1、亭口水利枢纽工程布置亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计及主要建筑物设计2022-10-12亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计枢纽工程布置 亭口水库主要建筑物设计 结语 目录工程概况 1234亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 亭口水库工程地处陕西省咸阳市长武县境内泾河一亭口水库工程地处陕西省咸阳市长武县境内泾河一级支流黑河上，坝址位于黑河干流下游距河口级支流黑河上，坝址位于黑河干流下游距河口2.0km2.0km，距，距长武县城长武县城18km18km、距咸阳市、距咸阳市160km160km、西
2、安市、西安市180km180km，水库下，水库下游游1.0km1.0km处有西（安）兰（州）公路通过。处有西（安）兰（州）公路通过。地理位置 1.1亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 工程建设的主要任务是工业和城镇生活供水，兼有工程建设的主要任务是工业和城镇生活供水，兼有减淤、发电等综合效益，供水对象为彬长矿区重点工业减淤、发电等综合效益，供水对象为彬长矿区重点工业项目以及彬县、长武两县县城生活用水。工程设计水平项目以及彬县、长武两县县城生活用水。工程设计水平年为年为20202020年，供水保证率不低于年，供水保证率不低于90%90%。水库建成后年可向。水库建成后年可向工业及城镇
3、生活供水量为工业及城镇生活供水量为71797179万万m m3 3。工程开发任务 1.2亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 1 1、枢纽工程组成、枢纽工程组成 亭口水利枢纽由（亭口水利枢纽由（1 1）亭口水库工程；（）亭口水库工程；（2 2）亭口水）亭口水库反调节蓄水工程；（库反调节蓄水工程；（3 3）彬长矿区输配水工程共三部分）彬长矿区输配水工程共三部分组成。组成。彬长矿区输配水工程由亭口至长武县城、亭口至马彬长矿区输配水工程由亭口至长武县城、亭口至马屋电厂、亭口至新民塬工业区和彬县县城三部分组成，屋电厂、亭口至新民塬工业区和彬县县城三部分组成，其取水水源点均为亭口水库枢纽下游
4、汇流池。其取水水源点均为亭口水库枢纽下游汇流池。亭口水利枢纽工程的组成 1.3亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 2、亭口水库工程规模、亭口水库工程规模 亭口水库为亭口水库为等大（等大（2）型水利工程，由大坝、溢）型水利工程，由大坝、溢洪道、泄洪排沙洞、输水洞、坝后电站等建筑物组成。洪道、泄洪排沙洞、输水洞、坝后电站等建筑物组成。水库正常蓄水位水库正常蓄水位893.0m，最大坝高，最大坝高49m，总库容，总库容2.47亿亿m3，电站装机电站装机1890KW，年发电量，年发电量618万万kWh。主要建筑物大坝、溢洪道、泄洪排沙洞、输水洞等主要建筑物大坝、溢洪道、泄洪排沙洞、输水洞等
5、按按2级设计，电站厂房建筑物为级设计，电站厂房建筑物为3级，临时建筑物按级，临时建筑物按4级设级设计。计。亭口水利枢纽工程的组成 1.3亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 防洪标准按防洪标准按100年一遇洪水设计，年一遇洪水设计，2000年一遇洪水年一遇洪水校核；泄洪建筑物出口消能防冲的洪水标准为校核；泄洪建筑物出口消能防冲的洪水标准为50年一遇；年一遇；坝后电站厂房设计洪水标准为坝后电站厂房设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准年一遇，校核洪水标准为为200年一遇。施工导流为年一遇。施工导流为10年一遇洪水标准。年一遇洪水标准。亭口水库工程静态总投资亭口水库工程静态总投资193
6、711.97万元，总投资万元，总投资216238.44万元。万元。亭口水利枢纽工程的组成 1.3亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计1 工程概况 3、反调节蓄水工程规模、反调节蓄水工程规模 反调节蓄水工程中塬沟水库为反调节蓄水工程中塬沟水库为等小（等小（1）型工程，）型工程，大坝等主要建筑物按大坝等主要建筑物按4级设计，防洪标准按级设计，防洪标准按30年一遇洪水年一遇洪水设计，设计，300年一遇洪水校核。年一遇洪水校核。亭口水利枢纽工程的组成 1.3亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 工
7、程规模确定需要考虑的问题及特点等 2.12.1.1 工程开发任务 亭口水库的主要任务是工业和城镇生活供水，因此，亭口水库的主要任务是工业和城镇生活供水，因此，如何最大限度的提供水量充沛、水质优良的水源是工程设如何最大限度的提供水量充沛、水质优良的水源是工程设计的核心任务。此条件涉及到工程选址及水库运行方案的计的核心任务。此条件涉及到工程选址及水库运行方案的制定问题。制定问题。由于亭口水库亭口水库的主要任务是工业和城镇生活由于亭口水库亭口水库的主要任务是工业和城镇生活供水，因此，供水过程必须连续，不能间断，供水保证率供水，因此，供水过程必须连续，不能间断，供水保证率必须满足的要求。必须满足的要求
8、。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.2 水文1 1、径流和泥沙特性、径流和泥沙特性 径流和泥沙特性见表径流和泥沙特性见表2.1.22.1.2。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计表表2.1.2 亭口水库径流和泥沙特性表亭口水库径流和泥沙特性表亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12、径流和泥沙特点、径流和泥沙特点（1）水沙年际变化较大）水沙年际变化较大 经统计，亭口水库丰水年最大入库水量为经统计，亭口水库丰水年最大入库水量为6.4184亿亿m3（1966年
9、），枯水年最小入库水量为年），枯水年最小入库水量为0.6188亿亿m3（2002年），分别为多年平均入库水量的年），分别为多年平均入库水量的2.76倍和倍和0.266倍；年最倍；年最大入库沙量为大入库沙量为5355.4万万t（1966年），年最小入库沙量为年），年最小入库沙量为181.4万万t（2002年），分别为多年平均入库沙量的年），分别为多年平均入库沙量的3.89倍和倍和0.132倍；年平均最大含沙量为倍；年平均最大含沙量为147.94kg/m3（1978年），年年），年平均最小含沙量为平均最小含沙量为13.11kg/m3（2005年），分别为多年平均年），分别为多年平均值的值的2.58
10、倍和倍和0.23倍。倍。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.1（2）水沙年内变化较大）水沙年内变化较大 经资料统计，多年平均情况下，亭口水库来水量主要经资料统计，多年平均情况下，亭口水库来水量主要集中在集中在7-10月份，占多年平均入库水量的月份，占多年平均入库水量的63.1%；而沙量主；而沙量主要集中在汛期要集中在汛期79月，占多年平均入库沙量的月，占多年平均入库沙量的84.4%，汛期，汛期7、8月来沙量占多年平均入库沙量的月来沙量占多年平均入库沙量的68.9%。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边
11、界条件需要考虑的问题及特点等 2.1 从表从表2-4可见，汛期（可见，汛期（7月月9月）平均入库水量为月）平均入库水量为11236万万m3，占年平均入库水量的，占年平均入库水量的48.3%；汛期（；汛期（7月月9月）平均月）平均入库沙量为入库沙量为1162.9万万t，占年平均入库沙量为，占年平均入库沙量为84.4%。其中。其中最大最大1日入库沙量为日入库沙量为2310.61万万t（1966年年7月月27日）。可见，日）。可见，亭口水库的入库水沙相对集中在汛期亭口水库的入库水沙相对集中在汛期79月，尤其是沙量，月，尤其是沙量，绝大部分集中在汛期绝大部分集中在汛期7、8月。月。亭口水利枢纽工程布置
12、及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.3 地形及地质条件1 1、地形、地形 在选择坝址时，宜根据地形条件优先选用河谷较窄及在选择坝址时，宜根据地形条件优先选用河谷较窄及有垭口处，且坝址的上游地形开阔、建库后库容较大，目有垭口处，且坝址的上游地形开阔、建库后库容较大，目的是有利于减少筑坝工程量，对于土石坝而言有利于布置的是有利于减少筑坝工程量，对于土石坝而言有利于布置泄洪设施。泄洪设施。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12 2、地质、地质 需要选择地质优良的坝址，避免在断裂、断
13、层等构造需要选择地质优良的坝址，避免在断裂、断层等构造带部位修建建筑物，以减少基础处理工程量，同时，有利带部位修建建筑物，以减少基础处理工程量，同时，有利于确保枢纽建筑物的安全稳定。于确保枢纽建筑物的安全稳定。另外，在优良的地址条件建坝，有利于减少水库渗漏另外，在优良的地址条件建坝，有利于减少水库渗漏损失，以增加供水量。损失，以增加供水量。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.4 水库淹没范围1 1、水库淹没需要考虑的问题、水库淹没需要考虑的问题 （1 1）水库淹没、水库影响区、枢纽工程建设期的移）水库淹没、水库影响区、枢
14、纽工程建设期的移民安置搬迁，专业项目（主要是库周交通、输电线路、水民安置搬迁，专业项目（主要是库周交通、输电线路、水利设施、教育设施等）处理；利设施、教育设施等）处理；（2 2）文物古迹保护；）文物古迹保护；（3 3）矿产资源压覆；）矿产资源压覆；亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.1 （4 4）其他：如有些工程涉及到环保问题，以及稀有）其他：如有些工程涉及到环保问题，以及稀有动物、植物保护及搬迁问题；动物、植物保护及搬迁问题；所有淹没处理问题必须得到上级主管部门的批准。所有淹没处理问题必须得到上级主管部门的批准。亭口水利枢纽工程
15、布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12 2、水库淹没的特点、水库淹没的特点 黑河的上游为甘肃省，因此，在确定水库的水位时其黑河的上游为甘肃省，因此，在确定水库的水位时其回水末端的高程不能淹没甘肃省，否则，跨不同的行政区回水末端的高程不能淹没甘肃省，否则，跨不同的行政区之间的水库淹没赔偿等问题将很复杂，进而影响工程的立之间的水库淹没赔偿等问题将很复杂，进而影响工程的立项审批。项审批。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.5 库区塌岸库区塌岸 为了确定准确的兴利库容，在调节计算
16、中必须减去塌为了确定准确的兴利库容，在调节计算中必须减去塌岸所占的库容，需要计算塌岸量。岸所占的库容，需要计算塌岸量。亭口水库区塌岸段多为中、下更新统黄土岸坡，局部亭口水库区塌岸段多为中、下更新统黄土岸坡，局部低阶地为上更新统黄土，黄土塌岸是较普遍的一种变形破低阶地为上更新统黄土，黄土塌岸是较普遍的一种变形破坏。河川口至碾子坡段为水库塌岸的主要地段，塌岸严重坏。河川口至碾子坡段为水库塌岸的主要地段，塌岸严重地段分布在谢家河左岸地段分布在谢家河左岸1.5km范围内的二、三级阶地。根据范围内的二、三级阶地。根据综合预测，黑河水库库区塌岸总量约为综合预测，黑河水库库区塌岸总量约为638.2万万m3。
17、亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.6 生态基流生态基流 目前，国家越来越重视生态问题，因此在水库设计时目前，国家越来越重视生态问题，因此在水库设计时生态防水要求，故在调节计算中需要向下游河道水量以满生态防水要求，故在调节计算中需要向下游河道水量以满足河道内环境和生态需要要求。下泄水量应从调节计算中足河道内环境和生态需要要求。下泄水量应从调节计算中扣减才能确定供水量，这是一个非常重要的问题。扣减才能确定供水量，这是一个非常重要的问题。初设阶段径流系列延长到初设阶段径流系列延长到2008年后，对水库要求下放年后，对水库要求
18、下放的生态基流采用的生态基流采用2种方法进行了复核计算：（种方法进行了复核计算：（1）多年平均）多年平均径流量（径流量（23255万万m3）的）的10%计算结果为计算结果为0.74 m3/s；（；（2）Q95法即法即95%频率下最小月平均径流量计算结果为频率下最小月平均径流量计算结果为0.2 m3/s。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.7 水库蒸发量水库蒸发量 亭口水库蒸发损失采用张河站蒸发资料分析计算得出，亭口水库蒸发损失采用张河站蒸发资料分析计算得出，各月蒸发增损量见表各月蒸发增损量见表2.1.7。表2.1.7 亭
19、口水库多年平均蒸发增损表亭口水库多年平均蒸发增损表 单位：mm亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.12.1.8 运行方式 根据黑河的径流和泥沙特点，经径流调节计算，亭口根据黑河的径流和泥沙特点，经径流调节计算，亭口水库采取了的运行方式为：水库采取了的运行方式为：（1 1）水库蓄水位一次抬高。蓄水运用期水库蓄水位）水库蓄水位一次抬高。蓄水运用期水库蓄水位893893米。米。（2 2）每年汛期）每年汛期7 78 8月期间相机低水位或敞泄排沙，月期间相机低水位或敞泄排沙，非汛期相机异重流排沙的水沙调节方案。非汛期相机异重流排沙的水沙调节
20、方案。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行的边界条件需要考虑的问题及特点等 2.1 （3 3）在黑河右岸支流中塬沟修建反调节蓄水水库，）在黑河右岸支流中塬沟修建反调节蓄水水库，当亭口水库出现弃水并能满足抽水允许含沙量时，从亭口当亭口水库出现弃水并能满足抽水允许含沙量时，从亭口水库坝后抽水冲蓄中塬沟水库至满库，当亭口水库排沙期水库坝后抽水冲蓄中塬沟水库至满库，当亭口水库排沙期不供水或枯水期流量不满足供水要求时，由中塬沟水库补不供水或枯水期流量不满足供水要求时，由中塬沟水库补充供水。充供水。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22.
21、2.1 水库运用原则水库运用原则1、水库运用的限制条件、水库运用的限制条件（1）入库水沙条件的限制）入库水沙条件的限制 如前所述，亭口水库入库水沙过程水少沙多的矛盾比如前所述，亭口水库入库水沙过程水少沙多的矛盾比较突出，给水库发挥兴利效益、保持长期有效库容带来了较突出，给水库发挥兴利效益、保持长期有效库容带来了较大的困难。较大的困难。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（2）水库地形地质条件限制）水库地形地质条件限制 坝址位于姚家湾村以下，黑河大桥上游约坝址位于姚家湾村以下，黑河大桥上游约1km处，坝处，坝址处地形地质条件对工程规模有限，主要涉及到防渗
22、处理址处地形地质条件对工程规模有限，主要涉及到防渗处理等建坝条件。等建坝条件。（3）库尾淤积高程的限制）库尾淤积高程的限制 水库的修建应不影响上游甘肃省，防止水库淤积上延水库的修建应不影响上游甘肃省，防止水库淤积上延造成对上游甘肃省的淹没损失，黑河水库回水末端不应超造成对上游甘肃省的淹没损失，黑河水库回水末端不应超过距坝里程过距坝里程36.8km处断面，达溪河回水末端不应超过距坝处断面，达溪河回水末端不应超过距坝里程里程28.5km处断面。处断面。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（4）水库供水目标的限制条件）水库供水目标的限制条件 黑河亭口水库主要
23、任务是工业和城镇生活供水，设计黑河亭口水库主要任务是工业和城镇生活供水，设计供水保证率（月保证率）不小于供水保证率（月保证率）不小于90%，供水破坏深度不大，供水破坏深度不大于于20%。亭口水库的经济可供水量按。亭口水库的经济可供水量按 以供定需以供定需 的原则的原则确定；此外，需亭口水库每年提供下游河道最小生态基流确定；此外，需亭口水库每年提供下游河道最小生态基流水量水量632万万m3（最小日平均流量按（最小日平均流量按0.2 m3/s计）。计）。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（5）保持长期有效库容的限制条件）保持长期有效库容的限制条件 尽量延
24、长水库使用寿命，水库能够保持一定的可长期尽量延长水库使用寿命，水库能够保持一定的可长期利用的终极有效库容。利用的终极有效库容。（6）库水位日下降幅度的限制条件）库水位日下降幅度的限制条件 初拟亭口水库大坝采用土石坝方案，依据相关规范，初拟亭口水库大坝采用土石坝方案，依据相关规范，为大坝库水位溅落时安全稳定，水库实施相机敞泄排沙时，为大坝库水位溅落时安全稳定，水库实施相机敞泄排沙时，水库水位日下降幅度最大不超过水库水位日下降幅度最大不超过8m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22、水库运用的具体原则、水库运用的具体原则（1）合理设置排沙期，对入库水沙进
25、行多年调节）合理设置排沙期，对入库水沙进行多年调节 亭口水库入库水沙在年际间与年内的分布极不均匀，亭口水库入库水沙在年际间与年内的分布极不均匀，因此，为了解决供水兴利与水库排沙的矛盾，必须合理设因此，为了解决供水兴利与水库排沙的矛盾，必须合理设置排沙期，通过调水调沙来实现对入库水沙的多年调节。置排沙期，通过调水调沙来实现对入库水沙的多年调节。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（2）设置反调节库，解决相机敞泄排沙期间供水问题）设置反调节库，解决相机敞泄排沙期间供水问题 排沙期（汛期排沙期（汛期78月）利用高含沙大洪水入库时机敞月）利用高含沙大洪水入库时
26、机敞泄排沙时，水库无法正常供水。初拟设置反调节库，将汛泄排沙时，水库无法正常供水。初拟设置反调节库，将汛前以及汛期相机敞泄排沙前的弃水通过抽水站引至反调节前以及汛期相机敞泄排沙前的弃水通过抽水站引至反调节库，以满足汛期相机敞泄排沙期间的供水要求。除此之外，库，以满足汛期相机敞泄排沙期间的供水要求。除此之外，还可利用反调节库的蓄水补充其它时间缺水。还可利用反调节库的蓄水补充其它时间缺水。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（3）合理设置排沙流量和沙限，协调供水与排沙的矛盾）合理设置排沙流量和沙限，协调供水与排沙的矛盾 排沙期（汛期排沙期（汛期78月）相机
27、敞泄排沙的排沙流量和沙月）相机敞泄排沙的排沙流量和沙限的大小，一方面影响水库供水量的大小，另一方面又影限的大小，一方面影响水库供水量的大小，另一方面又影响水库终极库容的保持。若排沙流量和沙限过大，则排沙响水库终极库容的保持。若排沙流量和沙限过大，则排沙水量少，尽管水库供水量较大，但是水库终极库容难以保水量少，尽管水库供水量较大，但是水库终极库容难以保持；若排沙流量和沙限过小，则排沙水量较大，尽管易于持；若排沙流量和沙限过小，则排沙水量较大，尽管易于保持水库的终极库容，但是水库的供水量较小。为了协调保持水库的终极库容，但是水库的供水量较小。为了协调供水与排沙的矛盾，必须合理确定排沙期（汛期供水与
28、排沙的矛盾，必须合理确定排沙期（汛期78月）相月）相机敞泄排沙时的排沙流量和含沙量界限。机敞泄排沙时的排沙流量和含沙量界限。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（4）在满足上述条件的前提下，尽量提高供水的保证率。）在满足上述条件的前提下，尽量提高供水的保证率。当水库的供水与下游生态需水发生矛盾时，优先满足下游当水库的供水与下游生态需水发生矛盾时，优先满足下游生态需水的要求。当水库的供水与排沙发生矛盾时，首先生态需水的要求。当水库的供水与排沙发生矛盾时，首先满足水库的排沙要求，此时水库的供水任务由其他备用水满足水库的排沙要求，此时水库的供水任务由其他备用
29、水源工程（反调节库）承担。源工程（反调节库）承担。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22.2.2 水库冲淤计算及水沙调节计算的原则和方法水库冲淤计算及水沙调节计算的原则和方法1、水库冲淤计算及水库水沙调节计算的条件和原则、水库冲淤计算及水库水沙调节计算的条件和原则（1）入库水沙过程）入库水沙过程 水库冲淤计算采用的入库水沙资料为水库冲淤计算采用的入库水沙资料为19542008年，年，共计共计55年。年。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（2）水库冲淤计算时间步长划分为：汛期（）水库冲淤计算时间步长划分为：汛期
30、（79月）每日月）每日为一个计算时段，非汛期（为一个计算时段，非汛期（10月月翌年翌年6月）每旬为一个计月）每旬为一个计算时段。水库水沙调节计算时段的划分与水库冲淤计算时算时段。水库水沙调节计算时段的划分与水库冲淤计算时间步长划分情况相同，调节周期按水文年周期，汛期为间步长划分情况相同，调节周期按水文年周期，汛期为79月，非汛期为月，非汛期为10次年次年6月。汛期按逐日调节；非汛期按逐月。汛期按逐日调节；非汛期按逐旬调节。旬调节。（3）黑河亭口水库设计供水保证率（月保证率）不小于）黑河亭口水库设计供水保证率（月保证率）不小于90%，供水破坏深度不大于，供水破坏深度不大于20%。亭口水库的经济可
31、供水。亭口水库的经济可供水量按量按 以供定需以供定需 的原则确定。的原则确定。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（4）原始库容曲线采用陕西省水利电力勘测设计院测量）原始库容曲线采用陕西省水利电力勘测设计院测量队实测的队实测的1：5000地形图量算。地形图量算。（5）水库水量损失包括蒸发损失和渗漏损失两部分。亭）水库水量损失包括蒸发损失和渗漏损失两部分。亭口水库蒸发损失采用张河站蒸发资料分析计算得出，各月口水库蒸发损失采用张河站蒸发资料分析计算得出，各月蒸发增损量见表蒸发增损量见表3-3；月渗漏损失水量按月平均库容的；月渗漏损失水量按月平均库容的1%计
32、算。计算。（6）河道最小基流水量）河道最小基流水量632万万m3，河道最小基流流量按，河道最小基流流量按0.2 m3/s计。计。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2（7）水库冲淤计算的起始时间为）水库冲淤计算的起始时间为7月月1日，起调水位为相日，起调水位为相应于水库蓄水量应于水库蓄水量4000万万m3时的库水位。输水洞进口高程时的库水位。输水洞进口高程864.0m，输水洞引水最低水位，输水洞引水最低水位866.7m。泄洪排沙洞进口高。泄洪排沙洞进口高程程856m，进口断面尺寸，进口断面尺寸77m。溢洪道规模为堰顶高程。溢洪道规模为堰顶高程881m，堰
33、顶宽度，堰顶宽度312m。（8）水库调节计算过程中，来水优先满足河道最小基流）水库调节计算过程中，来水优先满足河道最小基流需要，其次满足用水要求。需要，其次满足用水要求。（9）水库冲淤计算中将库区划分为）水库冲淤计算中将库区划分为50个河段，共计个河段，共计51个个控制断面，断面间距平均控制断面，断面间距平均874m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22 2、水库冲淤计算方法、水库冲淤计算方法 计算采用的泥沙数学模型属于一维恒定不平衡输沙数计算采用的泥沙数学模型属于一维恒定不平衡输沙数学模型，目前具有多种功能的准二维动床非均匀不饱和输学模型，目前具有
34、多种功能的准二维动床非均匀不饱和输沙模型。沙模型。有关模型中有关模型中 水流方程的离散及求解、水流方程的离散及求解、泥沙方程的离泥沙方程的离散及求解、相关问题的处理、散及求解、相关问题的处理、模型验证情况等不再介绍，模型验证情况等不再介绍，具体可想王新宏教授咨询。具体可想王新宏教授咨询。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.23、水库水沙调节计算方法、水库水沙调节计算方法调节计算原则如下：调节计算原则如下：（1）当亭口水库汛期的）当亭口水库汛期的7、8月由于排沙不供水或其月由于排沙不供水或其他时段可供水量不能满足供水要求时，采取由反调节库补他时段可供水量不
35、能满足供水要求时，采取由反调节库补充运用的原则，由反调节池泄放满足供水要求的水量。充运用的原则，由反调节池泄放满足供水要求的水量。（2）当亭口水库各时段调节的最大可供水量大于供）当亭口水库各时段调节的最大可供水量大于供水需水流量时，亭口水库按照需求过程供水，多余部分按水需水流量时，亭口水库按照需求过程供水，多余部分按照反调节库配套抽水站的抽水能力充蓄反调节库；反之，照反调节库配套抽水站的抽水能力充蓄反调节库；反之，亭口水库按照该时段最大可供水量供水，不足部分由反调亭口水库按照该时段最大可供水量供水，不足部分由反调节库补给。节库补给。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行
36、方式研究 2.2 （3 3）当反调节库未蓄满时，尽可能利用输水管道将）当反调节库未蓄满时，尽可能利用输水管道将丰水期的水输入反调节库，以弥补枯水段的供水不足问题。丰水期的水输入反调节库，以弥补枯水段的供水不足问题。（4 4）当遭遇个别特枯）当遭遇个别特枯年份年份由于汛后来水较少时，即由于汛后来水较少时，即使在满足排沙条件时，也不排沙，只进行径流调节以使在满足排沙条件时，也不排沙，只进行径流调节以满足满足供水要求。供水要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22.2.3 水库运用方式的优选比较水库运用方式的优选比较1、方案、方案1：逐步抬高蓄水位蓄水相机
37、排沙运用方案：逐步抬高蓄水位蓄水相机排沙运用方案该方案水库运用方式如下：该方案水库运用方式如下：（1）水库蓄水位逐步抬高。第）水库蓄水位逐步抬高。第1-10年水库蓄水位年水库蓄水位875m；第；第11-20年水库蓄水位年水库蓄水位880m；第；第21-30年水库蓄水位年水库蓄水位885m；第；第31-40年水库蓄水位年水库蓄水位890m；第；第40年以后水库蓄水年以后水库蓄水位位893m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （2）每年汛期）每年汛期78月为排沙期。在此期间，当入库流月为排沙期。在此期间，当入库流量大于量大于30 m3/s且含沙量大于且
38、含沙量大于50 kg/m3时，适时迅速降低库时，适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入库水沙不满足相水位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。机排沙条件时，水库蓄水运用。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （3）汛期）汛期9月至次年月至次年6月水库蓄水运用。在此期间，月水库蓄水运用。在此期间，在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。（4）初拟反调节池
39、（或库）容积）初拟反调节池（或库）容积700万万m3，以满足汛，以满足汛期相机敞泄排沙期间的供水要求。期相机敞泄排沙期间的供水要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22、方案、方案2：逐步抬高蓄水位汛期低水位相机排沙运用方案：逐步抬高蓄水位汛期低水位相机排沙运用方案该方案水库运用方式如下：该方案水库运用方式如下：（1）水库蓄水位逐步抬高。第）水库蓄水位逐步抬高。第1-10年水库蓄水位年水库蓄水位875m；第；第11-20年水库蓄水位年水库蓄水位880m；第；第21-30年水库蓄水位年水库蓄水位885m；第；第31-40年水库蓄水位年水库蓄水位890m
40、；第；第40年以后水库蓄水年以后水库蓄水位位893m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （2）每年汛期）每年汛期78月为排沙期。月为排沙期。7月月1日日8月月10日，水日，水库控制低水位运用，控制水库有效库容不大于库控制低水位运用，控制水库有效库容不大于200万万m3；8月月11日日8月月31日，排沙水位与各阶段水库蓄水位相同。在日，排沙水位与各阶段水库蓄水位相同。在排沙期（汛期排沙期（汛期78月），当入库流量大于月），当入库流量大于30 m3/s且含沙量大且含沙量大于于50 kg/m3时，适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞时，适时迅速降低库水
41、位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运泄排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。用。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （3）汛期）汛期9月至次年月至次年6月水库蓄水运用。在此期间，月水库蓄水运用。在此期间，在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。（4）初拟反调节池（或库）容积）初拟反调节池（或库）容积700万万m3，以满足汛，以满足汛期相机敞泄排沙期
42、间的供水要求。期相机敞泄排沙期间的供水要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.23、方案、方案3：水位一次抬高汛期低水位相机排沙运用方案：水位一次抬高汛期低水位相机排沙运用方案该方案水库运用方式如下：该方案水库运用方式如下：（1）水库蓄水位一次抬高。蓄水运用期水库蓄水位）水库蓄水位一次抬高。蓄水运用期水库蓄水位893m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （2）每年汛期）每年汛期78月为排沙期。月为排沙期。7月月1日日8月月10日，水日，水库控制低水位运用，控制水库有效库容不大于库控制低水位运用，控制水库有效
43、库容不大于200万万m3；8月月11日日8月月31日，排沙水位日，排沙水位893m。在排沙期（汛期。在排沙期（汛期78月），当入库流量大于月），当入库流量大于30 m3/s且含沙量大于且含沙量大于50 kg/m3时，时，适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （3）汛期）汛期9月至次年月至次年6月水库蓄水运用，水库蓄水位月水库蓄水运用，水库蓄水位893m。在此期间，在满足供
44、水要求的前提下，利用高含沙。在此期间，在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。的泥沙淤积量。（4）初拟反调节池（或库）容积）初拟反调节池（或库）容积700万万m3，以满足汛，以满足汛期相机敞泄排沙期间的供水要求。期相机敞泄排沙期间的供水要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.24、方案、方案4：水位逐步抬高汛期低水位相机排沙运用方案：水位逐步抬高汛期低水位相机排沙运用方案该方案水库运用方式如下：该方案水库运用方式如下：（1）水库蓄水位逐步抬高。第
45、）水库蓄水位逐步抬高。第1-40年，蓄水运用期水年，蓄水运用期水库蓄水位由库蓄水位由880m逐步抬高至最高蓄水位逐步抬高至最高蓄水位893m，蓄水运用期，蓄水运用期水位控制条件为：水库死水位以上蓄水量最大不超过水位控制条件为：水库死水位以上蓄水量最大不超过4000万万m3；最低蓄水位为；最低蓄水位为880m；最高蓄水位为；最高蓄水位为893m。第。第41-50年，蓄水运用期水库蓄水位年，蓄水运用期水库蓄水位893m。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （2）每年汛期）每年汛期78月为排沙期。月为排沙期。7月月1日日8月月10日，水日，水库控制低水位运
46、用，控制水库有效库容不大于库控制低水位运用，控制水库有效库容不大于200万万m3；8月月11日日8月月31日，排沙水位与各年最高蓄水位相同。在排日，排沙水位与各年最高蓄水位相同。在排沙期（汛期沙期（汛期78月），当入库流量大于月），当入库流量大于30 m3/s且含沙量大于且含沙量大于50 kg/m3时，适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞泄时，适时迅速降低库水位，水库低水位或空库敞泄排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。排沙；当入库水沙不满足相机排沙条件时，水库蓄水运用。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （3）汛期）汛期9月至次年月
47、至次年6月水库蓄水运用，水库蓄水位月水库蓄水运用，水库蓄水位与各年最高蓄水位相同。在此期间，在满足供水要求的前与各年最高蓄水位相同。在此期间，在满足供水要求的前提下，利用高含沙洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量提下，利用高含沙洪水入库时机，采用异重流排沙，尽量减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。减少蓄水运用期间的泥沙淤积量。（4）初拟反调节池（或库）容积）初拟反调节池（或库）容积700万万m3，以满足汛，以满足汛期相机敞泄排沙期间的供水要求。期相机敞泄排沙期间的供水要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.25、亭口水库的合理运用方式、亭口水库的合理运用方式
48、由上述由上述4种方案水库冲淤计算和径流调节计算结果分种方案水库冲淤计算和径流调节计算结果分析：析：方案方案1水库淤积量大，剩余库容偏小，无法满足供水水库淤积量大，剩余库容偏小，无法满足供水目标；目标；方案方案2水库运用水库运用50年后剩余库容较大，但是年后剩余库容较大，但是1-40年分期年分期抬高水位运用时，由于蓄水位低库容偏小，无法满足供水抬高水位运用时，由于蓄水位低库容偏小，无法满足供水目标；目标；亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 方案方案3和方案和方案4水库运用水库运用50年后剩余库容分别为年后剩余库容分别为3093万万m3和和3755万万m
49、3，满足供水保证率和破坏深度要求的可供水，满足供水保证率和破坏深度要求的可供水量分别为量分别为7183万万m3和和7212万万m3。方案方案3和方案和方案4相比较，两种方案可供水量基本相同，相比较，两种方案可供水量基本相同，方案方案4水库运用水库运用50年后剩余库容相对较大，但是方案年后剩余库容相对较大，但是方案3水库水库运用管理相对容易，因此，亭口水库采用方案运用管理相对容易，因此，亭口水库采用方案3运用。运用。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.22.2.4 反调节水库工程规模及运用方式优选比较1 1、反调节水库工程建设的必要性、反调节水库工程建设的
50、必要性 （1 1）满足均匀的工业生活供水需求，并满足其设计）满足均匀的工业生活供水需求，并满足其设计保证率保证率9090的要求。否则，由于排沙期不能供水，不能满的要求。否则，由于排沙期不能供水，不能满足工业生活均匀供水的要求。足工业生活均匀供水的要求。亭口水利枢纽工程布置及主要建筑物设计2 枢纽工程布置 水库运行方式研究 2.2 （2 2）由于排沙期亭口水库下泄过程与国民经济各部）由于排沙期亭口水库下泄过程与国民经济各部门的用水过程不协调，若缺乏有效的反调节工程措施，将门的用水过程不协调，若缺乏有效的反调节工程措施，将造成缺水与弃水并存的局面。通过反调节库调蓄径流，使造成缺水与弃水并存的局面。
