枢纽布置的影响因素分析

枢纽工程是一项涉及面较广，影响因素很多的复杂的系统工程，枢纽工程布置涉及工程区域河流规划、地形地质条件、水文条件、开发规模、工程等级、经济指标、防洪抗震、交通航运、淹没移民、环境影响等方面，对于流量较大流速较高及重要的导流、泄水、航道等建筑物，一般的大中型水利枢纽还应该通过水工模型的试验论证，优化枢纽各个建筑物的布置和工程水力特性，为枢纽工程的优化布置提供依据。

枢纽布置要考虑的因素很多：地形地质条件、水流条件、交通条件、运行条件、工程量和投资、施工导流和通航、施工工期等。

枢纽布置中，首先应选择适宜修建拦河大坝的坝址，其次要考虑泄水和引水发电建筑物位置。一般情况下，坝址应选择在河床覆盖层不太深、两岸山体雄厚且地形完整、坝址区滑坡及坍塌等物理地质现象不发育的河段。不同的地形地质条件，结合修筑大坝的料源条件等，可以选择与之相适应的土石坝、混凝土坝以及混凝土与土石混合坝坝型，形成土石坝枢纽、混凝土坝枢纽和混合坝枢纽的布置。

不同坝型的枢纽，其泄水、引水发电建筑物布置可以根据具体条件有不同的布置方式。地形地质条件较好的“V”形河谷，可以布置混凝土拱坝枢纽，坝身布置泄洪设施，岸边布置地下发电厂房；坝址区地形宽阔，地质条件较好，可以布置混凝土重力坝泄水设施，河床式发电厂房；河床覆盖层深，当地土石材料丰富，可以布置土石坝枢纽，岸边布置泄水建筑物和引水发电厂房；河流上游落差较陡的山区河流上，常在上游取水点修建混凝土拦河泄洪坝，利用引水明渠，隧洞集中水头至下游发电厂房。布置型式不一而足。同时，还采取环境保护以及改善移民生产生活的种种措施，比如选址时少占用耕地等，通过设置生态泄水闸或生态放水孔等泄放生态流量消除脱水河段。必要时设置分层取水取水口下泄不同温度的水以利于下游河道鱼类生长等。(www.xing528.com)

水流条件是枢纽布置应考虑的另一重要因素。河道弯曲系数、输沙含量、丰枯变化都会影响河道冲淤变化。弯道水流的重要特性与弯道泥沙运动与螺旋流关系极为密切。由河流动力学可知：①在弯曲河段的横断面内，形成弯曲横向的环流，横断面上表层流流向凹岸，底层流指向凸岸；②在横向环流的作用下，表层含沙量较小的水流不断流向凹岸，而底层流含沙量较大的水流不断流向凸岸，形成横向输沙不平衡，并淤积成边滩，凹岸区河床冲刷，凸岸边滩不断淤积的现象；③弯道内的主流逐渐逼近凹岸，凹岸处的流速往往大于凸岸处的流速。因此，水利枢纽工程中的泄洪闸、水电站和船闸布置应该充分考虑水力条件对其功能的影响。

消能防冲是水利水电工程的关键技术问题之一，消能是问题的主要方面，结构防冲是问题的次要方面。泄洪水流具有很高的流速，特别是当泄水前缘较原河床宽度缩小较大，水流相对集中、单宽流量很大时更是如此。巨大的能量如不设法消散解决，便会冲刷下游河床、河岸，且下泄水流在与下游水流的衔接过程中，还会产生恶劣流态，如回流、波浪以及折冲水流等，从而严重影响闸坝泄水建筑物的正常运行。

在有通航要求的坝址，由于通航水流条件较难满足，船闸位置应优先考虑。船闸宜临岸布置，并不应布置在溢流泄洪闸、水电站厂房与过水建筑物之间。