吉布洛（Djiploho）水电站一期导流右岸河道水面线推求（杨道坡）

发布时间：2022-02-20 15:04:09 浏览数：次

［摘要］吉布洛（Djiploho）水电站首部枢纽采用两期导流的施工方案，一期导流利用右岸扩挖后原河道过流，二期导流利用冲沙闸和③～⑨溢流坝段共同过流。一期导流右岸河道水面线采用HEC_RAS软件计算。

［关键词］施工导流 HEC_RAS软件水面线推求吉布洛水电站

1 工程概况

吉布洛（Djiploho）水电站位于赤道几内亚大陆境内的维乐河（RIO WELE）吉布洛瀑布附近。坝址多年平均流量165m3/s，多年平均径流总量约52.03×108m3，校核洪水（P＝0.1%）洪峰流量8 038m3/s，设计洪水（P＝1%）洪峰流量5 709m3/s。

吉布洛水电站为低坝有压引水式电站，首部枢纽由挡水坝段、溢流坝段、冲沙闸、进水口等组成。其中挡水坝段坝顶高程为586.0m，坝顶宽度7.0m；溢流坝堰顶高程为577.0m；冲沙闸位于拦河坝左岸，与电站进水口紧邻，由两孔组成，每孔净尺寸：6.5m×8.0m（宽×高），冲沙闸底板高程568.5m，闸顶高程586m。

引水建筑物由进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管及岔管组成。采用一洞四机布置方式，进水口高程为561.0m，进口设拦沙坎、消涡梁、拦污栅、检修门闸室。

引水隧洞的洞线沿左岸山脊布置，隧洞全长1 312.75m，隧洞埋深50～88m，引水隧洞进口段采用 “龙抬头”的形式与洞身段相接。

吉布洛水电站装机容量4×30MW，多年平均发电量7.511×108kW·h。

2 施工导流

2.1 水文特性

维乐河流域径流系降雨产生，径流与降雨量的年际变化及年内分配是相应的。但是由于本地区植被较好，森林茂密，涵养水源能力较强，所以年最大、最小径流量比最大、最小降雨量推迟一个月左右。

施工期各月不同频率设计洪水见表1。

2.2 导流标准

吉布洛水电站挡水建筑物为溢流坝，工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，主要建筑物为3级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，导流临时建筑物级别为5级，相应土石类导流建筑物设计洪水标准为重现期10～5年。考虑工程所在地无实测水文资料，初期导流采用设计洪水标准上限值，即选择10年一遇设计洪水标准。

2.3 导流时段

根据坝址地形和水工建筑物布置条件，施工导流方式采用两期导流两期施工。

在10年一遇各月设计洪水中，10～12月份洪峰流量为全年最大，施工时段选择既能满足大坝施工进度要求，又能兼顾降低设计洪水流量的要求，由于1～9月份10年一遇设计洪水最大为2 319m3/s，在该时段施工，设计洪水相对较低，且可以保证施工的连续性，因此第一、二期大坝施工时段安排在每年的1～9月份进行。

第三年10月份以后，大坝可以正常运行，施工导流任务完成。

2.4 导流程序

根据坝址地形和水工建筑物布置条件，施工导流采用分期导流方式，大坝工程的施工导流分两期进行：

第一期：先围左岸，修建上横、纵向、下横围堰，利用疏浚后的右岸河床过流，进行左岸水工建筑物施工，进水口、冲沙闸、①、②挡水坝段和③～⑩河床坝段修建完毕。

第二期：修建右岸围堰，利用一期完成的③～⑨溢流坝段和冲沙闸过流，施工右岸水工建筑物，～河床坝段以及、挡水坝段修建完毕。

3 一期导流右岸河道水面线推求

一期导流工程，设计流量为2 319m3/s，需要利用右岸疏浚后的河床过流，河道扩挖与水工永久部分开挖相结合。河道底宽40m，左岸边坡1：2.0，右岸开挖边坡为1：0.5，进口底板高程为570.0m，底坡为2％。

吉布洛水电站一期导流右岸河道水面线推求采用HEC_RAS软件计算。

3.1 计算原理

HEC_RAS（River Analysis System）软件由美国陆军工程兵团水文工程中心开发，可以计算河道一维恒定流和一维非恒定流，计算原理基于一维能量方程，逐断面采用直接步进法推求水面线。

计算时根据河段的实际情况和需要，将需要进行水面曲线计算的河段划分为若干个计算断面，从下游向上游依次输入各个断面的几何参数，输入稳定流数据和边界条件，便可执行计算出结果。

3.2 计算参数

考虑到吉布洛水电站附近植被茂密，各计算断面河床糙率取0.05，局部缩小损失系数取0.1，局部扩大损失系数取0.3。

计算断面共16个，其断面参数见表2。

3.3 计算结果

根据以上计算参数，推求得右岸疏浚后河床水面线计算

成果见表3和下图。

4 结语

（1）对于热带雨林气候地区，施工导流程序划分应与水文特性、大坝施工进度紧密结合，合理选择导流时段，尽量避开年最大设计洪水，从而减少导流临建工程量；

（2）HEC_RAS软件用于一维恒定流水面线推求，能够反映河道拐弯、断面形状等真实条件，计算效率和精度能满足设计要求。

参考文献

［1］《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），水利水电出版社，2004

［2］《水利水电工程施工组织设计手册（施工规划）》，水利水电出版社，1996

［3］《水力计算手册（第二版）》，水利水电出版社，2006

［4］ HEC-RAS River Analysis System Hydraulic Reference Manual Version 3.1,U.S.A：U.S.Army Corps of Engineers,Davis,CA 95616

［5］ HEC_RAS 模型在洪水模拟中的应用，《东北水利水电》，2006年第11期（第24卷268期）

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