彭水水电站泄洪消能设计研究

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1、彭水水电站泄洪消能设计研究吴效红程德虎吴晓玲（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010）(Email：cwwwxh@126.com)摘要，彭水水电站坝址河谷狭窄，洪峰流量大，水库调节能力有限，下游水位变幅大，泄洪消能设计是枢li纽布置和水工设计的关键技术难题。通过方案研究，彭水大坝采用弧形坝轴线，布置9个泄洪表孔，巧妙利用向心作用使水流归槽，较少了下游消能区大量的开挖和防护工程量。下游消能区河床进行扩挖，采用护坡不护底.两岸坡脚设置防洶墙的防护方案。关键词彭水水电站；弧形重力坝：泄洪方案;消能防冲;设计；试验研究1工程概况彭水水电

2、站位于乌江干流下游，重庆市彭水县县城上游Ukm,坝址上游是云、贵山区，下游毗邻重庆工业区和三峡工程水库经济开发区，距河口涪陵市147km,距重庆市约170km（直线距离）,电站、通航建筑物等为地下式厂房，安装由单线船闸、升船机是乌江干流水电开发的第10个梯级，系乌江干流开发仅次于构皮滩水电站的大型枢纽工程，是重庆市不可多得的水电电源点。彭水水电站的开发任务为以发电为主，其次是航运、防洪及其它综合利用。坝址以上流域面积69000kn代占乌江流域总面积的78.5%<>流域多年平均降水量1160mm,坝址多年平均流量1300m7s,坝址多年平均年径流量4

3、10亿正常蓄水位293m,相应库容12.12亿m3死水位278m,调节库容5.18亿於。彭水水电站由大坝及泄洪建筑物、组成。大坝为碾压混凝土弧形重力坝，最大坝高116・5m；电站布置在右岸，5台单机容量为350MW的大型混流式水轮发电机组；通航建筑物布置在左岸，两级过坝建筑物组成，按500t级船舶过坝设计。2地形地质条件彭水水电站坝址位于长溪河至万足场之间碳酸盐岩峡谷河段中，两岸临江山顶高程500〜930m,相对高差达300〜600nu坝址左岸地形坡度400,右岸下陡上缓，350m高程以下600,以上400,为一基本对称的“V”型谷。正常蓄水位29

4、3m时河谷宽230〜260m,枯水位211〜213m时江水面宽60〜90m,水深10〜20m,最深达27m。乌江在坝址区流向3100,岩层倾向110〜1150,倾角660左右，倾向上游偏右岸，岩层走向与乌江流向夹角70〜750。坝址两岸灰岩、页岩相间分布,灰岩段突出形成山脊，页岩段形成凹槽或冲沟，其间堆积零星大块石。冲刷坑地层为W3m2、e3ml白云岩夹灰岩，岩体比较完整，河床下岩溶发育微弱，基岩面高程185m〜188nu坝下游有坝址区最大的断裂构造fl断层，该断层破碎带宽7m〜17m,横穿河谷，位于坝趾下游130m（左岸）〜200m（右岸），与河

5、流夹角约70°,倾向上游、倾角75°0左岸We温泉附近行断层带形成的凹槽覆盖大块石、泥砂厚达29m以上。3泄洪运用方式彭水大坝设计洪水标准为500年一遇（0.2%）洪水，相应下泄流量33900m7s；校核洪水标准为5000年一遇（0.02%）洪水，相应下泄流量42200m7s；消能建筑物设计洪水标准为100年一遇（1%）洪水，相应下泄流量为28300m7so汛期洪水调度方式：汛期5月下旬〜8月底水库兴利水位不超过防洪限制水位287m。按20年一遇洪水〈入库流量22000m3/s）沿河县城水位不超过312m控制，坝前相应最高洪水位不超过288.85m

6、,水库单独运用以不增加彭水县城防洪负担为原则，在此前提下，配合三峡水库运用，拦蓄长江中下游发生特大洪水时的超额洪量，并确保枢纽本身安全。具体方式为：（1）当入库流量9900m3/s时，按来量下泄；（2）当入库流量＞19900nf7s时，按等流量19900m7s控制下泄，多余水量蓄存水库，直到库水位蓄至28&85m。在水库蓄洪过程中，若库水位在288.85m〜293m之间时，按长江中下游防洪要求进行实时调度；若库水位达到或超过293m,水库原则上按来量泄洪调度，以确保工程本身安全。（3）在入库洪水消落过程中，在长江中下游水情平稳的情况下，水库保持一定

7、泄量，直到库水位消落到287m,腾空防洪库容以蓄纳下一场洪水。泄洪消能布置4.1设计原则(1)枢纽泄流能力应满足泄洪调度要求0(3)(4)泄水建筑物运行安全可靠，方便调度管理。（2）枢纽泄洪消能尽可能减轻对f!断层的冲刷。枢纽泄洪消能要满足位于下游的垂直升船机和电站正常运用的要求。4.2泄洪方案研究坝址处于髙山峡谷之中，坝址两岸无天然圾口，河谷呈“V”型。坝址处洪枯水位变幅大，-般在37m〜65之间。坝址洪水来量大，枢纽校核、设计洪水泄洪功率分别为12840MW、11247MW。泄洪建筑物布置首先比较了坝身集中泄洪和岸边分流两种型式。岸边分流可分散

8、下泄水流的能量,减轻坝下游的消能难度，本工程右岸布置地下厂房，左岸布置通航建筑物和导流洞，岸边再布置泄量较大的泄洪建筑物难