利用活动坝抬高葛洲坝近坝段枯水位

《利用活动坝抬高葛洲坝近坝段枯水位》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、泥沙研究2002年10月JournalofSedimentResearch第5期利用活动坝抬高葛洲坝近坝段枯水位的方案研究贾鹏周建军徐江(清华大学北京100084)摘要:三峡水库建成后葛洲坝近坝段冲刷降低枯水水位对航运的影响是重要的问题各单位曾提出了许多方案笔者用数学模型计算的方法研究了利用活动坝提高枯水位的途径研究和分析了在河道中加入活动坝后上游水位抬升的效果提出利用活动坝抬高葛洲坝近坝段枯水水位方案的初步可行性在对活动坝影响河道的因素简化后利用一维河流数学模型计算了在葛洲坝下游胭脂坝河段不同位置设置活动坝后的水面线流速等水流参数重点比较了坝布置位置以及水流流量对水位抬升的影响并

2、以此为依据提出了葛洲坝下游抬高水位的方案关键词:活动坝水位数学模型葛洲坝工程三峡工程中图分类号:TV644文献标识码:A文章编号:0468-155X(2002)05-0071-051前言长江葛洲坝工程建成投入运行十多年间(19761993)葛洲坝坝址到下游虎牙滩25km的河段内河床33冲刷量共约1500万m同期床沙骨料开挖约2500万m这样大量的冲刷及开挖导致长江这一河段水位下降3这一时期内宜昌站4000m/s流量水位下降106m而枯水期水位的下降对葛洲坝船闸的通航造成了严重的影响这将严重的影响枯水期长江黄金水道的航运随着三峡工程的建设葛洲坝下游的河道冲刷不可避免地还要继续下去3对

3、于河床下切引起的河流通航水位问题有关单位研究了修建潜坝以壅高水位的工程措施由于修建潜坝抬高葛洲坝下游水位将不可避免地影响到葛洲坝的发电和宜昌的防洪同时由于潜坝和丁坝等是永久性的刚性建筑物随着下游河道的长距离大量冲刷潜坝下游水位下降问题同样存在在水位降低没有得到有效控制的条件下潜坝段恐将成为今后通航的人工浅滩最终对通航带来不利针对这一问题作者提出在葛洲坝下游河道中布置活动坝的设想设计一系列的混凝土结构沉箱(活动坝)在近坝段合适位置分散布置枯水期间必要时设置并充水潜伏于水中逐段抬高河道水位枯水过后弃水浮出水面拖离河道这样既可以抬高枯水期水位又不会对葛洲坝的发电效益和防洪造成太大影响同时

4、采用这样的措施可以很好适应河道上下冲淤的自然变化不会造成上下水面线急变不会产生人工浅滩本文初步探讨了在葛洲坝下游河道布置活动坝的工程措施的可行性及初步方案主要进行了下列两个方面的研究建立从葛洲坝工程三江引航道出口庙咀至磨盘溪下约20km长河道的一维数学模型研究在河中加入活动坝后的壅水效果研究控制葛洲坝下游水位的工程措施提出维护葛洲坝下引航道和船闸闸坎水深的初步方案研究了活动坝的结构形式布置方案比较和建议初步的布置方案2活动坝抬高水位作用分析活动坝是一种空箱型混凝土结构自身可浮在水面充水后又能潜入水中起到壅塞水流抬高上游河段水位的作用在天然河流中加入活动坝后由于过水面积的减小增加局部

5、水头损失坝前水位将有一定上升如果在布置活动坝以前河道上游某点的水位为Z10布置活动坝位置的下游某一点水位为Z20两断面的流速分别为v10和v20则两断面间的水头损失为22v−v1020h=Z−Z+(1)w1−210202g收稿日期2001-04-05作者简介贾鹏(1977-)男清华大学硕士研究生67泥沙研究2002年10月JournalofSedimentResearch第5期在加入活动坝后假设活动坝新造成的局部水头损失为hj,假设除了新造成的局部水头损失断面12间河段原来的水头损失hw1-2没有发生变化这个假设是合理的因为在实际工程中活动坝加入所带来的水深和流速变化和河流原来的水

6、深流速相比是很小的根据实验和计算已知活动坝下游水位不变那么如果设上游断面1的水位抬升量为dZ,则22v−v1020h+h=Z+dZ−Z+(2)w1−2j10202g由上述两式联立解得dZ=hj这说明天然河道布置活动坝后其上游布置断面水位的抬高量就等于活动坝加入时所造成的局部水头损失但越往上游加入活动坝所带来的水位抬升会有所回落这是由于水位提高后过水面积增加沿程水头损失也相应增大而上游某处水位的抬高值应该等于局部水头损失和上游相应河段沿程水头损失的变化量之和3一维数学模型计算直观看在葛洲坝下游布置活动坝之后上游河道水位被抬升是很自然的但是在长约20km的河道上由于各处具体地形的影响在

7、不同的地方加坝效果不会相同而且布置活动坝还必须考虑对于通航等条件的影响具体加坝的位置要经过仔细的研究选择在布置选择时我们注意了下面两个选择原则布置活动坝的河段应有足够河宽保证不影响通航满足前一条件的基础上尽量在河道窄深处布置活动坝提高单坝抬升水位的有效作用图1为葛洲坝至虎牙滩河段平面图从葛洲坝工程三江引航道出口庙咀至磨盘溪约20km长河道划分为88段共89个断面每个断面之间相隔160m具体来看三江引航道出口处为1号断面庙嘴处为5号断面胭脂坝位于河道的2955号断面之间