水源壩水庫項目設(shè)計要點(diǎn)

鄧義軍

(遵義中橋水庫管理局，貴州 遵義 563000)

水源壩水庫項目設(shè)計要點(diǎn)

鄧義軍

(遵義中橋水庫管理局，貴州 遵義 563000)

基于目前水源壩水庫項目設(shè)計建設(shè)過程中存在的缺陷問題，結(jié)合實(shí)際工程案例，分析了水庫工程項目中各個設(shè)計環(huán)節(jié)的設(shè)計要點(diǎn)。結(jié)果表明，設(shè)計人員要在明確設(shè)計保證率、水位設(shè)計、水利調(diào)算、回水設(shè)計、壩址設(shè)計選擇，以及水庫供水調(diào)節(jié)要點(diǎn)的情況下，提升水源壩水庫項目設(shè)計建設(shè)的作用效果，從而保護(hù)地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果，為相關(guān)建設(shè)者提供借鑒。

水源壩水庫工程；正常蓄水位；死水位；壩址設(shè)計方案

1 工程概況

水源壩水庫位于遵義市紅花崗區(qū)深溪鎮(zhèn)大窩村湘江干流水源壩河段上，水庫壩址處于河灣地帶，壩址上下游河流流向變化較大，且受地質(zhì)水文條件影響。項目設(shè)計建設(shè)人員對水源壩水庫樞紐、取水泵站及輸水管線進(jìn)行勘測設(shè)計，滿足工程建設(shè)對集水面積803 km2，水庫正常蓄水位793 m，相應(yīng)庫容2050萬m3，死水位777 m，死庫容330萬m3，興利庫容1720萬m3，總庫容2100萬m3的使用要求。

2 設(shè)計要點(diǎn)

2.1 明確設(shè)計保證率

根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》(GB 50013-2006)相關(guān)規(guī)定[1]，考慮遵義市城市工業(yè)園區(qū)發(fā)展的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源條件，并考慮到供水對象為工業(yè)，用水保證率較高。水源壩水庫的供水保證率取95%。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50288-1999)[2]，灌溉設(shè)計保證率為80%～95%，考慮到社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和本區(qū)水資源負(fù)荷條件，本次計算灌溉保證率取80%。

2.2 水位設(shè)計

水源壩水庫建設(shè)項目的水位設(shè)計效果，是從兩方面來實(shí)現(xiàn)控制的。一方面，對于正常蓄水位的選擇，設(shè)計人員要根據(jù)《貴州省遵義市中心城區(qū)城市供水配置方案》及遵義市紅花崗區(qū)區(qū)政府相關(guān)部門的意見，確定遵義市水源壩水庫的工程任務(wù)為向深溪工業(yè)園區(qū)和湘江工業(yè)園區(qū)供水，其總需水量為20萬m3/d，并考慮預(yù)留原遵義灌區(qū)灌溉水量1314萬m3。經(jīng)上下壩址不同正常高蓄水位從興利庫容、供水量、土建投資、淹沒投資等技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行綜合比較，滿足工業(yè)園區(qū)需水及預(yù)留灌溉用水情況下，初步推薦水源壩水庫上壩址正常蓄水位793 m，正常蓄水位以下庫容為2050萬m3。另一方面，對于死水位的設(shè)計選擇，設(shè)計人員要以滿足水庫泥沙淤積和取水口布置要求為依據(jù)。具體來說，要使水庫發(fā)揮出應(yīng)有的作用價值，從而保證水庫供水效果。設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合水庫泥沙實(shí)際淤積形態(tài)及水工設(shè)計，考慮庫內(nèi)取水方式。即將上壩址死水位確定為777 m，死庫容確定為330萬m3；而下壩址死水位則取777 m，死庫容549萬m3。

2.3 水利調(diào)算設(shè)計

根據(jù)水庫壩址處長系列入庫徑流計算成果(根據(jù)壩址天然成果扣除上游2013年總耗水量7221萬m3，并加上外流域調(diào)水的回歸水量5630萬m3，得出入庫徑流)，另由于水源壩水庫上游已成紅巖水庫和海龍水庫，水源壩水庫興利調(diào)算時考慮其上游水庫建成后的調(diào)蓄影響，即上游水庫調(diào)節(jié)下泄+區(qū)間水量+回歸水量作為水源壩水庫入庫徑流進(jìn)行興利調(diào)節(jié)。此外，設(shè)計人員考慮水源壩水庫外調(diào)水時僅考慮水泊渡水庫、中橋水庫回歸水量5630萬m3。通過技術(shù)比較分析，本階段推薦水源壩水庫上壩址正常蓄水位為793 m，對應(yīng)庫容2050萬m3，死水位為777 m，死庫容330萬m3，興利庫容1720萬m3，上壩址P=95%供水量為6875萬m3，可保證遵義市深溪工業(yè)園區(qū)和湘江工業(yè)園區(qū)需水要求。

2.4 水庫洪水調(diào)節(jié)設(shè)計

根據(jù)水庫工程規(guī)模、大壩型式以及有關(guān)規(guī)范確定大壩設(shè)計和校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水工確定的溢洪布置和溢流方式，以水庫洪水過程線進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，確定其洪水位[3]。通過水庫水量平衡調(diào)節(jié)計算，結(jié)合水工布置及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，水源壩水庫推薦上壩址重力壩3孔12 m(寬)×13 m(高)方案，校核洪水位793.28 m(P=0.2%)，水庫總庫容2100萬m3，設(shè)計洪水位為793 m(P=2%)，對應(yīng)庫容2050萬m3。

2.5 回水設(shè)計

水源壩水庫壩址回水計算采用伯努力方程式，自壩址斷面(A1)逐個斷面向上推算，計算時考慮最高庫水位與最大泄量、最大洪峰流量與其相應(yīng)庫水位兩種組合方案，取其外包線。由于集水面積較小，采用“雨洪法”計算龍橋河設(shè)計洪水。經(jīng)計算洪峰流量P=1%為264 m3/s、P=2%為213 m3/s、P=3.33%為178 m3/s、P=5%為150 m3/s、P=20%為68.5 m3/s。計算時，考慮干支流流量變化。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)移民專業(yè)提供資料，建庫后庫區(qū)橋梁需撤除后改建且不占用河道斷面，因此，其采用工程措施后的建庫回水成果比原審查回水成果要小。為此，設(shè)計斷面末端距離水源壩回水末端A38斷面約4.2 km，本階段推薦上壩址793 m，計算其P=1%回水尖滅點(diǎn)高程為804.69 m。

2.6 壩址設(shè)計選擇

以遵義水源壩水庫工程項目為例，設(shè)計人員通過勘察，結(jié)合地形地質(zhì)條件、淹沒情況、庫容等綜合考慮，在湘江紅花崗區(qū)所轄湘江干流上在水磨頭至龍洞河段內(nèi)選擇了兩個壩址，兩壩址相距約1.6 km。根據(jù)興利調(diào)算成果，上壩址正常蓄水位793 m，P=95%供水量為6875萬m3;下壩址正常蓄水位790 m，P=95%供水量為6875萬m3，均滿足遵義市深溪工業(yè)園區(qū)和湘江工業(yè)園區(qū)凈需水量6220萬m3要求。由于輸水方式為管道輸水，管道輸水損失按5‰計，水廠自用水按5%計。根據(jù)上下壩址的地質(zhì)情況，選擇了上壩址重力壩方案、上壩址面板壩方案、下壩址面板壩三個方案進(jìn)行同精度設(shè)計，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，具體內(nèi)容見表1。

表1 上下壩址樞紐方案比較表

通過分析比較，對于上壩址來說，上壩址重力壩方案與上壩址面板堆石壩方案相比，上壩址重力壩方案投資較省，樞紐建筑物布置較合理，施工布置簡單，所以上壩址推薦重力壩方案。對于下壩址來說，面板壩方案是最適宜的方案，但投資較高。對于上、下壩址，上壩址比下壩址有投資省的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)分析比較，本階段上壩址為推薦壩址，上壩址推薦壩型為碾壓混凝土重力壩。

3 結(jié) 論

水源壩水庫的設(shè)計要點(diǎn)，要通過合理化控制明確設(shè)計保證率、水位設(shè)計、回水設(shè)計計算、壩址選擇、水利調(diào)以及水庫洪水調(diào)節(jié)等，來提高水庫工程項目的設(shè)計建設(shè)使用效率，從而保護(hù)地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的成果。

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.室外給水設(shè)計規(guī)范：GB 50013-2006[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國建設(shè)部.灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范：GB 50288-1999[S]．北京：中國水利水電出版社，1999.

[3] 高琴，薛梅，張在剛．淺談節(jié)水灌溉項目水源工程—河床滲渠、調(diào)蓄水池的設(shè)計要點(diǎn)[J]．內(nèi)蒙古水利，2014(5)：31-32.

鄧義軍(1968-)，女，貴州遵義人，高級工程師，主要從事工程建設(shè)管理方面的工作。E-mail:1521320650@qq.com。

TV62;TV214

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