尚希庄水库工程布置方案比选

2011-08-15郭春玲

山西水利 2011年8期

郭春玲

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

1 工程概况

尚希庄水库位于朔州市怀仁县吴家窑镇移民新村南，是万家寨引黄工程北干线上一座年调节水库，其主要任务是在万家寨水库不引水时向大同和怀仁供水，同时拦截泥沙；当输水线路因意外事故而被迫中断供水时利用其调蓄能力对山阴、怀仁持续供水。水库设计总库容1 055万m3，其中调蓄库容1 005万m3，死库容50万m3，属中型水库，作为万家寨引黄入晋北干线工程的重要组成部分，按2级建筑物设计。

库区地形高程介于1 098～1 112 m之间，平面呈东北—西南向，近椭圆形，长约1 500 m，宽约700 m。尚希庄水库大坝环型布置，为半挖半填的平原围封水库，坝轴线总长3 992.6 m，坝型为碾压均质土坝。坝顶高程1 116 m，宽度6 m，最大坝高17 m，上游坝坡1∶2.5，下游碾压后断面坝坡1∶2.0。开挖余土作为压重堆积在下游坝坡后，加固坝坡稳定，压重土顶宽27 m，下游边坡 1∶3.0。

根据万家寨水库运行方式，尚希庄水库每年10月开始充水，同时给大同方向供水，来水从水库穿行，次年7月末水库蓄水达到最高蓄水位。8—9月万家寨水库停止来水，利用尚希庄水库给大同方向供水。水库入库设计流量7.7 m3/s，出库设计流量7.3 m3/s，充库设计流量0.4 m3/s。

2 建筑物布置方案比选

根据工程特性，尚希庄水库枢纽工程包括大坝、进水口、出水口、山阴供水口、泄水口以及防洪工程等。水库进水口、出水口、山阴供水口以及泄水口的布置考虑了两个方案。

2.1 方案一

水库进水口布置在库区地形较高处的库区西北角，位于大坝桩号1+430处。入库设计流量7.7 m3/s，入库水流消能型式采用陡坡消力池。

水库出水口布置在库区东南侧，桩号3+650处。该出水口同时承担着向大同、山阴供水和水库放空的任务，采用坝下廊道内套管型式，出水管设计流量7.3 m3/s，最大泄水流量20.4 m3/s，采用直径2 200 mm钢管，出水管路上在坝前设检修阀，坝后设工作阀。出水廊道后设岔管，向大同、山阴供水及水库放空，三岔管上均设工作阀，3个工作阀处于同一个阀室内。

山阴供水管设计流量0.6 m3/s，输水线路采用直径800 mm的球墨铸铁管，供水线路长620 m。

水库放空管出工作阀室后设消力池，消力池后接泄水明渠，水流就近泄入大峪河灌区的东干渠（洪灌渠道），明渠长约1.9 km。

2.2 方案二

水库进水口布置在库区西南侧，位于大坝桩号0+500处，入库设计流量7.7 m3/s，入库水流消能型式采用陡坡消力池。由于该处地形较低，尚希庄调节阀室需布置在坝坡上，基础处理采用水泥搅拌桩。

水库供水口布置在库区东北侧，位于大坝桩号2+340处，出库设计流量7.3 m3/s。采用坝下廊道内套管型式与下游引黄北干输水线路相接，出水管采用直径2 200 mm钢管，出水管路上在坝前设检修阀、坝后设工作阀。

山阴供水、水库放空共用一个出水口，在库区东南侧，位于大坝桩号3+874.3处，也采用坝下廊道内套管型式，出水管采用直径1 600 mm钢管，出水管路上在坝前设检修阀，出廊道后设岔管，两岔管均设工作阀，共用一座阀室。

山阴供水管出库设计流量0.6 m3/s，输水线路采用直径800 mm球墨铸铁管，线路长度620 m。

水库泄水管出工作阀室后设消力池，池后接泄水明渠，水流就近泄入大峪河灌区的东干渠（洪灌渠道），明渠长约1.9 km。

2.3 方案比选

方案一中输水线路使用PCCP管长度较方案二增加1 482 m；方案二需增加1处坝下廊道、1座出水阀室（阀室需要进行换填灰土地基处理）和1个坝前检修阀（直径1 600 mm），两方案投资大体相当。

方案二将大同供水和山阴倒送两出水口分开，各自有检修阀和工作阀，避免了共用一套检修设备带来的不便。方案一中大同供水和山阴倒送共用一个检修阀，如果该阀出现故障时，水库存在风险，不能顺利向外泄水；方案二中如果山阴倒送检修阀出现故障，同时水库存在风险，在不能通过泄水管道泄水的情况下，可以暂时通过供水口向大同输水，缓解水库压力。

以上两方案的进、出水口的布置均满足水库水交换要求，同时均可满足供水、放空需要，两方案投资大体相当，但方案二较方案一在运行时增加了水库的安全性，因此方案二为优选方案。