首页 百科知识 取水枢纽布置

取水枢纽布置

时间:2022-10-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:在该阶段作为宏观决策,关键是不能疏漏重大地质问题,对重大地质问题要有正确的定性判断,以便决定坝址的取舍或定出防护处理的措施,或在坝型选择和枢纽布置上设法适应坝址的地质条件。坝址地形条件必须满足开发任务对枢纽布置的要求。

第9章 水利枢纽布置

【学习重点】

目标:掌握水利枢纽的设计阶段和布置要求;理解蓄水枢纽及取水枢纽的功能、组成、类型及适用条件;了解各水工建筑物对枢纽布置的要求及影响。

重点:水利枢纽的组成、类型及适用条件、设计阶段和布置要求,理解蓄水枢纽及取水枢纽的布置规律;水工建筑物对枢纽布置的要求及影响。

9.1 设计阶段的划分和枢纽布置要求

为综合利用水资源,发展防洪、灌溉、发电、航运、工业及民用供水、养鱼等水利事业,需要修建不同类型和功能的水工建筑物。水利枢纽布置就是研究这些建筑物之间的相互位置,是枢纽设计中的一项重要的、繁重而复杂的工作。枢纽布置是否合理,不仅影响到工程的造价和能否顺利地按期完成,还关系到工程运用是否安全和工程效益能否充分发挥。所以,枢纽布置必须在充分掌握基本数据的基础上进行综合分析,做多个方案进行比较,选出最优方案。

9.1.1 水利枢纽的设计阶段

(1)预可行性研究阶段

在流域综合利用规划、河流(河段)水电规划和电网规划基础上进行的设计阶段为预可行性研究阶段。其任务是论证拟建工程在国民经济发展中的必要性、技术可行性、经济合理性。其主要内容包括:河流概况及水文气象等基本资料的分析;工程地质与建筑材料的评价;工程规模、综合利用及环境影响的论证;初拟坝址、厂址及引水系统线路;初步选择坝型、电站、泄洪、通航等主要建筑物的基本形式与枢纽布置方案;初拟主体工程的施工方法、施工总体布置及工程总投资估算、工程效益的分析和经济评价等。

预可行性研究阶段的成果将为国家和有关部门作出投资决策提供基本依据。

(2)可行性研究阶段

可行性研究阶段的任务是进一步论证拟建工程的技术可行性和经济合理性,并解决工程建设中重要的技术经济问题。其主要设计内容包括:对水文、气象、工程地质及天然建筑材料等基本资料作进一步分析与评价;论证本工程及主要建筑物的等级;进行水文水利计算,确定水库的各种特征水位及流量,选择电站的装机容量、机组机型和电气连接线以及主要机电设备;论证并选定坝址、坝轴线、坝型,确定枢纽总体布置和其他主要建筑物的形式和控制性尺寸;选择施工导流方案,进行施工方法、施工进度和总体布置的设计,提出主要建筑材料、施工机械设备、劳动力、供水、供电的数量和供应计划;提出水库移民安置规划;提出工程总概算,进行技术经济分析,阐明工程效益。最后提交可行性研究报告文件,包括文字说明和设计图纸及有关附件。

(3)招标设计阶段

招标设计阶段是在批准的可行性研究报告的基础上,详细制定出总体布置和各建筑物的轮廓尺寸、材料类型、工艺要求和技术要求等。要求做到可以根据招标设计图较准确地计算出各种建筑材料的规格、品种和数量,混凝土浇筑、土石方填筑和各类开挖、回填的工程量,各类机械电气和永久设备的安装工程量等。

根据招标设计图所确定的各类工程量和技术要求及施工进度计划,进行施工规划,并编制出工程概算以作为编制标底的依据。编标单位可以据此编制招标文件,包括合同的一般条款、特殊条款、技术规程和各项工程的工程量表。施工投标单位也可据此进行投标报价和编制施工方案及技术保证措施。

(4)施工详图设计阶段

施工详图设计阶段是在招标设计的基础上,对各建筑物进行结构和细部构造设计,最后确定地基处理方案,确定施工总体布置及施工方法,编制施工进度计划和施工预算等,并提出整个工程分项分部的施工、制造、安装详图。

施工详图是工程施工的依据,也是工程承包或工程结算的依据。

9.1.2 水利枢纽的布置要求

枢纽布置是从若干具有代表性的枢纽布置方案中选择一个最优方案,最终达到技术上先进且可靠、经济上合理、施工期短、运用安全、管理维修方便等要求。这是个复杂而繁重的工作,且十全十美的方案很少,必须对各个方案具体分析,全面论证,综合比较,慎重选定。

(1)运用方面

枢纽布置应满足各建筑物在布置上的要求,并应避免运行时相互干扰,确保各建筑物在任何工作条件下都能正常工作。

(2)施工方面

枢纽布置应同时考虑合理选择施工导流的方式、施工程序和标准,合理选择主要建筑物的施工方法。工程实践证明,在某种情况下,配合得当不仅能方便施工,还能使部分建筑物提前发挥效益(提前蓄水、发电等)。

(3)环境方面

水利枢纽的兴建将使周围环境发生明显的改变。大型水库的修建为发展水电、农业灌溉、供水、养殖、旅游等事业创造了有利条件,同时也带来了不利的影响。水利枢纽布置要求尽量避免或减轻对周围环境的不利影响,如减轻对上游的淤积、减小淹没损失、降低对下游河床冲刷等,同时还要注意建筑物的美观,使枢纽的外观与周围环境协调一致。

枢纽布置应在满足安全和运用管理要求的前提下,尽量降低枢纽总造价和年运行费用。如有可能,应考虑使一个建筑物能发挥多种作用。应对枢纽建筑物进行优化设计或采用先进的技术、工艺和材料。例如,结合实际条件尽量选用双曲拱坝、面板堆石坝、碾压混凝土坝等新坝型。

9.2 蓄水枢纽布置

9.2.1 坝址和坝型选择

坝址、坝型选择和枢纽布置关系密切,不同的坝轴线可选用不同的坝型和枢纽布置,对同一条坝轴线,也可采用几种坝型和枢纽布置方案。在优选坝址、坝型时,一般应考虑以下几个因素:

(1)地质条件

地质条件是建库建坝的基础,是衡量坝址优劣的重要条件之一,在某种程度上决定着枢纽工程的结构和投资。在该阶段作为宏观决策,关键是不能疏漏重大地质问题,对重大地质问题要有正确的定性判断,以便决定坝址的取舍或定出防护处理的措施,或在坝型选择和枢纽布置上设法适应坝址的地质条件。一般情况下,拱坝对两岸坝基地质条件要求较高,重力坝或支墩坝次之,土石坝要求最低;高坝要求较严格,低坝要求较低。坝址选择还必须对区域地质稳定性及库区的渗漏、库岸塌滑、岸坡及山体稳定等地质条件作出评价。

(2)地形条件

坝址地形条件必须满足开发任务对枢纽布置的要求。一般说来,坝址河谷狭窄,坝轴线短,坝体工程量较小,但河谷太窄则不利于泄水建筑物、发电建筑物、施工导流及施工场地的布置,是否经济应根据枢纽总造价来衡量。通常,河谷两岸有适宜的高度和必需的挡水前缘宽度时,则对枢纽布置有利。对于多泥沙河流及有漂木要求的河道,应注意坝址位置对取水、防沙及漂木是否有利。对于通航河道,还应考虑通航建筑物的布置。对坝址上游,希望河谷开阔,争取在淹没损失较小的情况下获得较大库容。

坝址地形条件还应与坝型相互适应,拱坝要求河谷窄狭,土石坝要求河谷宽阔、岸坡平缓,坝址附近或库区内有高程合适的天然山垭口,可供布置河岸式溢洪道,以及坝址附近有开阔的地形,便于布置施工场地。

(3)建筑材料

坝址附近应有数量足够、质量符合要求的建筑材料,应便于开采、运输,且施工期间料场不会被淹没。

(4)施工条件

坝址和坝型选择要考虑易于施工导流,施工交通运输、能源供应及便于布置施工场地。

(5)综合效益及环境影响

对不同坝址要综合考虑防洪、灌溉、发电、通航、过木、城市和工业用水、渔业及旅游等各部门的经济效益,并考虑兴建水库后,原来的陆相地表和河流型水域变为湖泊型水域,改变了地区自然景观,对自然生态和社会经济产生多方面的环境影响。其有利的是发展了水电、灌溉、供水、养殖、旅游等水利事业和消除了洪水灾害、改善气候条件等。但是,也会带来淹没损失、浸没损失、土壤沼泽化、水库淤积、诱发地震、生态平衡受到破坏及造成下游冲刷、河床演变等不利影响。虽然水库对环境的不利影响与其社会、经济效益相比是次要的,但处理不当也可能造成严重的后果,故在进行水利规划和坝址选择时,必须进行认真研究。

9.2.2 各种水工建筑物对枢纽布置的要求

(1)挡水建筑物和泄水建筑物

一般情况下,挡水建筑物在平面上都布置成直线形(拱坝除外),以使坝轴线最短,坝身体积最小,简化建筑物的受力状态,有利于相邻建筑物的连接。但有时受地质、地形条件的限制,有的坝轴线也布置成折线或曲线形。

泄水建筑物包括溢流坝、河岸溢洪道、泄水孔及泄水隧洞等。溢流坝是挡水建筑物的一部分,溢流坝的进水方向应与上游来水主流方向一致,其下泄水流方向也要与河流轴线一致,以保持上、下游河流的自然情况不受或少受破坏。由于溢流坝的下泄水流速度较快,往往在下游形成回流,引起冲刷和淤积,影响发电、通航、过木等建筑物的运行。为了减少溢流坝泄水对其他建筑物的运行干扰,常在溢流坝的端部设置导墙与其他建筑物隔开。当溢流坝与土石坝连接时,还应设法避免坝前水流对端部的冲刷及下游回流对坝脚的冲刷。

岸边式溢洪道应尽量布置在高程较低的垭口处。要求进口水流平顺,溢流堰及泄槽的布置要结合地形、地质条件及水流条件综合考虑,出口除应采用适当的消能外,还应防止对水电尾水及航道出口的干扰。

泄洪隧洞的布置主要取决于地形、地质、施工及枢纽布置等条件。进口应力求使水流平顺,出口布置应注意消能及防止对其他建筑物的影响。

(2)水电站建筑物

水电站建筑物对枢纽布置的要求主要是保证足够的引水量,水头损失应尽量小。为此,电站通向上、下游的水道应尽量短;进出口水流应尽量平顺,同时避免溢流坝下泄水流对电站尾水产生壅水。电站厂房应布置在基础好、可以最先施工的位置上,以便早日投入运行。电站最好靠近有交通线的一岸,以便于施工与管理。

(3)取水建筑物

取水建筑物在枢纽中的位置视灌区或用水部门位置而定,尽量避免使用跨河建筑物。如两岸都有灌区,则取水口应分别布置在两岸。取水口的高程应保证取得所需的水量和适应灌区高程的要求,避免泥沙进入管道。

(4)通航建筑物

船闸的布置应能使船只顺利通航,有足够的过船能力。引航道应有足够的宽度和水深,并与原河道平顺连接。通常,船闸与溢流坝、水电站并列布置,为了避免相互干扰,船闸宜与电站厂房分别布置于两岸,并应便于安排交通线路和布置停船码头。

筏道的布置要求基本上与船闸相似。筏道也应布置在水电站的对岸,以免漂浮木材对电站进水口和尾水带来危害。在筏道的上游应布置绑扎木材的停泊场所。当枢纽中有船闸时,也可以不设筏道,而由船闸过筏。

过鱼建筑物应根据鱼类的习性进行布置,要求能诱导鱼类顺利到达过鱼建筑物的入口并安全游到上游。

9.2.3 蓄水枢纽布置举例

修建在河流中下游的丘陵或平原地区的水利枢纽一般是位于河床坡度平缓、河谷宽阔的河段上,其主要建筑物是拦河闸(坝),由于其上下游水头差不大,称作中、低水头水利枢纽。此时,挡水建筑物可建在岩基或软基上,由于地形开阔,通常是将挡水建筑物、过坝建筑物、泄水建筑物和电站厂房一字摆开。枢纽布置的关键是妥善处理好泄洪消能及防淤排沙问题。

长江葛洲坝水利枢纽是我国在长江干流上修建的第一座大坝,位于三峡出口南津关下游2.3km处,下距宜昌市约6km。枢纽的主要任务是对三峡水电站进行反调节,解决未来三峡水电站调节不稳定流对下游航道及宜昌港的不利影响及发电。主体建筑物有泄水闸、船闸、电站厂房、冲沙闸及挡水坝段等,如图9.1所示。枢纽总库容15.8亿m3,最大闸坝高47m,大坝全长2595m。电站总装机容量271.5万kW。1,2号大型船闸可通过万吨级货驳船及客轮,是世界最大船闸之一。葛洲坝工程坝址处河宽2200m。江中有葛洲坝和西坝两座小岛自右向左将长江分为大江、二江和三江。

图9.1 长江葛洲坝水利枢纽布置

1—土石坝;2—3号船闸;3—三江冲沙闸;4—三江混凝土坝;5—2号船闸;6—混凝土坝;
7—二江电站;8—左导墙;9—泄水闸;10—右导墙(纵堰);11—大江电站;12—1号船闸;
13—大江冲沙闸;14—右岸土石坝;15,16—开关站;17,18—防淤堤;19,20—导沙坎

大江是主河槽,二、三江枯水期断流。其坝址地形条件和水文条件的主要问题是,长江出南津关后自东转向南流,南津关以上峡谷河宽约300m到坝址处急剧扩展至2200m,水流流速减缓,向下至宜昌市江面又缩至800m。坝址又位于河流弯道,泥沙较多,如枢纽布置不当,将淤塞航道和影响发电。因而,在枢纽布置时,首先应适应长江河势,妥善安排好主流位置,以利于通航、发电、排沙和泄洪。

经过多种方案比较和水工、泥沙模型试验,最后确定枢纽布置如下:挖掉江中葛洲坝,将枢纽中的关键建筑物即七孔泄水闸居中布置在正对主流的深槽位置,以利于泄洪、排沙和满足河势要求。在上游,左右各设置一道防淤堤,既可束窄主流河道,有利于拉沙、稳定主槽和消除回流淤积,又能在两侧形成与主流分开的三江和大江两条独立的人工航道(大江下游并设导航墙)。在大江航道中设有1号大型船闸,二江航道中设有2号和3号大、中型船闸各一座。为防止上游航道淤积,在大江航道1号船闸右侧布置9孔泄洪冲沙闸;在三江航道2,3号船闸之间布置6孔泄洪冲沙闸一座,在需要时可开闸拉沙、冲沙。为提前发挥发电效益,将枢纽电站分设在大江、二江两处,二江电站装机容量为2台17万kW和5台12.5万kW的机组,大江电站装机容量为14×12.5万kW。第一期工程建二江电站,使其提前投产发电。为防止厂前泥沙淤积和减少粗砂通过水轮机,在两座厂房进水口上游均布置了导沙坎,进水口下部设置了排沙底孔。在西坝和大江右岸,分别布置了220kⅤ和500kⅤ开关站。

该工程坝址的主要工程地质问题是坝基存在着黏土岩类软弱夹层,其抗剪强度低,且产状和倾角对抗滑和抗渗透均不利。因而,沿夹层的深层滑动是闸室抗滑稳定的控制条件。此外,地层中还存在规模较大的缓倾角断层所构成的强透水带,亦需处理。对抗滑稳定的加固措施,曾研究过多种方案,并对泥化夹层进行了野外大型抗力体试验,经分析比较,最后采用防渗板、混凝土齿墙、尾岩抗力(部分抗力体还加设钢筋混凝土加固桩)和加强防渗排水等综合性阻滑措施。

对于溯河洄游性鱼类中珍稀的中华鲟鱼的保护问题,经长期的调查、研究和试验,证明中华鲟鱼已适应了环境的变化,在坝下进行了有效的自然繁殖,同时辅以人工繁殖放流后,可取得良好效果。

实践证明,虽然葛洲坝工程坝址的地形、水文和地质条件比较复杂,并有重大地质缺陷,但采用了合理的优化设计方案和地基处理措施,枢纽布置非常成功。

9.3 取水枢纽布置

取水枢纽的作用是把河流中的水引入管道,以满足灌溉、发电、工业及生活用水等需要。由于取水枢纽一般位于引水管道首部,故又称渠首工程。取水枢纽布置的基本要求是满足引水流量、控制水位并防止或减少有害泥沙进入渠道。

9.3.1 取水枢纽的种类

取水枢纽分为无坝取水枢纽和有坝取水枢纽两种类型。

无坝取水枢纽是一种最简单的引水方式,在河道上选择适宜的地点开渠并修建必要的建筑物引水,称无坝取水枢纽。其优点是工程简单、投资少、施工容易、工期短及收效快,而且不影响航运、发电及渔业,对河床演变影响小。通常由进水闸、冲沙闸、沉沙池、河道整治建筑物及泄水排沙渠等组成。无坝取水枢纽在大江、大河的下游或山区河流上采用较多。

当河道水量比较丰富,但水位较低,不能自流灌溉,或引水量较大,无坝取水不能满足要求时,则应修建拦河坝(闸),以抬高水位,保证引取灌溉所需的流量。通常由溢流坝(亦称壅水坝)或拦河闸、进水闸、防沙冲沙措施、船闸、鱼道、电站等组成。其优点是引水保证率高,而且不受引水率限制,在我国被广泛采用。

9.3.2 取水枢纽布置中的泥沙问题

取水枢纽必须避免管道淤积、建筑物及设备磨损等危害。在多泥沙河流上引水,对泥沙处理的好坏,可能成为工程成败的关键。

泥沙的分布规律是水流的表层泥沙少而颗粒细,底层多而颗粒粗。水流具有挟带泥沙的能力,流速越大,挟带泥沙的能力越大。当水中含沙量小于挟带泥沙能力时产生冲刷,当水流中含沙量大于其挟沙能力时就产生淤积。

天然河道都是弯曲的,对于土质河床,由于流量的随机性、地形及地质的千差万别,只有10%~20%的直线段河道能保证其在不冲、不淤的稳定状态,而弯道均处于冲淤演变、摆动状态。其泥沙与弯道的关系如图9.2所示。

图9.2 泥沙与弯道的关系

根据弯道环流的特性,引水枢纽应布置在凹岸,引取表层较清水流,有效防止泥沙入渠,并可防止引水口被淤积,保证引水量要求。如果没有天然弯道可以利用,则可以采取工程措施,创造凹岸引水条件,使横向环流有利于引水防沙,或控制不利环流的影响范围,以减轻泥沙危害的程度。

9.3.3 取水枢纽布置的要求

①取水口处河床及河岸稳定性要好。河床河岸坚固稳定,可以减少护岸工程量,降低工程造价;可以防止河道主流偏离取水口,使引水通畅,保证引水数量和质量。

②适应河水涨落变化。枯水期应能保证取水设计流量,洪水期应保证引水质量及工程安全。洪水期水流含沙量大、水位高,必须采取防洪防沙措施。

③保证正常引水。在多泥沙河流上的取水枢纽,有时要在运用期进行冲洗泥沙,但是要做到不间断供水,并保证推移质不进入管道。寒冷地区的取水枢纽,在冬季取水时,一是要保证冰盖下能引水,二是要防止冰冻或浮冰对建筑物的危害。

9.3.4 无坝取水枢纽布置

(1)弯道凹岸取水枢纽

在河床稳定、河岸土质坚固的凹岸,当引水量小于河道流量的25%~35%时,可以采用这种布置形式。一般由进水闸、拦沙坎、引水渠及沉沙设施等建筑物组成,如图9.3所示。

图9.3 横向环流

1)进水闸

其作用是控制入渠水流,一般布置在引水口处,应尽量减少引渠的长度,以减小水头损失和减轻清淤工程量。引水口两侧的土堤应为喇叭口形状,以使入渠水流平顺,避免出现旋涡,减少水头损失。进水闸的中心线与河道水流所成的夹角叫引水角。一般应为锐角,通常为了使水流平顺而增大引水量,常采用35°~45°,进水闸堰顶高程应高于河床1.0~1.5m,与干渠渠底齐平或略高于渠底。

2)拦沙坎

其作用是用来加强天然河道环流,使底沙顺利排走,一般布置在引水口的岸边。坎顶高出渠底的高度为0.5~1.0m。

3)沉沙设施

沉沙设施一般布置在进水闸后面适当的地方。通常将总干渠加宽加深而成沉沙池,也可建成厢形的,或利用天然洼地布置成条渠沉沙。

(2)导流堤式取水枢纽

在不稳定的河流上及山区河流坡降较陡,引水量较大的情况下,采用导流堤式渠首来控制河道流量,保证引水。导流堤式渠首由导流堤、进水闸及泄水冲沙闸等建筑物组成。

导流堤的作用是束窄水流,抬高水位,保证进水闸能引取所需要的水量。导流堤轴线与主流方向夹角成10°~20°,向上游延长,接近主流。

进水闸与泄水排沙闸的位置一般按正面引水排沙的形式布置,如图9.4(a)所示,进水闸轴线与河流主流方向一致,冲沙闸轴线多与水流方向成接近90°的夹角,以加强环流,有利于排沙。当河流来水量较大,含沙量较小时,也可按侧面引水、正面排沙的形式布置,如图9.4(b)所示,泄水排沙闸方向与水流方向一致,进水闸的中心线与主流方向成30°~40°角为宜。

图9.4 凹岸取水枢纽

1—拦沙坎;2—引水渠;3—进水闸;
4—东沉沙渠;5—西沉沙渠

(3)引水渠式取水枢纽

为了便于冲沙闸的水流归入原河道,可将进水闸布置在离河岸较远的地方,如图9.5所示。这种布置形式还可防止河岸冲刷变形,保证取水枢纽建筑物的安全。

图9.5 导流堤式取水枢纽

引水渠可适当加宽加深兼作沉沙池之用,但引水渠在冲沙时应有足够的冲洗水头,以达到水力冲洗泥沙的目的。

进水闸前设有拦沙坎及冲沙闸。冲沙闸的底板高程低于进水闸底板0.5~1.0m。冲沙闸的中线与引水渠水流方向成30°~60°夹角,以便利用侧面排沙产生的横向环流减少泥沙进入干渠。

(4)多首制取水枢纽

在不稳定的多泥沙河流上,采用一个引水口时,常常由于泥沙的淤塞而不能引足所需的水量,严重时甚至使渠首废弃,这时应采用多首制渠首。

多首制渠首一般设有2~3条引水渠,各渠相距1~2km,甚至更远些。洪水期仅从一引水口引水,其余引水口关闭。枯水期,由于水位较低,则由几个引水口同时引水,以保证引取所需水量。在图9.6所示的布置中有3条引水渠与进水闸相连。其优点是:某一个引水口淤塞后,可由其他引水口进水,不致停止供水;引水渠淤积后,可以轮流清淤、引水。其主要缺点是清淤工作量大,维修费用高。

图9.6 引水渠式取水枢纽

9.3.5 有坝取水枢纽布置

有坝取水枢纽的中心问题仍然是泥沙问题。枢纽一般由壅水坝(或拦河闸)、进水闸及防沙设施等建筑物组成。通常采用的防沙设施有沉沙槽、冲沙闸(冲沙廊道、冲沙底孔及沉沙池等。

(1)沉沙槽式取水枢纽

这种取水枢纽一般由溢流坝、冲沙闸、沉沙槽、导水墙及进水闸等建筑物组成,如图9.7所示。

图9.7 多首制取水枢纽

1—引水渠;2—进水闸;3—泄水排水闸

①溢流坝。抬高水位,以便引水灌溉;宣泄河道多余的洪水。根据河宽及上游允许壅高可建成带闸门的溢流坝或拦河闸。

②进水闸。控制入渠流量,位于坝端河岸上。多泥沙河道上,进水闸的引水角多为70°~75°的锐角,以减少水头损失和减弱横向环流,使入渠泥沙减少。

③冲沙闸。既可以定期冲洗水闸前的泥沙,又可以宣泄河道部分洪水,使河道主流趋向进水闸,保证进水闸能引取所需的水量。

④导水墙与沉沙槽。导水墙位于冲沙闸与溢流坝连接处,并与进水闸的上游翼墙共同组成沉沙槽。当冲沙闸冲沙时,槽内水流应有较高流速,以便冲走沉沙槽内的泥沙。此外,导水墙还拦阻坝前的泥沙,以免泥沙经沉沙槽进入管道。

(2)冲沙廊道式取水枢纽

这种取水枢纽主要由拦河闸(坝)、冲沙闸、进水闸及冲沙廊道组成。根据水流泥沙分层原理,进水闸引取表层较清的水流,底层含沙量较多的水流经底部冲沙廊道排到下游,其布置如图9.8所示。其适用于缺少冲沙流量、坝前水位有一定壅高的河流。其缺点是结构复杂,廊道易被淤塞,检修困难。平面布置有侧面引水式和正面引水式两种形式。

①侧面引水式渠首。侧面进水闸的引水角采用锐角,如图9.8(a)所示。由于引水口引水时水流的弯曲,产生横向环流,使泥沙淤积在引水口上唇附近,为更有效地排沙,在靠近引水口上唇部分,廊道应布置较密,而靠近坝端部分则较稀。

②正面引水、正面排沙式渠首。渠首进水闸与壅水坝位于同一轴线,如图9.8(b)所示,闸底板下设尺寸较大的冲沙廊道。进水闸引水时,进口水流无弯曲现象,可以减少泥沙入渠。同时,廊道尺寸较大,亦可用来宣泄部分洪水,即便在上下游水位差较小时,也能保证通过冲沙流量。

图9.8 有坝取水枢纽

1—导水墙;2—沉沙槽;3—进水闸;
4—冲沙闸;5—溢流坝

(3)综合利用的取水枢纽

综合利用的取水枢纽,除进水闸和溢流坝外,根据用途不同还要修建一种或几种专门的水工建筑物,这种取水枢纽的布置基本上与蓄水枢纽相同,这里不再赘述。

图9.9 冲沙廊道式取水枢纽

复习思考题

1.水利枢纽设计阶段是如何划分的?各阶段的设计任务是什么?

2.水利工程对环境的影响有哪些?

3.影响坝址和坝型选择的条件有哪些?

4.水利枢纽布置的一般原则是什么?

5.各类水工建筑物对布置的要求是什么?

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈