四、永久性水工建筑物洪水标准

设计永久性建筑物所采用的洪水标准分为正常运用（设计情况）和非常运用（校核情况）两种情况。

（一）正常运用情况

设计永久性水工建筑物所采用的正常运用洪水标准，应根据工程规模、重要性和基本资料等情况，按表3-4规定的洪水标准范围内分析确定。

表3-4　水工建筑物设计正常运用洪水标准

（二）非常运用情况

设计永久性水工建筑物所采用的非常运用洪水标准，按下列原则确定：

（1）失事后对下游将造成较大灾害的大型水库、重要的中型水库以及特别重要的小型水库的大坝，当采用土石坝时，应以可能最大洪水作为非常运用洪水标准；当采用混凝土坝、浆砌石坝时，根据工程特性、结构形式、地质条件等，其非常运用标准较土石坝可适当降低。

（2）失事后不致对下游造成较大灾害的水利枢纽工程的大坝和其他影响水库安全的水工建筑物，其非常运用洪水标准应根据工程规模、重要性及基本资料等情况，按不低于表3-5规定的数值分析确定。

（3）水利枢纽工程中不影响水库安全的建筑物，如引水式、坝后式水电站的厂房等，其非常运用洪水标准可按表3-5规定的数值适当降低。

表3-5　永久性水工建筑物非常运用的洪水标准（洪水重现期）下限值　单位：a

（4）水利枢纽工程的泄洪设施，必须满足非常运用时的泄洪要求。在有条件时泄洪设施应尽量分为正常和非常泄洪设施两部分。其中，正常泄洪设施的泄洪能力应不小于正常运用时的泄洪要求；而非常泄洪设施根据工程特性、洪水标准、枢纽布置、坝型及地质条件，可全部或部分适当简化，以降低造价。

（5）当非常泄洪设施规模较大或具有两个以上的非常泄洪设施时，应考虑能够部分启用或先后启用，以控制下泄流量。

工程案例

丹江口水利枢纽

1.工程概述

丹江口水利枢纽位于湖北省丹江口市、汉江与丹江交汇口以下800m处，是开发汉江的第一个控制性大型骨干工程，具有防洪、引水、灌溉、航运、养殖等综合效益。枢纽分为两期开发，第一期正常蓄水位157.0m，总库容290.5亿m3。平均每年可向华北调水145亿m3以上。坝址河谷宽500～600m，河床中部和左部有一条深槽。河床覆盖层一般厚度2～5m，最大厚度22m（深槽处）。坝址出露的地层主要为元古界片岩（左岸）和岩浆岩（河床和右岸）。断裂构造极为发育，较大断裂带多与坝轴线斜交，工程地质条件复杂。各类完整新鲜的变质岩浆岩平均极限抗压强度为87～148MPa，弹性模量72400～74300MPa。地震烈度Ⅵ度，大坝按Ⅷ度地震设防。

坝址控制流域面积95217km2，多年平均径流量378亿m3，多年平均流量1200m3/s。按千年一遇设计，万年一遇校核。设计洪水流量64900m3/s，初期规模时相应的库水位159.8m；校核洪水流量82300m3/s，相应库水位161.4m，相应总库容209.7亿m3。1978年改为按万年一遇洪水加20%洪量作为保坝标准，相应库水位164m，因此已将两岸土石坝顶加高至165.2m，两岸混凝土坝有19个坝段需结合后期加高要求进行加固。

丹江口水库初期和后期主要特征指标见表3-6。

表3-6　丹江口水库主要特征指标表

2.枢纽布置和主要建筑物

丹江口水利枢纽由混凝土坝、土石坝、泄洪建筑物及坝后式厂房等建筑物组成，如图3-6所示。

河床布置混凝土坝、泄洪建筑物及坝后式厂房，左右两岸为土石坝、通航建筑物及坝后式厂房。坝顶高程162m时，挡水建筑物总长2494m，其中混凝土坝长1141m，左岸土坝1223m，右岸土坝130m。

图3-6　丹江口水利枢纽平面布置图

泄洪建筑物包括泄洪深孔和溢流坝两部分，泄洪深孔位于河床右部，设置12个宽5m、高6m的深孔，孔底高程113m，供泄放中、小流量兼作放空、排沙之用（其中1孔在1990年被备用电源电站占用），最大泄流量9680m3/s。溢流坝位于河床中部，总长264m，设有20个宽8.5m、堰顶高程138m的开敞式溢流孔，中间有一个坝段布置成隔墙（由施工时纵向围堰改建而成），将溢流坝分割成两部分，只有在洪水超过1935年的洪量时，才开始运用左部分（共12孔），以保护电厂尾水少受泄洪干扰，最大泄量39900m3/s。

坝后式厂房位于河床左部，厂房坝段长174m，安装6台单机容量为15万kW的竖轴混流式水轮发电机组，转轮直径5.5m，额定转速100r/min，额定出力15.4万kW，最高效率92.8%。初期单独运转时，最大水头71.5m，最小水头44m，设计水头63.0m；后期运转时最大水头81.5m，最小水头45.4m，设计水头63.5m。机组最大过流量275m3/s和277m3/s。发电机为伞式空冷型，额定电压15.75kV，额定容量17.65万kVA，额定功率因数0.85，定子铁芯内径12.8m，转子重572t和490t。引水压力钢管直径7.5m，埋设在坝内，进口高程115m。

左岸土石坝全长1223m，最大坝高56m，为黏土心墙及黏土斜墙、砂砾料坝壳土石混合坝。左岸土石坝与河床混凝土坝之间的左岸连接段长220m，为实体重力坝。为避开片岩区，混凝土坝轴线向下游转弯。左岸土石坝在连接段混凝土坝上游面与其正交连接。连接处设有上、下游挡土墙。

右岸土石坝坝长130m，为黏土心墙土石混合坝。右岸连接段长339m，为实体重力坝。

通航建筑物布置在右岸，越过右岸混凝土连接坝段，采用垂直升船机与斜面升船机相结合的形式。全线由上游导航防护建筑物、垂直升船机、中间隧道、斜面升船机和下游引航道等5部分组成，中心线成一折线，总长1093m。垂直升船机为干式，包括承重结构、桥式提升机、提升架和直流电器控制设备等部分。最大提升高度45m（远景59m），最大提升重量450t，提升速度8m/min，平移速度30m/min。中间渠道长410m。斜面升船机包括斜坡道、斜架车、提升绞车、摩擦驱动装置和直流电器控制系统等部分。斜坡道全长395.5m，坡度1∶7。过船时间分别为：垂直升船机单向运船时，干运24.2min，湿运26.2min；双向运行时，干运33.8min，湿运37.8min；斜面升船机单向运行时，干运28.5min，湿运30.5min；双向运行时干运38.1min，湿运42.1min。设计的年单向通过能力：下水为82.38万t；上水为73.55万t。

在坝址上游左岸30km处已建两座灌溉取水渠首。陶岔渠首，引水流量500m3/s，无压隧洞宽7m、高7m、长6775m，进口高程143m。清泉沟渠首，引水流量100m3/s。