水源壩水庫項目設計要點

鄧義軍

(遵義中橋水庫管理局，貴州 遵義 563000)

水源壩水庫項目設計要點

鄧義軍

(遵義中橋水庫管理局，貴州 遵義 563000)

基于目前水源壩水庫項目設計建設過程中存在的缺陷問題，結合實際工程案例，分析了水庫工程項目中各個設計環節的設計要點。結果表明，設計人員要在明確設計保證率、水位設計、水利調算、回水設計、壩址設計選擇，以及水庫供水調節要點的情況下，提升水源壩水庫項目設計建設的作用效果，從而保護地區現代化經濟建設成果，為相關建設者提供借鑒。

水源壩水庫工程；正常蓄水位；死水位；壩址設計方案

1 工程概況

水源壩水庫位于遵義市紅花崗區深溪鎮大窩村湘江干流水源壩河段上，水庫壩址處于河灣地帶，壩址上下游河流流向變化較大，且受地質水文條件影響。項目設計建設人員對水源壩水庫樞紐、取水泵站及輸水管線進行勘測設計，滿足工程建設對集水面積803 km2，水庫正常蓄水位793 m，相應庫容2050萬m3，死水位777 m，死庫容330萬m3，興利庫容1720萬m3，總庫容2100萬m3的使用要求。

2 設計要點

2.1 明確設計保證率

根據《室外給水設計規范》(GB 50013-2006)相關規定[1]，考慮遵義市城市工業園區發展的特點，結合當地水資源條件，并考慮到供水對象為工業，用水保證率較高。水源壩水庫的供水保證率取95%。根據《灌溉與排水工程設計規范》(GB 50288-1999)[2]，灌溉設計保證率為80%～95%，考慮到社會經濟的發展和本區水資源負荷條件，本次計算灌溉保證率取80%。

2.2 水位設計

水源壩水庫建設項目的水位設計效果，是從兩方面來實現控制的。一方面，對于正常蓄水位的選擇，設計人員要根據《貴州省遵義市中心城區城市供水配置方案》及遵義市紅花崗區區政府相關部門的意見，確定遵義市水源壩水庫的工程任務為向深溪工業園區和湘江工業園區供水，其總需水量為20萬m3/d，并考慮預留原遵義灌區灌溉水量1314萬m3。經上下壩址不同正常高蓄水位從興利庫容、供水量、土建投資、淹沒投資等技術經濟進行綜合比較，滿足工業園區需水及預留灌溉用水情況下，初步推薦水源壩水庫上壩址正常蓄水位793 m，正常蓄水位以下庫容為2050萬m3。另一方面，對于死水位的設計選擇，設計人員要以滿足水庫泥沙淤積和取水口布置要求為依據。具體來說，要使水庫發揮出應有的作用價值，從而保證水庫供水效果。設計人員應結合水庫泥沙實際淤積形態及水工設計，考慮庫內取水方式。即將上壩址死水位確定為777 m，死庫容確定為330萬m3；而下壩址死水位則取777 m，死庫容549萬m3。

2.3 水利調算設計

根據水庫壩址處長系列入庫徑流計算成果(根據壩址天然成果扣除上游2013年總耗水量7221萬m3，并加上外流域調水的回歸水量5630萬m3，得出入庫徑流)，另由于水源壩水庫上游已成紅巖水庫和海龍水庫，水源壩水庫興利調算時考慮其上游水庫建成后的調蓄影響，即上游水庫調節下泄+區間水量+回歸水量作為水源壩水庫入庫徑流進行興利調節。此外，設計人員考慮水源壩水庫外調水時僅考慮水泊渡水庫、中橋水庫回歸水量5630萬m3。通過技術比較分析，本階段推薦水源壩水庫上壩址正常蓄水位為793 m，對應庫容2050萬m3，死水位為777 m，死庫容330萬m3，興利庫容1720萬m3，上壩址P=95%供水量為6875萬m3，可保證遵義市深溪工業園區和湘江工業園區需水要求。

2.4 水庫洪水調節設計

根據水庫工程規模、大壩型式以及有關規范確定大壩設計和校核洪水標準，結合水工確定的溢洪布置和溢流方式，以水庫洪水過程線進行洪水調節計算，確定其洪水位[3]。通過水庫水量平衡調節計算，結合水工布置及經濟技術比較，水源壩水庫推薦上壩址重力壩3孔12 m(寬)×13 m(高)方案，校核洪水位793.28 m(P=0.2%)，水庫總庫容2100萬m3，設計洪水位為793 m(P=2%)，對應庫容2050萬m3。

2.5 回水設計

水源壩水庫壩址回水計算采用伯努力方程式，自壩址斷面(A1)逐個斷面向上推算，計算時考慮最高庫水位與最大泄量、最大洪峰流量與其相應庫水位兩種組合方案，取其外包線。由于集水面積較小，采用“雨洪法”計算龍橋河設計洪水。經計算洪峰流量P=1%為264 m3/s、P=2%為213 m3/s、P=3.33%為178 m3/s、P=5%為150 m3/s、P=20%為68.5 m3/s。計算時，考慮干支流流量變化。設計人員應根據移民專業提供資料，建庫后庫區橋梁需撤除后改建且不占用河道斷面，因此，其采用工程措施后的建庫回水成果比原審查回水成果要小。為此，設計斷面末端距離水源壩回水末端A38斷面約4.2 km，本階段推薦上壩址793 m，計算其P=1%回水尖滅點高程為804.69 m。

2.6 壩址設計選擇

以遵義水源壩水庫工程項目為例，設計人員通過勘察，結合地形地質條件、淹沒情況、庫容等綜合考慮，在湘江紅花崗區所轄湘江干流上在水磨頭至龍洞河段內選擇了兩個壩址，兩壩址相距約1.6 km。根據興利調算成果，上壩址正常蓄水位793 m，P=95%供水量為6875萬m3;下壩址正常蓄水位790 m，P=95%供水量為6875萬m3，均滿足遵義市深溪工業園區和湘江工業園區凈需水量6220萬m3要求。由于輸水方式為管道輸水，管道輸水損失按5‰計，水廠自用水按5%計。根據上下壩址的地質情況，選擇了上壩址重力壩方案、上壩址面板壩方案、下壩址面板壩三個方案進行同精度設計，技術經濟比較，具體內容見表1。

表1 上下壩址樞紐方案比較表

通過分析比較，對于上壩址來說，上壩址重力壩方案與上壩址面板堆石壩方案相比，上壩址重力壩方案投資較省，樞紐建筑物布置較合理，施工布置簡單，所以上壩址推薦重力壩方案。對于下壩址來說，面板壩方案是最適宜的方案，但投資較高。對于上、下壩址，上壩址比下壩址有投資省的優點。根據分析比較，本階段上壩址為推薦壩址，上壩址推薦壩型為碾壓混凝土重力壩。

3 結 論

水源壩水庫的設計要點，要通過合理化控制明確設計保證率、水位設計、回水設計計算、壩址選擇、水利調以及水庫洪水調節等，來提高水庫工程項目的設計建設使用效率，從而保護地區現代化經濟建設的成果。

[1] 中華人民共和國建設部.室外給水設計規范：GB 50013-2006[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[2] 國家質量技術監督局，中華人民共和國建設部.灌溉與排水工程設計規范：GB 50288-1999[S]．北京：中國水利水電出版社，1999.

[3] 高琴，薛梅，張在剛．淺談節水灌溉項目水源工程—河床滲渠、調蓄水池的設計要點[J]．內蒙古水利，2014(5)：31-32.

鄧義軍(1968-)，女，貴州遵義人，高級工程師，主要從事工程建設管理方面的工作。E-mail:1521320650@qq.com。

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2096-0506(2017)06-0052-03