第二章水库水利枢纽水工建筑物

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第二章水库水利枢纽水工建筑物
死滩:指滩地不能通过冲刷来降低滩面,只能淤不能冲刷。 活槽:指河槽能冲淤交替。 2 水库淤积防止措施 2.1减少泥沙入库(加强水土保持):植树造林、种草绿化荒山、耕
种梯田。 2.2 减少水库淤积 引洪放淤 蓄清排浑 异重流排沙 2.3清除水库淤积 人工排沙法 机械清淤法 虹吸清淤法 高渠泄水冲淤法
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(1) 正常高水位—normal high water level
•水库在正常运用情况下,允许经常保持的最高水位。为保 证各兴利部门枯水期正常用水,水库在丰水期末需要达到的 水位。 •它是确定水工建筑物尺寸、投资、淹没、电站出力等指标 的最重要的参数。
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小浪底水利枢纽工程平面布置图(土坝)
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葛洲坝水利枢纽
•长江在该处原有两个江心洲(葛洲坝和西坝),分江流 为三,从右到左依次称大江、二江、三江,枢纽横跨长江
及其两洲,施工比较方便,这是一座低水头大流量的水利 枢纽。
•1 —左岸土石坝; •2 — 3号船闸; •3 —三江冲沙闸; •4 —三江混凝土坝段; •5 — 2号船闸; •6 —黄草坝混凝土坝段; •7 —二江电站; •8 —左导墙; •9 —二江泄水闸; •10 —右导墙; •11 —大江电站; •12 — 1号船闸
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(4) 汛前限制水位—preflood limit w. l.
在汛期来临之前,预先把水库放空一部分,以腾出库容多蓄 洪水,这时消落下来的水位。也称为汛期限制水位或防洪限 制水位。
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(5) 死水位—dead water level
•水库在正常运用情况下,允许消落的最低水位。为满足淤 沙或灌溉、发电、航运、供水、养殖、旅游等需要,水库必 须保持的最低水位 。 •通常由发电最小水头和灌溉最低水位决定。
最大限度发挥水资源综合效益。 依据(编方案):根据承担任务、河川径流变化、各部门用水要求,
保证水库安全 内容:拟定各项水利任务的控制运用方式;编制调度规程、调度图、
当年调度计划;制定面临时段(月、旬)的水库蓄泄方案;进行 水库水量调度运用的实时操作等。 主要技术指标 实时调度依据、原则:上级批准或有关协议
椎体淤积:发生在库容较小,库水位变幅较大的水库。含沙水流将 大量泥沙带到坝前。
带状淤积:发生在库水位变动较大的河道型水库。 1.4 水库泥沙冲淤规律 冲淤平衡趋向性规律:冲淤结果是达到不冲不淤的平衡状态(水沙
平衡)。 淤积一大片:挟沙浑水到哪,哪里发生淤积。 冲刷一条带:水库泄流较大时,冲刷河槽,拉出一条深槽。
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(一) 地质条件
• 地质条件是坝址、坝型选择的重要条件。 拱坝和重力坝(低的溢流坝重力坝除外), 需要建在岩基上;土石坝对地质要求较低, 岩基、土基均可;二水闸多是建在土基上。 但天然地基总是存在这样或那样的缺陷。 如:断层破碎带、软弱地基、淤泥、细沙 层等。在工程设计中应通过勘测研究,了 解地质情况,采取不同的地基处理方法, 使其满足要求。
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三峡
•三峡水电站的限制洪水位145米,145米以下都应该是死水 位。设计蓄水位175米,正常蓄水位175米,校核蓄水位加 10%。
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█ 什么情况下正常蓄水位比设计洪水位高?
█ 设计洪水位比正常蓄水位低,是不是会影 响水电站经济效益?
I. 设计洪水位是在泄洪设施全开时通过设计洪水流 量情况下的水位。电站运行时可通过闸门控制水 位满足发电需要。
•一个水利工程究竟要包括哪些组成建筑物,由河流综合利 用规划中提出的任务来确定。例如:
•为满足防洪、发电及灌溉的要求,需要在河流适宜地点修 建拦河坝,用以抬高水位形成水库,调节河道的天然流量, 把河道丰水期的水储蓄在水库中,供枯水期引用。即把洪水 期河道不能容纳的部分洪水,存蓄在水库里,以便削减河道 的洪水流量,防止洪水灾害的发生。另外,在运行过程中还 可能会遇到水库容纳不下的洪水,这就需要建造一个宣泄洪 水的通道,叫做溢洪道或泄洪隧洞,当用拦河坝的一段兼作 溢洪道时称为溢流坝。为了引用库中蓄水以供农田灌溉和城 市供水或进行水力发电等,还要建造通过坝身的引水管道或 穿过岸边山体的引水隧洞,为了发电、供电,还要建水电站、 开关站等等。
• ⑤在各种边界河流上修建的水库和水电站,应对上下游、左右岸的要 求进行协调,使确定的正常蓄水位能为各方面接受。
在选择正常蓄水位时应根据各方面要求先确定其上限和下限,在此范 围内再拟定若干方案,进行水利、动能和经济方面的计算分析,然后 作政治、技术经济综合比较,并进行环境影响的评价,择优选定。在 确定梯级水电站和水电站群正常蓄水位时,还应考虑其上下游水位间 的合理联接和相互补偿调节的需要。
• 正常蓄水位是水库和水电站最重要的设计参数之一,是确 定拦河坝高度、水库容积、利用水头和发电能力的基本依据; 对水工建筑物的工程量、水库调节性能和水头的利用,关系 极大;对水库和水电站的建设工期、投资、动能经济效益以 及水库淹没损失等均有重要影响。
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水位的设定依据
当水电站除发电外,尚有其他综合利用任务时,则正常蓄水位选择应 统筹考虑水力发电、防洪、灌溉、航运、供水等综合用水部门的要求, 进行多方案比较。一般应研究如下方面:
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•水利枢纽分为: •高水头—大多修建在山区峡谷河流上 •低水头—大多修建在平原河流上
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三峡水利枢纽工程平面布置图(实体重力坝)
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新安江水电站平面布置图(宽缝重力坝)
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二滩水电站枢纽平面布置图(拱坝)
(2) 设计洪水位—design flood level
•水库在正常运用情况下,当发生设计洪水时,水库达到的 最高水位。 •水工建筑物必须按这种水位进行设计。
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(3) 校核洪水位—check flood level
•水库在非常运用情况下,当发生校核洪水时,水库达到的 最高水位。 •水工建筑物必须按这种水位进行校核。
• ①地区国民经济发展对电力需求的增长情况; • ②综合用水部门对水资源开发利用的要求; • ③坝址及水库区地形地质条件的限制和河流年径流量的大小及分布; • ④水库区淹没移民的许可程度,特别应注意重要城镇、铁路、公路及
贵重矿藏资源提出的高程限制,其他如粮棉基地、旅游风景区以及重 要名胜古迹等也应予考虑;
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(二) 地形条件
• 不同的坝型对地形的要求不一样。在高山峡谷地区 不住水利枢纽,尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡 谷地段,坝轴线短,坝体工程量小,但对布置泄水、 发电等建筑物以及施工导流均有困难。选用土石坝 坝型时,应注意库区内有无天然垭口或天然冲沟可 布置岸边溢洪道,上下游是否便于布置施工场地。 因此,经济与否由枢纽的总造价、总工期来衡量。 对于多泥沙及有漂木要求的河道,还应注意河流的 流态,在坝址选择时,要注意坝址的位置是否对取 水防沙及漂木有利。对有通航要求的水利枢纽还应 注意上下游河道与船闸、伐道等过坝建筑物的连接。 此外还希望坝轴线上游山谷开阔,在淹没没有损失 尽可能小的情况下,能获得较大的库容。
3. 特征库容—characteristic reservoir capacity
(1) 死库容—死水位以下的水库库容,不能用于水量 调节,可用于泥沙淤积
(2) 兴利库容—死水位与正常高水位之间的水库库容 (3) 设计调洪库容—设计洪水位与汛前限制水位之间
的水库库容 (4) 校核调洪库容—校核洪水位与汛前限制水位之间
淮河入海道淮安枢纽工程
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水利枢纽布置
第二章水库水利枢纽水工建筑物
为什么三峡要做成重力坝而不是拱 坝?
第二章水库水利枢纽水工建筑物
为什么李家河水库要做成拱坝而不 是重力坝?
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一 坝址和坝型的选择
• 坝址、坝型的选择和水利枢纽布置是水利枢纽 设计的重要内容,二者相互联系,不同的坝址 可选用不同的坝型和枢纽布置。例如:当河谷 狭窄、地形条件良好时,适合修建拱坝;河谷 宽阔,地质条件较好,可以修建重力坝;河谷 宽阔,河床覆盖层深厚,地质条件较差又有适 宜土石料时,可以选用土石坝。不同的坝址选 择不同的建筑物形式以及相应的枢纽布置方案, 在选择坝址、坝 型和布置时,不仅要考虑枢纽 附近的自然条件,还需考虑枢纽的施工条件、 运行条件、综合效益、投资指标以及长远规划 等。
•13 —大江冲沙闸;
•14 —右岸土石坝;
•15 — 220kV开关站;
•16 — 500kV开关站;
•17 —三江防淤堤;
•18 —大江防淤堤;
•19、20 —导沙坝
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富春江水电站枢纽布置图
第二章水库水利枢纽水工建筑物
淮河入海水道漫水闸枢纽工程
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第二章-水库水利枢纽水 工建筑物
2020/12/9
第二章水库水利枢纽水工建筑物
水库调节及分类
•水 •库 •调 •节
水库与径流调节
•调节周期:由库空到库满再到库空,循 环一次所经历的时间。
•日(周)调节
•兴
•利 •调
•年调节
•节
•多年调节
•防 •洪 •调 •节
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水库运用
1 水库控制运用 水库调度 任务:制定合理的水库运用方案,对入库天然径流进行控制蓄泄,
水流挟沙数量沿程递减;2)浑水沿库底运动,形成异重流输沙流 态(高含沙水流进入库区遭遇清水后,由于挟沙水流的比重大于清 水而在适当的位置潜入水库底部向前运行的现象)。 3)异重流在 坝前清水下面滞蓄。
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1.2水库泥沙冲刷 溯源冲刷:库水位下降时,产生的向上游发展的冲刷。 沿程冲刷:水沙条件改变后,原河床与之不相适应,为
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水库对环境的影响
1 对自然环境影响 1.1对地质的影响 水库蓄水后,水体压重引起地壳应力增加;水渗入断层,导致断层
间润滑度增加;增加岩层中空隙水压力,诱发地震。 水库蓄水后水位升高,岸坡土体抗剪强度降低,易发生山体滑坡。 水库蓄水后,库区周围地下水位上升,引起低洼地带沼泽化、土壤
II. 一般来说设计洪水位小于正常蓄水位是可减少工 程投资和减少洪水淹没损失的。如果设计洪水位 高于正常蓄水位,那么校核洪水位将更高,挡水 建筑将加高,淹没也会加大,不经济。
III. 尤其是城市景观河道,为了蓄水形成景观水面, 通常会出现正常蓄水位高于设计洪水位,蓄水高 取决于挡水建筑物的拦蓄水位
第二章水库水利枢纽水工建筑物
的水库库容 (5) 共用库容—正常高水位与汛前限制水位之间的水
库库容,兴利和调洪公用的库容
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特征水位与特征库容
•兴利库容—死水位与正常高水位之间的水库库容 •共用库容—正常高水位与汛前限制水位之间的水库库容,兴利和调洪公用的库容
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二、水利枢纽—water project
盐碱化、建筑物地基沉陷。 1.2对土壤的影响 浸没 沼泽化 潜育化 盐碱化 潜育化:指土壤长期滞水,严重缺氧。
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2. 特征水位—characteristic water level
(1) 正常高水位—normal high water level (2) 设计洪水位—design flood level (3) 校核洪水位—check flood level (4) 汛前限制水位—preflood limit w. l. (5) 死水位—dead w. l.
了调整河床适应变化了的水沙而发生的冲刷。 壅水冲刷:开启底孔闸门发生的冲刷。 1.3 库区泥沙淤积形态 纵剖面形态:三角洲淤积 锥体淤积 带状淤积 横断面形态:全断面淤积 主槽淤积 沿湿周淤积
第二章水库水利枢纽水工建筑物
三角洲淤积:发生在库容较大,库水位变幅较小的水库。挟沙水流 进入回水末端以后,水流流速逐渐减小,挟沙能力沿程减小。
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水库泥沙淤积及其防治
1 水库泥沙冲淤现象和规律 1.1库区水流形态和输沙流态 壅水:指因水流受阻而产生的水位升高现象。如在河流中建造闸坝或
桥墩。 库区水流形态:壅水流态和均匀流态 均匀流态挟沙数量沿程不变,当来沙量大于挟沙量时,发生沿程淤积
或冲刷。 壅水流态下三种输沙流态:1)浑水扩散到全断面,流速沿程递减,
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