水源坝水库项目设计要点

2017-08-07邓义军

水利科学与寒区工程 2017年6期

关键词：蓄水位保证率坝址

邓义军

(遵义中桥水库管理局，贵州遵义 563000)

水源坝水库项目设计要点

邓义军

(遵义中桥水库管理局，贵州遵义 563000)

基于目前水源坝水库项目设计建设过程中存在的缺陷问题，结合实际工程案例，分析了水库工程项目中各个设计环节的设计要点。结果表明，设计人员要在明确设计保证率、水位设计、水利调算、回水设计、坝址设计选择，以及水库供水调节要点的情况下，提升水源坝水库项目设计建设的作用效果，从而保护地区现代化经济建设成果，为相关建设者提供借鉴。

水源坝水库工程；正常蓄水位；死水位；坝址设计方案

1 工程概况

水源坝水库位于遵义市红花岗区深溪镇大窝村湘江干流水源坝河段上，水库坝址处于河湾地带，坝址上下游河流流向变化较大，且受地质水文条件影响。项目设计建设人员对水源坝水库枢纽、取水泵站及输水管线进行勘测设计，满足工程建设对集水面积803 km2，水库正常蓄水位793 m，相应库容2050万m3，死水位777 m，死库容330万m3，兴利库容1720万m3，总库容2100万m3的使用要求。

2 设计要点

2.1 明确设计保证率

根据《室外给水设计规范》(GB 50013-2006)相关规定[1]，考虑遵义市城市工业园区发展的特点，结合当地水资源条件，并考虑到供水对象为工业，用水保证率较高。水源坝水库的供水保证率取95%。根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB 50288-1999)[2]，灌溉设计保证率为80%～95%，考虑到社会经济的发展和本区水资源负荷条件，本次计算灌溉保证率取80%。

2.2 水位设计

水源坝水库建设项目的水位设计效果，是从两方面来实现控制的。一方面，对于正常蓄水位的选择，设计人员要根据《贵州省遵义市中心城区城市供水配置方案》及遵义市红花岗区区政府相关部门的意见，确定遵义市水源坝水库的工程任务为向深溪工业园区和湘江工业园区供水，其总需水量为20万m3/d，并考虑预留原遵义灌区灌溉水量1314万m3。经上下坝址不同正常高蓄水位从兴利库容、供水量、土建投资、淹没投资等技术经济进行综合比较，满足工业园区需水及预留灌溉用水情况下，初步推荐水源坝水库上坝址正常蓄水位793 m，正常蓄水位以下库容为2050万m3。另一方面，对于死水位的设计选择，设计人员要以满足水库泥沙淤积和取水口布置要求为依据。具体来说，要使水库发挥出应有的作用价值，从而保证水库供水效果。设计人员应结合水库泥沙实际淤积形态及水工设计，考虑库内取水方式。即将上坝址死水位确定为777 m，死库容确定为330万m3；而下坝址死水位则取777 m，死库容549万m3。

2.3 水利调算设计

根据水库坝址处长系列入库径流计算成果(根据坝址天然成果扣除上游2013年总耗水量7221万m3，并加上外流域调水的回归水量5630万m3，得出入库径流)，另由于水源坝水库上游已成红岩水库和海龙水库，水源坝水库兴利调算时考虑其上游水库建成后的调蓄影响，即上游水库调节下泄+区间水量+回归水量作为水源坝水库入库径流进行兴利调节。此外，设计人员考虑水源坝水库外调水时仅考虑水泊渡水库、中桥水库回归水量5630万m3。通过技术比较分析，本阶段推荐水源坝水库上坝址正常蓄水位为793 m，对应库容2050万m3，死水位为777 m，死库容330万m3，兴利库容1720万m3，上坝址P=95%供水量为6875万m3，可保证遵义市深溪工业园区和湘江工业园区需水要求。

2.4 水库洪水调节设计

根据水库工程规模、大坝型式以及有关规范确定大坝设计和校核洪水标准，结合水工确定的溢洪布置和溢流方式，以水库洪水过程线进行洪水调节计算，确定其洪水位[3]。通过水库水量平衡调节计算，结合水工布置及经济技术比较，水源坝水库推荐上坝址重力坝3孔12 m(宽)×13 m(高)方案，校核洪水位793.28 m(P=0.2%)，水库总库容2100万m3，设计洪水位为793 m(P=2%)，对应库容2050万m3。

2.5 回水设计

水源坝水库坝址回水计算采用伯努力方程式，自坝址断面(A1)逐个断面向上推算，计算时考虑最高库水位与最大泄量、最大洪峰流量与其相应库水位两种组合方案，取其外包线。由于集水面积较小，采用“雨洪法”计算龙桥河设计洪水。经计算洪峰流量P=1%为264 m3/s、P=2%为213 m3/s、P=3.33%为178 m3/s、P=5%为150 m3/s、P=20%为68.5 m3/s。计算时，考虑干支流流量变化。设计人员应根据移民专业提供资料，建库后库区桥梁需撤除后改建且不占用河道断面，因此，其采用工程措施后的建库回水成果比原审查回水成果要小。为此，设计断面末端距离水源坝回水末端A38断面约4.2 km，本阶段推荐上坝址793 m，计算其P=1%回水尖灭点高程为804.69 m。

2.6 坝址设计选择

以遵义水源坝水库工程项目为例，设计人员通过勘察，结合地形地质条件、淹没情况、库容等综合考虑，在湘江红花岗区所辖湘江干流上在水磨头至龙洞河段内选择了两个坝址，两坝址相距约1.6 km。根据兴利调算成果，上坝址正常蓄水位793 m，P=95%供水量为6875万m3;下坝址正常蓄水位790 m，P=95%供水量为6875万m3，均满足遵义市深溪工业园区和湘江工业园区净需水量6220万m3要求。由于输水方式为管道输水，管道输水损失按5‰计，水厂自用水按5%计。根据上下坝址的地质情况，选择了上坝址重力坝方案、上坝址面板坝方案、下坝址面板坝三个方案进行同精度设计，技术经济比较，具体内容见表1。

表1 上下坝址枢纽方案比较表

通过分析比较，对于上坝址来说，上坝址重力坝方案与上坝址面板堆石坝方案相比，上坝址重力坝方案投资较省，枢纽建筑物布置较合理，施工布置简单，所以上坝址推荐重力坝方案。对于下坝址来说，面板坝方案是最适宜的方案，但投资较高。对于上、下坝址，上坝址比下坝址有投资省的优点。根据分析比较，本阶段上坝址为推荐坝址，上坝址推荐坝型为碾压混凝土重力坝。