水利水电工程中水库库区的防护

时间：2022-10-26 09:30:16 土木工程毕业论文我要投稿

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水利水电工程中水库库区的防护

　　建设水库库区的防护工程是为了减小因水库蓄水而造成的库区淹没，消除或减轻因水库渗漏和地下水位抬高而引起的浸没，以及防止因库水位升高而引起的库岸坍塌等情况，改善库区的环境，最大限度地利用水土资源。

水利水电工程中水库库区的防护

　　水利水电工程中水库库区的防护【1】

　　【摘要】本文主要探讨水库库区常用的防护措施，为了减小因水库蓄水而造成的库区淹没，消除或减轻因水库渗漏和地下水位抬高而引起的浸没，以及防止因库水位升高而引起的库岸坍塌等情况，改善库区的环境，最大限度地利用水土资源，所相应采取的工程措施，称为水库库区的防护工程。

　　【关键词】水利水电工程;水库库区;防护

　　1 水库的防淹没措施

　　减少水库淹没损失的措施可归纳如下：

　　1.1 优化梯级开发方案，慎重选择坝址。

　　在拟定河流的梯级开发方案时，应对干、支流全面规划，适当布置梯级，注意在耕地和人口稀少的河流上游或支流上修建高坝，而在人口和耕地较多，工业密集的河流中下游修建低坝，并适当选择坝址和坝高，以便既能调节径流，又能减少淹没损失。

　　1.2 采取措施降低水库的防洪水位

　　1.2.1 降低汛前限制水位。

　　在不影响水库兴利效益的前提下，合理制定汛前限制水位，使洪水到来前腾空一部分库容，以便在取得同样防洪效果的情况下降低水库的设计洪水位和校核洪水位。

　　1.2.2 增大水库的泄洪能力。

　　在不超过下游安全泄量的前提下，采取增设泄洪隧洞、底孔等措施，加大水库的泄洪能力，以降低水库的防洪水位。

　　1.2.3 在溢洪道(或溢流堰顶)上设置闸门。

　　汛前将闸门开启，使水库水位降至汛前限制水位，汛后将闸门关闭，蓄水至正常蓄水位，如此，在正常蓄水位和汛前限制水位之间有一共用库容，这一库容在汛期为防洪库容的一部分，在汛后为兴利库容的一部分，这样就可相应地降低了防洪水位。

　　1.2.4 利用库岸天然凹口向相邻水系泄洪。

　　在不加大相邻水系防洪负担的情况下，利用库岸天然凹口向该水系宣泄部分洪水，以加大水库的总泄洪流量，达到降低水库防洪水位的目的。

　　1.3 采取梯级水库防洪联合调度。

　　合理分配梯级水库的防洪库容，采取联合调度的运用方式，有计划地利用水库有限的库容来拦蓄和宣泄洪水，起到错峰和削减洪峰流量的作用，以达到减少库区和坝下游淹没的目的。

　　1.4 有计划地利用水库涨落区的土地。

　　各类水库，随其调节性能和兴利目标的不同，从土地征用线至死水位之间的土地，都有一定时段出露在水库水位以上可加以利用，库水位涨落区土地的利用方式随水库的运用方式，水位的变化情况和土地出露时段的长短而定。

　　1.5 引洪放淤，抬高地面。

　　在多沙河流上，水库临时淹没区的土地可以采用引洪放淤的方法，有计划地逐步抬高地面的高程，减轻淹没的影响;同时也可漫地造田，减轻水库的淤积。

　　1.6 修建防护工程。

　　在经济上合理和技术上可行的情况下，对水库的浅水区和临时淹没区采取修建防护工程的方法来减少水库的淹没，是采取较广的一种方法，特别是位于平原区的水库，更是一种行之有效的方法。

　　2、库区的防护工程

　　在水库的库区保护的方面，我们要针对现有的实物进行必要的保护，例如，库区的房屋、土地、交通的线路以及一些具有特殊的意义的建筑物。

　　对这些现有的实物进行防护工程的实施，是非常的必要，主要是因为，这些都是关系着国家经济建设的重点。

　　在进行防护的工程的时候。

　　首先，可以做的是筑堤防护的工程。

　　筑堤防护也要根据库区的具体的情况进行分析以后，再做出具体的实施的工程的制定。

　　库区的不同的情况，那么进行库区的筑堤防护的标准就会相应的不一样。

　　库区内的如果是居民的居住地的话，就应该把防护的标准提到最高，只有这样，才可以保证人民群众的生命财产的安全。

　　如果，库区内的是耕地的话，那么防护的标准就会进行一些调整，使得筑堤的标准达到可以抵御特大洪水，但是，在筑堤建成以后，还应该对于库区的筑堤的防护标准进行每年的测定，以使得库区的安全可以得到保证。

　　在对水利工程的防护工程方面，水库的库区可以进行很多的工作还促进水库库区的安全性，在水库的库区可以将水库的堤坝和渠道进行必要的连接，这样，一旦水库的蓄水量过大的话，过多的水就可以通过渠道排放到特定的位置，这样不但可以减轻库区存在的危险，还可以在另外一方面使得排出去的水可以得到更好的利用，这样，对于使用这些水资源的人来说，这无疑是非常方便的，将水库的堤坝同排水渠道相连接，对于库区的防护工作是一项一举两得的好事。

　　3、水库堤岸的保护和水土的保护措施

　　为了防止水库的岸边出现岸边失去稳定性和滑坡的危险，一定要对水库的岸边进行必要的防护工程，以确保岸上建筑物和岸边农田的安全性。

　　防护的工程一定要修建必需的护岸工程，如干砌块石，甚至浆彻块石，也可利用当地材料增大边坡，压实边坡等措施。

　　对减少水土流失，水库淤积可能引起的不良后果，主要是沿沟道阶梯式的筑坝淤地，在山坡上修造梯田，植树造林，种草等综合治理工程，在一些坡地，每逢大雨，大片的松土会跟洪水流下，为了防止这种情况出现，防护的工程可以先将坡地用石板在地上固定，这样就形成了梯田，兴建后泥沙不会跟洪水流下，经过多年耕作现已形成稳产农田，完全控制了水土流失。

　　4、水库工程的管理工作

　　对于传统的水利工程的管理工作来说，进行水利工作的管理主要是对水库及其配套设施的管理，这种管理的面是非常的小和窄的。

　　为了更好的对水库进行管理工作，在总结了以前的经验以后，针对水库的管理工作提出了管理方法和管理标准，并且将逐步实现水库管理的现代化。

　　要对水库进行现代化的管理工作，一定要组织专业的人员和机构对其进行管理的工作，随着市场经济的发展，经营体制与经济体系发生了根本变化，水利工程管理单位职能也发生了变化。

　　水库运行管理维护要靠费用来维持。

　　由于农业效益较低，实现水库管理自给变得非常困难，难以发挥水库工程应有的工程效益。

　　水库工程管理单位，是水利部门基层的水管单位，结合实际情况，成立水利工程管理机构，配套相应的管理人员，负责水费收取和水工程的维护、运用、管理，实行按照计划配水。

　　加大各项宣传力度。

　　各级用水单位和水管单位，加大水库的功能的宣传力度，宣传水利是农业的命脉，是社会经济发展的基础;同时，水也是商品，要有价使用，要增强全社会节水意识，保护水资源。

　　综上所述，近年来，我国的经济建设取得了巨大的成绩，我国的水利工程的建设步伐也在加快，水利工程的管理工作是水利工程建设的一项非常重要的工作，加强水利工程的科学管理工作，保证水库可以发挥它的功能和效益，确保水库的使用安全是非常的重要的，在水库的管理方面一定要做好管理的工作，而且水利建设一定要保证水库的安全和使用寿命。

　　为此，我们一定要做好水库库区的防护的工作，水库库区的防护工作主要指的是为了减少水库蓄水后对水库的库区淹没地带存在的隐患进行必要的工程措施的防护，这样的防护工作，对于水利工程的正常运行是十分的必要的。

　　这其中，针对水库的防护工作是十分的重要的。

　　为了使水库的安全性得到保证，防护工程就一定要做好。

　　防护工程有很多设施，必须按其用途和程度进行周到的考虑，要非常突出一个目标就是要科学地及大限度地利用水和土地资源，协调存在问题，为了正确地、因地制宜地选择和修建库区和其它水利的防护工程设施，必须进行必要和详实的调查研究工作。

　　参考文献：

　　【1】刘建军.水利水电工程环境保护设计.2008.

　　【2】谷兆祺.水利水电工程经验与案例分析.2008.

　　水利水电工程中的水库溢洪道设计【2】

　　【摘要】溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备，多筑在水坝的一侧，象一个大槽，当水库里水位超过安全限度时，水就从溢洪道向下游流出，防止水坝被毁坏。

　　溢洪道的设计和布置合理与否，不仅直接影响到水库的安全，而且关系到整个工程造价。

　　土石坝一般中小型溢洪道，约占水库枢纽工程造价的25~30%及劳动力的25%，故溢洪道合理的布局和选型，在水库工程设计中是一个比较重要的环节。

　　【关键词】水库;溢洪道;设计

　　1 常见问题

　　1.1溢洪道是洪水期间保证水库安全的重要设施，中小型水库由于受工程造价的限制，其设计采用的洪水标准往往偏低、选用洪水数据(洪峰、洪量)偏小，因而必然带来溢洪道设计尺寸偏小，再加上周边岩体风化坍落，往往造成泄流能力不足，因而不能保证安全泄洪。

　　1.2在布置上，某些工程设计的溢洪道其进出口段离坝身太近，坝肩与溢洪道之间仅有单薄的山脊相隔。

　　进口段如未进行有效的护砌，泄洪时一旦发生冲蚀现象，将危及坝肩安全，有些设计的陡槽末端与坝脚紧贴，如果发生横流冲刷，更易危及坝脚安全，因此这二种情况均对大坝的运行安全十分不利。

　　1.3溢洪道设计的平面弯道半径过大和收缩过剧，对泄流十分不利。

　　特别在溢洪道陡坡段布置有弯道时，由于弯道流态、流势剧烈变化，导致二岸产生了水面差，这时凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，大大影响了泄流能力和消能效果。

　　另外陡坡段或缓流段的过剧收缩，也会发生显著的壅水和流态变化，并对溢洪道衬砌造成冲击，如砌护过高会增加投资，砌护过低了又不安全。

　　1.4溢洪道纵横剖面及平面布置设计不当，比较突出的问题是陡坡设计比降过陡。

　　部分溢洪道布置在非岩性山坡上，其底部未做有效的反滤衬砌，致使渗水后易产生滑坡;结构上也不稳定。

　　在横断面设计中，有些工程对两侧山坡开挖坡度注意不够，有的过陡，加上衬砌厚度偏薄，不能满足抗滑抗倾稳定，也易造成坍方和滑坡;平面布置上，存在着上下游断面连接不配套，形成“瓶颈”现象，从而影响了泄洪能力;此外溢洪道末端与河道衔接部分注意不够，导致有的末端高出河床很多，有的末端未做砌护处理，常造成严重冲刷，并向上延伸，直至整个建筑物破坏。

　　1.5现有水力设计方法尚不够完善，如溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下，由于水力计算中忽略了平流段时进口水位的壅高(即水头损失)。

　　而实际壅高有时较大，不可忽视。

　　有些设计对溢洪道的消能工的设计考虑不够充分，或者型式选择不当，导致消力墙长度和深度均不能满足需要，消能不够充分，致使下游河段发生严重冲刷。

　　另在侧槽式溢洪道设计中，过去大多采用“扎马林法”进行计算。

　　经多年实践及水工模型试验证明：使用该法计算所确定的水面坡降偏小，导致侧槽深度不够，流量系数减小，使侧堰局部呈现淹没出流，其实际泄洪流量达不到设计要求的泄量，因而对工程是不安全的。

　　1.6有些工程在结构设计中对泄洪的特点和基础特性考虑不周，溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力、由于急流的掺气和脉动现象十分显著常会产生剧烈的震动;有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护，且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求，因而不能抵御高流速的冲刷;有些非岩基上的溢洪道设计时，底部几乎没有反滤排水设备，极易发生塌滑;有些大面积圬工砼衬砌由于未设伸缩沉陷缝，致使溢洪道衬砌发生一些裂缝，总之这些都使工程安全受至影响。

　　2 设计对策

　　溢洪道设计中掌握的基本资料是否充分与完善，选用的设计标准是否恰当，均直接影响到整个工程的安全及经济，现就有关问题谈一些看法：

　　2.1规划布局

　　溢洪道工程的规划布局应尽量利用有利地形地貌，即要经济合理又要保证安全。

　　如大坝附近有天然山坳可以布设溢洪道则最为理想，如主坝口子狭窄无法布置正堰则可考虑选择侧槽式溢洪道。

　　其规划布置的主要原则是：基础坚硬均一，线路短，无弯道，出口远离坝体;工程严禁布置在滑坡或崩塌体地上。

　　溢洪道通常有四个主要部分组成：引流段(近口段)、控制段(堰流段)、泄流段(陡坡、急流段)及消能工。

　　2.1.1引流段(近口段)

　　为引流平顺其进口形状最好做成喇叭口，为减小损失其长度不宜过长。

　　如因地形所限必须在该段内设置弯道时，则应使弯曲段尽量平缓外、还应使弯道与下游衔接段和出口段尽量远离坝脚，以免冲刷坝脚。

　　引流段截面一般选用梯形或矩形，当流速≤1~2米/秒时一般可不砌护，但与坝端邻近和紧接控制建筑物的范围内应砌护一定长度，同时在弯道二侧的凹岸亦应砌护，如为坚硬的岩基则可不考虑。

　　2.1.2控制段(堰流段)

　　为使泄流均匀，可使近口水流垂直于控制段建筑物;根据地形条件和泄流需要必需设置宽顶堰或实用断面堰，堰宽度可按允许单宽流量选定，岩基上单宽流量为40~70m3/s，非岩基上为20~40m3/s，土基上为20m3/s。

　　除近口段设有引流段外，一般应使堰顶宽度≤3h堰(h堰为堰上水头，单位m);为使水流平顺，堰口与其上游引流段可采用渐变段连接，其收缩角以12度左右为宜。

　　如堰体较宽则应在其横向设置温度缝与沉陷缝，其间距可按10~15m布设。

　　2.1.3泄流段(陡坡、急流段)

　　该段平面均采用直线布置，并尽量避免弯道和设置扭坡顺引流态的急骤变化甚至产生负压;其纵断面设计应因地制宜地根据地形、地质而选用缓坡、陡坡或多级跃水等多种形式;陡坡段应采用均一比降;由于泄水段流速很高，故应尽量布置在岩基上，如为非岩基则该段衬砌厚度应按允许流速与地质条件选择进行设计，一般浆砌石用0.5~1.0m，砼0.2~0.5m，钢筋砼0.15~0.3m(砼与钢筋砼基部还应设0.3~05m厚的浆砌石底砌护)，其坡度一般以≤1/2.5为宜。

　　新鲜岩基上的泄水道，可不砌护;如为松软风化岩石仍须用0.3~0.5m的浆砌石或0.2m厚的砼作砌护，并加设锚固筋;如需大面积砼衬砌则应按地质情况，结合温度变化布置伸缩缝和沉陷缝，两侧边坡可仅设横缝，底部则应设纵横缝，间距一般为8~12m，同时在衬砌底部需敷设排水的反滤料;考虑高速水流掺气的特点，边坡的砌护高度应有适当超高。

　　关于水利水电工程中水库水闸设计的思考【3】

　　【摘要】在水利水电工程中的水库水闸设计道路上，我国已经具有久远的研究历史，良好的水闸设计有助于提高其在抗洪、排涝、灌溉、挡潮、航运等方面的作用。

　　文中首先介绍了水库水闸的主要类型，并一一列明，就水电工程中水库水闸设计的主要思路及注意事项展开分析，力求完善水库水闸设计，提高其经济效益及社会效益。

　　【关键词】水利水电工程;水库;水闸;设计

　　当前我国的水利水电工程中的水库水闸设计十分关键，它是水库做好抗洪、排涝、给水、灌溉等工作的重要设施。

　　因此，在进行水库水闸设计时，必须结合具体的工程情况进行水闸底板、闸墩、止水设施等设计。

　　然而，由于水利工程中的水闸工程结构构造复杂，设计师在进行水闸设计时尤其应当注意结合现场环境，设计出合理、优质的水闸布局构造。

　　1.水库水闸类型

　　1.1进水闸

　　进水闸又称为渠首闸，其作用是为农田提供灌溉功能，或者为水力发电等其他水利事业提供必要的用水量。

　　进水闸一般设置于水库、河道、湖泊的岸边或渠道的渠首，通过建闸引水、加强入渠流量的控制。

　　1.2节制闸

　　节制闸又称为拦河闸，其作用是通过调节水位和流量，在枯水期时截断河道以便抬高水位，以便利用上游航运和进水闸取水，并在洪水期进行下泄流量控制。

　　1.3排水闸

　　排水闸本身闸底板高程低、闸身高，以便挡住较高的外河水位，并排除洼地积水，因此还可以作为双向水头。

　　排水闸主要是在外河水位上涨时，通过关闸来避免江河洪水倒灌;在河水退落时，即时打开闸门排除渍水。

　　一般来说，排水闸是设置于江河沿岸。

　　1.4挡潮闸

　　挡潮闸的作用主要是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝，它与排水闸一样可以提供双向水头作用，当受到潮水影响时，挡潮闸可以避免海水倒灌入河，还可以通过抬高内河水位，实现蓄淡灌溉目的;挡潮闸还可在退潮时排涝，在内河两岸受涝时具有重要作用。

　　另外，建有通航孔的挡潮闸，可在平潮时期开闸通航。

　　1.5分洪闸

　　分洪闸具有泄水能力高、分洪能力强的优势，它一般建于江河适当地段的一侧。

　　当较大洪水来临时开闸分泄一部分下游河道容纳不下的洪水，进入闸后的洼地、湖泊等蓄洪区、滞洪区或下游不同的支流，以减小洪水对下游的威胁。

　　2.水库水闸设计分析

　　设计水库水闸时，应当结合基础资料，按照此水库水闸的具体设置目的及当地的实际环境条件，来设计水闸的类型、大小、尺寸规模等。

　　水库水闸的主要数据包括：出闸孔宽度、孔数、闸高以及闸孔型式和闸底板高程等。

　　2.1设计进水闸类型和尺寸

　　进水闸是修建在渠首按需要引水的建筑物，当不需要引水时，则关闸挡水，以免河水进入渠道。

　　从天然河道取水，按取水方式一般可分为无坝取水和有坝(闸)取水两种方式。

　　当天然河道水量丰富，水位也能满足引水要求时，可采取无坝取水方式，即直接在渠首修建进水闸引水;当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大(占河道来水30%以上)时，由于引水有困难，常需采取有坝取水方式，即除了在渠首修建进水闸引水外，还需在河道中修建拦河坝(闸)，拦断河流，壅高水位，迫水入渠，以满足进水闸引水要求。

　　为了满足引水要求，进水闸不但要有足够的闸孔尺寸，而且要有一定的高度，以便阻挡河中水流和洪水漫顶，才能真正实现按需要引水的目标。

　　2.2设计拦河闸基本型式和尺寸

　　拦河闸主要是为了拦断河流和壅高河中水位，以此来保证引水目标的实现。

　　需要壅高的水位，称为正常壅水位，亦称正常挡水位。

　　对于灌溉取水工程，该水位是根据灌区规划对引水高程的要求确定的。

　　此外，在洪水时期，拦河闸必须开闸泄水。

　　因此，拦河闸应具有足够的闸孔尺寸，才能进一步满足泄洪要求。

　　泄洪时，闸前的洪水位一般会高于闸前的正常壅水位，可见拦河闸的闸前最高水位取决于闸前洪水位的高低。

　　为了满足引水要求而确定的闸前正常壅水位是拦河闸的正常挡水高程，而泄洪量的大小和闸前洪水位的高低，则直接影响拦河闸的高度、闸孔的型式和尺寸、闸的上游淹没损失以及对闸下游消能防冲的要求和工程量的大小等。

　　2.3闸门梁系设计

　　为减小闸门运行过程中的振动，结构设计时考虑了适当提高闸门的整体刚度。

　　闸门主梁布置除底主梁外，上部主梁尽量等荷载布置，采用相同主梁截面，方便制造。