塔里木河帕滿水庫引水改造工程設(shè)計要點的理解

周沛然 周森 連惠瑤

（1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098；2.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003 ）

塔里木河帕滿水庫引水改造工程設(shè)計要點的理解

周沛然1周森2連惠瑤2

（1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098；2.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003 ）

帕滿水庫座落于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，河勢具有不確定性需要在引水口處布置防沖護(hù)岸工程，必要時可在其上一個彎道上布設(shè)適當(dāng)工程，以保證引水口的正常運行。閘室分3孔，單孔凈寬2.0m，閘室長度9.0m，高度4.29m。閘室上游設(shè)12.0m長鋼筋混凝土鋪蓋，閘室下游設(shè)10.0m長消力池、6.0m長漿砌石海漫和12.0m長干砌石海漫，海漫末端設(shè)1.0m深拋石防沖槽。渠道沿程流量不變，水流為明渠恒定均勻流，各渠道經(jīng)設(shè)計滿足不沖不淤要求

帕滿水庫 河勢 引水閘 引水渠道

1、工程概況

帕滿水庫座落于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，地處沙雅一牧場以東，塔里木河北岸。地理位置在東經(jīng)83°00′～83°10′，北緯40°53′～41°00′，是沙雅、庫車兩縣共同使用的水庫。該水庫從塔里木河干流引水，利用塔河北岸天然洼地作為庫盤，是一座以農(nóng)牧業(yè)灌溉為主的灌注式平原水庫。庫區(qū)位于塔河沖積平原區(qū)，地勢西北高、東南低，地面坡度1/4000～1/5000。

工程建設(shè)內(nèi)容有導(dǎo)流堤、護(hù)岸、引水閘、引水渠道等。導(dǎo)流堤位于大河彎道處，長1.5km，下接護(hù)岸，導(dǎo)流堤隨大河該處河勢呈弓形，圓弧半徑100m，主要使洪水平順下泄，防止漫溢；導(dǎo)流堤頂高程按大河十年一遇設(shè)計防洪水位加1m安全超高確定。護(hù)岸布置以現(xiàn)有河岸邊坡為基礎(chǔ)，與河勢一致，取水口處與引渠護(hù)砌邊坡同坡度銜接，上游護(hù)坡長600m，下游護(hù)坡長200m；護(hù)岸頂高程按二十年一遇洪水位加超高確定。

引水閘由上、下游護(hù)坡和閘室組成，3孔，閘室凈寬6m，設(shè)計引水流量21.39 m3/s。

引水渠道上接護(hù)岸，右堤臨塔河，考慮本段干流治理目標(biāo)有節(jié)約生態(tài)水任務(wù)，右堤兼做輸水堤，和干流右岸沙雅縣文化渠輸水堤對應(yīng)。根據(jù)塔河堤防的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，堤頂高程為10年一遇洪水位加1m超高確定，左堤為渠道加大水深加超高確定，引渠長8.251km。

2、工程建設(shè)必要性

2.1 河勢分析

帕滿水庫新建引水口位于新其滿～英巴扎河段上段的右岸，上距新其滿水文站約12km。該河段屬游蕩型向彎曲型的過渡型河段，帕滿水庫引水口工程位于上段，具有游蕩型的特征。根據(jù)20世紀(jì)60年代、80年代、90年代河道地形圖分析（見附圖 ），20世紀(jì)60年代，河在新其滿水文站的下游形成一個大的彎道，其后三個時段的河勢大的趨勢基本一致；只是新引水口處的彎頂不穩(wěn)定。依據(jù)2002年和2006年汛后的河勢圖分析，彎頂4年時間下移800m，年平均下移200m，彎頂移動速度較快，河勢具有不確定性。因此，需要在引水口處布置防沖護(hù)岸工程，必要時可在其上一個彎道上布設(shè)適當(dāng)工程，以保證引水口的正常運行。

2.2 工程區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問題

區(qū)內(nèi)土粒徑主要集中于 0.075mm～0.005mm(粉粒)之間，為細(xì)粒土，屬凍脹性土，其結(jié)構(gòu)松散，抗沖能力較差。

表層土對混凝土結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)重腐蝕性，須清除。勘察期間工程區(qū)內(nèi)井水、渠水均對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

勘察期間區(qū)內(nèi)地下水位在設(shè)計渠底高程以下，施工時不存在基坑排水問題。但擬建渠道沿線地下潛水位隨季節(jié)、塔里木河河水位、周圍水庫水位、渠系水的影響較大，施工時應(yīng)注意。

渠基、渠堤土具有微～中等透水性，且周圍地下潛水位低于設(shè)計渠底高程。因此，擬建渠道存在滲漏問題。

2.3 工程現(xiàn)狀存在的問題及建設(shè)的必要性

帕滿水庫位于塔河上游沙雅縣境內(nèi)，是一座引水注入式平原水庫，現(xiàn)狀帕滿灌區(qū)灌溉配套工程由帕滿水庫、水庫引水渠、1號閘、2號閘、水庫退洪渠、水庫進(jìn)水渠、庫外引洪渠、水庫放水渠、水庫放水閘等工程組成。

目前主要存在以下問題：1)隨著塔河下泄水量的增加，水庫引水口斷面河床下切，導(dǎo)致引水渠枯水季節(jié)引水困難；帕滿水庫引水渠上、下段均淤積嚴(yán)重，同時，渠道沿線土質(zhì)較輕，抗沖能力差，渠道橫向變形、邊坡侵蝕嚴(yán)重。

3、主要建筑物設(shè)計

3.1 引水閘設(shè)計

引水閘采用開敞式平底板，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘底板高程與引水渠渠底高程相同，均為962.07m，閘頂高程根據(jù)20年一遇水位加超高確定，超高考慮至設(shè)計水平年河道的淤積上抬情況，經(jīng)計算，采用966.36m，與護(hù)岸頂部高程一致。閘室分3孔，單孔凈寬2.0m，閘室長度9.0m，高度4.29m。閘室上游設(shè)12.0m長鋼筋混凝土鋪蓋，閘室下游設(shè)10.0m長消力池、6.0m長漿砌石海漫和12.0m長干砌石海漫，海漫末端設(shè)1.0m深拋石防沖槽?；炷龄伾w與渠道邊坡采用混凝土扭面連接，消力池段兩側(cè)以混凝土直墻與閘墩相連，海漫段采用漿砌石扭面與下游連接，扭面長18m。引水閘閘孔下泄流量按平底板寬頂堰流公式計算，經(jīng)計算，設(shè)計流量21.39/s情況下，閘孔凈寬6.0m。為便與管理運用，引水閘閘孔布置選奇數(shù)孔，單孔凈寬2m，共3孔。在引小流量4.37 m3/s情況下，需要兩邊孔局部開啟，中孔全開；在引加大流量25.67m3/s情況下，3孔閘門全開。各級引水流量和相應(yīng)水位情況下，引水閘均能滿足過流要求，孔徑選取適當(dāng)。各級引水流量下，閘下游均形成淹沒水躍，不需設(shè)消力池。為安全計，消力池深度采用0.5m，池長10.0m，閘底板采用1：4斜坡與消力池相連。

3.2 引水渠道設(shè)計

引水渠道采用梯形斷面，渠道設(shè)計底寬由設(shè)計引水流量21.39m3/s確定，渠深由加大引水流量25.67m3/s加超高確定，左堤堤頂高程由渠道加大流量對應(yīng)水深加超高確定，右堤頂高程根據(jù)堤防標(biāo)準(zhǔn)確定。

(1)縱斷面設(shè)計

渠道總長8.251km，起點渠底高程962.15m，末端渠底高程為960.40m，渠底坡降 1/4687。渠道沿程流量不變，水流為明渠恒定均勻流，水面比降和渠底坡降一致，水面線平行渠底線。渠首設(shè)計引水位964.32m，末端對應(yīng)水位962.56m。

(2)橫斷面設(shè)計

1)渠道邊坡：渠道沿線地層巖性主要為粉土、砂壤土和粉細(xì)砂等，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)規(guī)定，通過邊坡穩(wěn)定計算分析，確定渠道內(nèi)邊坡為1：3～ 1：3.5，外邊坡采用1：3。

2)渠道糙率：引水渠為土質(zhì)河床，開挖斷面平整、標(biāo)準(zhǔn)，糙率取0.0275。

3)渠道水深：干渠水深根據(jù)渠首引水水位，渠道設(shè)計過流能力，并結(jié)合上下游水面銜接，經(jīng)計算，渠道設(shè)計水深為2.11m～2.17m，加大水深為2.30m～2.38m。

4)渠道比降：根據(jù)工程布置和水力計算，渠道比降確定為1/4687。渠道斷面由設(shè)計引水流量21.39m3/s確定，加大流量25.67m3/s確定渠頂高程。采用下式進(jìn)行渠道水力計算。

4、結(jié)語

通過對帕滿水庫引水口工程的改造及相關(guān)輸水建筑物等配套工程的建設(shè)，解決了帕滿水庫灌區(qū)枯水期引水困難的問題，提高了灌溉保證程度，改善了灌區(qū)的生產(chǎn)條件，為促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和灌區(qū)人民脫貧致富創(chuàng)造了有利條件。

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1007–6344（2015）01–0270–01