塔里木河帕滿水庫引水改造工程設計要點的理解

周沛然 周森 連惠瑤

（1.河海大學，江蘇 南京 210098；2.黃河勘測規劃設計有限公司，河南 鄭州 450003 ）

塔里木河帕滿水庫引水改造工程設計要點的理解

周沛然1周森2連惠瑤2

（1.河海大學，江蘇 南京 210098；2.黃河勘測規劃設計有限公司，河南 鄭州 450003 ）

帕滿水庫座落于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內，河勢具有不確定性需要在引水口處布置防沖護岸工程，必要時可在其上一個彎道上布設適當工程，以保證引水口的正常運行。閘室分3孔，單孔凈寬2.0m，閘室長度9.0m，高度4.29m。閘室上游設12.0m長鋼筋混凝土鋪蓋，閘室下游設10.0m長消力池、6.0m長漿砌石海漫和12.0m長干砌石海漫，海漫末端設1.0m深拋石防沖槽。渠道沿程流量不變，水流為明渠恒定均勻流，各渠道經設計滿足不沖不淤要求

帕滿水庫 河勢 引水閘 引水渠道

1、工程概況

帕滿水庫座落于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內，地處沙雅一牧場以東，塔里木河北岸。地理位置在東經83°00′～83°10′，北緯40°53′～41°00′，是沙雅、庫車兩縣共同使用的水庫。該水庫從塔里木河干流引水，利用塔河北岸天然洼地作為庫盤，是一座以農牧業灌溉為主的灌注式平原水庫。庫區位于塔河沖積平原區，地勢西北高、東南低，地面坡度1/4000～1/5000。

工程建設內容有導流堤、護岸、引水閘、引水渠道等。導流堤位于大河彎道處，長1.5km，下接護岸，導流堤隨大河該處河勢呈弓形，圓弧半徑100m，主要使洪水平順下泄，防止漫溢；導流堤頂高程按大河十年一遇設計防洪水位加1m安全超高確定。護岸布置以現有河岸邊坡為基礎，與河勢一致，取水口處與引渠護砌邊坡同坡度銜接，上游護坡長600m，下游護坡長200m；護岸頂高程按二十年一遇洪水位加超高確定。

引水閘由上、下游護坡和閘室組成，3孔，閘室凈寬6m，設計引水流量21.39 m3/s。

引水渠道上接護岸，右堤臨塔河，考慮本段干流治理目標有節約生態水任務，右堤兼做輸水堤，和干流右岸沙雅縣文化渠輸水堤對應。根據塔河堤防的設防標準，堤頂高程為10年一遇洪水位加1m超高確定，左堤為渠道加大水深加超高確定，引渠長8.251km。

2、工程建設必要性

2.1 河勢分析

帕滿水庫新建引水口位于新其滿～英巴扎河段上段的右岸，上距新其滿水文站約12km。該河段屬游蕩型向彎曲型的過渡型河段，帕滿水庫引水口工程位于上段，具有游蕩型的特征。根據20世紀60年代、80年代、90年代河道地形圖分析（見附圖 ），20世紀60年代，河在新其滿水文站的下游形成一個大的彎道，其后三個時段的河勢大的趨勢基本一致；只是新引水口處的彎頂不穩定。依據2002年和2006年汛后的河勢圖分析，彎頂4年時間下移800m，年平均下移200m，彎頂移動速度較快，河勢具有不確定性。因此，需要在引水口處布置防沖護岸工程，必要時可在其上一個彎道上布設適當工程，以保證引水口的正常運行。

2.2 工程區存在的主要工程地質問題

區內土粒徑主要集中于 0.075mm～0.005mm(粉粒)之間，為細粒土，屬凍脹性土，其結構松散，抗沖能力較差。

表層土對混凝土結構具有嚴重腐蝕性，須清除。勘察期間工程區內井水、渠水均對鋼筋混凝土結構具有中等腐蝕性。

勘察期間區內地下水位在設計渠底高程以下，施工時不存在基坑排水問題。但擬建渠道沿線地下潛水位隨季節、塔里木河河水位、周圍水庫水位、渠系水的影響較大，施工時應注意。

渠基、渠堤土具有微～中等透水性，且周圍地下潛水位低于設計渠底高程。因此，擬建渠道存在滲漏問題。

2.3 工程現狀存在的問題及建設的必要性

帕滿水庫位于塔河上游沙雅縣境內，是一座引水注入式平原水庫，現狀帕滿灌區灌溉配套工程由帕滿水庫、水庫引水渠、1號閘、2號閘、水庫退洪渠、水庫進水渠、庫外引洪渠、水庫放水渠、水庫放水閘等工程組成。

目前主要存在以下問題：1)隨著塔河下泄水量的增加，水庫引水口斷面河床下切，導致引水渠枯水季節引水困難；帕滿水庫引水渠上、下段均淤積嚴重，同時，渠道沿線土質較輕，抗沖能力差，渠道橫向變形、邊坡侵蝕嚴重。

3、主要建筑物設計

3.1 引水閘設計

引水閘采用開敞式平底板，現澆鋼筋混凝土結構，閘底板高程與引水渠渠底高程相同，均為962.07m，閘頂高程根據20年一遇水位加超高確定，超高考慮至設計水平年河道的淤積上抬情況，經計算，采用966.36m，與護岸頂部高程一致。閘室分3孔，單孔凈寬2.0m，閘室長度9.0m，高度4.29m。閘室上游設12.0m長鋼筋混凝土鋪蓋，閘室下游設10.0m長消力池、6.0m長漿砌石海漫和12.0m長干砌石海漫，海漫末端設1.0m深拋石防沖槽。混凝土鋪蓋與渠道邊坡采用混凝土扭面連接，消力池段兩側以混凝土直墻與閘墩相連，海漫段采用漿砌石扭面與下游連接，扭面長18m。引水閘閘孔下泄流量按平底板寬頂堰流公式計算，經計算，設計流量21.39/s情況下，閘孔凈寬6.0m。為便與管理運用，引水閘閘孔布置選奇數孔，單孔凈寬2m，共3孔。在引小流量4.37 m3/s情況下，需要兩邊孔局部開啟，中孔全開；在引加大流量25.67m3/s情況下，3孔閘門全開。各級引水流量和相應水位情況下，引水閘均能滿足過流要求，孔徑選取適當。各級引水流量下，閘下游均形成淹沒水躍，不需設消力池。為安全計，消力池深度采用0.5m，池長10.0m，閘底板采用1：4斜坡與消力池相連。

3.2 引水渠道設計

引水渠道采用梯形斷面，渠道設計底寬由設計引水流量21.39m3/s確定，渠深由加大引水流量25.67m3/s加超高確定，左堤堤頂高程由渠道加大流量對應水深加超高確定，右堤頂高程根據堤防標準確定。

(1)縱斷面設計

渠道總長8.251km，起點渠底高程962.15m，末端渠底高程為960.40m，渠底坡降 1/4687。渠道沿程流量不變，水流為明渠恒定均勻流，水面比降和渠底坡降一致，水面線平行渠底線。渠首設計引水位964.32m，末端對應水位962.56m。

(2)橫斷面設計

1)渠道邊坡：渠道沿線地層巖性主要為粉土、砂壤土和粉細砂等，根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB50288-99)規定，通過邊坡穩定計算分析，確定渠道內邊坡為1：3～ 1：3.5，外邊坡采用1：3。

2)渠道糙率：引水渠為土質河床，開挖斷面平整、標準，糙率取0.0275。

3)渠道水深：干渠水深根據渠首引水水位，渠道設計過流能力，并結合上下游水面銜接，經計算，渠道設計水深為2.11m～2.17m，加大水深為2.30m～2.38m。

4)渠道比降：根據工程布置和水力計算，渠道比降確定為1/4687。渠道斷面由設計引水流量21.39m3/s確定，加大流量25.67m3/s確定渠頂高程。采用下式進行渠道水力計算。

4、結語

通過對帕滿水庫引水口工程的改造及相關輸水建筑物等配套工程的建設，解決了帕滿水庫灌區枯水期引水困難的問題，提高了灌溉保證程度，改善了灌區的生產條件，為促進灌區經濟快速發展和灌區人民脫貧致富創造了有利條件。

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1007–6344（2015）01–0270–01