下水库施工的导流方案优化策略

下水库谷底宽150～240m，库区左岸地形坡度为34°～40°，右岸为35°～50°，岸坡上部较缓。河床砂砾石覆盖层较厚，平均厚度约为18～31m，渗透系数为13.4～21.0m/d。

（1）导流方式及标准。

下水库工程主要建筑物为1级建筑物，根据《水利水电施工组织设计规范》（SL303—2004）规定，导流建筑物确定为Ⅳ级。根据施工条件、水文气象条件及地形地质条件，下水库采用断流围堰隧洞过流的导流方式，导流洞与永久泄洪排沙洞结合，导流标准采用全年10年一遇洪水流量。

图8.1　下水库工程平面布置

（2）导流流量选择。

于2003年兴建的哈拉沁水库位于拦沙坝上游约2.6km处，水库工程规模为大（2）型，等别为二等，设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为2000年一遇。该水库正常蓄水位1444.35m，死水位1431.70m，设计洪水位1450.91m，校核洪水位1452.82m，总库容6730万m3，调节库容1986万m3，死库容1300万m3，具有多年调节能力，建成后主要承担呼和浩特市的防洪和下游灌溉及城市供水等任务。哈拉沁水库对电站下水库施工导流流量会起到调控的作用，下水库导流流量由哈拉沁水库下泄流量加上区间流量组成。

哈拉沁水库的任务是防洪为主兼顾灌溉和向本工程供水。灌溉用水集中在每年的5—8月。放水洞是水库供水的总控制口，经常向下游供水0～15m3/s，一般为2～3m3/s。哈拉沁水库建成后头50年采用“蓄洪运用”，按多年调节运行以丰水年的来水补枯水年缺水，50年后改为“蓄清排浑”的运行方式。其洪水调度原则为：当水库水位在正常高水位1444.35m以上时，入库流量小于300m3/s，控制下泄流量等于入库流量；当入库流量大于300m3/s，库水位在防洪高水位1447.95m以下时，关闭泄洪闸门错峰3h；当水库水位超过防洪高水位1447.95m时，水库敞泄。

当遇200年一遇洪水时，按上述调度原则调洪计算的成果为：哈拉沁水库最大下泄流量为300m3/s，水库最高水位为1447.95m。哈拉沁水库10年一遇洪水入库流量为660m3/s，哈拉沁水库至下水库10年一遇洪峰流量为41m3/s。下水库施工期导流流量选择两个方案进行比较。

方案一：据哈拉沁水库调度原则，按施工期不影响哈拉沁水库正常运行，并留有余地，遇10年一遇洪水时，哈拉沁水库下泄流量为300m3/s，加上区间10年一遇洪水，下水库导流流量为341m3/s。

方案二：考虑将10年一遇洪水拦蓄在哈拉沁水库内，拦蓄洪水的原则为水库的起蓄水位为1444.35m，遇10年一遇洪水时水库不泄洪，水库的拦蓄水位为1446.92m；洪水过后，水库泄流，腾空库容，下泄流量控制在不大于41m3/s，降低水库水位至正常高水位1444.35m。在这种情况下，下水库施工期10年一遇的导流流量为区间10年一遇洪水41m3/s。(www.xing528.com)

（3）导流方案比较。

两个方案均利用泄洪排沙洞兼作导流洞泄流，泄洪排沙洞布置在下水库左岸，长531.604m，洞身断面为7.0m×9.0m的城门洞形，其导流水力计算结果见表8.1.1。两个方案比较如下：

方案二要求哈拉沁水库对下泄流量进行控制，哈拉沁河的洪水特点为洪水涨落急剧、历时短暂，通常一次洪水过程历时3h左右。在拦蓄10年一遇洪水后，水库水位从1446.92m开始调蓄，水库的水位将比正常运行时抬高；如遇500年一遇设计洪水时，坝前水位较原设计洪水位高出1.3m，较校核洪水位低0.61m，原设计洪水位与校核洪水位相差1.9m，此时，坝前最高水位不超过原校核洪水位；如遇2000年一遇校核洪水时，校核洪水位则超过坝顶高程。故若采用方案二则要求哈拉沁水库改变运行方式，调度较复杂，在工程安全方面也具有一定的风险性。

方案一工程量比方案二大，但由于两方案均是利用泄洪排沙洞兼作导流洞，工程量区别在于围堰规模，两方案的围堰规模都较小，方案一比方案二投资约增加96.7万元。两个方案的主要工程量及造价见表8.1.2。

表8.1.1　导流水力计算结果

表8.1.2　两种导流方案的工程量及造价估算

注　表中未计入泄洪排沙洞的工程量，其工程量包括在永久建筑物中。

综合分析比较，方案一具有对哈拉沁水库运行无影响，施工期安全性高的优点，虽然造价比方案二大，但增加不多，采用方案一作为本工程的导流设计方案。