[发明专利]一种利用坝体拆除缺口实现分层取水的方法

说明书

本发明涉及一种利用坝体拆除缺口实现分层取水的方法，属于水电重建工程技术领域。新建大坝布置于老坝下游，通过调整老坝拆除缺口的拆除宽度及拆除高程满足新建大坝的防洪及发电过流要求，通过老坝拆除缺口、老坝留存坝体和新坝发电进口的协调布置，实现老坝的前置挡墙作用，达到分层取水效果。优点是：采用开挖方式形成老坝拆除缺口，实现新坝的前置挡墙作用，合理开发了老坝坝体的工程效益，实现“以旧代新”节省工程投资的目的，为日后规划大型水电枢纽重建工程提供有价值的参考；通过老坝拆除缺口形成的前置挡墙表层取水功能，替代了传统叠梁门分层取水设施，在保证工程分层取水水温要求的前提下又降低了后期维护运行成本。

技术领域

本发明属于水电重建工程技术领域，涉及一种分层取水的方法，尤其是一种水电重建工程利用老坝坝体拆除形成的缺口实现新坝的前置挡墙作用达到分层取水效果的方法。

背景技术

随着水利水电工程的不断发展，水电枢纽工程中部分坝体结构已经或将要达到设计服役期。而对于一些建设于特殊性历史时期的工程，坝体设计与施工又存在严重的先天性缺陷，大坝整体存在安全隐患，且抵御风险能力差，与社会经济发展水平对工程安全的要求不相适应。因此，大型水电枢纽重建工程设计研究成为现阶段水利水电工程技术领域中的一个重要课题。

而目前，关于新老坝结合布置、老坝坝体拆除及老坝工程效益开发的相关研究十分稀少，国内关于大型水电枢纽重建工程的案例也仅有丰满电站一例。在此背景下，如何综合利用废弃老坝，实现其工程效益最大化的研究也成为目前水利水电工程技术领域亟待研究的重大技术问题之一。

水电枢纽工程传统的分层取水方法一般采用坝前设置叠梁门的方式实现，但叠梁门的设置无论是在设计期、施工期还是在运行维护期都十分繁琐，尤其是给后期的运行管理带来极大的不便。而针对消落水深不大的水库，死水位以上水体垂向水温温差不会太大，采用叠梁门方式实现分层取水减缓下泄水温往往又是不经济的。

发明内容

本发明提供一种利用坝体拆除缺口实现分层取水的方法，目的是通过新老坝结合布置，实现库区坝前表层取水功能，替代传统叠梁门分层取水方式，改善下泄水温对水库下游生态环境影响，同时节省工程投资的有效方法。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

新建大坝布置于老坝下游，通过调整老坝拆除缺口的拆除宽度及拆除高程满足新建大坝的防洪及发电过流要求，通过老坝拆除缺口、老坝留存坝体和新坝发电进口的协调布置，实现老坝的前置挡墙作用，达到分层取水效果。

所述的新建大坝布置于老坝的下游1～1.5H处，H为老坝最大坝高。

所述老坝拆除缺口，其最小拆除宽度B_min＝B+2L，B为新建大坝厂房坝段及泄水坝段前缘总宽度，L为新建厂房坝段前缘至拆除缺口的距离。

所述老坝拆除缺口，满足发电要求的控制引用流量为死水位工况下全部机组满发所需引用流量，同时满足老坝缺口上下游水位差不大于0.3m。

所述老坝拆除缺口，满足防洪要求的控制泄量为校核洪水工况下的最大泄量，且最大泄量工况下水位差取值范围为0.1～0.5m。

所述老坝拆除缺口，以工程死水位为基准水位，拆除高程不应低于死水位以下10m。

所述老坝拆除缺口，缺口流速应不大于老坝坝体抗冲流速，亦不大于3m/s。

本发明在水电枢纽重建工程中，考虑利用原老坝与新坝的结合布置、老坝拆除缺口与新坝发电进口的合理布局来实现水库分层取水的效果，同时节省工程投资。老坝缺口拆除设计与新坝布置相结合，发挥老坝前置挡墙作用，实现库区坝前表层取水功能。通过老坝缺口拆除设计，替代传统叠梁门分层取水方式，节省设置叠梁门工程投资，降低运行维护期间叠梁门的运行维护成本。