示。2.2樞紐平面布置特點(diǎn)樞紐泄流能力強(qiáng)水利水電工程樞紐泄流能力和工程壩址有直接關(guān)系，尤其是壩址河勢與地形地貌等。 此布置方案中， 船閘上游引航道與導(dǎo)流堤設(shè)置位置為原左汊河道區(qū)域內(nèi)的回流區(qū)，設(shè)置導(dǎo)流堤， 能夠有效的調(diào)順?biāo)?，確保樞紐工程的泄流能力。按照100a 一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行水工模擬試驗(yàn)，獲得的壅高值為0.1m，泄洪能力較好 1

3、。通航條件較好此樞紐工程壩址下游2km區(qū)域左岸存在支流溈水河，與湘江相匯，河寬為 180m，2a 一遇洪水流量為1580m3/s，10a 一遇洪水流量為 2750m3/s，20a 一遇洪水流量為 3350m3/s，出流和船閘連接段的航道交角為 30。此布置方案船閘通航條件試驗(yàn)結(jié)果表明，因?yàn)榇l上游引航道口門區(qū)和連接段緩流區(qū)， 通航水流條件可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，干流流量 Q干為 19700m3/s 時(shí)，縱向最大流速值為 1.76m/s ，橫向最大流速值為 0.28m/s ，回流最大流速值為 0.2m/s 。干流流量為21900m3/s 時(shí)，縱向最大流速值為1.79m/s ，橫向最大流速值為0.3m/

4、s ，回流最大流速值為0.25m/s 。就下游引航道口門區(qū)和連接段航道來說，當(dāng)湘江干流和支流溈水為正常遭遇時(shí)，若Q干 13500m3/s，可以滿足船舶航行要求。 若 13500m3/sQ干 21900m3/s，受到導(dǎo)流堤的影響，口門區(qū)域右側(cè)航道內(nèi)部橫流較大，可以在左側(cè)航線單線行駛。原方案存在導(dǎo)流堤堤頭挑流明顯與斜流大等問題，進(jìn)行布置方案優(yōu)化，改變船閘挑流堤平面型式， 設(shè)置立式導(dǎo)流堤等， 使得航道通航能力得以全面提升 2 。2.3樞紐布置設(shè)計(jì)要點(diǎn)結(jié)合長沙綜合樞紐設(shè)置的位置，結(jié)合自然條件，在左汊主河道區(qū)域內(nèi)來布置電站與船閘， 從樞紐泄流能力與船閘通航條件等方面綜合分析，將船閘設(shè)置在此側(cè)，能夠起到不

5、錯的效果。此梯級綜合樞紐工程建設(shè)后，主要功能為發(fā)電、航運(yùn)等，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持確保船閘通航條件的原則， 以及泄水閘泄洪能力的原則。 當(dāng)樞紐壩址所處的位置左右兩汊道分流比相差較大， 而且河底高程相差較大， 為了能夠確保樞紐工程的通航效果與發(fā)電效益， 將船閘與電站等建筑物， 給布置在主汊河道。 為了保證樞紐工程下游河床的穩(wěn)定性， 在布置泄水閘孔時(shí)，最好能保證工程建設(shè)前后的分流比變化不大。 若河流的含沙量較小，在主河道內(nèi)順河， 來設(shè)置船閘引航道時(shí)，盡量把船閘設(shè)置在流速相對較小的河岸側(cè)， 以便發(fā)揮樞紐工程的泄流作用， 確保船閘通航效果 3 。3 水利水電工程樞紐總體布置三維設(shè)計(jì)3.1三維地形建?；?/p>

6、布爾運(yùn)算，進(jìn)行后期三維模型設(shè)計(jì)，需要構(gòu)建三維模型。借助三維設(shè)計(jì)技術(shù)， 能夠?yàn)樗姽こ虡屑~總體布置，提供極大的便利。三維地形模型構(gòu)建是基礎(chǔ)，需要確保精度的準(zhǔn)確性。通常水利水電樞紐工程布置區(qū)域較大，覆蓋面較廣，數(shù)據(jù)存儲量大，會影響到三維地形模型構(gòu)建的效果。 基于此，在構(gòu)建時(shí)，需要確保等高線精度，以確保建模的效果。3.2樞紐布置模型設(shè)計(jì)在進(jìn)行水利水電工程樞紐布置設(shè)計(jì)時(shí)，對于大壩與電站廠房等，可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 來設(shè)計(jì)三維模型， 采取參數(shù)化或者模板化方法來建模。利用 CATIA軟件，融合骨架設(shè)計(jì)思想，構(gòu)建樞紐工程建筑物模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到3D軟件中，進(jìn)行樞紐布置，也可以和施工總

7、布置相互聯(lián)合。利用 3D設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠?yàn)樗姽こ虡屑~布置設(shè)計(jì)， 提供新的設(shè)計(jì)方法， 能夠極大程度上提升工作效率，降低設(shè)計(jì)誤差。利用大數(shù)據(jù)信息與信息技術(shù)，來進(jìn)行仿真模擬試驗(yàn)，可以及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)缺陷， 確保水利水電工程樞紐布置的合理性與科學(xué)性。4 結(jié)束語水利水電工程樞紐布置設(shè)計(jì)，要從樞紐使用的功能分析，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，把握布置設(shè)計(jì)原則，結(jié)合工程實(shí)際，做好充分的調(diào)查工作，制定不同的布置方案，做好對比分析，選擇最為合適的布置方案，以確保工程建設(shè)的質(zhì)量。作者 : 喻尚偉單位 : 長沙市水利水電勘測設(shè)計(jì)院參考文獻(xiàn)1 陳雷，賓洪祥，別大鵬，李文峰，姚曉敏 . 碾盤山水利水電工程樞紐布置設(shè)計(jì) J. 水利水電技術(shù)， xx（08）： 14.2 王小毛，郭艷陽，向光紅 .