第二部分-工程水力学 - IAHR中国分会

第 二 部 分 工 程 水 力 学
高 土 石 坝 导 流 洞 改 造 利 用 技 术 进 展 及 新 思 考
郭 军 高 季 章
( 中 国 水 利 水 电 科 学 研 究 院 北 京 复 兴 路 甲 一 号 100038 guojun@iwhr.com gaojz@iwhr.com)
摘 要 高 土 石 坝 导 流 洞 的 改 建 利 用 已 有 半 个 多 世 纪 的 历 史 , 大 多 数 改 建 成 永 久 泄 洪 洞 或 电 厂 尾
水 洞 。 这 种 改 建 利 用 的 方 式 可 使 工 程 的 枢 纽 布 置 更 加 紧 凑 合 理 , 节 省 工 程 造 价 , 得 到 了 工 程 界 的
重 视 。 随 着 国 际 上 对 环 境 生 态 保 护 重 视 的 程 度 越 来 越 高 , 高 土 石 坝 在 完 成 后 期 导 流 、 闸 门 下 闸 蓄
水 至 电 厂 达 到 发 电 水 位 期 间 , 还 承 担 向 下 游 泄 放 生 态 流 量 的 任 务 。 从 中 国 紫 坪 铺 在 “5-12” 汶 川
大 地 震 后 参 与 应 急 管 理 的 经 验 看 , 在 强 地 震 区 建 设 的 高 土 石 坝 保 留 1-2 条 进 口 高 程 比 较 低 的 底 孔
泄 洪 洞 十 分 有 必 要 。 本 文 结 合 导 流 洞 改 建 利 用 的 功 能 和 技 术 发 展 , 阐 述 高 土 石 坝 导 流 洞 改 建 利 用
中 考 虑 环 境 生 态 保 护 和 抗 震 安 全 的 必 要 性 、 技 术 可 行 性 和 研 究 重 点 。
关 键 词 高 土 石 坝 ; 导 流 洞 ; 泄 洪 洞 ; 生 态 流 量 ; 大 坝 抗 震 安 全
1 概 述
高 土 石 坝 导 流 洞 的 改 建 利 用 已 有 半 个 多 世 纪 的 历 史 , 大 多 数 改 建 成 永 久 泄 洪 洞 、 电 厂 尾
水 洞 或 放 空 洞 , 如 水 布 垭 面 板 堆 石 坝 (233 m)、 天 生 桥 I 级 面 板 堆 石 坝 (178 m)、 紫 坪 铺 面 板
堆 石 坝 (159 m)、 小 浪 底 心 墙 堆 石 坝 (157 m)、 加 拿 大 的 Mica 心 墙 堆 石 坝 (240 m)、 公 伯
峡 面 板 堆 石 坝 (132 m)、 印 度 Tehri 高 土 石 坝 (220 m) 等 , 水 头 泄 洪 一 般 超 过 100 m, 泄 洪
流 量 一 般 超 过 1000 m 3 /s, 多 数 过 实 际 的 泄 洪 运 行 考 验 。 这 种 改 建 利 用 的 方 式 可 使 工 程 的 枢
纽 布 置 更 加 紧 凑 合 理 , 节 省 工 程 造 价 , 得 到 了 工 程 界 的 重 视 。
随 着 国 际 上 对 环 境 生 态 保 护 重 视 的 程 度 越 来 越 高 , 在 高 土 石 坝 完 成 后 期 导 流 、 闸 门 下 闸
蓄 水 至 电 厂 达 到 发 电 水 位 期 间 , 一 般 还 需 要 考 虑 采 取 一 定 的 措 施 , 向 下 游 泄 放 一 定 的 生 态 流
量 。 如 正 在 建 设 的 塔 吉 克 斯 坦 Rogun 高 土 石 坝 ( 最 终 坝 高 335 m) 二 期 将 采 用 建 设 一 条 泄 洪
洞 , 主 要 解 决 二 期 施 工 期 间 控 制 水 库 水 位 和 维 持 下 游 环 境 生 态 需 水 和 其 它 用 水 , 中 国 正 在 设
计 的 双 江 口 和 两 河 口 高 土 石 坝 的 导 流 洞 后 期 利 用 也 要 兼 顾 泄 放 生 态 流 量 和 后 期 水 库 放 空 的
综 合 利 用 问 题 。
从 中 国 紫 坪 铺 大 坝 在 2008 年 “5-12” 汶 川 大 地 震 后 参 与 应 急 管 理 的 经 验 看 , 在 强 地 震
区 建 设 的 高 土 石 坝 设 置 1-2 条 进 口 高 程 比 较 低 的 底 孔 泄 洪 洞 十 分 有 必 要 。 本 文 结 合 导 流 洞 改
建 利 用 的 功 能 和 技 术 发 展 , 阐 述 高 土 石 坝 导 流 洞 改 建 利 用 中 考 虑 环 境 生 态 保 护 和 抗 震 安 全 的
必 要 性 、 技 术 可 行 性 和 研 究 重 点 。
2 导 流 洞 改 建 为 泄 洪 洞 的 技 术 发 展
根 据 消 能 方 式 和 消 能 工 的 位 置 , 导 流 洞 改 建 为 泄 洪 洞 技 术 的 发 展 可 以 分 为 两 类 , 一 类 是
采 用 洞 外 挑 流 消 能 或 底 流 消 能 , 如 龙 抬 头 式 , 另 一 类 是 洞 内 消 能 , 如 孔 板 式 泄 洪 洞 或 旋 流 式
泄 洪 洞 , 见 图 1。
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