时间:2022-08-12 04:43:29
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2蓄水
从对农田排水、河道供水、河道水质等多方面综合分析不同水位的影响,本次设计选取两种蓄水位,即32m及33m分别进行分析论证。农田排水:设计蓄水位抬升至32m及33m时,上游三合垸将增加受涝面积1.18km2,增加排渍面积共6.41km2,通过新建排水箱涵和排涝泵站,可使建成区治涝标准达到2年一遇,使非建成区农村达到10年一遇1d暴雨1d排至地面无积水的排水标准。河道供水:经计算,水渡河~赤石河坝段的水位容积曲线如下表1所示,水渡河坝现状正常蓄水位30.5m,相应库容为338.3万m3。如水位抬高到32m,增加库容220.4万m3;水位抬高到33m,增加库容442.2万m3。另外,星沙水厂的取水口位于捞刀河支流雅河,水位抬高到32m雅河增加调蓄库容48万m3,水位抬高到33m雅河库容增加80万m3。通过抬高水渡河坝,可以达到提高星沙水厂供水保证率的目的。 河道水质:由表2,蓄水水位分别为32m和33m时,雅河对应的交换频率分别为0.31和0.27d/次,即交换一次分别需要7h和6h。抬高水位后,通过控制雅河的进出水闸门,干流上游来水通过自流进入雅河,较大地提高了星沙自来水厂前池(雅河)的交换频率。 通过上述分析比较,确定水渡河河坝蓄水位为33m。
3闸址
比选本工程选址,主要从施工、对环境影响、经济性这几个方面来考虑,共选择了4个闸址进行方案比较。方案一:水渡河橡胶坝原址重建。利用雅河导流,不需要征地;建闸后蓄水位抬高,不利于星沙水厂雅河水体交换;三合垸雨水引排箱涵最长达2 500m,单项工程费用最大;工程造价约11 442万元。方案二:在雅河进出口之间异地新建。河道开阔,主槽右岸为滩地,本水闸施工期导流渠布置在堤防内滩地上,不需要征地;新建水闸蓄水位抬高后,有利于星沙水厂雅河段水体交换;工程造价约9 800万元。方案三:雅河入口与松雅湖取水口之间异地新建。施工导流明渠布置在右岸大堤外空地上,需开挖导流渠,填筑导流堤。需临时征地6.8万m2;不利于星沙雅河水体交换,向星沙水厂输水,另建1 000m输水箱涵,费用较大。工程造价约11 338万元。方案四:改造赤石河坝。该坝址不利于星沙雅河水体交换,向星沙水厂、松雅湖输水,需建10km输水箱涵,自流困难,工程复杂,投资巨大;赤石河坝控制流域面积小,难以同时满足星沙水厂和松雅湖需水量。综合考虑上述因素,方案二在施工导流、经济性方面占优势,并且能够促进雅河水体交换,提高星沙自来水厂的水质,故选择方案二为推荐方案,既新坝址选在雅河进出口之间。
4闸型
比选本工程水闸底板高程24.5m,闸门挡水高程33m,闸门高8.5m,100年一遇洪水位39.33m,从防洪、景观、运行维护的角度,几种闸型进行了分析比较,综合确定闸型。由表3比选结果,选择升卧式平面钢闸门+固定卷扬机作为本工程的闸型。
5布置方案
比选本工程提出两种方案:方案一:水闸+溢流堰。闸室横向轴线与河道水流方向正交,结合地形,在河道主槽新建闸室,保留右岸滩地且新建溢流堰。方案二:船闸+水闸+溢流堰。在方案一的基础上,右岸增设一孔船闸,其余布置同方案一。现状捞刀河由于水渡河橡胶坝,不具备航运能力。新水渡河闸竣工后,拆除橡胶坝,若在新的水渡河闸上加设船闸,可使捞刀河河口至赤石河坝20km的航道全线贯通。但新水渡河闸上游为星沙自来水厂取水的水源保护区,船只通航后可能会对水体造成污染。因此,将方案一作为推荐方案。
6结构形式比选
6.1水闸孔数的确定
闸址处河道主槽宽128m,河道主槽右岸有160m宽滩地,结合现状地形,闸室总净宽为96m,与河道主槽宽度的比值为0.75。为优化工程调度方案,较少拦河闸启闭的频率,利用小洪水冲砂,水闸布置采取大小闸结合的方式,即较大宽度的泄洪闸与较小宽度的冲砂闸结合布置。根据水闸地勘成果,闸底板坐落在岩基上,故闸室的单块长度不超过20m,初步拟定泄洪闸单孔净宽为16m,冲砂闸单孔净宽为8m,对称布置。根据《水闸设计规范》(SL265-2001),当闸孔数少于8孔,宜采用单数孔,当闸孔数超过8孔时,也可采用双数孔。泄洪闸设计初拟5孔、7孔、9孔、10孔4种孔数方案进行比选。通过表4的比选结果,方案一投资最省,因此水闸闸孔采用泄洪闸5孔,每孔净宽16m;冲沙闸2孔,每孔净宽8m,布置采用1孔泄洪闸+1孔冲沙闸+3孔泄洪闸+1孔冲沙闸+1孔泄洪闸的形式。
6.2分缝形式的确定
水闸闸型采用开敞式,平底板布置。闸室总净宽96m,共设闸门7孔,其中冲沙闸2孔,单孔净宽8m,泄洪闸5孔,单孔净宽16m。考虑水闸底板坐落在岩基上,故闸室的分缝长度不宜超过20m,为合理选择水闸分缝位置,提出两种方案进行比选。方案一:永久缝设在闸墩上,闸墩与底板固结在一起形成Π型结构,水闸的中墩均为缝墩,每一孔闸作为独立整体,边墩厚2.0m,各缝墩厚度均为1.70m,计入逢宽20mm,拦河闸总长度120.52m。方案二:永久缝设在每孔闸闸底板中间,闸墩与底板形成T或L型结构,边墩厚1.8m,中墩厚为2.2m,拦河闸总长度112.8m。通过表5的比选结果,方案二较方案一节省投资453.3万元。拟建闸基坐落在强风化砾岩上,下部为弱风化砾岩,地基承载力较好,各闸块基底弹性模量相近、地基沉降量相同。因此选择方案二布置水闸顺水流向永久缝,永久缝设在每孔闸闸底板中间,闸墩与底板形成“T”或“L”型结构。
7水闸总体布置
水闸工程顺水流方形总长144.58m,自上而下为上游连接段20m民,上游铺盖段15m,闸室段21m,下游消力池段38.5m,下游铺盖段10m,下游海漫段40m。闸室由5孔泄洪闸和2孔冲砂闸组成,总净宽96m。结合现状地形,闸底板高程26m。闸室右岸溢流堰宽160m。闸门采用下游升卧式钢闸门,下游侧闸墩顶高程主要由闸门开启过洪时闸门不脱槽来确定,闸址处捞刀河100年一遇水位为39.33m,为防止漂浮物撞击,闸门开启后闸门底缘或桥板底缘与洪水位净空高取1.5m,取拟闸门开启后底缘高程为41m,闸墩顶面高程为42.5m。为了减小工程量,上游侧闸墩顶高程用正常蓄水位33m加波浪计算高度0.42m与相应安全超高0.5m确定,计算为33.92m,取上游侧闸墩顶高程为34.0m。
1工程概况
运盐闸是淮河入江水道的一座重要控制建筑物,建成于1966年,位于江都市江都镇北约7.7公里高水河与邵伯湖的接口处,它既能引高水河的水入邵伯湖,又能排泄邵伯湖洪水通过芒稻闸入江。运盐闸建成时共7孔,其中两孔为通航孔,节制闸节制孔每孔净宽6.8米,通航孔每孔净宽13.0米,1999年运盐闸加固时,考虑到运盐闸实际情况,即高水河水位长年高于邵伯湖,已多年丧失通航功能,于是将两孔通航孔改为节制孔,每孔净宽6.0米,现全闸9孔。运盐闸原闸门采用上下扉弧形门,底板有门库,1999年改造后上扉门为砼固定式胸墙,胸墙底高程5.5米平面钢闸门,下扉门为钢结构平面直升门。运盐闸设计水位组合为正向上游7.5米,下游4.5米,反向上游3.5米,下游8.5米。
2 工程维修原因
该闸实际运用情况是高水河侧(下游)水位长期高于邵伯湖侧,尤其是江都站向北送水时,高水河一直处[1]于7.5~8.3米高水位运行,上游水位正常为4.8~6.0米,原顶止水采用平板止水,正常情况下都是下游水位高于上游水位,所以大多孔都发生下游(高水河)向上游(邵伯湖)漏水的现象,单孔最大可达0.04m3/s左右,局部孔可达0.8L/m·s,远大于《水闸技术管理规程》(SL75-94)规定的0.2L/m·s要求。
运盐闸闸门侧止水采用P型+L型,即考虑到了双向止水,顶止水采用平板橡皮止水,平板橡皮压缩量较小,顶止水与胸墙止水座由于设计、施工原因,很难配合好。2008年6月初,经现场检查,顶止水与胸墙止水座间有缝隙,在上下游存在水位差较大时,漏水严重,并且有响声。
中图分类号:TV文献标识码: A
1引黄入冀输水工程管理存在的问题及其原因
当前,闸涵工程老化严重,输水过程管理不规范,管理人员素质普遍偏低,水文测验设施设备不统一,引水计量不规范,测流数据误差大,有的测沙工作未能开展以及检查、思想认知、监督不到位等成为引黄入冀输水工程管理中主要原因。
1.1 闸涵工程老化严重,成为引黄输水的突出问题。
引黄入冀工程运行多年,闸涵工程的建设至今更是大多超过三、四十年,虽然每年都有专项维修资金进行部分维修,但经多年运行,加上河道污水侵蚀,致使闸涵工程中金属设备锈蚀,混凝土脱落,配电设施落后,启闭设施不灵便,护坡出现坑洞等多种问题存在。虽然个别闸涵进行了重建或维修加固,但还有不少闸涵存在涵旧、病、险现象。引黄输水时进行临时性口门封堵,或对闸涵进行临时性维修加固。不但不能根本解决问题还会管理成本增加,严重影响着引黄入冀输水的顺利进行。
1.2闸涵工程操作人员素质不高,工作不规范
闸涵工程建设当初,操作人员仅经简单业务培训就上岗,没有经过系统的理论学习和专业考核,闸涵操作知识非常有限,造成闸涵操作人员素质普遍不高,现已远远不能适应现实需要。其主要原因:(1)多数人员文化程度较低、专业知识掌握较少。 (2)接受培训的机会少,年均每人培训机会不到一次;(3)受编制制约、工资待遇低以及工作条件艰苦、单调等。在实际工作中会发生工作不规范,管理不科学。特别是在大型闸涵管理中很难胜任自动化作业。
1.3闸涵管理缺乏科学规范的体制
一方面,关于闸涵管理方面的法律规定相当笼统,没有详细具体的规定。比如:《中华人民共和国河道管理条例》仅在第二十三条规定:“禁止非管理人员操作河道上的闸涵闸门,禁止任何组织和个人干扰河道管理单位的正常工作”;《河北省河道管理条例》第三十二条规定:“闸涵、虹吸管理单位,必须严格按照上级主管部门下达的指令启闭闸门。任何单位和个人不得干扰闸涵管理单位的正常工作,严禁非管理人员操作闸涵闸门。”;另一方面没有建立配套的科学管理机制,制度的缺失也造成了闸涵管理的混乱局面。其原因有:(1)没有专门的闸涵管理法规;(2)缺乏完善的内部管理制度,岗位责任制的落实也还不到位。
1.4对引黄输水缺乏正确思想认知
引黄入冀输水过程中往往会出现跑水、偷水现象发生,这与地方管理人员及群众的思想认知有关,认为提提闸、放放水,为维护地方利益是能做的事,形成了输水管理的难点。主要原因是:(1) 地方管理人员及群众没有树立正确的管理意识; (2)没有合理有效的管理举措;(3)宣传不到位,地方群众法律淡薄,政策、法规学习滞后。
1.5 存在上报引水类别不实现象
由于工业及居民生活用水、农业用水、生态用水的水价是不一样的,在上报引黄用水类别和实际输水时,用水单位常常避重就轻,多报价格低的农业用水,少报甚至不报价格高的工业及居民生活用水。主要原因:(1)输水监督难度很大;(2)引水单位自律性差。
2 对策建议
2.1 完善引黄闸涵管理制度,加强闸涵工程建设与维修管理
主要措施如下:(1)完善引黄闸涵管理办法以及相配套的规章制度,实现依法、依规管闸,确保有法可依,有规可循;(2)建立健全闸涵科学管理制度和科学规范的工作机制是做好管闸工作的基础,以此完善闸涵启闭操作规程、闸涵管理考核办法、闸涵安全管理制度等,(3)熟练掌握统一的引水报表格式、引水计量单位及计算方法、统一的引水数据观测办法,逐步实现闸涵管理的制度化、科学化和规范化。(4)加强建设与维修管理,合理运用引黄维修专项资金,逐步消除闸涵工程对引黄输水的影响因素,对重点闸涵应进行安全鉴定,根据鉴定要求做出拆除重建或整体维修等,保证引黄输水工程的安全运行。
2.2 提高闸涵操作人员的业务素质,为科学管理打下基础
在具体业务操作中,从实际管理工作内容出发,对闸涵操作人员进行系统培训,特别要注重加强测流、测沙和闸涵操作的培训,强化业务素质,定期进行考核,实行持证上岗;思想上,树立全心全意为人民服务的思想,提高其政治素质、思想境界和道德修养;组织上,根据相关法律、法规的规定,健全内部管理制度并完善监督机制,规范闸涵操作人员的行为。
2.3 闸涵操作人员实施岗位责任制
闸涵操作人员实行严格的工作岗位责任制,提高管理人员的责任心。加强监督检查力度,确保按上级调水指令操作,发现有违规操作或者因工作不负责任,依照规定进行严肃处理。
2.4 做好计划、管理和总结,强化监督检查引黄用水单位类别。
为维护各地政府的合法权益,确保良好的水事秩序,在申请引水类型要真实、准确。采取如下措施:(1)用水单位申请用水应提前向省厅报告预缴部分引黄水费,提出引黄水量计划,明确用水性质,对转嫁用水性质,每发现一次按水量、水价差额双倍进行处罚。(2)输水中加强监督。特别是县、市级引黄输水部门,由市级政府做出引黄管理公告,加强引黄线路输水管理,期间对闸涵采取定期巡查与不定期巡查、巡回检查和突击检查相结合的方式,进一步堵住偷水现象的发生。(3)输水完成后进行总结。对本年度引黄输水工程管理进行总结,对用水单位制定奖惩措施。
[论文摘要]渠道是常见的水利工程,它包括一系列配套建筑物。渠道测量要把这些建筑物的中心线位置和特征高程按一定的标准实测出来,为渠道设计提供充分的测量资料。
渠道测量的目的,是在地面上沿选定中心线及其两侧测出纵、横断面,并绘制成图,以便在图上绘出设计线;然后,计算工程量,编制概算或预算,作为方案比较或施工的依据。渠道工程的勘察放线,是与工程设计密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据准确的基础上才能因地制宜的做出经济合理的工程设计来。
一、渠道现状(树形)导线图的绘制
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状(树形)导线图;若设有,再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图,根据草图出本次测量人员会同三方(建设单位、测量、设计)一起完善渠道现状导线图;如若连草图都设有,则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)(SLJ3-81DLJ201-81CH2-601-81)》执行。渠道测量的内容主要包括:渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图,应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1.下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
2.纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
(1)渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;(2)已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;(3)已建桥(或渡槽)应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;(4)已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;(5)已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数:(6)渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标;(7)与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角;(8)渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;(9)渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;(10)渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;(11)如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。
三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求:
1.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l-2点,另一侧适当延长。
3.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
4.渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。
1.对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。
2.对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。