石板水水电站大坝汛期防洪安全运行的科学管理
2008-01-22 14:02:51 来源:
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电力18讯: 1 工程概况
1.1 工程简介
石板水电站为引水式电站,该水利枢纽主要由大坝、引水系统及厂房系统等3大部分组成。大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高84m,所形成的水库总库容1.05亿m3,调节库容0.77亿m3;引水系统全长约6.36km,由进水口、引水隧洞及压力管道组成;厂房为地面式厂房,电站装机容量为115MW。整个工程为3等工程,其主要建筑物为3级,地震设防烈度为6°。
在大坝下游左岸是丰都县龙河镇,距坝址500m左右。大坝于1997年12月建成后,经受住了1998年7月份汛期十年一遇洪水的考验。这次水库调度运行使设计人员及大坝管理人员认识到,不仅要保证汛期大坝各建筑物的安全运行,还要照顾到大坝下游洪水冲刷岸坡所带来对龙河镇的影响。为此,对水库防洪调度的科学管理显得非常重要。
1.2 泄洪建筑物结构
大坝由左、右岸挡水坝段、河床中部的溢流坝段、中孔坝段组成。其中泄洪建筑物溢流坝段由5个净宽12m的表孔泄洪,堰顶为一圆弧段,每孔堰顶设12m×13.8m的弧形工作门,并设一共同的平板检修门,下接直线段、反弧形及挑流鼻坎段、下游护坦段。闸墩尾部设宽尾墩,边墩尾部设折流墩;坝内中孔孔口断面为3.6m×6.0m,包括进水口压力段、明流段及挑流鼻坎段,在坝体前部设有平板检修闸门,在下游坝面出口处设一道3.5m×6.0m的弧形工作门,泄水时,水流通过尾部弧形边墙及挑流鼻坎泄入下游河床。
1.3 防洪标准
根据水规(1990)水字第35号文规定:“永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准,3级建筑物重现期为50年一遇,非常运用洪水标准,混凝土重力坝的重现期为500年一遇,消能防冲设计洪水标准按《混凝土重力坝设计规范SDJ-78(试行)补充规定》,3等工程消能防冲可按30年一遇洪水标准设计,并考虑在小于设计洪水时可能出现的不利情况。”石板水电站各级建筑物采用的洪水标准见表1。
表 1 各级建筑物采用的洪水标准表
建筑物级别 3 级
重现期/年 设计 混凝土坝
消能防冲
厂 房 50
30
30
校核 混凝土坝
厂 房 500
200
根据GB50201-94新的防洪标准来衡量,上述建筑物的防洪标准均为该级别的上限值,且厂房的设计洪水重现期提高为100年,据此,应在汛期防洪及水库运行过程中引起注意,并制定必要的措施。
2 库区水文气象特性
龙河流域属亚热带湿润气候区,具有春雨、伏旱、秋雨绵绵、冬干的特点。7月中旬至8月下旬,由于太平洋副热带高压和西藏高压相继控制本流域,流域内出现连续高湿天气,9月以后,太平洋副高南移,又致本流域降雨量显著增加,但强度一般较小,是持续不断的绵绵秋雨。
龙河流域内多年平均降雨量为953.5~1394.1mm,降雨量自下游向上游随高程升高有增大的趋势,下游廖家坝站(观测场海拔高程250m)多年平均降雨量953.5mm,而上游桥头镇雨量站(观测场海拔高程700m)多年平均降雨量为1257.9mm。气温在流域内随高程增高而降低,丰都气象站的多年平均气温18.3℃,历年极端最高气温43.5℃(1972年8月26日);历年极端最低气温-2.5℃(1975年12月15日);石柱气象站的多年平均气温16.5℃,历年极端最高气温40.2℃(1959年8月23日),历年极端最低气温-4.7℃(1975年12月16日)。
龙河流域内的暴雨(日雨量大于50mm)雨日多集中于5月至9月,一般次暴雨的历时不长,大多在24h左右,实测最大24h雨量为326.9mm(悦来场雨量站,1982年7月16日08时至17日08时)。
3 径流特性
龙河径流主要由降水形成,径流的年内、年际变化与降水一致。由于年内降雨分布的不均匀性,造成径流年内变化极大,根据1960年4月至1990年3月共30个水文年径流系列统计,多年平均流量为34.2m3/s,丰水期(4~9月)的多年平均流量占年径流量的78.7%和21.3%。历年丰、枯水期径流变化极大,1986年4月至1987年3月,丰、枯水期平均流量多出现在10月至翌年3月,一些年份盛夏伏旱期也曾出现年最小流量。
径流的年际变化也较大,最丰水年(1982年4月至1983年3月)的年平均流量为65.1m3/s,最枯水年(1966年4月至1967年3月)的年平均流量为22.5m3/s,两者之比为2.89,分别为多年平均流量的1.90倍和0.66倍。丰水期年月平均流量最大值与最小值之比为3.44,枯水期年月平均流量最大值与最小值之比为3.37。
4 洪水情况
4.1 洪水特性
龙河洪水由降雨形成,发生洪水的时间与降雨季节一致。据资料年限最长的石柱(二)水文站1960~1990年实测资料统计,年最大洪水的次数相对较少。石柱(二)1960~1990年年最大流量在各月出现次数统计如表2:
表 2 石柱1960~1990年年最大流量在各月出现的次数表
月 份 4 5 6 7 8 9
出现次数 2 5 14 6 2 2
31年内各月所占百分数 /% 6 16 46 20 6 6
年最大流量最早出现在4月25日(1961年),最迟出现在9月23日(1970年)。4、9月出现的年最大流量,其量级不大,小于历年年最大流量的均值。
龙河流域地处川东深丘区,河谷深切
1.1 工程简介
石板水电站为引水式电站,该水利枢纽主要由大坝、引水系统及厂房系统等3大部分组成。大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高84m,所形成的水库总库容1.05亿m3,调节库容0.77亿m3;引水系统全长约6.36km,由进水口、引水隧洞及压力管道组成;厂房为地面式厂房,电站装机容量为115MW。整个工程为3等工程,其主要建筑物为3级,地震设防烈度为6°。
在大坝下游左岸是丰都县龙河镇,距坝址500m左右。大坝于1997年12月建成后,经受住了1998年7月份汛期十年一遇洪水的考验。这次水库调度运行使设计人员及大坝管理人员认识到,不仅要保证汛期大坝各建筑物的安全运行,还要照顾到大坝下游洪水冲刷岸坡所带来对龙河镇的影响。为此,对水库防洪调度的科学管理显得非常重要。
1.2 泄洪建筑物结构
大坝由左、右岸挡水坝段、河床中部的溢流坝段、中孔坝段组成。其中泄洪建筑物溢流坝段由5个净宽12m的表孔泄洪,堰顶为一圆弧段,每孔堰顶设12m×13.8m的弧形工作门,并设一共同的平板检修门,下接直线段、反弧形及挑流鼻坎段、下游护坦段。闸墩尾部设宽尾墩,边墩尾部设折流墩;坝内中孔孔口断面为3.6m×6.0m,包括进水口压力段、明流段及挑流鼻坎段,在坝体前部设有平板检修闸门,在下游坝面出口处设一道3.5m×6.0m的弧形工作门,泄水时,水流通过尾部弧形边墙及挑流鼻坎泄入下游河床。
1.3 防洪标准
根据水规(1990)水字第35号文规定:“永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准,3级建筑物重现期为50年一遇,非常运用洪水标准,混凝土重力坝的重现期为500年一遇,消能防冲设计洪水标准按《混凝土重力坝设计规范SDJ-78(试行)补充规定》,3等工程消能防冲可按30年一遇洪水标准设计,并考虑在小于设计洪水时可能出现的不利情况。”石板水电站各级建筑物采用的洪水标准见表1。
表 1 各级建筑物采用的洪水标准表
建筑物级别 3 级
重现期/年 设计 混凝土坝
消能防冲
厂 房 50
30
30
校核 混凝土坝
厂 房 500
200
根据GB50201-94新的防洪标准来衡量,上述建筑物的防洪标准均为该级别的上限值,且厂房的设计洪水重现期提高为100年,据此,应在汛期防洪及水库运行过程中引起注意,并制定必要的措施。
2 库区水文气象特性
龙河流域属亚热带湿润气候区,具有春雨、伏旱、秋雨绵绵、冬干的特点。7月中旬至8月下旬,由于太平洋副热带高压和西藏高压相继控制本流域,流域内出现连续高湿天气,9月以后,太平洋副高南移,又致本流域降雨量显著增加,但强度一般较小,是持续不断的绵绵秋雨。
龙河流域内多年平均降雨量为953.5~1394.1mm,降雨量自下游向上游随高程升高有增大的趋势,下游廖家坝站(观测场海拔高程250m)多年平均降雨量953.5mm,而上游桥头镇雨量站(观测场海拔高程700m)多年平均降雨量为1257.9mm。气温在流域内随高程增高而降低,丰都气象站的多年平均气温18.3℃,历年极端最高气温43.5℃(1972年8月26日);历年极端最低气温-2.5℃(1975年12月15日);石柱气象站的多年平均气温16.5℃,历年极端最高气温40.2℃(1959年8月23日),历年极端最低气温-4.7℃(1975年12月16日)。
龙河流域内的暴雨(日雨量大于50mm)雨日多集中于5月至9月,一般次暴雨的历时不长,大多在24h左右,实测最大24h雨量为326.9mm(悦来场雨量站,1982年7月16日08时至17日08时)。
3 径流特性
龙河径流主要由降水形成,径流的年内、年际变化与降水一致。由于年内降雨分布的不均匀性,造成径流年内变化极大,根据1960年4月至1990年3月共30个水文年径流系列统计,多年平均流量为34.2m3/s,丰水期(4~9月)的多年平均流量占年径流量的78.7%和21.3%。历年丰、枯水期径流变化极大,1986年4月至1987年3月,丰、枯水期平均流量多出现在10月至翌年3月,一些年份盛夏伏旱期也曾出现年最小流量。
径流的年际变化也较大,最丰水年(1982年4月至1983年3月)的年平均流量为65.1m3/s,最枯水年(1966年4月至1967年3月)的年平均流量为22.5m3/s,两者之比为2.89,分别为多年平均流量的1.90倍和0.66倍。丰水期年月平均流量最大值与最小值之比为3.44,枯水期年月平均流量最大值与最小值之比为3.37。
4 洪水情况
4.1 洪水特性
龙河洪水由降雨形成,发生洪水的时间与降雨季节一致。据资料年限最长的石柱(二)水文站1960~1990年实测资料统计,年最大洪水的次数相对较少。石柱(二)1960~1990年年最大流量在各月出现次数统计如表2:
表 2 石柱1960~1990年年最大流量在各月出现的次数表
月 份 4 5 6 7 8 9
出现次数 2 5 14 6 2 2
31年内各月所占百分数 /% 6 16 46 20 6 6
年最大流量最早出现在4月25日(1961年),最迟出现在9月23日(1970年)。4、9月出现的年最大流量,其量级不大,小于历年年最大流量的均值。
龙河流域地处川东深丘区,河谷深切
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