水利水電工程布置設(shè)計的論文

1、水利水電工程布置設(shè)計的論文1 工程案例概述湘江長沙綜合樞紐工程為梯級水庫，是湘江干流航道發(fā)展規(guī)劃之一，正常蓄水位為29.7m，庫容為 6.75 億 m3，船閘設(shè)計通航船舶噸級為 2000t ，電站裝機為 57MW。湘江水量較為充沛，徑流年際變化較大，而且年內(nèi)分布不均，在樞紐工程河段年內(nèi)水位變化幅度達14m。樞紐河段屬于平原河流，河面較為寬廣，河道略微彎曲，河流比降相對較小。2 樞紐布置方案2.1樞紐平面布置方案此工程樞紐布置，主要包括船閘（2000t 級）、泄洪閘、水電站、魚道等，為級工程，水工建筑物設(shè)計洪水標準為100a 一遇、校核洪水標準為 500a 一遇。工程樞紐正常蓄水位與死水位為29

2、.70m，對于船閘設(shè)計，按照20a 一遇洪水位，來設(shè)計高水位，流量為21900m3/s，低水位按照 P=98%水位來設(shè)計。船閘設(shè)置在蔡家洲左汊左側(cè)岸邊，電站設(shè)置在左汊右側(cè)洲邊，按照從左到右的順序，來布設(shè)建筑物工程，包括雙線船閘、排污槽、主泄水閘等，具體如圖 1 所示。2.2樞紐平面布置特點樞紐泄流能力強水利水電工程樞紐泄流能力和工程壩址有直接關(guān)系，尤其是壩址河勢與地形地貌等。 此布置方案中， 船閘上游引航道與導(dǎo)流堤設(shè)置位置為原左汊河道區(qū)域內(nèi)的回流區(qū)，設(shè)置導(dǎo)流堤， 能夠有效的調(diào)順水流，確保樞紐工程的泄流能力。按照100a 一遇洪水標準，進行水工模擬試驗，獲得的壅高值為0.1m，泄洪能力較好 1

3、。通航條件較好此樞紐工程壩址下游2km區(qū)域左岸存在支流溈水河，與湘江相匯，河寬為 180m，2a 一遇洪水流量為1580m3/s，10a 一遇洪水流量為 2750m3/s，20a 一遇洪水流量為 3350m3/s，出流和船閘連接段的航道交角為 30。此布置方案船閘通航條件試驗結(jié)果表明，因為船閘上游引航道口門區(qū)和連接段緩流區(qū)， 通航水流條件可以達到設(shè)計要求，干流流量 Q干為 19700m3/s 時，縱向最大流速值為 1.76m/s ，橫向最大流速值為 0.28m/s ，回流最大流速值為 0.2m/s 。干流流量為21900m3/s 時，縱向最大流速值為1.79m/s ，橫向最大流速值為0.3m/

4、s ，回流最大流速值為0.25m/s 。就下游引航道口門區(qū)和連接段航道來說，當(dāng)湘江干流和支流溈水為正常遭遇時，若Q干 13500m3/s，可以滿足船舶航行要求。 若 13500m3/sQ干 21900m3/s，受到導(dǎo)流堤的影響，口門區(qū)域右側(cè)航道內(nèi)部橫流較大，可以在左側(cè)航線單線行駛。原方案存在導(dǎo)流堤堤頭挑流明顯與斜流大等問題，進行布置方案優(yōu)化，改變船閘挑流堤平面型式， 設(shè)置立式導(dǎo)流堤等， 使得航道通航能力得以全面提升 2 。2.3樞紐布置設(shè)計要點結(jié)合長沙綜合樞紐設(shè)置的位置，結(jié)合自然條件，在左汊主河道區(qū)域內(nèi)來布置電站與船閘， 從樞紐泄流能力與船閘通航條件等方面綜合分析，將船閘設(shè)置在此側(cè)，能夠起到不

5、錯的效果。此梯級綜合樞紐工程建設(shè)后，主要功能為發(fā)電、航運等，因此在設(shè)計時，要堅持確保船閘通航條件的原則， 以及泄水閘泄洪能力的原則。 當(dāng)樞紐壩址所處的位置左右兩汊道分流比相差較大， 而且河底高程相差較大， 為了能夠確保樞紐工程的通航效果與發(fā)電效益， 將船閘與電站等建筑物， 給布置在主汊河道。 為了保證樞紐工程下游河床的穩(wěn)定性， 在布置泄水閘孔時，最好能保證工程建設(shè)前后的分流比變化不大。 若河流的含沙量較小，在主河道內(nèi)順河， 來設(shè)置船閘引航道時，盡量把船閘設(shè)置在流速相對較小的河岸側(cè)， 以便發(fā)揮樞紐工程的泄流作用， 確保船閘通航效果 3 。3 水利水電工程樞紐總體布置三維設(shè)計3.1三維地形建?；?/p>

6、布爾運算，進行后期三維模型設(shè)計，需要構(gòu)建三維模型。借助三維設(shè)計技術(shù)， 能夠為水利水電工程樞紐總體布置，提供極大的便利。三維地形模型構(gòu)建是基礎(chǔ)，需要確保精度的準確性。通常水利水電樞紐工程布置區(qū)域較大，覆蓋面較廣，數(shù)據(jù)存儲量大，會影響到三維地形模型構(gòu)建的效果。 基于此，在構(gòu)建時，需要確保等高線精度，以確保建模的效果。3.2樞紐布置模型設(shè)計在進行水利水電工程樞紐布置設(shè)計時，對于大壩與電站廠房等，可以按照相關(guān)標準規(guī)范， 來設(shè)計三維模型， 采取參數(shù)化或者模板化方法來建模。利用 CATIA軟件，融合骨架設(shè)計思想，構(gòu)建樞紐工程建筑物模型，進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，將數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到3D軟件中，進行樞紐布置，也可以和施工總

7、布置相互聯(lián)合。利用 3D設(shè)計技術(shù)，能夠為水利水電工程樞紐布置設(shè)計， 提供新的設(shè)計方法， 能夠極大程度上提升工作效率，降低設(shè)計誤差。利用大數(shù)據(jù)信息與信息技術(shù)，來進行仿真模擬試驗，可以及時優(yōu)化設(shè)計缺陷， 確保水利水電工程樞紐布置的合理性與科學(xué)性。4 結(jié)束語水利水電工程樞紐布置設(shè)計，要從樞紐使用的功能分析，嚴格按照設(shè)計要求，把握布置設(shè)計原則，結(jié)合工程實際，做好充分的調(diào)查工作，制定不同的布置方案，做好對比分析，選擇最為合適的布置方案，以確保工程建設(shè)的質(zhì)量。作者 : 喻尚偉單位 : 長沙市水利水電勘測設(shè)計院參考文獻1 陳雷，賓洪祥，別大鵬，李文峰，姚曉敏 . 碾盤山水利水電工程樞紐布置設(shè)計 J. 水利水電技術(shù)， xx（08）： 14.2 王小毛，郭艷陽，向光紅 .