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水工建筑物基础(第2版)
1.6.1.2 二、水利枢纽的类型
二、水利枢纽的类型

水利枢纽依据作用水头的高低可以分为蓄水枢纽和引水枢纽两种类型。

(一)蓄水枢纽

蓄水枢纽多修建在山区峡谷河流上,形成水库,蓄河流丰水时期多余水量以满足枯水时期工农业用水的要求。蓄水枢纽必须具有3个基本建筑物(图3-1):①挡水建筑物——各种拦河坝;②泄水建筑物——溢洪道及泄水隧洞等;③引水建筑物——水电站进水口或输水隧洞等。此外还有一些附属水工建筑物,如水电站厂房、通航、过木及过鱼建筑物等。这类枢纽一般修建在河流上游的高山峡谷之中,通常可形成具有一定调节能力的水库。当枢纽兼有防洪、发电和通航等多项综合任务时,尤其是洪峰高、装机规模大和过船吨位大的情况,枢纽布置必须妥善处理好泄洪、发电、导流和通航等建筑物之间的相互关系,以免互相干扰。

修建水库可以保证农业灌溉、工业和城市供水、水力发电的需要,而且可以减少下游的洪水灾害,所以修建水库可以达到综合利用的目的。

(二)引水枢纽

引水枢纽多建于平原河流上,枢纽中有较低的壅水坝或水闸、水电站厂房、通航和引水等建筑物。一般是位于河床坡度平缓、河谷宽阔的河段上,其主要建筑物是拦河闸(坝),由于其上下游水头差不大,称作中、低水头水利枢纽。由于地形开阔,通常是将挡水建筑物、过坝建筑物、泄水建筑物和电站厂房一字摆开。枢纽布置的关键问题是妥善处理好泄洪、消能及防淤、排沙等问题。

图3-1 蓄水枢纽示意图

1.无坝引水枢纽

无坝引水是从河流中自流引水,是最简单、最常用的方法。一般用于河道比较开阔、流量较大的平原河流。引水枢纽的水工建筑物有进水闸、冲沙闸、沉沙池及上下游整治建筑物等(图3-2)。

图3-2 无坝引水枢纽工程示意图

图3-3 有坝引水枢纽工程示意图

无坝引水枢纽的优点是工程简单、投资少、施工容易、工期短及收效快,而且不影响航运、发电及渔业,对河床演变影响小。其缺点是受河道的水位变化影响大,枯水期引水保证率低;在多泥沙河流上引水时,还会引入大量的泥沙,使渠道发生淤积现象,影响渠道正常工作;当河床变迁时,一旦主流脱离引水口,就会导致引水不畅,甚至引水口被泥沙淤塞而报废。

2.有坝引水枢纽

当河流枯水位较低不能满足引水要求时,可筑坝(闸)抬高水位以便引水。枢纽由进水闸、抬高水位和宣泄洪水的拦河坝(闸)和冲刷淤积于进水闸前的泥沙的冲沙闸等三部分组成(图3-3)。

有坝引水枢纽优点是引水保证率高,而且引水不受限制。缺点是工程量大、造价高,且破坏了天然河道的自然状态,改变了水流、泥沙运动的规律,尤其是在多泥沙河流上,会引起渠首附近上下游河道的变形,影响渠首的正常运行。