有坝取水 设置壅水坝或拦河闸控制河道水流,抬高水位,保证引水的取水枢纽。有坝取水一般适用于河道流量能保证引水量要求,而水位低于设计引水位的情况。当水位能满足要求时,为保证较大的引水比及减少入渠泥沙、缩短干渠长度、壅高上游水位以改善航运条件、形成上下游水头差以利发电或冲沙,以及为两岸取水创造有利条件等目的,也可采用有坝取水。有坝取水枢纽通常由壅水坝(或拦河闸)、进水闸、冲沙闸等壅水、取水以及各种防沙设施组成。在有通航、发电、过木、过鱼等综合利用要求的枢纽中,还应根据需要设置船闸、水电站、筏道、鱼道等专门建筑物。
有坝取水枢纽需根据地形、地质和水文条件,结合取水要求,进行工程布置。当挡水建筑物建于宽阔的河床上时,靠近不引水河岸一侧,可修建非溢流坝挡水,以降低工程造价。在含沙量很小,或在有坝取水枢纽上游不远处已建有水库时,也可不设专门的防沙设施。图为中国湖南省韶山灌区的洋潭有坝取水枢纽。该枢纽以灌溉为主,兼有发电、航运任务,其主要组成建筑物有:壅水坝、泄洪冲沙闸、重力坝及土坝、进水闸、小型水电站及斜面升船机等。由于修建在水府庙水库下游18km处,水流含沙量不大,没有采取专门的防沙设施。
洋潭有坝取水枢纽平面布置图
1一导航堤;2一机器房;3一斜面升船机;4一重力坝;5-泄洪冲沙闸;6一壅水坝;
7-水电站;8一土坝;9一洋潭支渠引水涵管;10一进水闸
在多沙河流上修建有坝取水枢纽后,改变了河道水流泥沙天然运动状态,将引起河道变形。壅水坝上游由于水位抬高,流速减小,挟沙能力降低,泥沙将不断淤积而使河床逐渐增高。由于坝高较小,在未设冲沙闸或其孔口尺寸偏小的枢纽中,数年内即可将壅水坝淤平,使壅水坝只能抬高水位,而失去对河势的控制作用。此时可能出现河流分叉、主流摆动的现象,使渠首引水得不到保证。坝下游河床在运用初期,由于壅水坝下泄清水而发生冲刷;当坝上游淤平后,大量泥沙排往下游而开始淤积,影响冲沙闸或壅水坝的冲沙和泄洪能力。进行枢纽设计时,需预先估计到这些变化,并采取相应的措施。
防止较大粒径的泥沙入渠,往往是有坝取水枢纽规划布置中应解决的主要问题。在考虑防沙设施时,应充分利用水流及泥沙运动的自然规律,使进水闸能引入含沙量较小的水流,必要时应进行水工模型试验。有坝取水常用的枢纽布置形式有:应用弯道环流防沙的人工弯道式取水;利用含沙量沿水深方向分布不均匀规律进行表层取水、底层排沙的分层式取水;利用壅水沉沙、泄水冲沙以减少入渠沙量的沉沙槽式取水;利用栏栅的筛析作用防沙的底栏栅式取水等。