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1、1 概述1.1 工程概况吉首市峒河景观蓄水工程位于吉首市峒河段。由4 座水力自控翻板坝组成，其中 1#、2#两座翻板坝位于吉首上游处，3#、4#两座翻板坝处于吉首市城区。1#翻板坝与 2#翻板坝间相距 700m，2#翻板坝与 3#翻板坝间相距18km，3#翻板坝与 4#翻板坝间相距 3.8km。4 座翻板坝中 1#、2#、4#翻版坝为新建坝， 3#翻板坝为改造坝（改造坝需先将原有坝体拆除，在进行翻板坝施工）。1#翻版坝坝址断面宽度66.4m，设置 10 扇自控翻板闸门，单个闸门净宽7m，高 2m。自控翻板坝净泄流宽度70m，回水长度 600m，库容 3.98万 m3。2#翻版坝坝址断面宽度62
2、.5m，设置 8 扇自控翻板闸门，单个闸门净宽8m，高2m。自控翻板坝净泄流宽度64m，回水长度 1km，库容 7.81 万 m3。3#翻版坝坝址断面宽度57.65m，设置 8 扇自控翻板闸门，单个闸门净宽7.8m，高 4m。自控翻板坝净泄流宽度62.4m，回水长度 2km，库容 23.06万 m3。4#翻版坝坝址断面宽度105.85m，设置 11 扇自控翻板闸门，单个闸门净宽8m，高 4m。自控翻板坝净泄流宽度88m，回水长度 2km，库容 42.34万 m3。1.2 工程目的以及效益1.2.1工程目的修建吉首市峒河自控翻板坝目的主要有以下几三点：1）蓄水吉首市峒河自控翻板坝拥有蓄水功能，可
3、以调节旱涝，涝的时候蓄水，旱的时候放水，能够补从地下水，改善周边水环境，建立起更加平衡的水循环。2）引水灌溉吉首市峒河自控翻板坝蓄水完成后，坝前水位抬高，拥有近77 万 m3总库容，有利于农田灌溉，增加灌溉面积3 万亩，坝前水位抬高库区形成后，坝前水流流速减缓，水流悬浮物发生沉降，有利于城市生活用水。3）冲砂吉首市峒河自控翻板坝另外一个主要目的是在汛期利用自控泄水原理，翻板坝底部水流流速增大，使坝址段河流具备自冲砂能力，减少河床淤积，有利于防洪抗旱。4）景观吉首市峒河自控翻板坝2 座建立在市区， 2 座建立在相对吉首市区上游处。翻板坝建成后将成为吉首市一大标志性景观，提高了城市品位，为建设和谐
4、吉首，创建城市品牌、发展旅游产业提供有力保障。2.2 工程效益吉首市峒河自控翻板坝景观工程没有发电项目，不具备直接经济效益；但间接效益十分可观，对吉首市的发展有着极大的推进作用。首先，吉首市峒河自控翻板坝景观工程建设完成后，形成人工蓄水池，不仅能够有效调节利用河流径流，及时补充地下水；还可以缓解城市发展对工业用水，生活用水，消防用水的日益增长的用水需要。其次，工程本身拥有挡水排沙以及泄水的作用，汛期泄水时可以上下同时泄水，底部高速水流可以起到冲砂作用，减少河流淤积，增加河流泄洪能力，从而减轻城市防洪压力。再次，工程建设完成后，坝前水位抬高，不仅增加了农田灌溉面积，而且有利于附近渔业养殖，能增加
5、渔业养殖面积，为渔业养殖提供安全可靠稳定的水资源环境。最后，工程本身具备明显的景观功效，加之其独有的地理位置，使工程吉首市一大标志性景观，后期依附工程建设相关公园景点，将极大提高了城市品位，带动城市旅游发展，丰富城市人民生活。1.2 工程条件1.2.1 水文条件峒河于湘西自治州中部凤凰县两林吉首市矮寨镇 吉首市城区 河溪镇 潭溪镇武溪镇一带，属于沅水的一级支流，自西往东迳流，区内长度125km。该河流树枝状水系较为发育，较大的水系（武水的一级支流）有白羊溪、丹青河、沱江河、万溶江河、太平河、已略河、夯沙河等七条，流长一般大于20km，汇水面积20250km2，目前已收集水文资料的河流有武水和沱
6、江河两条，武水河的水文观测资料为泸溪县武溪镇水文站的19602010年的水文观测资料，多年平均河水位标高115.5m，最高洪水位标高122.3m（1996 年 6 月 8 日） ，多年平均流量 87m3/s，最大流量 680m3/s（1996年 6 月 8 日） 。市境溪河纵横，有大小溪河81条，总长 550 千米，较大的河流 6 条，其中 4 条流入峒河（武水上游） ，2 条流入武水。主要河流有峒河、沱江、万溶江、司马河、丹青河、洽比河，其中峒河是境内最大的河流，发源于花垣县南部，长69 千米，市境段长 60 千米。19892005年，吉首市年均降水量1375.5毫米。降水在时间上分布不均，
7、主要集中在 4 月和 5 月；在地域上存在差异，夏季局部区域大强度暴雨过程较明显，月径流总量由东北部向东南部递减。地表水总量年均28 亿立方米。其中：本地产水9亿立方米；花垣、保靖、凤凰、泸溪和古丈流入吉首的客水量19 亿立方米，客水面积 2080 平方千米。市境河流流量小，河床窄，坡降大，水流急，20002005年，平均水能蕴藏量 55832千瓦，可开发量 18025 千瓦，占水能蕴藏量32.28。1.2.2 气象条件吉首市气候属中亚热带季风湿润性气候，兼具大陆性气候，四季分明，冬暖夏凉，春秋温和，冬长秋短，夏季40以上的气温极少出现。年平均温度17.3。7月最热，月平均气温29.2；1 月
8、最冷，月平均气温5.2。年降水日 131天，降水量 1446.8毫米。年日照时数1429.6小时，无霜期 326 天。行政 区平均降雨 量（ mm）年最大降雨 量（ mm）日最大降雨 量（ mm）小时最大降 雨量（ mm）平均蒸发 量（ mm）平均温度 （）最高温度 （）最低温度 （）相对平均 湿度（ %）吉首 市1411.2 1844.7 178.3 80.3 1051.6 16 40.2 -7.5 81 1.2.3 工程地质条件地质地貌： 市境出露地层有元古界震旦系、古生界寒武系和奥陶系、中生界白垩系、新生界第四系，以寒武系和白垩系分布最广，震旦系、奥陶系和第四系仅有小面积出露。市境地质构
9、造处于全国东部新华夏系构造第三个一级隆起带的南西段，西部为武陵山二级隆起带的南段，东南部为沅麻盆地二级沉降带的西缘，呈北北东北东向展布，由一系列皱褶和断层组成。市境地貌以中低山和低山地貌为主，面积占全市面积的80，西北高，东南低，呈中山、中低山和低山三级梯降，西北部和东南部地势高差824 米。山脉呈带状平行排列，西部、西北部为中山，高峰重峦，山大坡陡，悬崖峭壁，山脉北东、北北东走向。西南部为低山，山脉北东、北北东走向。东部、东南部为红岩低山，山峰丛丛，岭峪交错。中部为较开阔的盆地，平、丘、岗地貌发育。吉首城区地貌属于低山、丘、岗、平地区，地势较平坦，四周山坡平缓。乾州地势较开阔平坦，呈盆地状，
10、四周为低山、岗、丘。市境岩溶地貌发育，溶沟、漏斗、落水洞等岩洞形态典型，发现的较大溶洞有69 个，其中查明基本情况的有56 个，总长 18578 米、平均宽 11.5 米、平均高 9.5 米，总面积 18.58 万平方米，可利用面积13.92万平方米。四处坝址处地层岩性：坝址地层覆盖层一般为01.5m，局部为 2m，基岩为花岗岩、强度高，工程地质和水文地质条件较好。1）淤泥质土：褐色，软塑，局部分布于河床内，厚度一般为01.0m。2）细砂：褐色、褐黄色，松散或稍密，局部分布于河床内，厚度一般为0.012.0m，为冲洪积成因。 其中分布于河道内细砂含少量泥质，分布于蔡家洲附近细砂含泥较多。3）卵
11、石：褐黄色或褐灰色，含泥质少，砂砾多，以稍密或中密为主，卵石粒径大多为 24cm， 卵石成分以石英岩及硅质岩为主， 广泛分布，厚度一般为 1.56.7m，为冲洪积成因。4）花岗岩：似斑状结构，中、粗粒，斑晶主要为钾长石，其次为斜长石，含量1015%，基质为中、粗粒花岗结构，由钾长石、斜长石、石英、黑云母和白云母组成。其全风化岩，厚度变化较大，主要分布于拟建坝轴线附近，厚度一般为4.124.6m，局部夹强风化硬块；其强风化岩，深灰白色，石英颗粒约0.51cm 大小，岩石呈胶结砾砂状，岩质软硬不均，难捏散，但易击碎，坝区分布较广泛，厚度一般为 1.529.0m。中风化岩，浅灰、灰白色，岩质坚硬，坝
12、区内岩石大多完整或较完整，坝区广泛分布，厚度变化较大；微风化岩，岩质坚硬，岩石完整，岩芯呈长柱状，厚度大。水文地质特征：中、微风化花岗岩透水性微弱，透水率q1（Lu） （微透水）占 64%，其中中风化花岗岩透水率介于： q=0.205.56 （Lu） ，属弱微透水层。 微风化岩透水率介于：q=0.300.50（Lu） ，属微透水层。全、强风化花岗岩属弱中等透水层。砂卵石层属中等透水层。1.2.4 交通条件吉首市位于湖南省西部、湘西土家族苗族自治州南部、319、209 国道与枝柳铁路交汇处。市境东南部与泸溪县、西北部与花垣县、西南部与凤凰县、北部与保靖和古丈县毗邻。 地理坐标：北纬 280828
13、29、东经 1093011004。东西跨度 55.9千米，南北跨度 37.3千米。以吉首城区为起点，铁路旅程：东至长沙602 千米，南至怀化103 千米、至广州 1317 千米、至湛江 1420 千米，北至张家界152千米、至北京 1748千米；公路旅程：东至常德310千米、至长沙 460千米，西至湖北来凤 263 千米、至贵州松桃113 千米、至重庆秀山137 千米、至重庆 863 千米，至重庆黔江 345千米，南至麻阳 88 千米、至怀化 147 千米、至贵州铜仁 116千米，北至张家界152 千米。吉首系湘西土家族苗族自治州州府和市政府驻地、湘鄂黔渝四省市边区重镇、最大的贸易市场和物资集
14、散中心。3 工程项目方案根据城市建设发展需要需要，考虑工程建设的可靠性，时效性，以及工程节约。初步设计时考虑橡胶坝以及水力自控翻板闸坝两种工程建设方案，通过两种工程建设方案初步对比，决定采用自控翻板闸坝。3.1 方案一橡胶坝橡胶坝属薄壁柔性结构，是随着高分子合成材料的发展而出现的一种新型水工建筑物。橡胶坝主要由土建部分、坝袋及锚固件、充排水（气）设施及控制系统等部分组成。橡胶坝运行时要严格按照规定的方案和操作规程进行，要注意坝袋内的充水（气） 压力不能超过设计压力，以免坝袋爆破。橡胶坝虽然很少维修，不像常规钢闸门那样需要定期涂刷油漆防锈，但也要定期检查，尤其是在洪水过后，要检查是否有漂浮物对坝
15、袋造成刺伤，以及坝体振动、坝袋与底板磨损、河卵石摩擦撞击坝袋等造成的损害。橡胶坝袋容易受到尖利和有头角物体的损坏，故应划出橡胶坝工程的管理范围和安全区域。3.2 方案二水力自控翻板坝水力自控翻板闸门，其工作原理是杠杆平衡与转动，具体来说，水力自控翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡，通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的：当上游水位升高则闸门绕“ 横轴” 逐渐开启泄流；反之，上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求的范围内。举个例子，滚轮连杆式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门，由面板、支腿、支墩、滚轮，连杆等部件组成，根据闸门水位的变化，依靠水力作用自动控制闸门的开启和关
16、闭。当上游来流量加大，闸门上游水位抬高，动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时，闸门自动开启到一定倾角，直到在该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重支点的力矩，达到该流量下新的平衡。流量不变时，开启角度也不变。而当上游流量减少到一定程度，使门重对支点的力矩大于动水压力与各种阻尼对支点的力矩时，水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角，从而又达到该流量下新的平衡。3.3 方案对比3.3.1挡水效果(1)、橡胶坝橡胶坝运行了一段时间以后，尤其是经过洪水后，坝袋中间部分坝顶常会发生明显下凹的现象，或是产生龙蛇状坝袋现象，不但影响美观，并且达不到原设计的正常挡水位，使上游水面面积、回水长度与有效蓄水量都有所下降。(2)、水力自控翻板坝水力自控翻板闸门是钢筋混凝土结构，刚度大，不会发生变形现象，不影响挡水效果。3.3.2泄洪时效及回关蓄水(1)、橡胶坝在洪水来临时，须排空坝袋内的水进行泄洪，排水时间需要较长时间（一般为2 小时左右），而一次洪水涨水过程较短，洪水流量增加较快，坝袋内的水还没排放完，洪峰
