慶華供水工程引水渠首方案比選設計

摘 要：結合慶華水利樞紐工程的工程特點，從工程投資及運行管理等方面論述了堰閘結合方案和全閘方案的比選設計，提出了慶華渠首方案比選設計的總體思路和基本原則。

關鍵詞：渠首；堰閘；全閘；方案比選

1 工程概況

慶華水利樞紐工程位于新疆維吾爾自治區伊犁哈薩克自治州的伊寧縣，地處吉爾格朗河出山口處，位于伊寧縣城北側約11km處。該工程的主要任務是通過在吉爾格朗河修建供水工程，以滿足慶華工業園區一期的用水需求。

吉爾格朗河是伊犁河上的一級支流，發源于天山支脈的科古琴山南坡，位于新疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣境內。該河多年平均徑流量1.440億m3。連續最大四個月水量一般出現在4～7月，占多年平均年徑流量的64.6%。

吉爾格朗河吉爾格朗水文站的多年平均懸移質年輸沙量為21.6×104t，多年平均推移質年輸沙量為4.32×104t，多年平均輸沙總量為25.9×104t。

渠首①層卵石承載力建議值400kPa，變形模量40MPa；②層泥巖承載力建議值400kPa，壓縮模量40MPa。

本渠首工程為慶華工業供水的臨時性工程，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（sl252-2000），供水對象重要性一般，工程規模為小（1）型IV等工程，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。攔河渠首為4級建筑物，其10年一遇過閘過流量為107m3/s，大于100m3/s，根據《水閘設計規范》（SL265-2001）本渠首工程等別確定為中型Ⅲ等工程。主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。

進水閘、泄洪沖沙閘為3級建筑物，上下游防洪堤為4級建筑物，臨時圍堰為5級。

根據《水閘設計規范》（SL265-2001）的規定：進水閘、泄洪沖沙閘等主要建筑物設計洪水標準為20年一遇，洪峰流量136m3/s，校核洪水標準為50年一遇，洪峰流量186m3/s。

2 方案設計及比選

根據新疆低水頭渠首運行經驗、工程位置地形、河流水文特性，初步確定兩個方案進行設計比較。

2.1 方案設計

方案一為堰閘結合形式（見圖1）。渠首設置泄洪閘、沖沙閘、進水閘各一孔，溢流側堰30m長。堰頂高程與正常高水位持平，在運行過程中，溢流堰可將水位抬高至正常高水位，當水位超過正常高水位時，由溢流堰自由泄流。洪水期時由泄洪閘、沖沙閘、溢流堰和進水閘共同泄流。泄洪閘、沖沙閘垂直河道布置在主槽上，閘孔寬度分別為6.0m、3.0m。

方案二為全閘形式（見圖2）。渠首設置泄洪閘3孔，寬度均為6.0m。設沖沙閘、進水閘各一孔，閘孔寬度均為3.0m。運行過程由5孔閘共同控制進水水位。洪水期由泄洪閘、沖沙閘、進水閘共同泄流。

考慮到能更好的引水防沙，沖沙閘上游設束水墻，下游設隔水墻，沖沙閘底板低于泄洪閘0.5m，在靠近進水閘一側形成沖沙槽。當沖沙閘關閉，進水閘引水期間，部分泥沙淤積在沖沙槽內。當沖沙閘開啟，降低水位集中沖刷槽內淤沙。為了使沖沙槽內具有一定的蓄沙庫容，同時避免大量底沙入渠，設計進水閘底板高于沖沙閘2.5m。在進水閘前設有導沙坎，導沙坎能有效地將底沙導向沖沙閘一側，增強沖沙效果。

2.2 方案比選

通過水力計算可知，方案一二均可滿足工程引水、泄洪、排沙的要求。

方案一（堰閘結合）具有簡易、經濟、適應性強、運用效果好等優點。但在運行過程中，堰前易造成泥沙沉積，使排沙作用降低；通過側堰泄洪，會造成上部泥沙含量較少的水流損失。

方案二（全閘）的優點是可以主動靈活的控制樞紐的運行；可利用攔河閘的部分開啟或全部開啟泄洪排沙，可以有效地控制河道主槽；可以保持一個長期穩定的閘前調節庫容和沉沙沖沙庫容。缺點是造價較高，對運行管理的要求高。

通過對方案一、二的經濟比選可知，方案二（全閘）投資比方案一（堰閘結合）投資高94萬元。方案經濟比選見表1。

3 結束語

經過以上比較，雖兩種方案均可滿足引水、排沙的要求，但考慮本次工程任務急，施工工期短，結合經濟比選，最后推薦實施方案一（堰閘結合方案）。

參考文獻

[1]嚴曉達，等.低水頭引水防沙樞紐[M].北京：水利水電出版社，1990.9～133.

[2]許國賓，任曉楓.低水頭引水樞紐防沙布置研究[J].水利水電工程設計，1999.3.27～30.

[3]王晉民，白建學，姚紅艷.閘壩結合型式渠首樞紐工程設計[M].黑龍江水專學報，2000.27.72～73.

作者簡介：朱婷婷（1986，3-），女，籍貫：河南省太康縣，學歷：本科，職稱：助理工程師，工作單位：新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院一分院，主要從事水利水電工程勘測設計及規劃工作。