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水库工程规划

以某一水库为研究对象的水利工程规划。其主要任务是:在江河流域规划、地区水利规划或专业水利规划的基础上,对拟建水库工程的任务和建设条件进行进一步的分析研究,从技术、经济、社会、环境等方面论证其可行性,推荐出最优方案。根据水库工程的不同任务与要求,又可分为以防洪、发电、灌溉、航运等某一单项任务的水库规划;以防洪为主的综合利用水库规划

以某一水库为研究对象的水利工程规划。其主要任务是:在江河流域规划地区水利规划或专业水利规划的基础上,对拟建水库工程的任务和建设条件进行进一步的分析研究,从技术、经济、社会、环境等方面论证其可行性,推荐出最优方案。根据水库工程的不同任务与要求,又可分为以防洪、发电、灌溉、航运等某一单项任务的水库规划;以防洪为主的综合利用水库规划;以兴利为主的综合利用水库规划等。

基本资料 主要内容有:①工程所在流域的治理开发现状和各有关国民经济部门的发展计划。②流域的水文、气象特征,包括气候特征、洪枯水径流特征、泥沙特征等。③工程涉及范围的地形、地质情况,包括坝址和库区地形、区域地质、坝址和库区工程地质以及天然建筑材料等。④其它有关资料,如工程所在地区的交通情况和库区范围内的经济发展状况等。

工程任务的确定 根据江河流域规划地区水利规划或专业水利规划的要求和进一步调查研究的成果,具体拟定工程任务。当水库承担防洪、灌溉、发电、航运等多项任务时,应对各项任务进行全面分析研究,分清主次,作出合理安排。①防洪。在充分了解洪水特性、洪灾成因、历史洪灾及现有防洪工程的情况下,根据防护对象的要求,统一考虑水库的来水与蓄水、泄水能力以及其它防洪措施的配合运用,合理确定水库工程的防洪任务。②灌溉。在流域或地区水资源供需关系分析的基础上,根据灌区土壤、气候、作物组成等情况,并按照充分利用当地水资源的原则,合理确定规划范围内近远期可能发展的灌区规模、灌水方式和需要由水库工程承担的补水量。③发电。根据水电站的特性及初估的发电能力,研究供电范围、地区工农业用电需要和负荷特性,考虑系统中已建和计划兴建的水、火电站及其他电源组成、系统联结等情况,合理确定水库发电的任务。④航运。根据航运部门的规划和航道、客货运量、船型等基本情况,确定航道等级、通航尺度、通航保证率和可能满足的规划货运量。⑤有关给水、环境保护、防凌、卫生等方面的任务,可根据有关部门的要求,结合工程的可能条件,研究拟定。

水文计算 通过对河流各项水文、气象要素的规律与特征值的统计分析,拟定规划所需的设计洪水(包括不同频率的洪峰流量、洪水总量和洪水过程)、设计年径流(包括不同频率的年径流、年内分配和设计的年径流系列)以及坝址的水位一流量关系等。设计洪水的拟定,关系水库安全,应十分慎重。对大型或重要水库应通过多种途径分析其可能最大洪水。对于多泥沙河流,应就泥沙资料包括输沙量、颗粒级配及来沙的年内分配等,进行统计分析。对于有冰凌问题的河流,还应就冰凌情况进行调查分析(见水文计算)。

水利计算 主要研究有关部门的要求,进行径流调节、洪水调节、回水和洪水演进等计算,并进行必要的专题研究如电站日调节不稳定流计算、水库放空及水体突泄计算、水库冲淤估算、水库下游河道冰凌情况分析、水库初期蓄水计划及分期发挥效益的运用方案等(见水利计算)。

水库参数如图所示,主要有:①死水位。在正常运用情况下,允许水库消落的最低水位。该水位以下的库容为死库容。②正常蓄水位。在正常运用情况下,满足设计的兴利要求,开始供水时水库应蓄到的水位。该水位与死水位间的库容为兴利库容。③防洪限制水位。汛期中允许水库兴利蓄水的上限水位。水库的防洪限制水位,可根据洪水特性和防洪要求,在汛期不同时段分期拟定。④防洪高水位。遇到下游防护对象的设计标准洪水时,水库为控制下泄流量,在坝前达到的最高水位。该水位与防洪限制水位间的库容为防洪库容。⑤设计洪水位:遇到大坝的设计标准洪水时,水库在坝前达到的最高水位。该水位与防洪限制水位间的库容为拦洪库容。⑥校核洪水位:遇到大坝校核标准洪水时,水库在坝前达到的最高水位。该水位与防洪限制水位间的库容即调洪库容。该水位以下的全部静库容为总库容。

规划中各项参数的拟定,都要通过分析比较。通常在选择正常蓄水位时,要根据水库的具体条件,如库区的淹没、浸没情况、坝址及库区的地形地质条件、河流开发的梯级衔接以及水文特性等因素,结合水库承担的任务,先定出允许的极限变动范围,而后再在这一范围内拟定若干比较方案,通过各方案的水利动能指标、效益指标和投资、工期等确定。选择死水位,也要根据水库库容特性、综合利用要求以及水工、施工、机电等方面的特殊限制条件,在其可能的上下限之间拟定几个死水位进行比较。防洪高水位关系水库下游河道的安全泄量设计洪水位、校核洪水位关系泄洪设施的规模,也都要根据需要,进行选择。

工程布置和施工方案 在拟定的坝段范围内,根据水库地形、地质条件和拟定的坝高等有关参数,选择合适的坝址、坝型,提出各主要建筑物的型式、尺寸,研究可能的枢纽布置方案,并据此进行施工方案的初步研究,包括施工方法、施工导流、对外交通运输、施工期限等。在工程规划中研究这些问题的目的,在于初步确定工程规模,框算所需的工程量和投资,以便对方案的技术经济合理性作出评价。为了使规划成果有较为可靠的基础,要对一些主要问题进行专门论证,使其达到一定深度。

淹没损失与处理补偿 水库淹没损失主要指建库后在一定频率洪水下,对水库淹没区和库周影响区内土地、房屋、公共设施和文物古迹等带来的损失和影响。工程规划应根据水库的运行方式,考虑淹没对象的具体条件,拟定不同淹没对象的迁移和土地征用的设计洪水标准,初步划定淹没范围,估算淹没损失,提出处理补偿措施。中国人多地少,许多水库建设都涉及复杂的移民问题,必须妥善安置。原则上要因地制宜,广开门路,创造新的环境条件和生产物质基础,使移民安置后得以发展生产,改善生活,增加收益,促进地区经济的发展。中国很多大型水库工程,由于移民处理十分困难,常采用分期抬高蓄水位的实施方案,是一种行之有效的方法(见水利工程淹没处理)。

工程效果分析评价 包括工程的经济效果、社会效果和环境效果三方面的分析和评价。工程经济效果指建与不建该项工程在经济上的得和失(即效益和费用)的对比,用以评价工程的经济合理性和财务可行性。计算效益应包括能用货币表示的直接和间接的效益,计算费用,应包括主体工程和有关配套工程所需的投资和年运行费用(见水利经济计算)。工程社会效果和环境效果是指工程修建后对社会各方面的影响和在生态环境上带来的变化,不能完全由货币反映,但在工程效果分析评价中占有重要地位,要充分考虑。工程效果有有利的和不利的两个方面。对不利的方面,要在规划中研究采取必要的措施,力求消除或减少可能的影响。

水库特征水位图