通过本次水利工程实习,我们对水利工程有一个形象具体的认识,在脑海中建立了水利工程的模型,建立对水利工程的形式、布局、结构、作用、管理、运行等的感性认识,为后续的专业学习奠定基础。
二、 实习时间 2012年9月3~6日 三、 实习地点
枣林庄水利枢纽,安格庄水库 四、 实习内容
大三开学之际,我们在枣林庄水利枢纽和安格庄水库进行了实地参观实习,并且观看了
水闸、水电站、水坝、渡槽、倒虹吸等的影像资料。下面是对它们进行详细的介绍: 枣庄水利枢纽
枣林庄枢纽位于河北省任丘市和雄县交接处(任丘市枣林庄村南),是白洋淀出口的唯一控制工程。该枢纽是一座调节白洋淀水位的重要水利枢纽工程,具有调洪、蓄水灌溉和航运(目前已无法通航)等综合效益的作用,与白洋淀千里堤共同承担着保护天津市、津浦、京九铁路及华北油田防洪安全和下游广大地区人民生命财产安全的重任,在河系洪水控制调度运用中发挥中枢的作用。
枣林庄枢纽的上游是白洋淀。白洋淀隶属大清河系,是大清河系中游缓洪、滞洪的大型平原洼淀,承接潴龙河、唐河、府河、漕河、瀑河、萍河、孝义河及北支白沟引河洪沥水,经调节后由枣林庄枢纽控制下泄,经赵王新渠、大清河等河道入海。流域面积31199平方公里。白洋淀周围东有千里堤,北有新安北堤,西有障水埝和四门堤,南有淀南新堤,堤防总长203 公里。淀内总面积366 平方公里,隶属保定市、沧州市境内的安新、高阳、容城、雄县、任丘五县市。全淀由大小143个淀泊组成,其中千亩以上的水区大淀31个,淀内有纯水村36个,人口9.6万人,村基高程9.50—10.5米。滞洪水位10.5米时,相应蓄水量10.7亿立方米。据统计,白洋淀蓄滞洪区现有人口38.23万人,耕地46.99万亩。安全建设现状为:淀区内有撤退路2公里,救生船2540只;周边蓄滞洪区有撤退路6.5公里(不含千里堤39公里),避水房0.8万平方米,避水楼0.15万平方米,共可安排7.215万人避险(含近堤避险5.287万人)。白洋淀滞洪区面积366.4平方公里,水位7.6米时相应蓄水库容约4.97亿立方米。淀底高程一般在4.1~5.1米,最大水深3~4米,一般水深1~2米。
枣林庄枢纽始建于1965年,建成于1970年,由二十五孔闸、四孔闸、船闸和赵北口溢流堰四座建筑物组成。二十五孔泄洪闸建于1970年,桥长31Om,桥面宽6m,该闸每孔净宽10米,净高3.5米,平板升卧式钢闸门,闸底板为驼峰堰,堰顶高程7.0米,设计水位10.5米(大沽高程,下同),设计流量1840立方米每秒,校核水位11.3米,校核流量2520立方米每秒;四孔节制闸建于1965年,弧形钢闸门,闸底板高程5.5米,每孔净宽12米,设计水位10.5米,流量460立方米每秒,校核水位11.5米,流量620立方米每秒;船闸为100吨级,闸道两岸有固定船只的锁链;赵北口溢流堰建于1970年,堰顶高程9.0米,顶宽6米,堰长725米,水平段长605米,当十方院水位超过9.0米时开始溢流,当水位10.5米(十年一遇)时,泄洪流量为400立方米每秒,该枢纽于2001年7月完成除险加固工程,增设了自动化监控操作系;闸门启闭使用2×8吨卷扬机式启闭机;桥柱为现浇钢筋混凝土井柱桩,水闸上游设汽─10吨标准公路桥。1999—2001年,对该闸进行除险加固,并增设了
微机自动化监控系统。
根据水位的不同,枢纽运用方法也不同。白洋淀中低水位时,由四孔节制闸泄水;中高水位时,二十五孔闸参加泄洪;淀水位超过9.0米时,赵北口溢流堰溢洪。水位达到10.5米时,两闸一堰联合运用,设计流量2700m3/s。水位达到11.35米(五十年一遇,相当于六三年洪水)时,下泄流量为4140立方米每秒。船闸只保证通航,不能用来泄洪。
该枢纽建成至今已有30余年,各建筑物虽运用多年却未经较大洪水的考验。白洋淀经过1973、1977、1979、1988、1996年等几次中小洪水的运用,均出现淀内水位差比1956~1960年明显加大,枣林庄枢纽闸前供水不足,导致枢纽达不到设计泄洪能力。1996年8月16日,最大泄流505.3m3/s(含溢流堰)。
安格庄水库
安各庄水库系海河流域大清河系中易水的控制工程,坝址位于河北省保定市易县境内安各庄村西,是一座以防洪灌溉为主、结合发电养殖等综合利用的大(二)型水利枢纽工程,水库总库容3.09亿立方米。水库工程于1958年动工兴建,1960年6月完成土坝主体工程、泄洪洞及溢洪道一期工程后投入运用。水库枢纽工程由土坝、溢洪道、泄洪洞(兼作输水洞)、水电站等建筑物组成。
安格庄水库位于河北省保定市易县境内的安格庄村西中易水上游,控制流域面积476k㎡,占中易水山区流域面积的93.5%,占整个河流流域面积的42.6%。中易水古称武水,源于保定市易县境内太行山东麓五回岭,总流域面积1119k㎡。北界拒马河,南与漕河、瀑河毗邻。水流湍急,河道弯曲。上游8条支流循势形成两条主干,成扇形分布。与安格庄村西500m处回合东流。经易县尧舜口、西水冶、高村、定兴县平罡、河内至北河店京广铁路西侧汇入南拒马河。河道全长86km。流经山区44km,流域面积510k㎡,两岸多为高山陡峭,河宽200~300m,平均纵坡1/200;流经平原42km,流域面积609k㎡,两岸阶地开阔。河宽400~700m,平均纵坡1/700。主河槽宽20~80m。水库控制流域内,植被良好,水土流失现象较轻。流域内,有8条主要支流,支流上分布有小型水库6座,控制总面积70.5k㎡,总库容164.4万立方米。最大的水库是良岗小(一)型水库,控制面积32k㎡,库容104万立方米,它位于水库南支,距水库坝址25km。
安格庄水利枢纽工程由土坝、溢洪道、泄洪洞、水电站、八里沟副坝、和拒马河跨流域紫荆关引水工程等六部分组成。拦河坝为土坝,最大坝高49.4m,坝长602 m,坝顶宽度5.0m,上游设浆砌石防浪墙,墙顶高程170.60米,大坝上下游均为干砌石护坡,河床段为粘土斜墙坝,南北两端与山体连接段为均质土坝;溢洪道72年扩建完成,最大泄流能力为3744立方米/秒,堰型为实用堰,净宽32米,堰顶高程152.3米,最大泄量4391立方米每秒;出水洞包括泄洪洞和输水洞,泄洪洞为圆形压力洞,进口采用平板钢闸门,电动螺杆启闭机,洞径4米,洞长353.1米,最大泄量226立方米每秒;输水洞布置在南坝头,为圆形压力洞,进口采用弧形钢闸门;电站位于河床右岸,装机三台;八里沟副坝为浆砌石坝,长25.8米,坝高6.9米坝顶高程169.4米;拒马河跨流域紫荆关引水工程,设计引水流量25立方米每秒。安格庄水库征地高程为163m,淹没耕地8604亩,移民高程为165m,迁移人口6181人;安格庄水库原设计灌溉面积49万亩,年灌溉用水量为1.8576亿立方米。
1960年初步设计确定防洪标准为100年设计,1000年校核,设计洪水位167.50m,校核洪水位为168.05m,总库容3.02亿立方米;1970年续建工程初步设计时,经1963年洪水后的水文成果修正,仍确定为100年设计、1000年校核。设计洪水位162.68m,校核水位168.50m,总库容3.09亿立方米;1982年工程“三查三定”时,经省水利厅审定,确定水库防洪标准为500年一遇洪水,校核洪水位166.9m,总库容2.75亿立方米,标准降低的原因是坝顶超高不足;1986年省水利厅依据省水利勘测设计院对水文成果延长系列后重新分析成果,审定为100年设计、1000年校核,设计洪水位162.2m,校核洪水位167.25m,总
库容2.80亿立方米;2001年除险加固设计按照100年设计、2000年校核标准进行,100年洪水位161.92m,校核洪水位168.71m。水库经过2001年除险加固后,总库容3.0339亿立方米,调洪库容1.847亿立方米,兴利库容1.45532亿立方米,死库容亿0.386立方米,死水位143.5m,起调水位152.3m,正常蓄水位157.0m,设计洪水位161.99m,校核洪水位168.71m。
水库自1960年投入运用以来,曾经历“63.8”“64.8”“88.8”“96.8”“04.8”五次较大洪水,其中以“63.8”洪水为最大。水库下游河道安全行洪标准为1000立方米每秒(实际为300立方米每秒)。“63.8”典型大洪水,历时长,且峰高量大,此次洪水的调度,采取的方式是空库迎汛,只调洪不拦洪,自由敞泄,起到了削减洪峰的作用, 8月3日至10日,流域平均降雨量898mm,其中最大一日降雨379毫米,为降雨量的42%,三日洪量3.027亿立方米,拦蓄63.4%,最大入库洪峰流量6230立方米/秒,最大出库流量499 立方米/秒,消减洪峰92%,最高洪水位达162.08m,接近百年一遇洪水位。1964年8月11日至14日,流域平均降雨量332mm,三日洪量9826万立方米,拦蓄65%,最大入库洪峰流量2050立方米/秒,最大出库流量216 立方米/秒,消减洪峰89.5%,最高洪水位达148.03m。1996年8月2日至4日,流域平均降雨量312mm,三日洪量7126万立方米,最大入库洪峰流量733立方米/秒,最大出库流量254 立方米/秒,消减洪峰66%,最高洪水位达159.21m。前两次洪峰流量分别是下游安全泄量(1000 立方米/秒)的6至2倍,水库调节后皆不足安全泄量的一半,减轻了下游的洪涝灾害。
水库兴利为完全年调节,调节水量主要用于灌溉和发电。水库于1960年6月开始蓄水,下游易水灌区相继发展扩大,灌溉范围涉及易县、定兴、徐水县三个县, 1958年兴建易水灌区,灌溉用水总量41.12亿立方米,累计灌溉面积624.39万亩,年最大灌溉面积35万亩。另外,水库还给雄县放水0.94亿立方米。水电站并网发电以来,用水共计47.5亿立方米,累计发电量39584万千瓦时,年最大发电量1752万度。水库自建成运行以来共给白洋淀生态补水14次,共计5.42亿立方米,对白洋淀生态环境的保护起了重要作用;2010年12月31日,水库应急京石供水工程入南水北调中线总干渠工程建成后,设计供水能力为7立方米每秒;2011年2月12日至4月28日,给北京应急供水5000万立方米;1974年至1995年共捕获鱼虾1743吨,单产7.5kg/亩
水库流域多年平均降雨量为640.5毫米,年降雨量80%集中在汛期6—9月,最大年降雨量为1466.2毫米(1963年),最小年降雨量为251.4毫米(1975年),1960年到2010年水库总来水量为74.59亿立方米,多年平均入库水量为1.46亿立方米,水库历史最高蓄水位达160.06m(发生在2005年3月10日),相应库容1.81亿立方米,水库高水位运行正常。1960年至1995年水库总径流量55.14亿立方米,年均1.58亿立方米,其中累计引拒马河水量19.83亿立方米,年均0.57亿立方米。
水库下游河道1978年治理时,左右岸建堤防高3m,设计安全泄量为1000立方米/秒。运用二十余年后,河流过流能力已大大降低,1996年水库泄洪284立方米/秒时,下游的堤防就发生了决口一处。下游河道过流能力的降低,增加了水库洪水调度的难度。距水库54km处,有京广铁路桥和京广公路桥,京广铁路桥的允许过流能力为3500立方米/秒,京广公路桥为4201.8立方米/秒。水库下游保护的重要设施是京广铁路、京九铁路、京广公路和京港澳高速公路。下游保护范围涉及到的县城有易县、高碑店、定兴、容城和雄县共五个,涉及
乡镇50个,村庄565个,人口58万人,耕地138万亩。另外,对世界历史文化遗产清西陵也有影响。
水库汛期为6月1日至9月30日,其中7月10日至8月10日为主汛期,8月11日至8月20日为过渡期,8月21日至8月31日为后汛期。调度运用计划经河北省防汛抗旱指挥部办公室批复后执行。安格庄水库汛期调度运用计划如下:讯限水位154米;超过讯限水位,由泄洪洞和溢洪道泄洪;水位157.8米(相当于20年一遇),最大泄量1000m3/s;水位161.9米(相当于100年一遇),最大泄量2120m3/s。水库本着以防洪灌溉为主,结合发电的大型水利枢纽工程,在汛期调度中,贯彻“以防为主,蓄泄兼顾”的原则,力争做到在保证工程安全的前提下,多蓄水、多发电,充分发挥工程的综合效益。
影像资料
通过都江堰、淠史杭灌区、取水工程及水闸、水电站、三峡、葛洲坝、江都水利枢纽、渡槽、倒虹吸等水利工程的介绍,我对水利工程有了更为详细的认识。
都江堰位于四川省成都市都江堰市灌口镇,是中国建设于古代并使用至今的大型水利工程,被誉为“世界水利文化的鼻祖”, 通常认为,都江堰水利工程是由秦国蜀郡太守李冰及其子率众于公元前256年左右修建的,是全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程,其千年不遇更是令人称奇,通过鱼嘴和飞沙堰的修建,内江中的泥石被大量排入外江,从而仅需极少的人力进行清理即可保证不遇。
淠史杭灌区是中国淠河、史河、杭埠河3个毗邻灌区的总称。位于安徽省中西部和河南省中南部,地处大别山余脉的丘陵地带,横跨长江、淮河两大流域,总面积1.31万平方千米。灌区水源来自佛子岭水库、响洪甸水库、磨子潭水库、梅山水库和龙河口水库。总库容66亿立方米。工程以灌溉为主,兼有发电、航运、水产养殖、城市用水的综合利用工程,包括:淠河、史河、杭埠河三大渠首枢纽工程,7级渠道的2条总干渠,11条干渠,19条分干渠,总长1384千米;1.3万条支渠、斗渠、农渠,总长2.26万千米;大小渠系建筑物6万多座;中小型调节水库1066座和21万口塘坝,有效库容12.3亿立方米;抽水站、补水站总装机容量14.1万千瓦。该工程实现了40万公顷农田的自流灌溉,实灌面积达58万公顷,并解除了淠、史河下游的洪灾,减轻了淮河干流的洪灾。
水电站六部分组成。挡水建筑物用以截断水流,集中落差,形成水库的拦河坝、闸或河床式水电站的水电站的长房等水工建筑物。如混凝土重力坝、拱坝、土石坝、堆石坝及拦河闸等。泄水建筑物用以宣泄洪水或防空水库的建筑物。如开敞式河岸溢洪道、溢流坝、泄洪洞及放水底孔等。进水建筑物从河道或水库按发电要求引进发电流量的引水道首部建筑物。如有压、无压进水口等。引水建筑物向水电站输送发电流量的明渠及其渠系建筑物、压力隧洞、压力管道等建筑物。平水建筑物在水电站负荷变化时用以平稳引水建筑物中流量和压力的变化,保证水电站调节稳定的建筑物。对有压引水式水电站为调压井或调压塔;对无压引水式电站为渠道末端的压力前池。厂房枢纽建筑物水电站厂房枢纽建筑物主要是指水电站的主厂房、副厂房、变压器场、高压开关站、交通道路及尾水渠等建筑物。这些建筑物一般集中布置在同一局部区域形成厂区。厂区是发电、变电、配电、送电的中心,是电能生产的中枢。
渡槽是输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水,也用于排洪、排沙等,大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。当渠道与道路或河沟高程接近,处于平面交叉时,需要修一建筑物,使水从路面或河沟下穿过,此建筑物通常叫做倒虹吸,倒虹吸有箱形和圆形两种,这种形式施工简便而且便于清除泥沙。
五、实习总结
这次实习让我走近了水利。两天的实地实习让我亲身感受到了水利人的工作环境,还有对水利工程的零距离的接触,你站在它的面前,显得那么渺小,那巨大的闸门和粗壮启闭机轴阻挡了这世界上最桀骜不驯的精灵——水的脚步;两天水利影像的观看使我深刻体会到水利于国计民生的重大意义,一个淠史杭灌区造就了一个粮仓,一座三峡大坝照亮了半个中国,这是何等的旷世伟业,通过实习报告的整理,对水利工程的数据、建筑、作用等都有了更为深刻的了解。
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