小灣水電站壩身泄洪噪聲分布規(guī)律研究

王 朋，羅永欽

（中國電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南省昆明市 650033）

0 引言

小灣水電站樞紐建筑物由混凝土雙曲拱壩、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)和泄水建筑物組成。電站裝機(jī)容量4200MW，壩頂高程1245m，正常蓄水位1240m，總庫容149.14×108m3。工程最大下泄流量為20700m3/s，最大水頭255m。小灣工程泄洪消能布置采用5個(gè)壩頂溢流表孔、6個(gè)壩身中孔、左岸一條泄洪洞，壩后設(shè)水墊塘和二道壩，壩身設(shè)2個(gè)放空底孔的泄洪消能布置方案。5個(gè)表孔均為開敞式溢洪道，堰頂高程均為1225.0m，各孔口尺寸11m×15m（寬×高），5個(gè)表孔最大泄量為8625m3/s。壩身6個(gè)泄洪中孔為有壓深式泄水孔，出口工作門孔口尺寸6.0m×6.5m（寬×高），6個(gè)中孔最大泄量為8264m3/s。

小灣水電站地處狹谷，壩身泄洪各工況下，高水頭大流量泄洪消能會(huì)引起局部區(qū)域環(huán)境量的變化。實(shí)測(cè)結(jié)果總體表明：壩身泄洪會(huì)造成局部聲場(chǎng)、風(fēng)速場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)的變化[1-6]。噪聲對(duì)人的生理健康與心理健康均有一定危害。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，初步認(rèn)為小灣水電站泄洪噪聲場(chǎng)以河道兩岸、1150m高程和壩頂高程距水墊塘較近區(qū)域變化明顯，據(jù)此制定觀測(cè)方案。

目前有關(guān)高壩泄洪噪聲影響的相關(guān)研究資料較少，沒有較成熟的理論支撐。本研究不僅可以為運(yùn)行管理人員的職業(yè)健康提供相關(guān)資料，還可以為高壩泄洪噪聲分布研究提供數(shù)據(jù)支撐。

1 噪聲觀測(cè)儀器及測(cè)點(diǎn)布置

本次采用AR844在線式數(shù)字噪聲計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，儀器測(cè)量范圍為30dB～130dB，精度為±1.5dB。

壩身泄洪噪聲觀測(cè)布置區(qū)域主要包括中控室、閘門操作室、小灣永久大橋、壩頂公路、中線公路沿程主要建筑物及路口等。按照從壩址向下游布置測(cè)點(diǎn)：SD布置在壩頂，1R7～1R9、1SR1～1SR9布置在右岸低線公路，2SR1～2SR11布置在右岸中線公路，3SR1布置在中控室，3SR2～3SR6布置在右岸壩頂公路；1SL1～1SL6布置在左岸低線公路，2SL1～2SL8布置在左岸壩頂公路；SQ、Q1～Q5布置在小灣永久大橋。噪聲測(cè)點(diǎn)布置見圖1。

2 觀測(cè)成果分析

2.1 泄洪中孔全開噪聲分布規(guī)律

圖1 噪聲測(cè)點(diǎn)布置Fig.1 Layout of noise measuring points

分析表1及圖2、圖3可知：兩工況泄洪時(shí)測(cè)點(diǎn)噪聲較泄洪前總體增大。兩工況泄洪時(shí)，左岸低線公路沿程噪聲值接近，介于0.4%～3.5%（相對(duì)3號(hào)中孔全開泄洪，下同）；右岸低線公路沿程和永久大橋處噪聲值略有差別，介于5.8%～16.2%；右岸中線公路與壩頂公路沿程噪聲值相差不大，介于0～7%。觀測(cè)點(diǎn)距離大壩壩址越遠(yuǎn)，噪聲值越小。3號(hào)泄洪中孔泄洪時(shí)各測(cè)點(diǎn)噪聲值總體略比1號(hào)中孔泄洪時(shí)高。

表1 1、3號(hào)泄洪中孔全開工況泄洪噪聲值統(tǒng)計(jì)表 dBTab.1 Flood discharge noise value statistics when 1# or 3# middle outlet is fully opened respectively dB

2.2 泄洪表孔全開噪聲分布規(guī)律

圖2 泄洪時(shí)左岸噪聲分布Fig.2 Noise distribution on left bank during flood discharge

分析表2及圖4、圖5可知：兩工況泄洪時(shí)測(cè)點(diǎn)噪聲值較泄洪前總體增大。兩工況泄洪時(shí)，左岸低線公路、左岸壩頂公路沿程和永久大橋處噪聲值接近，介于0.1%～6.5%（相對(duì)3號(hào)表孔全開泄洪，下同）；右岸低線公路和右岸壩頂公路沿程噪聲值相差不大，介于0.5%～9.7%；只有右岸中線公路沿程噪聲值略有差別，介于0.2%～14.8%。觀測(cè)點(diǎn)距離大壩壩址越遠(yuǎn)，噪聲值越小。3號(hào)表孔全開泄洪時(shí)各測(cè)點(diǎn)噪聲值總體略比2號(hào)表孔全開泄洪時(shí)高。

圖3 泄洪時(shí)右岸噪聲分布Fig.3 Noise distribution on right bank during flood discharge

表2 2、3號(hào)泄洪表孔全開工況泄洪噪音值統(tǒng)計(jì)表 dBTab.2 Flood discharge noise value statistics when 2# or 3# surface outlet is fully opened respectively dB

圖4 泄洪時(shí)左岸噪聲分布Fig.4 Noise distribution on left bank during flood discharge

圖5 泄洪時(shí)右岸噪聲分布Fig.5 Noise distribution on right bank during flood discharge

2.3 各泄洪孔組合工況噪聲分布規(guī)律

分析表3及圖6、圖7可知：各組合工況泄洪時(shí)測(cè)點(diǎn)噪聲值較泄洪前總體增大。3號(hào)表孔+2號(hào)、5號(hào)中孔全開泄洪與1、2、5、6號(hào)中孔全開泄洪時(shí)，除右岸中線公路3個(gè)測(cè)點(diǎn)噪聲值相差13.4%～18.9%（相對(duì)1、2、5、6號(hào)中孔全開泄洪，下同）之外，其他各測(cè)點(diǎn)噪音值基本相當(dāng)，介于0～10.3%。2、3、4號(hào)表孔泄洪時(shí)，左岸噪聲值比其他3個(gè)工況總體略小。2號(hào)表孔+2號(hào)、5號(hào)中孔全開泄洪時(shí)，左右岸噪聲值總體較小。各工況泄洪時(shí)，左岸壩頂公路、右岸中線公路、右岸壩頂公路沿程和壩頂噪聲差值介于0～25.2%。觀測(cè)點(diǎn)距離大壩壩址越遠(yuǎn)，噪聲值越小。

3 結(jié)束語

（1）壩身泄洪各工況下，高水頭大流量泄洪消能會(huì)引起局部區(qū)域噪聲的變化，實(shí)測(cè)結(jié)果總體表明，壩身泄洪會(huì)造成局部聲場(chǎng)的變化。

（2）各工況的不同高程的噪聲隨著距離大壩壩址距離的增加，噪聲影響總體呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。各工況泄洪時(shí)測(cè)點(diǎn)噪聲值較泄洪前總體增大。

（3）各工況泄洪時(shí)，左岸壩頂公路、右岸中線公路、右岸壩頂公路沿程和壩頂噪聲值相差不大。

表3 各泄洪孔組合工況泄洪噪音值統(tǒng)計(jì)表 dBTab.3 Flood discharge noise value statistics of each flood discharge outlets combined working condition dB

圖6 泄洪時(shí)左岸噪聲分布Fig.6 Noise distribution on left bank during flood discharge

圖7 泄洪時(shí)右岸噪聲分布Fig.7 Noise distribution on right bank during flood discharge

（4）噪聲場(chǎng)以河道兩岸距水墊塘較近區(qū)域變化明顯。若以噪聲值增加8dB計(jì)算，泄洪噪聲最大影響范圍為壩下約1.3km（即右岸卡點(diǎn)），中控樓室外最大噪聲值可達(dá)74.4dB，對(duì)中線公路、小灣大橋區(qū)域的影響較小。

綜上所述，泄洪噪聲影響范圍在2km以內(nèi)，泄洪噪聲對(duì)中控樓樓內(nèi)工作人員影響很小。