王永生

（盂縣水務(wù)局，山西 盂縣 045100）

烏河水庫工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

王永生

（盂縣水務(wù)局，山西 盂縣 045100）

在水資源相對(duì)豐沛、水質(zhì)較好的滹沱河流域?yàn)鹾痈闪魃吓d建水庫，不僅可改變流域內(nèi)缺乏水利設(shè)施、地表水利用極低的現(xiàn)狀，而且可滿足盂縣西部地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水的需求，同時(shí)可緩解水資源短缺與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間的矛盾。介紹了烏河水庫工程設(shè)計(jì)過程，可為類似工程施工提供參考。

滹沱河；供水工程；工程設(shè)計(jì)；烏河水庫

1 概況

烏河水庫地處陽泉市盂縣境內(nèi)的烏河干流上，壩址位于西潘鄉(xiāng)均才村上游約1km處。工程建設(shè)主要任務(wù)是工業(yè)供水、農(nóng)田灌溉及生活用水等綜合利用。每年可向工業(yè)園區(qū)提供996.4萬m3的水量，供水保證率95%；農(nóng)業(yè)供水331.3萬m3，發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積0.167萬hm2，供水保證率50%；向西煙鎮(zhèn)和西潘鄉(xiāng)提供65.2萬m3的生活用水。

烏河上游的西煙鎮(zhèn)和西潘鄉(xiāng)位于盂縣西部的山間盆地，截至2011年底，2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)總?cè)丝谶_(dá)28871人，耕地面積7589hm2。近年來，隨著煤炭、冶金、建材行業(yè)的整合和部分企業(yè)的轉(zhuǎn)型，循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)悄然興起，區(qū)域用水需求日益增大，目前人畜飲水主要靠深井水源取水，地下水位下降給當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活帶來負(fù)面影響。因此，開發(fā)新水源，用足用好地表水、實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，成為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展和人民生活不斷提高的重要保障。

2 流域狀況

2.1 河流水系

烏河為滹沱河的一級(jí)支流，發(fā)源于陽曲縣的兩嶺山，主流從凌井店起，沿西南—東北方向呈窄長(zhǎng)形分布于陽泉市域的西北地區(qū)，自盂縣東蔣村南0.3km入境，由南向北流經(jīng)東梁、西煙、西潘、下社4個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），于下社鄉(xiāng)棗園村匯入滹沱河，全長(zhǎng)64km，流域面積1230km2。境內(nèi)流域呈中低山區(qū)地貌，有部分山間盆地和黃土丘陵區(qū)，海拔高度介于1804～554m之間，上游到中游連串的山間盆地坡度非常平緩，河道縱坡在0.3‰～5.7‰之間，下游從東坡、嶺南村進(jìn)入山地峽谷，工程區(qū)范圍內(nèi)的河道縱坡在10‰～20‰之間。西潘鄉(xiāng)李家莊村以上為季節(jié)性河流，以下為常年性河流，期間主要有李家莊和宋莊泉出露，2012年實(shí)測(cè)主河道清水流量為0.323m3/s。

2.2 氣象水文條件

烏河流域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春冬干旱少雨（雪），夏季炎熱多暴雨，旱澇交替頻繁，且境內(nèi)區(qū)域氣候垂直變化顯著。據(jù)盂縣氣象站資料統(tǒng)計(jì)，極端最高氣溫達(dá)38.3℃，最低氣溫-21.0℃，烏河流域多年平均降雨量503.8mm，年際及年內(nèi)變化較大，降雨主要集中在6—9月，最大年降雨量762.9mm，最小年降雨量194.8mm。根據(jù)《陽泉市水資源公報(bào)》，1956—2008年系列烏河全流域多年平均徑流量為3140萬m3，其中，陽泉境內(nèi)697km2面積多年平均徑流量1930萬m3，入境1174萬m3。烏河水庫壩址以上主河道長(zhǎng)57.9km，平均縱坡8.6‰，控制流域面積1112km2，占全流域面積的95%，多年平均徑流量為2810萬m3。

3 工程布置

3.1 工程等別與標(biāo)準(zhǔn)

烏河水庫設(shè)計(jì)總庫容953萬m3，為小（一）型水庫，工程等別為Ⅳ等，揚(yáng)水站工程規(guī)模為Ⅳ等，水庫樞紐及揚(yáng)水站主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)。防洪標(biāo)準(zhǔn)確定為50年一遇洪水設(shè)計(jì)、500年一遇洪水校核；揚(yáng)水站工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)、100年一遇洪水校核。地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按7度區(qū)、動(dòng)峰值加速0.15g設(shè)計(jì)。

3.2 工程總體布置

烏河水庫建設(shè)內(nèi)容主要包括樞紐工程、供水工程和農(nóng)田灌溉工程三部分。

3.2.1 樞紐工程總體布置

大壩壩型采用堆石混凝土重力壩，壩體由左岸擋水壩段、溢流壩段、右岸溢流壩段組成。壩身泄洪設(shè)施為溢流表孔和泄洪沖沙底孔。大壩長(zhǎng)267.9m，寬5m，壩頂高程792m，最大壩高59.5m。其中，左岸擋水壩段長(zhǎng)95m，溢流壩段長(zhǎng)80.6m，為開敞式溢流堰，堰頂高程786.4m，壩頂上部設(shè)5m寬的交通橋；右岸擋水壩段長(zhǎng)92.3m。泄洪沖沙底孔及供水工程取水口布置于右岸第四壩段，泄洪沖沙底孔為淹沒深孔式，設(shè)平板檢修閘門，消能方式為挑流消能。供水工程取水口結(jié)合泄洪沖沙底孔布置于底孔頂部，經(jīng)壩身埋設(shè)1m的供水鋼管至下游一級(jí)泵站廠區(qū)。

3.2.2 供水工程規(guī)劃

烏河水庫工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉受益區(qū)在烏河上游的西煙鎮(zhèn)，供水路線總長(zhǎng)度約29.7km，工業(yè)園區(qū)受水池高程1268m，比水庫最低取水水位高出493m，從水庫到用水區(qū)為長(zhǎng)距離高揚(yáng)程輸水工程，全線共分5級(jí)揚(yáng)水。

3.2.3 農(nóng)業(yè)灌溉工程規(guī)劃

灌溉供水工程以西叉水庫右岸的四級(jí)揚(yáng)水站揚(yáng)水池，即五級(jí)揚(yáng)水泵站前池為起點(diǎn)，規(guī)劃總灌溉面積37km2。其中，近期發(fā)展在四級(jí)揚(yáng)水站范圍內(nèi)可自流灌溉21km2，遠(yuǎn)期發(fā)展需再次揚(yáng)水灌溉16km2。

4 主要建筑物設(shè)計(jì)

4.1 壩體斷面設(shè)計(jì)

烏河水庫樞紐大壩由擋水壩和溢流壩組成。壩頂無閘門控制溢流，壩后挑流消能，壩身底孔泄水沖沙，大壩主體筑壩材料為堆石混凝土，擋水壩段橫斷面以兩個(gè)背靠背的直角三角形為基本斷面，上游三角形頂高程771.4m，此高程以上為鉛直面，以下迎水坡率為1∶0.2；下游三角形頂高程785.9m，此高程以上為鉛直面，以下迎水坡率為1∶0.75。壩頂下游堰面曲線采用WES冪曲線，后接1∶0.75的斜坡直線段，斜坡直線段后接反弧段，反弧半徑10m，圓心角73.13°，消流方式采用挑流消能，挑角20°，挑流鼻坎頂高程759.01m。在壩頂設(shè)置的交通橋上游側(cè)設(shè)鋼筋混凝土防浪墻，下游側(cè)設(shè)攔桿。

4.2 泄洪沖沙底孔設(shè)計(jì)

泄流孔為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，孔口部位周邊C40抗磨蝕混凝土厚度均為1.0m，進(jìn)口閘門處孔底高程756.4m，孔口尺寸4m×5m（寬×高），布置平板檢修鋼閘門一道；檢修閘門出口壓坡段之間按有壓短洞設(shè)計(jì)，出口壓坡段末端高度由5m漸變?yōu)?m，漸變段長(zhǎng)5m，出口為弧形閘門。泄洪沖沙底孔采用挑流消能，挑角20°，挑流鼻坎頂高程758.2m。

4.3 供水工程取水口設(shè)計(jì)

按照小水庫更新建設(shè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見，將供水工程取水口與泄洪沖沙底孔結(jié)合布置在同一壩段。取水鋼管（直徑1000mm）進(jìn)水喇叭口垂直布置在泄洪沖沙底孔頂部，沿水流方向距離壩軸線3m，喇叭口底面高程（即泄洪沖沙底孔高程）761.4m，其后取水鋼管先垂直向上，后轉(zhuǎn)為水平布置，向下游在樁號(hào)0+079.0處穿出壩體，沿泄流底孔出口左側(cè)導(dǎo)墻埋設(shè)至一級(jí)泵站廠區(qū)，在取水管垂直段頂部設(shè)通氣鋼管延伸至壩頂，滿足補(bǔ)氣、消除負(fù)壓要求。

5 結(jié)語

在水資源相對(duì)豐沛、水質(zhì)較好的滹沱河流域?yàn)鹾痈闪魃吓d建水庫，不僅改變了流域內(nèi)缺乏水利設(shè)施、地表水利用極低的現(xiàn)狀，而且滿足了盂縣西部地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水的需求，同時(shí)緩解了水資源短缺與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間的矛盾。

TV62+1

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王永生（1967-），男，1991年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工專業(yè)，工程師。

2015-11-15；

2015-12-22