3.4 调水工程总体布置与方案选择
在调水工程规模、水量分配方案确定后,需要确定工程的总体布置方案。在规划中,输水工程设计标准对投资的影响很大。首先输水工程都是受水区的补充水源,短时间的停水不会产生大的影响;而且由于输水工程线路长,有时跨过的多个流域所在的各种风险彼此为独立事件,即使每段渠道都按很高的标准设计,总体标准仍会较低。因此,输水工程的标准不宜定得过高。实际规划时,应结合停水对受水区的影响分析,以及局部段遭破坏对周边地区可能造成的危害的分析,确定输水工程的分段设计标准。其次,输水方式有明渠、管道之分。明渠输水方式为自流输水,建设、运行成本低,便于维修,且由于水面可以一定幅度地波动,从而能调蓄容积,运行控制的灵活性较好。但明渠的控制响应慢,占地多,对环境影响较大,且受环境的影响也大;管道输水方案投资大,成本高,但占地少,易于管理。由于管道基本不具有调蓄能力,故运行控制的灵活性差,但由于压力波的传播速度高于明渠,水力响应特性较好。实际规划时,应结合地形地质条件、工程占地、投资费用等综合分析确定分段输水形式。
(1)明渠输水工程总体布置要点。明渠输水工程总体布置主要包括总干渠的线路选择,另外要确定渠系建筑物的种类、数量、位置,最后进行水头分配。
总干渠的线路选择应考虑如下原则:①为了减少输水工程量,水面线应大体上与地面一致。一方面可以使挖方与填方近于平衡;另一方面也可以减少与环境的相互影响。如果渠道比水面低很多,开挖量增加很大,弃渣量大增,而且地下水可能对渠道边坡的稳定性构成威胁;还可能导致周边地下水位明显下降,对环境产生不利影响。如果水面高出地面,填方量将会大增,需要由别处运料填堤,而且渠内水可能外浸,给周边环境带来不利影响。②线路应尽量避开城镇、村庄、重要的设施,应尽量避免占压质量好的土地;③线路应顺直。调水工程总干渠规模一般都比较大,选线时应尽量减少总干渠转弯的次数。这可以减少线路的长度,改善水流条件;④线路应尽量避开不良地质区域,这包括软黏土、湿陷性黄土、膨胀土、沙土等不宜修建工程的地基,还包括煤矿采空区、山体不稳定区、易产生泥石流等地质灾害的地区。
规划中,一般很难找到同时满足上述条件的总干渠线路。应根据不同工程的具体情况,以及总干渠通过的不同地区的特点,确定某些控制点,将总干渠分为若干段,针对不同渠段的特点,分清主次,确定各段渠道的具体线路。
总干渠穿越河流、沟渠等,需布置合适的交叉建筑物。交叉建筑物穿越河流、沟渠时一般分立交和平交两种方式。在立交方式下,河水与渠水各行其路,相互不发生混合,显然,立交方式有利于运行管理,但对有航运要求的渠道就不合适。在平交方式下,洪水、泥沙都可能进入总干渠,对总干渠的安全、水质构成威胁,管理调度十分复杂,但有利于航运设施的布置,一般无特殊要求不采用平交方式。
另外总干渠与公路的交叉常采取跨渠桥梁的方式,因与当地居民关系密切,也是总干渠上数量最多的建筑物。对于大型渠道,由于桥梁跨度的原因,部分桥墩建在渠道中,对水流存在阻碍作用,因此跨渠桥梁的桥墩设置应受到严格控制。
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