塔里木河帕满水库引水改造工程设计要点的理解

周沛然 周森 连惠瑶

（1.河海大学，江苏 南京 210098；2.黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003 ）

塔里木河帕满水库引水改造工程设计要点的理解

周沛然1周森2连惠瑶2

（1.河海大学，江苏 南京 210098；2.黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003 ）

帕满水库座落于新疆阿克苏地区沙雅县境内，河势具有不确定性需要在引水口处布置防冲护岸工程，必要时可在其上一个弯道上布设适当工程，以保证引水口的正常运行。闸室分3孔，单孔净宽2.0m，闸室长度9.0m，高度4.29m。闸室上游设12.0m长钢筋混凝土铺盖，闸室下游设10.0m长消力池、6.0m长浆砌石海漫和12.0m长干砌石海漫，海漫末端设1.0m深抛石防冲槽。渠道沿程流量不变，水流为明渠恒定均匀流，各渠道经设计满足不冲不淤要求

帕满水库 河势 引水闸 引水渠道

1、工程概况

帕满水库座落于新疆阿克苏地区沙雅县境内，地处沙雅一牧场以东，塔里木河北岸。地理位置在东经83°00′～83°10′，北纬40°53′～41°00′，是沙雅、库车两县共同使用的水库。该水库从塔里木河干流引水，利用塔河北岸天然洼地作为库盘，是一座以农牧业灌溉为主的灌注式平原水库。库区位于塔河冲积平原区，地势西北高、东南低，地面坡度1/4000～1/5000。

工程建设内容有导流堤、护岸、引水闸、引水渠道等。导流堤位于大河弯道处，长1.5km，下接护岸，导流堤随大河该处河势呈弓形，圆弧半径100m，主要使洪水平顺下泄，防止漫溢；导流堤顶高程按大河十年一遇设计防洪水位加1m安全超高确定。护岸布置以现有河岸边坡为基础，与河势一致，取水口处与引渠护砌边坡同坡度衔接，上游护坡长600m，下游护坡长200m；护岸顶高程按二十年一遇洪水位加超高确定。

引水闸由上、下游护坡和闸室组成，3孔，闸室净宽6m，设计引水流量21.39 m3/s。

引水渠道上接护岸，右堤临塔河，考虑本段干流治理目标有节约生态水任务，右堤兼做输水堤，和干流右岸沙雅县文化渠输水堤对应。根据塔河堤防的设防标准，堤顶高程为10年一遇洪水位加1m超高确定，左堤为渠道加大水深加超高确定，引渠长8.251km。

2、工程建设必要性

2.1 河势分析

帕满水库新建引水口位于新其满～英巴扎河段上段的右岸，上距新其满水文站约12km。该河段属游荡型向弯曲型的过渡型河段，帕满水库引水口工程位于上段，具有游荡型的特征。根据20世纪60年代、80年代、90年代河道地形图分析（见附图 ），20世纪60年代，河在新其满水文站的下游形成一个大的弯道，其后三个时段的河势大的趋势基本一致；只是新引水口处的弯顶不稳定。依据2002年和2006年汛后的河势图分析，弯顶4年时间下移800m，年平均下移200m，弯顶移动速度较快，河势具有不确定性。因此，需要在引水口处布置防冲护岸工程，必要时可在其上一个弯道上布设适当工程，以保证引水口的正常运行。

2.2 工程区存在的主要工程地质问题

区内土粒径主要集中于 0.075mm～0.005mm(粉粒)之间，为细粒土，属冻胀性土，其结构松散，抗冲能力较差。

表层土对混凝土结构具有严重腐蚀性，须清除。勘察期间工程区内井水、渠水均对钢筋混凝土结构具有中等腐蚀性。

勘察期间区内地下水位在设计渠底高程以下，施工时不存在基坑排水问题。但拟建渠道沿线地下潜水位随季节、塔里木河河水位、周围水库水位、渠系水的影响较大，施工时应注意。

渠基、渠堤土具有微～中等透水性，且周围地下潜水位低于设计渠底高程。因此，拟建渠道存在渗漏问题。

2.3 工程现状存在的问题及建设的必要性

帕满水库位于塔河上游沙雅县境内，是一座引水注入式平原水库，现状帕满灌区灌溉配套工程由帕满水库、水库引水渠、1号闸、2号闸、水库退洪渠、水库进水渠、库外引洪渠、水库放水渠、水库放水闸等工程组成。

目前主要存在以下问题：1)随着塔河下泄水量的增加，水库引水口断面河床下切，导致引水渠枯水季节引水困难；帕满水库引水渠上、下段均淤积严重，同时，渠道沿线土质较轻，抗冲能力差，渠道横向变形、边坡侵蚀严重。

3、主要建筑物设计

3.1 引水闸设计

引水闸采用开敞式平底板，现浇钢筋混凝土结构，闸底板高程与引水渠渠底高程相同，均为962.07m，闸顶高程根据20年一遇水位加超高确定，超高考虑至设计水平年河道的淤积上抬情况，经计算，采用966.36m，与护岸顶部高程一致。闸室分3孔，单孔净宽2.0m，闸室长度9.0m，高度4.29m。闸室上游设12.0m长钢筋混凝土铺盖，闸室下游设10.0m长消力池、6.0m长浆砌石海漫和12.0m长干砌石海漫，海漫末端设1.0m深抛石防冲槽。混凝土铺盖与渠道边坡采用混凝土扭面连接，消力池段两侧以混凝土直墙与闸墩相连，海漫段采用浆砌石扭面与下游连接，扭面长18m。引水闸闸孔下泄流量按平底板宽顶堰流公式计算，经计算，设计流量21.39/s情况下，闸孔净宽6.0m。为便与管理运用，引水闸闸孔布置选奇数孔，单孔净宽2m，共3孔。在引小流量4.37 m3/s情况下，需要两边孔局部开启，中孔全开；在引加大流量25.67m3/s情况下，3孔闸门全开。各级引水流量和相应水位情况下，引水闸均能满足过流要求，孔径选取适当。各级引水流量下，闸下游均形成淹没水跃，不需设消力池。为安全计，消力池深度采用0.5m，池长10.0m，闸底板采用1：4斜坡与消力池相连。

3.2 引水渠道设计

引水渠道采用梯形断面，渠道设计底宽由设计引水流量21.39m3/s确定，渠深由加大引水流量25.67m3/s加超高确定，左堤堤顶高程由渠道加大流量对应水深加超高确定，右堤顶高程根据堤防标准确定。

(1)纵断面设计

渠道总长8.251km，起点渠底高程962.15m，末端渠底高程为960.40m，渠底坡降 1/4687。渠道沿程流量不变，水流为明渠恒定均匀流，水面比降和渠底坡降一致，水面线平行渠底线。渠首设计引水位964.32m，末端对应水位962.56m。

(2)横断面设计

1)渠道边坡：渠道沿线地层岩性主要为粉土、砂壤土和粉细砂等，根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)规定，通过边坡稳定计算分析，确定渠道内边坡为1：3～ 1：3.5，外边坡采用1：3。

2)渠道糙率：引水渠为土质河床，开挖断面平整、标准，糙率取0.0275。

3)渠道水深：干渠水深根据渠首引水水位，渠道设计过流能力，并结合上下游水面衔接，经计算，渠道设计水深为2.11m～2.17m，加大水深为2.30m～2.38m。

4)渠道比降：根据工程布置和水力计算，渠道比降确定为1/4687。渠道断面由设计引水流量21.39m3/s确定，加大流量25.67m3/s确定渠顶高程。采用下式进行渠道水力计算。

4、结语

通过对帕满水库引水口工程的改造及相关输水建筑物等配套工程的建设，解决了帕满水库灌区枯水期引水困难的问题，提高了灌溉保证程度，改善了灌区的生产条件，为促进灌区经济快速发展和灌区人民脱贫致富创造了有利条件。

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1007–6344（2015）01–0270–01