水利工程設(shè)計要點

1、第一章 壩軸線（壩址）選擇及樞紐布置一、壩軸線（壩址）的意義及選擇 1.1 壩軸線（壩址）的含義 在準(zhǔn)備修建水利水電樞紐工程的一定河段長度的地形平面圖上，通?？傄谄渖险?guī)讞l橫越河流的幾何線，以作為建壩的軸線（壩址）。實際上水利水電樞紐的壩址所占的位置實際并不是一條線，而是具有一定的寬度的，除了布置壩體以外，還要布置其他的主要建筑物。各種建筑物類型、特點的差異，以及不同的地形、地質(zhì)條件和不同的設(shè)計水頭要求的壩址寬度不一樣。(所以在地形圖上所畫的一條線實際上只是象征的、或者是最具有代表性的位置。工程地質(zhì)勘測時也不是只在一條線上工作，而是在已有的初步工程布置方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要在其一定的范圍內(nèi)進

2、行勘測，不過在所定的軸線上進行的勘測工作更多更細(xì)些，如進行鉆孔勘測等，并有地質(zhì)剖面圖等較詳細(xì)的資料。我們設(shè)計時就可在給定的幾條壩軸線上，按設(shè)計要求來布置各種建筑物，以便進一步進行設(shè)計、計算和方案比較。這些壩軸線（壩址）的存在，意味著在這幾條軸線上或軸線附近，工程地質(zhì)人員已經(jīng)做了不少艱苦而又細(xì)致的工作，掌握了不少的資料的積累，認(rèn)為是可以布置以壩為主體的主要建筑物，這個軸線就是壩體的軸線。一般應(yīng)有相應(yīng)的幾個壩軸線比較的方案。特殊情況也會有可能發(fā)現(xiàn)原來所定的壩軸線（壩址）是不適合的，甚至也有在開工以后被迫放棄原來所定的壩軸線（壩址）的情況。)壩軸線（壩址）的選擇工作，隨著設(shè)計階段的不同而有不同的內(nèi)容

3、，它也與工程地質(zhì)勘測工作的內(nèi)容和深度密切相關(guān)。選擇壩軸線（壩址）的過程一般需要經(jīng)過以下幾個階段：第一階段流域規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟報告階段。該階段以整個河流流域為主要研究對象，確定河流開發(fā)的第一期工程和壩址地區(qū)，并初步選擇全河流上可能的和合理的壩軸線（壩址），定出梯級開發(fā)中的各個樞紐工程的相應(yīng)壩軸線（壩址）。第二階段初步設(shè)計階段。根據(jù)流域規(guī)劃設(shè)計成果，對準(zhǔn)備要修建工程的地區(qū)，在原來選定的壩軸線（壩址）基礎(chǔ)上，地質(zhì)勘測及設(shè)計的工作面應(yīng)由寬到窄，由全面到深入，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，進一步選擇確定幾條具體的壩軸線。第三階段技術(shù)設(shè)計階段。在技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計的深入和壩及其他主要建筑物的輪廓尺寸及合理布

4、置，從地質(zhì)條件，河谷寬度，下游消能條件，施工場地布置，建筑材料的開采、運輸?shù)确矫孢M行比較，并進行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算和工程量的計算，最后通過技術(shù)經(jīng)濟的比較確定一條壩軸線和選定設(shè)計方案。壩軸線的選定，并不是單純的軸線本身和比較，而是與主要建筑物選型和樞紐平面布置緊密聯(lián)系在一起的，因此壩軸線、壩型選擇和水利水電樞紐工程的布置三者是相互聯(lián)系的。1.2 選擇壩軸線（壩址）所需要的基本資料 1.2.1 地形資料 地形資料包括該壩址地區(qū)的實測地形圖和河流地段的縱橫斷面圖。地圖形的比例尺隨設(shè)計階段和工程的規(guī)模而有所不同，一般應(yīng)有壩址處1/20001/1000的地形圖，壩軸線處1/5001/200的地形圖。1.

5、2.2 工程地質(zhì)資料 工程地質(zhì)資料包括壩址地區(qū)的地質(zhì)平面圖和剖面圖。一般需要有1/50000的庫、壩區(qū)的路線地質(zhì)測繪圖、1/10000的壩址區(qū)工程地質(zhì)測繪圖。圖上及有關(guān)文件要能說明當(dāng)?shù)氐膸r層、巖性、覆蓋層性質(zhì)和基巖中的斷層、節(jié)理、裂隙、其他缺陷的分布情況，以及基巖的透水情況，地下水等有關(guān)的資料，以便從宏觀上掌握庫、壩區(qū)的工程地質(zhì)特點。根據(jù)建筑物的規(guī)模和需要，應(yīng)有按巖體不同類型選取有代表性的巖樣進行物理力學(xué)試驗和一定數(shù)量的野外原位測試（如抗剪、彈模、彈性抗力等試驗）資料和巖體的滲水試驗（壓水、注水、抽水試驗）資料。1.2.3 水文氣象資料 水文氣象資料包括（1）壩址地區(qū)附近的各種水文特

6、性，如流域內(nèi)水文測站分布、觀測項目、觀測年限、主要水文站的控制特性和高程系統(tǒng)。（2）水位、流速、泥砂等測驗方法和測驗精度。（3）主要測站資料整編情況。（4）水位及流量的資料、降雨量、徑流、洪水（包括最大洪水）、枯水及河流泥砂的性質(zhì)和數(shù)量等。氣象資料包括河流、壩址及庫區(qū)及鄰近地區(qū)氣象臺分布與觀測情況，如氣候、溫度、降雨、風(fēng)等氣象特性資料。1.2.4 建筑材料資料 壩址及其附近地區(qū)的各種建筑材料的類型、分布、儲量、運輸條件、質(zhì)量及物理力學(xué)性質(zhì)等方面的資料。1.2.5 其 他 當(dāng)?shù)氐纳鐣淖匀唤?jīng)濟情況、施工設(shè)備、技術(shù)力量以及地震等方面的有關(guān)資料等。1.3 壩軸線（壩址）選擇應(yīng)考慮的問題1.3.1 地

7、質(zhì)條件良好的地質(zhì)條件是保證樞紐工程安全運行的基本條件。一般壩址區(qū)存在著地質(zhì)缺陷也是不可避免的，如果能通過地基處理后，達(dá)到一定的穩(wěn)定性和不透水性，仍屬于好的地質(zhì)條件。對壩基地質(zhì)的要求，也應(yīng)隨壩型和壩高而有所不同。拱壩對兩岸及壩基的地質(zhì)條件要求最高，支墩壩，重力壩次之，而當(dāng)?shù)夭牧系耐潦瘔蝿t要求最低。設(shè)計者需要掌握各種壩型的關(guān)鍵性的特點，以便能因地制宜地選好壩軸線（壩址）。1.3.2 地形條件地形條件 一般在相同的地質(zhì)條件下，壩軸線選在河谷的狹窄段是較為有利的。因為這樣可以使壩頂軸線短，壩的工程量會少，造價會較低，但有時狹窄的河谷對泄水建筑物布置，施工場地和導(dǎo)流建筑物布置不利，所以選擇壩軸線時，不但

8、要考慮使工程量較小，還要考慮樞紐中各建筑物的布置和施工等條件。不同的壩型對地形的要求不相同，應(yīng)該分別對待不能一概而論。例如拱壩要求河谷則越窄越好，而當(dāng)?shù)夭牧献龅耐潦瘔蝿t要求河谷要有較寬的地方，而且要岸坡不太陡，附近有地勢較低的馬鞍形缺口，以便于布置溢洪道。壩軸線的選擇還應(yīng)考慮下泄水流應(yīng)盡可能和原河道的主流方向一致，以免造成河道及兩岸的沖刷。1.3.3 建筑材料建筑材料    應(yīng)查明當(dāng)?shù)夭牧系姆植己蛢α?，及開采條件，作為混凝土骨料的砂石料，應(yīng)盡可能就地取材，減少運輸費用。1.3.4 施工條件   選擇壩軸線（壩址）應(yīng)考慮施工導(dǎo)流建筑物布置，壩址下游附近應(yīng)有較開闊的場

9、地，便于布置和安排施工場地和對外交通。 1.3.5 綜合效益綜合效益    應(yīng)比較不同的壩軸線（壩址）位置對防洪、發(fā)電、灌溉、供水、航運等經(jīng)濟效益和社會效益的影響。1、4 壩軸線（壩址）選擇案例1.4.1 溪落渡壩軸線選擇1、4、1 溪落渡壩軸線選擇位于金沙江上游的溪落渡水電工程是一座以發(fā)電為主，兼有攔砂、防洪和改善下游航道條件等的綜合利用效益的水利水電樞紐工程。 壩址區(qū)河道順直，岸坡陡峻，壩基巖體多為玄武巖，整體塊狀結(jié)構(gòu)，強度高，風(fēng)化卸荷淺，工程具有“笮河谷、高拱壩、大泄量、多機組”的特點。自1986年正式開始進行前期勘測設(shè)計工作，在該河段上選擇了上、中、下三個壩址進行比

10、較，1994年完成溪落渡壩址選擇研究報告，1996年提交溪落渡水電站予可行性研究報告，并在選定的中壩址區(qū)進行了壩軸線比選階段的勘測設(shè)計、工作，經(jīng)過地形地質(zhì)條件、樞紐布置、施工條件、總工程量、工程總投資等技術(shù)經(jīng)濟比較，確定了溪落渡水電工程的壩軸線。1-1溪落渡壩軸線比較示意圖                     表1-1溪落渡壩軸線比較壩軸線I壩軸線X壩軸線地形地質(zhì)條件位于溪落渡峽谷中段，河道順

11、直，地形完整、岸坡陡峻?？沽w部位河谷收斂，壩基巖體弱風(fēng)化下限高程323.41327m，建基面高程325m。X壩軸線位于I壩軸線下游約175 m，河谷相對狹窄，其他地形地質(zhì)條件與I壩軸線無明顯差異?？沽w部位河谷相對敞開，壩基巖體弱風(fēng)化下限高程332m341 m以上，有利于抬高建基面，減少邊坡高度。建基面高程325m。樞紐布置建筑物由混凝土雙曲拱壩，左右岸地下電站廠房，壩身泄水孔口為2表孔+6中孔+7深孔+左右岸泄洪隧洞。壩體混凝土方量較X壩軸線多23萬m3、基礎(chǔ)開挖工程量較X壩軸線多52萬m3。壩軸線左岸距上游550m650m高程之間宜布置電站進水口的緩坡臺地約300m。樞紐建筑物布置同I壩

12、軸線。需要處理抗力體尾部的強風(fēng)化夾層，基礎(chǔ)處理工程量約有增加。X壩軸線下移，距上游550m650m高程之間宜布置電站進水口的緩坡臺地距離增加，但可以在大壩和電站進水口之間增設(shè)泄洪隧洞，縮短了泄洪隧洞的長度。施工條件施工總進度與X壩軸差異不大。施工導(dǎo)流方面，X壩軸線約優(yōu)于I壩軸線?？偣こ塘繅误w混凝土方量：717萬m3基礎(chǔ)開挖工程量：739萬m3壩體混凝土方量：694萬m3基礎(chǔ)開挖工程量：687萬m3工程總投資單位千瓦靜態(tài)投資：2746.92元。單位千瓦靜態(tài)投資：2728.79元綜合比較，X壩軸線稍優(yōu)于I壩軸線，選擇X壩軸線1.4.2 劉家峽水電站壩址選擇劉家峽水電站是黃河綜合利用規(guī)劃技術(shù)經(jīng)濟報告

13、（1954年）中列入第一期開發(fā)的工程之一。1952年1956年完成了初步設(shè)計的第一期壩址選擇階段的工作。在全長11.9km的劉家峽中選擇了馬六溝、姚河口、蘇州崖、紅柳溝四個壩址進行了工程地質(zhì)勘察工作。圖1-2劉家峽水電站壩址比較示意圖                  表1-2 劉家峽水電站壩址選擇比較項目壩址名稱馬六溝姚河口蘇州崖紅柳溝河面寬度（m）42.5495749河水深度（m）6105847213覆蓋層深度（m）2.1

14、37.092.9955.23213基礎(chǔ)巖石變質(zhì)結(jié)晶片巖，堅硬變質(zhì)結(jié)晶片巖，堅硬變質(zhì)結(jié)晶片巖，堅硬變質(zhì)結(jié)晶片巖，堅硬壩區(qū)巖體風(fēng)化深度（m）兩岸16，河床15兩岸218，河床38兩岸216，河床49兩岸18，河床15構(gòu)造斷裂情況斷層少，多橫切河床斷層多，斜切河床，岸坡切割深斷層多，斜切及平行河床有三條斷層斜切河床，上下游有橫河斷層裂隙發(fā)育情況層面裂隙較多，左岸有順坡裂隙岸坡剪切裂隙及構(gòu)造裂隙較多裂隙發(fā)育岸坡巖石受切割，較差裂隙發(fā)育較發(fā)育，以層面裂隙較多水文地質(zhì)情況兩岸基巖內(nèi)有裂隙承壓水，巖石透水性小河床基巖內(nèi)有裂隙承壓水，巖層透水性小河床基巖內(nèi)有裂隙承壓水，巖層透水性大河床基巖內(nèi)有裂隙承壓水，巖層

15、透水性小地震基本烈度80808080天然材料運距、交通及施工場地條件最差較差差優(yōu)越 評價：姚河口壩址地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體完整性較差，岸邊有順河構(gòu)造裂隙，卸荷的岸邊剪切裂隙，對兩岸壩肩穩(wěn)定不利。蘇州崖壩址河面較寬，兩岸巖體受構(gòu)造斷裂切割比姚河口差，巖體透水性大，上游有坍塌體，下游有蘇州崖滑坡體，樞紐建筑物布置受影響，交通及施工場地條件也較差，故這兩壩址不宜選用。馬六溝壩址河面窄，河床覆蓋層薄，壩址巖石堅硬完整，構(gòu)造裂隙簡單、巖石弱風(fēng)化深度淺，巖體透水性小，這些方面都優(yōu)于紅柳溝壩址，但交通及施工場地條件也較差，在同一正常蓄水時，發(fā)電水頭比紅柳溝壩址減少9m，庫容少9億m3，發(fā)電效益差。紅柳溝壩址河面

16、較寬，河床覆蓋層薄，巖石風(fēng)化深度淺，巖體較堅硬，透水性小，有F69斷層順河向斜切河床，該斷層錯斷了第三紀(jì)紅層，但未見切過上覆的距今約15萬年的晚更新世黃土，說明近數(shù)萬年未活動，已趨于相對穩(wěn)定，其破碎帶在工程上是可以處理的。紅柳溝壩址天然材料運距、交通及施工場地條件優(yōu)越，比馬六溝壩址增加發(fā)電水頭9m，增加裝機容量20萬KW，發(fā)電效益好。圖1-3劉家峽水電站紅柳溝壩址剖面圖經(jīng)多次討論、綜合比較，選擇紅柳溝壩址為劉家峽水電站，1958年完成初步設(shè)計工作。2、水利水電樞紐工程的布置 水利水電樞紐工程的布置就是要合理地安排各個建筑物的相互位置。 壩址、壩型和樞紐布置是相互關(guān)聯(lián)的，不同的壩軸線適于不同的壩

17、型和樞紐布置方案，同一壩軸線也可以有不同的壩型和樞紐布置方案。 壩址、壩型和樞紐布置是一項綜合性極強的復(fù)雜工作，需要在詳盡研究壩址處的自然條件、樞紐及各建筑物的施工條件、運用條件、綜合效益和發(fā)展遠(yuǎn)景及總投資造價等后，經(jīng)過全面論證、綜合比較后確定。 2.1 樞紐的布置時一般的布置原則2、1樞紐的布置時一般的布置原則 （1）首先要選擇好泄洪和導(dǎo)流建筑物的布置方式，它往往是確定樞紐布置的重要影響因素。應(yīng)保證泄洪建筑物進出口盡可能與河道主流方向一致，使其有足夠的泄水能力，進口的水頭損失最小。上游水流的是否平直順地流入進口，對表孔的流量系數(shù)影響較大，而側(cè)面進水時流量系數(shù)要小35%，甚至更多，也影響進口后

18、的流態(tài)，盡量避免側(cè)面引水。出口需要設(shè)置合適的、可靠的和經(jīng)濟的消能設(shè)備，以使其對下游的淘刷作用不會影響樞紐建筑物的安全。（2）樞紐的布置既要滿足樞紐的各項任務(wù)和功能的要求，又要適應(yīng)樞紐工程所在區(qū)域的自然條件，便于施工布置，保證各個建筑物在任何工作條件下都能正常工作。狹窄河谷中泄洪建筑物和電站建筑物布置之間的矛盾較為突出，因為泄洪的流速高、單寬流量較大、會加速對下游河床的沖刷和淤積，不僅對樞紐建筑物的安全會造成大的威脅，而且對電站尾水的干擾會影響發(fā)電的效益。泄洪建筑物的布置應(yīng)和樞紐中的其他建筑物，如壩、?。ㄒ┧?、電站廠房等統(tǒng)一起來考慮，以使之成為管理運行、施工、交通都方便的綜合體。（3）在滿足

19、建筑物穩(wěn)定和強度的前提下，降低樞紐總造價和年運行費用。（4）樞紐中各個建筑物布置緊湊、美觀、協(xié)調(diào)。2.2 混凝土壩樞紐 混凝土壩樞紐壩身可布置泄水、發(fā)電進水口、沖沙孔等建筑物。但由于地形和地質(zhì)等條件的區(qū)別，樞紐中泄水建筑物和發(fā)電廠房的位置和型式有各種不同的組合。 2.2.1 泄洪建筑物與電站廠房分開布置方式 （1）位于較寬河谷中的水利水電樞紐工程，廣泛地采用泄洪與電站廠房分開布置的方式，這種布置形式結(jié)構(gòu)比較簡單，清晰明了，進口水流條件較好，出口情況也容易控制，可采用導(dǎo)水墻和合適的消能型式減少泄洪時沖淤下游河床及抬高尾水位的問題，電站廠房應(yīng)盡可能靠近壩體，以減少管道工程量和水頭損失以及開挖工程量

20、。如黃河的萬家寨水電站（圖1-4），最大壩高105.0m，裝機容量6*180MW，電站廠房和泄水建筑物各占峽谷河床的1/2，表孔、中孔、深孔組合泄洪，消力戽護坦挑流組合消能。圖1-4 黃河萬家寨水電站平面布置圖（2）四川白龍江上的寶珠寺水電站（圖1-5），水庫總庫容25.5億，裝機容量70萬KW，最大壩高132.0m，壩頂全長524.48m。最大壩高132.0m，樞紐工程采用混凝土實體重力壩，河床中間為壩后式廠房的布置方案，采用廠壩聯(lián)合作用型式。兩岸河床泄洪，右岸為基巖出露的河灘地形，布置導(dǎo)流明渠和表孔溢流壩，明渠底流消能，左岸為較緩的巖質(zhì)邊坡，布置泄洪中孔，泄槽挑流消能。攔河壩壩體從右向左共

21、分為27個壩段，分別為右岸擋水壩段、河床壩段、左岸擋水壩段。根據(jù)地質(zhì)條件，壩軸線平面布置為由河床向兩岸延伸后向上游偏轉(zhuǎn)呈折線型。圖1-5 四川白龍江寶珠寺水電站平面布置圖（3）瀾嗆江上的大朝山水電站（圖1-6，圖1-7），最大壩高111.0m，河床全部布置表孔溢流壩和排砂孔，分別采用寬尾墩戽式消力池底流和挑流消能，6臺225MW機組的廠房布置在右岸地下，機組進水口沿右岸壩肩緩坡地形布置 ，與大壩軸線構(gòu)成緊湊的引水泄洪前沿。圖1-6 云南大朝山水電站平面布置圖圖1-7 云南大朝山水電站上游立視圖（4）三峽水利樞紐（圖1-8）采用泄洪壩段位于河床中部，即原主河槽部位，兩側(cè)為電站壩段和非溢流壩段。水

22、電站廠房位于兩側(cè)電站壩段壩后，另在右岸留有后期擴機的地下廠房位置。永久通航建筑物均布置于左岸。圖1-8 三峽水利樞紐布置圖（5）由于拱壩形狀的特點及更好地利用水頭，電站廠房一般多布置于壩后的河床中部，泄洪建筑物則分別布置于廠房的兩側(cè)。當(dāng)河床較狹窄，但岸坡較平緩，河谷較寬時，可采用廠房布置在壩后河床中，溢流壩則布置在一岸或兩岸，以使水流通過較長的陡槽將洪水泄入下游河床中。我國的陳村拱壩在廠房的左右邊都設(shè)溢洪道。最好能利用兩個泄水建筑物的下泄水流在空中相撞以消殺能量。盡量避免兩岸5泄水建筑物下泄水流相互影響而加深沖坑的情況。當(dāng)壩基地質(zhì)不好、下游的尾水又淺時，要設(shè)置短護坦以保護壩址，或設(shè)二道壩以壅高

23、尾水形成較好的消力池。  湖南東江雙曲拱壩（圖1-9），最大壩高157.0m，采用兩岸潛孔滑雪道式大孔口泄洪，挑流消能，河床壩后式水電站，裝機容量4*150MW。我國廣東省乳源縣南水支流湯盆水河上的泉水拱壩樞紐, 最大壩高80.0m，采用兩岸滑雪道式溢洪道，兩岸的溢洪道在平面上對稱地布置以造成對撞式的消能。圖1-9 湖南東江雙曲拱壩平面布置圖圖1-10 廣東泉水拱壩樞紐2.3 土石壩樞紐土石壩樞紐地址的選擇應(yīng)考慮地形和地質(zhì)條件有利于建壩和布置其他建筑物，特別是應(yīng)重視泄洪建筑物的布置。泄洪建筑物的布置和形式，應(yīng)根據(jù)樞紐要求和條件進行綜合比較后選定，宜以開敞式河岸溢洪道為主要泄洪建筑物，

24、以提高土石壩樞紐的超泄能力和運行的可靠性。當(dāng)下泄流量的功率很大時，河岸上又無其他合適的缺口時，就可在土壩的壩旁做陡槽式溢洪道。當(dāng)壩址位于較寬闊的灘地時，也可做一段混凝土的溢流壩，把泄洪建筑物布置在河床。   土石壩樞紐按照所處河段位置分為順直河段上的樞紐和彎曲河段上的樞紐。布置在順直河段上的土石壩樞紐，泄水建筑物和發(fā)電廠房等沿岸順河布置，一般導(dǎo)流、泄水、引水系統(tǒng)等建筑物線路較長，樞紐建筑物布置比較擁擠，在地質(zhì)條件允許時多采用地下廠房。魯布革水電站（圖1-21），最大壩高103.8m，樞紐由心墻堆石壩、長9387 m的引水隧洞、左岸地下廠房、河岸溢洪道、泄布置在彎曲河段上的土

25、石壩樞紐，可以利用河彎形成的河間地塊布置引水發(fā)電或泄水、導(dǎo)流建筑物。引水式水電站一般布置在河道轉(zhuǎn)彎處，以便利用天然河道的落差，增加發(fā)電水頭。如四川白龍江上的苗家壩水電站（圖1-22 ），引水式水電站布置左岸緊鄰壩趾，采用河岸溢洪道、泄洪洞泄洪方式。洪洞組成。圖1-21  魯布革水電站圖1-22  白龍江苗家壩水電站平面圖3、 水利水電樞紐工程樞紐布置方案選擇實例 樞紐布置方案比較與選擇實例：3.1 瀑布溝水電站 瀑布溝水電站，大壩為土石壩，河床覆蓋層以上最大壩高186.0m，樞紐位于L形河灣的凹岸，初步擬定了三個樞紐布置方案：方案（1）右岸地面廠房方案方案（2）左岸地下廠房

26、短尾水方案方案（3）左岸地下廠房長尾水方案。樞紐布置方案比較：                    表1-3瀑布溝水電站樞紐布置方案比較樞紐布置方案地質(zhì)條件樞紐布置泄洪消能施工條件動能經(jīng)濟指標(biāo)工程量（1）右岸地面廠房方案避免了地下洞室群的開挖，但進水口處高邊坡開挖工程量大，存在高邊坡穩(wěn)定問題。引水發(fā)電系統(tǒng)位于右岸，緩解左岸其他建筑物布置緊張的狀況，可以縮短左岸泄洪隧洞和過木隧洞的長度。引水發(fā)電系統(tǒng)尾水不受

27、泄洪隧洞影響。樞紐建筑物布置相對較分散，施工干擾小。引水發(fā)電系統(tǒng)總水頭損失5.380m。工程投資大于地下廠房方案。（2）左岸地下廠房短尾水方案能充分利用河灣的地形條件，左岸巖石完整、穩(wěn)定。引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪隧洞和過木隧洞均集中布置在左岸，左岸上下游隧洞進出口較多，地下建筑物長度增加。引水發(fā)電系統(tǒng)尾水受泄洪隧洞影響。下游消能防沖、霧化處理等任務(wù)重。樞紐建筑物布置相對較集中，施工難度大，干擾大。引水發(fā)電系統(tǒng)總水頭損失4.74m，短尾水方案利用河灣形成的落差小于長尾水方案。工程投資小于地下廠房長尾水方案。（3）左岸地下廠房長尾水方案同上同上同上同上利用河灣形成的落差較大。工程投資大于地下廠房短尾水方

28、案。但年電量增加2億KW.H，長期經(jīng)濟效益高。通過技術(shù)經(jīng)濟比較，最后選擇左岸地下廠房長尾水方案，見圖1-22。圖1-22 瀑布溝水電站左岸地下廠房長尾水方案圖1-23  瀑布溝水電站左岸地下廠房長尾水方案3.2 向家壩水電站3.2、 向家壩水電站 金沙江上游的向家壩水電站采用混凝土重力壩壩型，樞紐布置比較了四個方案：方案（1）左岸壩后廠房右岸地下廠房方案方案（2）兩岸壩后廠房方案方案（3）右岸壩后廠房方案右岸地下廠房方案方案（4）右岸壩后廠房方案方案（2）和方案（4）均為壩后廠房方案，兩方案在技術(shù)經(jīng)濟上沒有大的差別，不能提前發(fā)電，考慮到兩岸壩后廠房方案可以兼顧云南和四川兩省的利益，在

29、方案（2）和方案（4）中選擇方案（2）。同樣方案（1）和方案（3）都有地下廠房方案，能提前發(fā)電，其他技術(shù)經(jīng)濟條件也相當(dāng)，為兼顧云南和四川兩省的利益，在方案（1）和方案（3）中選擇同樣方案（1）。                 表1-4 向家壩水電站樞紐布置方案比較樞紐布置方案地形條件地質(zhì)條件樞紐布置及運行條件施工條件工程投資及動能經(jīng)濟指標(biāo)方案（1）左岸壩后廠房右岸地下廠房方案右岸山體雄厚，有利于布置地下廠房。邊坡巖組完整性好，巖層傾向

30、山里，對邊坡穩(wěn)定有利。壩基位于須家河組巖性最好的 亞組上，技術(shù)處理相對簡單。泄水建筑物布置在河床中間，泄水方向與主河道一致。管理運行條件與方案（2）相同。右岸地下廠房方案不受施工導(dǎo)流工期的影響，初期發(fā)電時間由大壩初期蓄水時間確定。引水系統(tǒng)水頭損失較方案（2）多0.21m，年發(fā)電量少1%。工程投資472.85億元。方案（2）兩岸壩后廠房方案所需要壩體前緣寬度大，建筑物布置較緊張。壩軸線需要向下游移動，地基完整性較差，技術(shù)處理相對復(fù)雜。同方案（1）兩岸壩后廠房位于二期基坑內(nèi)，工期受施工導(dǎo)流工期的影響制約，施工干擾大。工程投資490.95億元。通過技術(shù)經(jīng)濟比較，最后選擇左岸壩后廠房，右岸地下廠房方案

31、，樞紐工程由攔河大壩、泄洪建筑物、左岸壩后廠房、右岸地下廠房、兩岸灌溉取水口和升船機等建筑物組成，大壩為混凝土重力壩，最大壩高162米。見圖1-24。圖1-24 左岸壩后廠房右岸地下廠房方案第三章 泄水建筑物設(shè)計 1.  泄水建筑物的類型和布置 在水利水電樞紐工程中，一般都需要設(shè)置有永久性的泄水建筑物。泄水建筑物的主要任務(wù)是宣泄水庫供發(fā)電、灌溉等使用后多余的洪水，快速放水（包括汛前的放空水庫和由于一些特殊情況需要降低水庫的水位），調(diào)節(jié)水庫的蓄水，排放泥砂或漂浮物等。其中泄洪建筑物是保障大壩的安全可靠和充分發(fā)揮水庫綜合效益的關(guān)鍵，是水利水電樞紐工程中的非常重要的組成部分。泄洪

32、建筑物安全泄洪的主要體現(xiàn)在兩個方面：泄洪建筑物在泄放高速水流和消能過程中的自身安全；消能后使水流能妥善地與下游河道聯(lián)接，不會引起壩后下游地區(qū)嚴(yán)重的沖刷。 泄水建筑物型式主要有河床溢洪道，岸邊溢洪道，泄水遂洞等。河床溢洪道一般是指在壩身設(shè)置的泄水建筑物，其型式又有從壩頂溢流，即表孔溢流，或在壩身開設(shè)大孔口溢流和在壩身設(shè)置的泄水孔泄水等。岸邊溢洪道包括正向進水的正槽式溢洪道和側(cè)向進水的側(cè)槽式溢洪道等。1.1 表孔溢流 （1）重力壩樞紐中的表孔溢流結(jié)構(gòu)型式（圖3-1）圖3-1 重力壩樞紐中的表孔溢流結(jié)構(gòu)型式優(yōu)點：除渲泄洪水外，也能用于排除冰凌和漂浮物，孔口不易堵塞。閘門承受的水頭較小，孔口

33、尺寸可以較大，當(dāng)閘門全開時，下泄流量與成正比（為水頭），隨著庫水位的升高，下泄量也迅速增大，故超泄能力大。泄水水流平順。閘門啟閉操作方便，檢查維修方便，工作安全可靠。缺點當(dāng)壩型為拱壩時，由于壩身單薄，需設(shè)置實體泄槽或滑雪道結(jié)構(gòu)，實體的泄槽工程量較大，不經(jīng)濟，而輕型的滑雪道易引起振動，穩(wěn)定性不好；不能提前預(yù)泄洪水，不能滿足排砂，放空水庫等要求，所以常和其它型式的泄水建筑物結(jié)合使用。（2）拱壩樞紐中的表孔溢流的結(jié)構(gòu)型式拱壩樞紐中的表孔溢流的結(jié)構(gòu)型式又可分為三種：自由跌流式（圖3-2）     對于薄的雙曲拱壩或小型拱壩，常采用壩頂自由跌流型式溢洪，溢流頭部一

34、般為非真實標(biāo)準(zhǔn)堰。圖3-2 自由跌流式泄水建筑物（這種溢流型式適用于基巖良好、泄水單寬流量不大、壩高較小、尾水較深的情況。一般要在水流跌入處設(shè)置短護坦，避免下游形成較大較深的沖坑，影響拱壩安全。）鼻坎挑流式（圖3-3）    為了使溢流跌落點離壩腳稍遠(yuǎn)些，在溢流堰頂曲線的末端用反弧連接而形成挑流鼻坎。圖3-3 鼻坎挑流式泄水建筑物（挑流鼻坎多采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)。為了不增加過多的工程量，鼻坎末端與堰頂之間的高差常不大于68m，大約為設(shè)計水頭的1.5倍左右。鼻坎挑角在1025º之間，反弧半徑約等于設(shè)計水頭。這種壩頂溢流型式可采用挑流消能，單寬流量可稍大于自由跌流

35、式采用的單寬流量。廣東省流溪河拱壩樞紐，溢流壩段全長90.86m，布置7孔寬11.5m的表孔，不設(shè)閘門，采用差動式高低鼻坎（三孔高坎，坎頂高程230m，四孔低坎，坎面高程129m），促使下泄水流在空中對撞消能，在千年一遇洪水位時下泄流量為635m3/s，最大流速18.4m/s。對于重力拱壩，壩體較厚，通過表孔下泄的水流可貼著下游壩面宣泄，并經(jīng)高程較低的鼻坎挑射消能或底流消能，因此允許采用的單寬流量同重力壩。湖南省鳳灘拱壩樞紐，總泄洪流量為26600m3/s·m,是目前世界上拱壩壩身泄洪量最大的表孔溢流形式，設(shè)置13個溢流表孔，安裝寬14m高12m寬的弧鋼型閘門，最大單寬流量為170

36、m3/s·m,采用高低坎挑流（6孔高坎、7孔低坎），促使水流在空中對撞消能，高低坎水流交角為5555º，有效地解決了水流徑向集中問題，消能效果良好。）滑雪道式（圖3-4）  滑雪道是拱壩特有的一種溢洪建筑物，滑雪道泄槽既可與表孔連接，也可與中孔連接。（滑雪道是由與溢（泄）洪壩體相連接的泄槽組成，泄槽常為壩體輪廓以外的結(jié)構(gòu)，用縫與壩體分開。水流過壩后，流經(jīng)滑雪道的泄槽，由泄槽尾端的挑流鼻坎挑出，使水流在空中擴散摻氣。挑流鼻坎一般比堰頂?shù)秃芏啵蚨艟噍^大，可采用較大的單寬流量。）圖3-4 滑雪道泄水建（1）重力壩樞紐中的表孔溢流結(jié)構(gòu)型式（圖3-1）圖3-1

37、 重力壩樞紐中的表孔溢流結(jié)構(gòu)型式優(yōu)點：除渲泄洪水外，也能用于排除冰凌和漂浮物，孔口不易堵塞。閘門承受的水頭較小，孔口尺寸可以較大，當(dāng)閘門全開時，下泄流量與成正比（為水頭），隨著庫水位的升高，下泄量也迅速增大，故超泄能力大。泄水水流平順。閘門啟閉操作方便，檢查維修方便，工作安全可靠。缺點當(dāng)壩型為拱壩時，由于壩身單薄，需設(shè)置實體泄槽或滑雪道結(jié)構(gòu)，實體的泄槽工程量較大，不經(jīng)濟，而輕型的滑雪道易引起振動，穩(wěn)定性不好；不能提前預(yù)泄洪水，不能滿足排砂，放空水庫等要求，所以常和其它型式的泄水建筑物結(jié)合使用。（2）拱壩樞紐中的表孔溢流的結(jié)構(gòu)型式拱壩樞紐中的表孔溢流的結(jié)構(gòu)型式又可分為三種：自由跌流式（圖3-2）

38、     對于薄的雙曲拱壩或小型拱壩，常采用壩頂自由跌流型式溢洪，溢流頭部一般為非真實標(biāo)準(zhǔn)堰。圖3-2 自由跌流式泄水建筑物（這種溢流型式適用于基巖良好、泄水單寬流量不大、壩高較小、尾水較深的情況。一般要在水流跌入處設(shè)置短護坦，避免下游形成較大較深的沖坑，影響拱壩安全。）鼻坎挑流式（圖3-3）    為了使溢流跌落點離壩腳稍遠(yuǎn)些，在溢流堰頂曲線的末端用反弧連接而形成挑流鼻坎。圖3-3 鼻坎挑流式泄水建筑物（挑流鼻坎多采用連續(xù)式結(jié)構(gòu)。為了不增加過多的工程量，鼻坎末端與堰頂之間的高差常不大于68m，大約為設(shè)計水頭的1.5倍左右。

39、鼻坎挑角在1025º之間，反弧半徑約等于設(shè)計水頭。這種壩頂溢流型式可采用挑流消能，單寬流量可稍大于自由跌流式采用的單寬流量。廣東省流溪河拱壩樞紐，溢流壩段全長90.86m，布置7孔寬11.5m的表孔，不設(shè)閘門，采用差動式高低鼻坎（三孔高坎，坎頂高程230m，四孔低坎，坎面高程129m），促使下泄水流在空中對撞消能，在千年一遇洪水位時下泄流量為635m3/s，最大流速18.4m/s。對于重力拱壩，壩體較厚，通過表孔下泄的水流可貼著下游壩面宣泄，并經(jīng)高程較低的鼻坎挑射消能或底流消能，因此允許采用的單寬流量同重力壩。湖南省鳳灘拱壩樞紐，總泄洪流量為26600m3/s·m,是目前世

40、界上拱壩壩身泄洪量最大的表孔溢流形式，設(shè)置13個溢流表孔，安裝寬14m高12m寬的弧鋼型閘門，最大單寬流量為170 m3/s·m,采用高低坎挑流（6孔高坎、7孔低坎），促使水流在空中對撞消能，高低坎水流交角為5555º，有效地解決了水流徑向集中問題，消能效果良好。）滑雪道式（圖3-4）  滑雪道是拱壩特有的一種溢洪建筑物，滑雪道泄槽既可與表孔連接，也可與中孔連接。（滑雪道是由與溢（泄）洪壩體相連接的泄槽組成，泄槽常為壩體輪廓以外的結(jié)構(gòu)，用縫與壩體分開。水流過壩后，流經(jīng)滑雪道的泄槽，由泄槽尾端的挑流鼻坎挑出，使水流在空中擴散摻氣。挑流鼻坎一般比堰頂?shù)秃芏啵?/p>

41、因而挑距較大，可采用較大的單寬流量。）圖3-4 滑雪道泄水建1、2  大孔口溢流 大孔口溢流的特點：在洪水到來之前可以將庫水位迅速放到防洪水位的下限，預(yù)留較多的防洪庫容，降低上游洪水位，從而降低壩高，減少工程量；有胸墻擋水，可減小閘門高度；胸墻多做成固定的，但也有做成活動的，在遇到特大洪水時，將胸墻吊起，變成壩頂溢流，可加大超泄能力，確保樞紐安全。但大孔口溢流下泄流量與成正比（為水頭），超泄能力差；當(dāng)庫水位較高時，由于胸墻的阻攔，不能排泄漂浮物和冰凌。圖3-5 大孔口溢流1、2  大孔口溢流 大孔口溢流的特點：在洪水到來之前可以將庫水位迅速放到防洪水位的下限，預(yù)留較多的防洪

42、庫容，降低上游洪水位，從而降低壩高，減少工程量；有胸墻擋水，可減小閘門高度；胸墻多做成固定的，但也有做成活動的，在遇到特大洪水時，將胸墻吊起，變成壩頂溢流，可加大超泄能力，確保樞紐安全。但大孔口溢流下泄流量與成正比（為水頭），超泄能力差；當(dāng)庫水位較高時，由于胸墻的阻攔，不能排泄漂浮物和冰凌。圖3-5 大孔口溢流圖3-6 丹江口大壩壩身泄水孔1、3  壩身泄水孔 壩身泄水孔（圖3-6）按進水口的高程又分為中孔（進水口淹沒深度小于全水深的40%）和深孔（進水口淹沒深度大于全水深的40%）。當(dāng)適當(dāng)尺寸的孔口對壩體應(yīng)力并無大的影響，利用壩身開孔泄洪可節(jié)省另建溢洪道的投資。(對于拱壩，泄洪中孔

43、一般布置在河床中部的壩段，以便于消能和防沖，工作閘門常設(shè)在出口，這樣不僅便于布置閘門的提升設(shè)備，而且還因為在壩的下游面孔口末端設(shè)置閘墩和挑流坎后，局部加厚了孔口附近的壩體，從而顯著地改善了孔口周邊的應(yīng)力狀態(tài)，對孔底的拱應(yīng)力亦有所改善。以往認(rèn)為拱壩的孔口可能破壞拱壩的整體性，但工程實踐和試驗研究證明了孔口對壩體應(yīng)力場的影響僅限于孔口附近的局部區(qū)域，應(yīng)力集中區(qū)的拉應(yīng)力可能使孔口邊緣混凝土開裂，可在孔口周圍布置受力鋼筋，不致危及壩的整體安全性。考慮到孔口較大時對壩體剖面有較大的削弱及應(yīng)力重分布的影響，孔口附近的壩體宜適當(dāng)加厚。由于拱壩壩體薄，中孔斷面一般采用矩形斷面，不需要在孔口內(nèi)設(shè)置矩形斷面向圓形

44、斷面過渡, 圓形斷面再向矩形斷面過渡的漸變段。)圖3-7 拱壩泄洪中孔拱壩壩身中孔當(dāng)水流過壩后需要進行合理選型和布置，如設(shè)置滑雪道泄槽等。深式泄水孔可以根據(jù)孔內(nèi)流態(tài)分為有壓和無壓兩類。有壓泄水孔泄水時，整個泄水孔都處于滿流承壓狀態(tài)，無壓泄水孔泄水時，除進口有一段壓力短管外，其余部分處于明流狀態(tài)。深式泄水孔可用于多種用途，如向下游供水、預(yù)泄洪水騰空防洪庫容、放空水庫、排除淤沙以及解決施工中的后期導(dǎo)流問題。深式泄水孔的缺點是下泄流量與成正比（為水頭）超泄能力較??；由于閘門承受的水頭較高，操作、檢修都比較復(fù)雜。 圖3-8 深式泄水孔示意圖1、4  岸邊溢洪道 多用于土石壩樞紐和在狹谷中建造

45、的混凝土壩樞紐，特別是支墩壩和輕型壩，當(dāng)泄水量大而壩身泄水設(shè)施難以滿足時，也可以建造河岸溢洪道。 岸邊溢洪道（圖3-9 ）的結(jié)構(gòu)特點：圖3-9 岸邊溢洪道一般采用地面開敞式溢洪道，它具有較大的超泄能力，即泄水能力會隨水庫水位的升高而迅速增加，從而可減小洪水翻壩漫頂?shù)目赡苄浴ｉ_敞式溢洪道檢查維護方便，運用安全可靠?？沙浞掷玫匦蔚刭|(zhì)條件，減少開挖的土石方量和混凝土襯砌工程量。 為了減少開挖工程量，采用岸邊溢洪道的型式，一般需要有建筑溢洪道的埡口地形條件。 圖3-10 泄水隧洞進水口1、5  泄水隧洞 按洞內(nèi)水流流態(tài)分為有壓隧洞和無壓隧洞兩種類型。泄水隧洞的優(yōu)點：可以把流量送到下游較遠(yuǎn)的

46、部位。可以利用導(dǎo)流隧洞改建（但導(dǎo)流隧洞高程過低時，改建有困難，而容易在反弧段發(fā)生氣蝕破壞）?？梢暂^方便地采用窄縫式鼻坎等各種挑流消能措施。泄水隧洞缺點：下泄流量與成正比（為水頭）超泄能力較小。開挖隧洞后改變了圍巖原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，會在孔洞附近引起應(yīng)力重分布，產(chǎn)生變形，常需設(shè)置臨時性支護和永久性襯砌以保安全其進口高程都在水下較低處，承受較大的內(nèi)水壓力和外水壓力，洞身和襯砌必須有足夠的強度，體型也必須盡量與流態(tài)相適應(yīng)，以免產(chǎn)生局部負(fù)壓，引起振動、空蝕等破壞現(xiàn)象與地面建筑物相比，隧洞的施工場地狹窄，物料運輸困難，作業(yè)干擾較大地下施工，發(fā)生事故的可能性較大，改建和加固困難，施工工序較多。泄洪建筑物安

47、全泄洪的主要內(nèi)容，概括起來可包括兩個方面：泄洪建筑物在泄放高速水流和消能過程中的自身安全；消能后使水流能妥善地與下游河道聯(lián)接，不會引起壩后下游地區(qū)嚴(yán)重的沖刷。2.  泄水建筑物的孔口尺寸擬定 泄水建筑物的孔口尺寸是通過對設(shè)計（校核）洪水標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的洪水過程進行調(diào)洪演算后確定。通過調(diào)洪演算可以確定水利水電樞紐工程的主要工程特性：（1）泄水建筑物的孔口尺寸。（即溢流壩（溢洪道）的堰頂高程和溢流壩（溢洪道）的寬度。）（2）最高洪水位。（最高洪水位包括設(shè)計洪水位和校核洪水位。最高洪水位決定著大壩的高度、總工程量及上游的淹沒狀況。）（3）最大下泄流量。（最大下泄流量涉及到下游的消能防洪問題。）

48、2.1 調(diào)洪演算的基本原理及計算方法水庫調(diào)洪演算的基本公式是建立在水庫水量平衡基礎(chǔ)上的。水庫在某一時段內(nèi)入庫流量、出庫流量和水庫蓄水量的變化列出水量平衡方程式（3-1）表示。     （3-1）   式中，計算時段長度，；         t時段初、末的入庫流量，；         t時段初、末的出庫流量，；      

49、0;  t時段初、末水庫蓄水量，。求解水量平衡方程的方法有試算法和單輔助線法。 將（3-1）移項可得：             （3-2）   式中，為t時段初、末的入庫平均流量，當(dāng)已知水庫入庫洪水過程線時，為已知，則是計算時段t開始的初始條件，式中僅為t時段末的未知值，由上式可以看出是的函數(shù)，故可將與之間的對應(yīng)關(guān)系繪制成調(diào)洪輔助曲線，因上式兩端都有，只需繪制一條輔助線就能求解，故稱單輔助線法。2、2  水庫的調(diào)洪演算及需要考

50、慮的問題   水庫的調(diào)洪演算一般需要有以下步驟：（1）收集計算基本資料調(diào)洪演算計算基本資料包括設(shè)計和校核洪水過程線、水庫水位容積曲線、河道水位流量曲線、上游最高限制淹沒水位、下游河道最大的允許下泄流量、起調(diào)水位等。（2）初步擬定幾組的泄水建筑物的孔口尺寸水庫在某一時段內(nèi)的出庫流量與樞紐工程的泄水建筑物的孔口尺寸有關(guān)，為完成水庫的水量平衡計算，需要首先擬定泄水建筑物的孔口尺寸。由于在擬定其孔口尺寸之前，并不知道怎樣的孔口尺寸能滿足樞紐工程的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)，因此需要擬定幾組的泄水建筑物的孔口尺寸方案進行調(diào)洪計算，根據(jù)計算結(jié)果選擇滿足工程要求的泄水建筑物的孔口尺寸。當(dāng)泄水建筑物的型式采用開敞

51、式的河床溢流壩（或河岸溢洪道），則需要擬定幾組溢流壩（或溢洪道）的堰頂高程和溢流壩（溢洪道）的前沿凈寬。當(dāng)泄水建筑物的型式采用壩身泄水孔，則需要擬定幾組泄水孔的進口高程和泄水孔的孔口尺寸。如果是進行導(dǎo)流建筑物斷面尺寸的確定，則需要擬定幾組導(dǎo)流明渠的斷面尺寸或?qū)Я魉矶吹臄嗝娉叽?。?）繪制下泄流量與水庫水位的關(guān)系曲線根據(jù)擬定的孔口尺寸及基本資料，繪制相應(yīng)的下泄流量與水庫水位的關(guān)系曲線。（4）調(diào)洪演算求解設(shè)計或校核洪水位和最大下泄流量采用試算法或單輔助線法，求解不同孔口尺寸條件下的設(shè)計或校核洪水位和最大下泄流量。根據(jù)求解的最高洪水位、最大下泄流量及工程規(guī)劃時的限制條件，可以判斷是否超過上游淹沒限制

52、條件，是否符合河道下游防洪要求。（5）技術(shù)經(jīng)濟比較確定泄水建筑物的孔口尺寸調(diào)洪演算完成后，需要通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定泄水建筑物的孔口尺寸。選定的孔口尺寸應(yīng)滿足上游淹沒限制條件和符合下游防洪要求的泄水建筑物的孔口尺寸，由此也就確定所設(shè)計工程的設(shè)計洪水位和校核洪水位。初步選定的孔口尺寸一般包括閘孔口總凈寬和堰頂高程，由于受擋水閘門的寬度有限，最后還需要對閘孔口總凈寬進行分孔，確定每孔凈寬及孔數(shù)。（一般：從運行角度分析，閘孔孔數(shù)多、孔口小且孔數(shù)為單數(shù)便于靈活調(diào)度和對稱開啟。從工程量及投資分析，在金屬結(jié)構(gòu)方面，閘門及埋件總重量隨孔數(shù)的增加而略有增加，相應(yīng)啟閉設(shè)備總重則基本相同；在土建方面，隨孔數(shù)增加，閘

53、墩數(shù)增加，閘孔口總寬度增加，相應(yīng)各方案開挖量、混凝土量及鋼筋量均逐漸加大；在工程投資方面，隨孔數(shù)增加,工程投資增大。此外，隨孔數(shù)增加，整個泄水建筑物所需要的寬度增加，當(dāng)河床寬度不夠時，勢必增加兩岸山體的開挖工程量。）調(diào)洪演算時應(yīng)考慮的問題：（1）起調(diào)水位的確定起調(diào)水位一般為正常水位或汛前限制水位。當(dāng)上游來水量小于正常水位或汛前限制水位閘門全開時的泄量時，由閘門控制，來多少流量，泄多少流量，不進行調(diào)蓄計算。（2）起調(diào)時刻起調(diào)時刻為當(dāng)上游來水流量等于正常水位或汛前限制水位閘門全開的泄量時，閘門全開，開始進行調(diào)洪演算。（3）參加泄洪調(diào)蓄的建筑物對所設(shè)計的樞紐工程應(yīng)分析其中參加泄洪調(diào)蓄的建筑物，如在繪

54、制下泄流量與水庫水位的關(guān)系曲線時，是否應(yīng)計入電站機組發(fā)電流量，放空建筑物是否參加泄洪調(diào)蓄等。（4）上游最高淹沒限制水位上游最高淹沒限制水位涉及到上游淹沒、移民搬遷諸多問題，梯級開發(fā)的水電站還受到上一級發(fā)電尾水的限制，應(yīng)根據(jù)河流開發(fā)規(guī)劃確定的上游最高淹沒限制水位。（5）下游河道允許的安全泄量根據(jù)下游河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定泄水建筑物的最大安全泄量，以作為選擇泄水建筑物的孔口尺寸的限制條件。2、3  初步擬定泄水建筑物的孔口尺寸為避免在初步擬定泄水建筑物的孔口尺寸時的盲目性，對采用開敞式溢流壩（溢洪道）的泄水建筑物形式的可按如下方法初步擬定其孔口的尺寸。2.3.1 溢流壩（溢洪道）孔口總凈寬

55、溢流壩（溢洪道）孔口總凈寬可按（3-3）式初步擬定。B=Q/q          （3-3）式中，Q滿足下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)的允許最大下泄流量，。q由壩址地質(zhì)條件確定的允許單寬流量，。工程上常采用的單寬流量為：對于軟弱巖石或裂隙發(fā)育的巖石，q=2050m3/(s·m)；對于較好的巖石，q=5080 m3/(s·m)；對于堅硬的巖石，q=100130 m3/(s·m)。近年來，隨著壩下消能措施的不斷改善，單寬流量有逐漸加大的趨勢，如漢江的安康水電站，最大壩高128m，最大下泄流量3

56、5700，采用寬尾墩和消力池聯(lián)合削能，單寬流量達(dá)250 m3/(s·m)。2、3、2  初步擬定溢流壩（溢洪道）的堰頂高程 采用較低的堰頂高程，校核洪水位及壩頂高程也可降低，一般：隨著堰頂高程的下降，閘門高度增高，閘門金屬結(jié)構(gòu)量增大，投資相對增加。隨著堰頂高程的下降，壩頂高程在一定范圍內(nèi)可以適當(dāng)降低，壩體混凝土工程量也有所減少。隨著堰頂高程的下降，泄洪流量增大，下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)降低。因此需要通過綜合考慮確定堰頂高程?？梢圆捎茫?-4）式初步擬定堰頂高程（圖3-11），再通過調(diào)洪演算和工程的具體情況進行調(diào)整。初步擬定的最大泄水水頭：    &

57、#160;             （3-4）圖3-11 堰頂高程計算簡圖Q滿足下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)的允許最大下泄流量，。B初步擬定孔口總凈寬，。     m流量系數(shù)。   側(cè)收縮系數(shù)。   g重力加速度，9.81m/s2。初步擬定堰頂高程 = 工程規(guī)劃確定的最高限制淹沒水位最大泄水水頭 2、4  調(diào)洪演算算例某水庫的泄洪建筑物為開敞式的河岸式溢洪道，溢洪道堰頂高程為116m，相應(yīng)的庫容為2

58、47×10m，溢洪道頂寬B=45m，流量系數(shù)，設(shè)計洪水來臨時庫水位與溢洪道堰頂齊平。設(shè)計洪水過程線如表3-1示。水庫水位容積關(guān)系曲線如表3-2，取t=12小時。表3-1                     某水庫設(shè)計洪水過程線（）時間t(小時)01224364860728496流量Q(m/s)1014071027913165321510 表3-2  &#

59、160;                  某水庫水位容積（）關(guān)系曲線庫水位 (m)7580859095100105115125135容積(10m)0.54.010.023.045.077.5119234401610（1）推求水庫曲線，根據(jù)擬定的泄水建筑物型式和尺寸，按，計算各種水位情況下的，查曲線可得各水位的，由此表3-3繪制曲線（圖3-12）。表3-3     &

60、#160;              某水庫曲線水位（m）116118120122124126水頭（m）0246810下泄流量（m3/s）10214586106816382280庫容（106 m3）247276307340378423圖3-12  某水庫水位容積泄流量關(guān)系曲線（2）由，繪制輔助曲線，列于表3-4中。為了減少計算的數(shù)值大小，中的采用了溢洪道堰頂以上的庫容。由表3-4可繪制單輔助線如圖3-13表3-4 某水庫調(diào)洪輔助曲線計算表 (m)

61、 (m)(10m) (10m)  (m/s)     (m/s) (m/s)(m/s)116024700105511712621534882413891182276296722141077791193291441020384192121212043076013905862931683                      圖3-13 某水庫單輔助線（3）對于第一時段，Q=10m/s、Q=140m/s、m/s、q=10m/s、m/s，代入式，便可求得m/s，以此查圖3-4可得q=18m/s。對于其他時段，計算方法完全一樣