西藏藏木水电站明渠截流戗堤轴线试验研究

第２８卷第１期

２００

四川水力发电

Ｓｉｃｈｕａｎ

Ｖ０１．２８，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．，２

００９

９年２月

ＷａｔｅｒＰｏｗｅｒ

西藏藏木水电站明渠截流戗堤轴线试验研究

马旭东，

戴光清，

杨

庆，许杰

（四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室。四川成都６１００６５）

摘要：结合西藏藏木水电站明渠截流模型试验，对其明渠截流戗堤轴线进行了优化研究。介绍了不采用传统明渠戗堤轴线选在明渠内的方法，而是将戗堤轴线设置在明渠进口上游，龙口设置于明渠内侧河道，该布置的主要优点为：截流龙口位于原河床上，进而有效避免了因硬底明渠造成的截流抛投料流失量大的问题；通过截流戗堤自身对水流流向的调整，水流经过龙口后从下游向上游逆向流入明渠，改变了龙口流态．增长了水流流线，从而增加了沿程损失，减小了水力坡降，降低了截流水力学指标。

关键词：截流；戗堤轴线；水力学指标；藏木水电站；明渠中图分类号：７Ｉ＇ｖ１３１；ＴＶｌ３１．６；ＴＶｌ３５

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１－２１８４（２００９）０１－００９１－０４

截流戗堤轴线的选择关系到截流难度大小、截流成功与否、截流备料、围堰防渗和施工进度等诸多方面。明渠截流中的戗堤轴线一般都选择在明渠范围内，普遍在明渠进口较窄部位或尾部。当截流流量较大时，还可以选择采用双戗、宽戗或者多戗截流的方法。笔者以藏木水电站明渠截流

工程为例，通过截流模型试验研究其截流戗堤轴

线的布置。

ｌ工程概况及模型制作

藏木水利枢纽工程装机容量为５１０ＭＷ，大坝为混凝土重力坝，最大坝高１１０．００ｍ，坝顶长

３７７．６０

图１模型布置图

ｍ，采用坝后式地面厂房。整个工程分三

顶宽２０ｍ，上下游边坡为１：１．５。２戗堤轴线２．１原设计方案

明渠戗堤轴线一般选择在明渠内部较窄的部位或尾部适当部位。考虑到藏木水电站截流的交

期施工：一期修建左岸导流明渠；二期修建大坝和厂房；三期明渠坝段完建。导流明渠采用全断面混凝土结构，过水断面为矩形，底宽３５．００ｍ，进口高程３

２４８．００

ｍ，出口高程３

２４３．００

ｍ，沿程底

坡为８．０６％，明渠轴线长６２８．００ｍ。三期明渠截流标准采用ｌＯ年一遇１１月旬平均流量，相应流量分别为７９８沙底孔过流。

按相似原理要求，截流水力学模型（图１）采用正态、整体、局部动床模型，模型长度比尺选定为Ａ．＝５０。模型模拟了坝轴线上游９００ｍ至坝轴线下游９００ｍ的河床地形，二期上游围堰全部拆除。经试验，初步选择戗堤顶高程为３

收稿日期：２００８４）７・１２

２５６ｍ，

ｍ３／ｓ、６８４ｍ３／ｓ、５７６

通条件、备料条件及围堰后期施工等，原设计戗堤

轴线如图２所示。

ｍ３／ｓ。明渠导

该方案主要是考虑明渠左岸交通条件相对便

利，有较大面积的洼地可以堆放抛投料，且此处明渠宽度相对较窄，抛投量小。明渠右岸内侧岸坡较陡，没有做裹头和抛投进占的条件，故最终选择从左岸单向单戗立堵进占。

流由设置在大坝内的２孔导流底孔和２孔永久冲

试验研究表明：各级流量下，在龙口宽度小于

３０

ｍ后进占难度开始增加，流失量随着龙口的缩

窄逐渐增加；流量越大，龙口缩窄后截流难度越大；龙口宽度为２０～１２．５ｍ之间时，到达截流最困难时段，抛投料流失量大于５０％。在流量Ｑ＝

Ｓｉｃｈｕａｎ

Ｗａｔｅｒ

Ｐｏｗｅｒ田

万方数据　

马旭东等：西藏藏木水电站明渠截流戗堤轴线试验研究

６８４

２００９年第１期

ｍ３／ｓ时，倒三角区段内抛投料流失超过２．２中间方案

３０％，进占难度非常大。实测龙口水力学指标如图３所示。龙口范围内最大平均流速为５．８１

ｍ／

经过反复的试验研究，认为将截流戗堤轴线

向上游河道内侧偏移，通过戗堤自身来调整水流

ｓ，发生在龙口宽度为２０ｍ的倒三角区段，最终落差为５．２７ｍ，最大单宽功率为７９．５９ｔ×ｍ／（ｓ×ｍ）。截流难度比较大，有必要通过模型试验研究更加有利的戗堤轴线和减小截流难度的措施，以

而改变水流流向，以此来降低截流难度，具体布置

如图４所示。选择用石渣料从左岸单向预进占

６０

ｍ，预留龙口宽３５ｍ，实测龙口范围内水力学ｍ／ｓ，发生在龙口宽度为１０ｍ时，最终落差

Ｘ

指标如图５所示。龙口范围内最大平均流速为

４．０８

保证截流安全。

为５．１ｒｉｆｔ，最大单宽功率为８７．０６ｔ×ｍ／（ｓｍ）。

本方案试验结果表明：截流方案２相对于原设计方案而言，最终落差变化不大，最大单宽功率也有所增加，但龙口平均流速有所降低，且截流最困难时段相对较短，增大抛投强度即能克服。其明显不足之处为：最困难时段抛投料流失量较大，并可以推断，在流量更大时，方案２的截流难度将会增加。为了使截流安全度更高和进一步减小龙口范围内的水力学指标，有必要进一步优化截流戗堤轴线。

图２

Ｎ

ｔｏｍ／（ｓ・ｍ）

６

／、＼

１００

５

＼＼

＼

戗堤轴线原设计方案示意图

ｖ／ｍ．ｓ－１

Ｈ／ｍ

ｔ．ｍ／Ｎ（ｓ．ｍ），／ｍ．，Ｈｉｍ

＼

Ａ王：

＼

寸／

，

７

＼

、～

ｌ／过

Ｖ

／

＼

、

＼一＼∥’＼

＼

８０

４

／

ｌ一

，

’八．ｔ

ｈｔ

６０

３

４０２

２０

ｌ

㈡｜｜ｌ｜／．｜ｌ｜｜｝｝

～

～

一Ｈ

＼

Ｎ

＼＼

０

１０

＼

Ｎ／

２０３０４０

龙１：１宽度／ｎｌ

图５龙口范围内水力学指标（Ｑ＝６８４ｍ３／８）示意图

龙Ｉ＝１宽度／ｍ

≤冬

四￥ｉｃｈｕａｎ

万方数据　

Ｗａｔｅｒ

图３龙Ｉ＝１范围内水力学指标（Ｑ＝６８４ｍ３／ｓ）示意图

＿

雅鲁藏布江

河床

图６优化推荐方案戗堤轴线示意图

２．３优化推荐方案

图４中间方案戗堤轴线示意图

通过对方案２的试验结果仔细分析，将戗堤轴线进一步向河道内偏移，在戗堤和明渠边墙间

Ｐｏｗｅｒ

第２８卷总第１２６期四川水力发电

２００９年２月

预留一定宽度过水（推荐方案戗堤轴线布置如图６所示）。为了避免截流后期龙口横向折冲水流冲刷戗堤下游侧，预留过水宽度又不宜过窄；同时，为了充分利用纵向明渠右边墙的壅水作用，该宽度又不宜过宽。结合本工程实际情况，经试验研究比较，得出明渠右侧边墙上游侧垂直距离戗堤轴线３５ｍ为宜（图６中ＢＤ的距离）。将合龙龙口设在明渠右边墙下游，充分利用明渠右边墙的壅水作用（担当双戗截流中下戗堤的作用），使龙口下游水位升高；同时，水流经过龙口后从下游向上游逆向流入明渠，增长了水流的流线长度，从而增加了沿程水头损失，减小了水力坡降，降低了截流难度。

该方案截流龙口ＢＣ段可以根据来流量而变化，具体为：当截流流量小时，可以直接将ＢＤ作为龙口截流（和中间方案相似）；当流量增大时，可沿着ＢＣ逐渐合龙；如果来流量更大，可以将Ｃ点继续向下游移动，直到满足截流条件为止，最终变为宽戗堤合龙。根据模型试验，确定采用石渣料预进占长度为６０ｍ，预留龙口宽度３５ｍ。龙口范围内水力学指标如图７所示。龙口范围内最大平均流速为６．２３ｍ／ｓ，发生在水面宽度为１３ｍ

时，最终落差为５．３２ｍ，最大单宽功率为５３．６８ｔ

×ｍ／（Ｓ

ｘ

ｍ）ｏ

Ｎ

ｔ・ｍ／（ｓ－ｍ）

Ｖ／ｍ・ｓ‘

Ｈ／“

：

ｖ、

６０卜

卜

６

＞—、

４０卜

卜

脊Ｑ飞’４

√＼＼

卜－

｜｜心＆

２０卜

飞２

｜、，

矗

Ｌ

匕

ｌ｜

ｐ

ｏ

１０

２０

３０

水面宽度／ｍ

图７龙ＣＩ范围内水力学指标（Ｑ＝６８４ｍ３／ｓ）示意图

３各方案结果比较分析

试验结果表明：推荐方案由于合理利用了明渠进口地形，使戗堤向明渠进口下游挑出，增加了

水流的流线长度和沿程水头损失，从而明显减小

了截流难度。三种方案试验结果对比如图８～ｌＯ所示。

由图８—１０可以看出，原设计方案的各级龙

万　

方数据口宽度下流速分布比较均匀，整体流速较大，故对大石抛投料需求较大；而中间方案和推荐方案，倒三角以前各区段内的流速相对较小，倒三角区段内流速较大，则需要的大石料相对较少。各方案中最终截流落差相差不大，但在各级龙口宽度下其落差有所差异。优化推荐方案各级龙口单宽功

率明显低于原设计方案和中间方案，其主要原因：

（１）在推荐方案中，通过戗堤对水流的充分调整，使得单宽流量减小，从而减小了龙口单宽功率；（２）经过调整后，最终合龙，变相为宽戗堤合龙，水流逆向流人导流明渠，增加了流线长度和沿程

水头损失，减小了水力坡降，降低了水力学指标，

从而减小了截流难度；（３）合龙龙口在河道内侧，龙口糙率较大，有利于抛投料稳定。

＇１０

黑

８饕

６４２Ｏ

龙口宽度／ｍ

落差／１１１

图９落差对比（Ｑ＝６８４ｍ３／Ｂ）示意图

售Ｉｏｏ

蓄８０

二６０

篓

４０

埘

＃２０

００

１０

２０

３０

４０龙口宽度／ｍ

图１０单宽功率对比（Ｑ＝６８４ｍ３／８）示意图

由表１可以看出：虽然推荐方案的戗堤轴线长度大于原设计方案和中间方案，抛投量比原设

计方案增加了２８％，但在推荐方案中，很大一部分戗堤可用石渣料进占，采用的大石料比原设计方案大石料用量减小了５４％，且原设计方案和中间方案中较多的抛投料停滞在戗堤下游，对围堰

的防渗处理和棱体排水设施施工都有一定的影

Ｓｉｃｈｕａｎ

Ｗａｔｅｒ

Ｐｏｗｅｒ四

马旭东等：西藏藏木水电站明渠截流戗堤轴线试验研究

２００９年第１期

响。以上各方案对比表明：原设计方案需采用较

大的备料系数，而推荐方案在增１Ｊｎ０，－量备料的基

础上却能减小截流难度，提高截流安全度。４优化推荐方案应注意的问题

表１各方案抛投量表（Ｑ＝６８４ｍ３／ｓ）

试验研究表明，优化推荐方案截流戗堤进占需注意以下问题：（１）在明渠右边墙相对应的戗堤下游面，由于水流在此处的收缩和陡降，在Ｑ＝

６８４

流戗堤轴线而达到了降低截流难度的目的，对类似工程的截流戗堤轴线选择具有一定的指导意义和参考价值。

参考文献：

［１］杨文俊．戴会超，等．三峡工程明渠截流难度影响因素及其

改善措施［Ｊ］．长江科学院院报，２００ｌ，１８（５）：１４一１７．［２］郑守仁．三峡三期围堰及截流设计关键技术问题［Ｊ］．人民

长江．２００２，３３（１）：７—９．

作者简介：

马旭东（１９８４一），男，四川通江人，在读硕士研究生，研究方向：水

工水力学；

戴光清（１９５４・），男，重庆市人，教授，博士生导师，研究方向：水工

水力学；

ｍ３／ｓ时，临水面实测最大流速为４．７１

ｍ／ｓ。

考虑到截流戗堤的稳定安全，合龙初期即需在戗堤下游面抛投中石料或者大石料护坡（视流量大小和冲刷强度而定）；（２）需在戗堤和明渠边墙间预留一定宽度过水。为了避免截流后期龙口逆向折冲水流冲刷戗堤下游侧，预留过水宽度不宜过窄；同时，为了充分利用纵向明渠右边墙的壅水作用，该宽度又不宜过宽，有关该宽度的理论计算公

式还需要作进一步的研究。

５结论

笔者从工程实际出发，通过对导流明渠进口地形的仔细研究，因地制宜，将戗堤轴线设置在导流明渠进口上游，合龙龙口设置在明渠右边墙河道内侧，未采取其他工程措施，仅单一通过变换截

杨庆（１９７５．），男，重庆长寿人，讲师，博士，研究方向：水工水力

学；

许杰（１９８３．）．男，河南中牟人，在读硕士研究生，研究方向：水

工水力学．

Ｉ责任编辑：李燕辉ｌ

中国水利水电勘测设计协会第九次会员代表大会在京召开

为水利水电事业又好又快发展提供技术保障

２００８年１２月９。ｌＯ日，中国水利水电勘测设计协会第九次会员代表大会在京召开。水利部党组成员、副部长矫勇出席会议并讲话。他指出，多年来，中国水利水电勘测设计协会认真贯彻执行党和国家的各项方针政策，不断加强勘测设计行业管理，积极推进行业的发展和改革，取得了显著的成绩，发挥了重要的作用。，随着经济社会的不断发展，水资源成为国家的重要战略资源，水利作为国民经济的重要基础设施，被提高到关系国民经济可持续发展的战略位置予以高度重视，水电也因电力需求的持续增长而成为优先发展的基础产业。矫勇强调，水利水电勘测设计要围绕水利水电工作大局，深入实践科学发展观，充分发挥自身的优势和作用，更好地为行业改革与发展服务。一是要积极稳妥地搞好体制改革和机制创新，加快建立现代企业制度。二是要努力提高勘测设计水平，为水利水电建设提供高质量的技术服务。三是要积极开拓市场，努力把握竞争的主动权。四是要增强责任意识，着力承担社会公共责任。五是协会要始终坚持服务宗旨，不断提高服务能力。中国水利水电勘测设计协会成立于１９８５年，目前拥有１４５个单位会员，基本涵盖了全国主要骨干水利水电勘测设计单位。水利部总工程师刘宁出席会议。会议对第二届全国水利水电勘测设计行业优秀院长、优秀设计总工程师（项目经理）、优秀协会工作者进行了表彰，并为中国水利水电勘测设计行业信用等级单位和ＡｕＴｏＣＡＤ设计软件正版化示范单位授牌。

我国实验快堆２０１０年并网发电

中国实验快堆已进入最后安装调试阶段，计划于２０１０年实现并网发电，２０１５年建成示范快堆并实现商用；中国先进研究堆（新堆）已经完成了全部子项的土建施工．开始了各系统的调试工作，预计２００９年上半年达到临界。快堆，即快中子增殖堆，建成后的快堆可将天然铀资源的利用率从压水堆的约１％提高到６０％一７０％，这对于充分利用我国铀资源、持续稳定地发展核电、解决后续能源供应等问题具有重大的战略意义。即将建成的中国先进研究堆是代替重水反应堆的先进堆型。能够满足我们国家对２ｌ世纪核技术的要求。

圜￥ｉｃｈｕａｎ肋舸Ｐｏ附

万方数据　

西藏藏木水电站明渠截流戗堤轴线试验研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

马旭东， 戴光清， 杨庆， 许杰， MA Xu-dong， DAI Guang-qing， YANG Qing， XU Jie四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川,成都,610065四川水力发电

SICHUAN WATER POWER2009,28(1)

参考文献(2条)

1.郑守仁 三峡三期围堰及截流设计关键技术问题[期刊论文]-人民长江 2002(01)

2.杨文俊;戴会超 三峡工程明渠截流难度影响因素及其改善措施[期刊论文]-长江科学院院报 2001(05)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_scslfd200901029.aspx