1 综合明说
1.1 工程概况
QA水库位于新疆QA盆地以北,东部天山山脉哈尔里南坡,地理位置介于东经90o57,~94o19,,北纬43o02,~43o11,。水库以工业供水和灌溉为主,兼有改善生态环境等综合利用效益的中型水利工程。水库总库容为9.0×106m3,相应的正常蓄水位为1994.7m,兴利库容为8.48×106m3,死水位为1953.5m,相应死库容0.52×106m3。 1.2 水文
QA流域地处欧亚大陆腹地,属典型的大陆性气候,其特点是光照充足。QA河径流来源于高山冰雪融水,夏季的直接降水和季节性的积雪融水,径流的年际变化不大,但年内分配不均,多年平均径流量49.51×106m3,P=50%径流量49.20×106m3,P=75%径流量40.81×106m3,P=90%径流量33.74×106m3 , P=95%径流量29.64×106m3。 1.3 工程地质
工程区位于天山东段块体内,北部为巴里坤塔格—八大石隆起块体,南部为QA盆地(沉降带)。其北面是天山东西向构造与阿尔泰北面构造的交汇部位,除近东西向及北西—北西西构造较发育外,还见有少量的北北西向断裂及北东东向断裂,各种不同方向的断裂将本区分割成大小不同的构造块体。
坝库区尽管附近有东沟断裂存在,经自治区地震局论证鉴定,活动量不大,它不是本区地震活动的控制性断裂,因此,区域构造环境较好,库坝区处于较稳定的块体内。据自治区地震局论证鉴定,区外达板果勒断裂东端发生6~7级左右地震的可能性最大,但对库区的最高影响烈度为7°。坝址区位于QA河谷近出山口地段,属低中山地貌,海拔1480~1883m,比高400m。
坝址区出露岩层主要有粉砂质凝灰岩、凝灰质粉砂岩、大理岩、第四系冲积物及坡积物,冲积物厚度2~5m,坡积物厚度0~14m。
坝址区河谷两岸不对称,阶地亦不对称,河谷右岸较发育,阶地可见Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,Ⅱ级阶地不发育,Ⅲ级阶地在右岸呈带状分布,高出河水位30m左右,Ⅳ级阶地高出河水位40~50m。 1.4 工程任务和规模
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QA灌区南北长30公里,东西宽27.5公里,QA市居灌区中部,为行政公署、兵团农场管理局、铁路分局、吐—哈石油生产、科研、生活基地,QA市政府所在地,是QA地区政治、经济、文化的中心。
根据灌区国民经济发展规划,灌区内的人口由现状的人口18.84万人发展到2010年27.8万人,2020年的32.5万人,农业种植面积由现状的17.4万亩,发展到2000年的23.9万亩,2020年的23.9万亩;工业总产值由现在的2.1亿元发展到2010年的25亿元,2020年的44.9亿元。
查《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000(以下简称SL252-2000)表2、1、1可知中型工程全年供水量(1.0~0.10)×108m3,本工程全年供水3972万立方米(0.4×108m3),故该工程规模为中型工程。查SL252-2000表2.1.1可知该工程水库等别为Ⅲ 等。 查SL252-2000表2.2.1可知该工程主要水工建筑物级别为3级,次要建筑物为4级建筑物,临时性水工建筑物为5级建筑物。 1.5 工程布置及主要建筑物
本工程采用沥青混凝土心墙坝枢纽方案,大坝轴线选在位于QA河谷附近的出山口地段。坝高63.9m,坝轴线长205m,坝顶宽8m.右岸设有侧槽溢洪道,控制段溢流堰净宽31m。左岸设有导流放水隧洞,净宽3.5m,洞高5.2m,采用圆拱直墙洞型,全长325m,出口为挑流消能。 1.6 施工组织设计
施工组织设计是按现有的施工设备和施工组织水平进行设计。围堰和坝体分离,采用隧洞导流。根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004,表3.2.1查得导流建筑物级别为5级。
依据工程实际情况,导流方式选择用全年挡水围堰。设计时将施工导流隧洞与输水洞结合,即采用龙抬头的型式将输水洞与施工导流洞结合。所以洞的洞身和出口的尺寸按最大的要求来确定,即按施工期洪水过程线进行调洪计算,这样即可以满足施工期导流要求,也可以满足供水的要求。
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2 水文
2.1 流域概况
QA河位于QA盆地以北,东部天山山脉哈尔里南坡,地理位置介于东经90o57,~94o19,,北纬43o02,~43o11,,流域内地形大部属中高山地形,地势北高南低,由东北向西倾斜,海拔3600米以上为冰川和永久积雪覆盖区,海拔2500~3600米区间为径流形成区,海拔1300~2500米属中低山区,河流全长34公里,坝址以上集水面积342平方公里,径流来源于高山冰雪融水,夏季的直接降水和季节性积雪融水,河道纵坡25‰~30‰。 2.2 气象
QA流域地处欧亚大陆腹地,属典型的大陆性气候,其特点是光照充足,夏季炎热,冬季寒冷,干燥少雨,蒸发量大,春季多风。流域内盛行东北、东风,全年大风日数24天 。库区内一般多出现顺河向风,多年平均年最大风速12m/s,风向基本上与坝轴线正交,吹程D=2.12km。
库坝区多年平均降水量143.9mm,多年平均蒸发量1232.3mm,多年平均蒸发量见表2—1。
表2—1 多年平均蒸发量
月份 蒸发量(mm) 1 26.4 2 42.2 3 102.7 4 190 5 287.5 6 279.3 7 272.9 8 263.3 9 226.8 10 135.3 11 52.8 12 26.4 全年 1905.6 库坝区多年平均温度7.5℃,一月平均气温-5.2℃,7月平均气温21.1℃,极端最高气温32.5℃(1986年7月15日),极端最低气温-22.5℃(1984年1月17日),年日照时数在3000小时以上。气温详见表2—2。
根据坝址处1955~1995年的冰情观测资料,最大河心冰厚0.44m,最大岸边冰厚0.45m,最大冻土深度0.8m。
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表2—2 多年平均气温(℃)
月 项目 月平均 最 高 最 低 1 -5.5 -10.1 2 -4.3 -8.0 3 3.0 4 9 5 6 7 8 9 10 3.4 11 -0.8 12 -4.4 7.1 全年 7.5 32.5 15.3 19.4 21.1 20.2 13.5 18.7 22.9 25.7 29.7 32.5 30.1 26.1 20.1 8.0 9.8 13.8 4.8 4.7 -22.5 -13.9 -6.69 -3.4 -0.4 -9.4 -7.5 -16.3 -22.5 2.3 径流
QA河径流来源于高山冰雪融水,夏季的直接降水和季节性的积雪融水,径流的年际变化不大,但年内分配不均,据库址水文站18年(1989~2006)的实测资料,再加上断面上游引水渠引走的还原水量,年最大径流量64.65×106m3(1990年),年最小径流量36.27×106m3(1985),汛期5~9月径流量占全年径流量的86.5%,其中6~8月径流量占全年的68.6%,枯水期11月至次年3月径流量占全年的7.4%。多年平均径流量49.51×106m3,P=50%径流量49.20×106m3,P=75%径流量40.81×106m3,P=90%径流量33.74×106m3 , P=95%径流量29.64×106m3。
表2—3 多年平均流量频率计算成果
项目 均值 Cv 计算 0.26 采用 0.26 Cs/Cv 2 2 5 10 频率P(%) 20 50 75 80 90 平均流量(m3/s) 1.57 2.46 2.26 2.1 1.91 1.56 1.29 1.23 1.07 表2—4 P=10%每月最大来流流量表
月份 QA(m/s) 31 0.65 2 0.51 3 0.44 4 16.8 5 29.7 6 37.6 7 49.2 8 42.5 9 8.53 10 1.99 11 0.92 12 0.61 2.4 洪水
QA河的洪水可分为暴雨洪水、融雪洪水、降水和冰雪融水混合洪水三种类型的洪水,其中融雪洪水大多出现在4月中旬至5月份,洪水的大小取决于冬春季山区积雪面积和积雪深度以及春季气温辐射条件,这类洪水涨落缓慢,变幅较小,对水库的威胁不及夏洪大。夏季暴雨洪水多发生在7月中下旬及8月上中旬,这类洪水主要有大降水生成,其中大范围的暴雨洪水在QA流域出现频次虽少,但量级并不
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