房间高度与人体的高度存在很多关系。但对一些室内人数较多、面积较大且具有视听等使用活动特点的房间的高度和剖面形状，则需要综合许多方面的因素才能确定。除了上述视线和音质方面的要求对房间剖面设计产生影响外，另外如体育活动、电影放映等其他使用特点都会对房间的高度、体积和剖面形状有一定影响。图4.11是设有气楼的厨房剖面形状和通风排气情况。......
2023-10-13
工程规划：确定冲沙和死水位高度为1236.5m
【摘要】：据此确定冲沙水位为1236.5m,死水位也为1236.5m。
3.2.2.1 工程任务和效益
(1)为给宁夏现有灌区101万亩和新开发灌区15.0万亩,以及内蒙古乱井滩17.5万亩,共133.5万亩土地提供灌溉用水,现状每年从水库引水15.47亿m3,净用水量6.44亿m3(宁夏境内);灌区节水改造工程完成后,从黄河引水9.68亿m3,净用黄河水4.93亿m3。
(2)电站提供保证出力5.10万kW,多年平均发电量6.08亿kW·h,其中河床电站为5.83亿kW·h,两岸渠首电站为0.25亿kW·h。
(3)沙坡头灌区最终规模为133.5万亩,2000～2020年水平,在维持净用水量不超过现有用水水平6.44亿m3 的原则下,考虑引水水量损失和灌溉回归水等因素后,沙坡头灌区总引黄河水量为15.47亿m3,暂不考虑节水改造后引水量减少的情况。农业灌溉、工业、生活用水保证率暂按100%考虑。
3.2.2.2 水库运行方式
在大柳树水利枢纽投入前拟定3种运行方式进行比较:
(1)全年维持正常蓄水位1240.5m 运行(仅在沙峰期停机6d)。
(2)主汛期7月16日～8月15日为1238.0m,其余时间为1240.5m。
(3)汛期7～9月为1238.0m,其余时间为1240.5m。
大柳树水利枢纽投入后沙坡头水库维持正常蓄水位1240.5m 运行,此时沙坡头的回水已影响到大柳树水利枢纽的尾水位。
3.2.2.3 计算原则和方法
考虑龙羊峡—青铜峡河段7座梯级电站实行联合补偿调节,在满足河口镇以上工农业用水和防洪防凌等综合利用要求下,按整体发电最优方式运行。大柳树水利枢纽投入后,供水从大柳树水利枢纽开始自下而上依序补充,电力补偿从上游龙羊峡开始,自上而下依序补充,沙坡头水利枢纽工程与大柳树水利枢纽同步运行。
设计水平年2010年,河口镇以上工农业用水127亿m3 不变,其中大柳树至河口镇区间工农业用水90.5亿m3 也维持不变。
沙坡头电站无大柳树水利枢纽时,装机容量为11.6万kW,有大柳树水利枢纽时为14.5万kW。
3.2.2.4 计算成果及分析
(1)发电量。依据基本资料和上游梯级电站的影响因素,分有无大柳树水利枢纽两种情况,针对不同正常蓄水位、汛期运行水位、计算各方案的保证出力和多年平均发电量。各方案的保证出力和多年平均发电量见表3.2。
表3.2 沙坡头水库径流调节计算成果表
在正常蓄水位不变的情况下,汛期水位越高,则保证出力和年发电量指标就越高,其中以Ⅰ方案的电能指标为最高。
有大柳树水利枢纽情况下的电能指标比无大柳树水利枢纽情况下的要小。其原因是大柳树水利枢纽建成后,从大柳树水利枢纽坝上引走20.6亿m3 灌溉用水,沙坡头的入库水量减少且受大柳树水利枢纽运行方式的影响入库流量过程趋于不均匀所致。
(2)特征水位。
1)正常蓄水位。可行性研究阶段,对正常蓄水位为1241.5m、1240.5m、1239.0m三个方案,从动能经济指标以及对大柳树水利枢纽尾水位的影响等方面进行过综合分析和比选,提出以1240.5m 作为沙坡头枢纽的正常蓄水位方案,并经审查通过。可研重编再次进行了论证,确认正常蓄水位为1240.5m 是合理的。
2)汛限水位。汛限水位比较了1240.5m 和1238.0m 两个方案,在汛期某个时段或数天时间可维持在1238.0m 或更低水位运行,汛期限制水位定为1240.5m。关于防洪运用,可通过安宁渡站预报及时开启泄洪闸运用。大柳树水利枢纽投入后,汛期水位可维持在1240.5m 运行。
3)死水位。沙坡头枢纽水头低、库容小,电站基本上为无调节运行发电。但考虑到沙坡头电站所在电力系统的特殊情况,本电站尚需进行不完全日调节,参与系统短时间调峰运行。因此,保持一定的调节库容也是必要的;另外从水库拉沙冲沙考虑,也需要一个能泄3000～4000m/s左右造床流量需要的最低水位。据此确定冲沙水位为1236.5m,死水位也为1236.5m。
(3)装机容量选择。
沙坡头电站建成后投入宁夏电网。电网日负荷率夏季平均为0.901,冬季为0.898,最小负荷率分别为0.817及0.808,日平均峰谷差为27.2万kW,电网系统中惟一的电站是青铜峡电站,其装机容量为30.2万kW,可以起日调节作用。
沙坡头水库在运行1年后即达到冲淤平衡,正常蓄水位1240.5m 至死水位1236.5m之间的有效库容约为950万m3。
根据沙坡头水利枢纽库容小的特点,电站宜在电力系统中担负基荷运行,以获取较大的电量。但宁夏电网以火电为主,电力系统缺乏调峰电源。根据电网要求,电站要在不完全日调节条件下,参与系统短时间的调峰运行。
沙坡头电站装机容量的选择需根据电站运行方式、同时参照远流电站及不完全日调节调峰电站的要求来确定。
按远流电站考虑,该电站保证出力5.1万kW,为了充分利用黄河水资源并参考重复容量的经济利用小时数指标,重复容量确定为6.5 万kW,电站总装机容量为11.6万kW。
按不完全日调节调峰电站考虑,根据设计水平年的电力电量平衡结果,枯水期(P=90%)沙坡头河床电站的工作容量为10.1万kW,丰水期(P=10%)日平均水流出力为10.81万kW,总装机容量确定为11.6万kW 也是适宜的。
因此,在大柳树水利枢纽投入前,沙坡头河床电站总装机容量确定为11.6万kW,装机4台,单机容量为2.9万kW。多年平均发电量为5.83亿kW·h,年利用小时数为5025h。
(4)库容。水库淤积量与汛期运行水位的高低和运行时间有关,最不利的情况是全年1240.5m 水位运行,不考虑推移质泥沙影响,总淤积量为1600 万m3,剩余库容仅为1090万m3。
水库达到冲淤平衡后,纵向淤积形态大致呈锥体形态,库尾基本不淤,坝前淤积较多。
(5)调洪计算。
1)洪水标准。洪水标准:设计洪水为50年一遇;校核洪水为500年一遇,相应洪峰流量分别为6550m3/s及7480m3/s。
2)计算条件。入库洪水过程线采用1964年典型洪水,库容曲线采用冲淤平衡后的相应成果,起调水位为1240.5m。宣泄设计洪水时,河床电站不参与泄洪,以减少泥沙对机组的磨损,只考虑泄洪闸和排沙孔两部分的泄流;遇校核洪水时还考虑了一台机组参与泄洪。南北干渠电站及泄水孔不参与泄洪。
3)计算成果。设计洪水位1240.5m 时,泄洪闸全开泄量为6405m3/s加部分排沙孔就可满足宣泄50年一遇设计洪水的需要,电站不需要参与泄洪。500年一遇的校核洪水位达到1240.8m,相应最大泄流量7350m3/s。
大柳树水利枢纽投入后,其泄洪过程即为沙坡头的入库过程,500年一遇洪水,大柳树水利枢纽最大泄量为5500m3/s,由此可知沙坡头水利枢纽的防洪标准得到了提高。
(6)回水计算。回水计算采用恒定渐变流能量方程式逐段试算法计算,利用1989年10月29日实测水面线(Q=1260m3/s)及河道断面资料推算原河道平水期的综合糙率,由此再试算出洪水期的天然河道的综合糙率。水库冲淤后坝前10km 范围内糙率为0.03,库尾推移质淤积段糙率为0.033。坝前回水推算起始水位为1240.5m。计算流量分汛期和非汛期两种情况,如特征水位选择一节所述,上游峡谷河段不存在淹没问题,峡谷以下水位多在1241.0m 以下,淹没影响不大,回水主要对大柳树水利枢纽尾水位的影响,有大柳树水利枢纽后大柳树水库在很长一段时间内下泄清水,冲刷沙坡头水库河床,河床面降低,使得沙坡头水库各计算断面的过水面积比无大柳树水利枢纽时淤积后的过水面积要增大,相应断面同一流量的回水位也有所降低。当入库流量在400～6260m3/s时,大柳树水利枢纽的尾水位抬高2.4～0.4m,即小流量时回水位重叠大,大流量时重叠小。
(7)溃坝洪水。溃坝洪水计算采用美国气象局编制的DAMBRK 模型进行,其结果如下:
1)在遭遇万年一遇以下的超标准洪水时,主坝为混凝土筑成,不致溃坝。
2)遇超标准洪水时,对下游的威胁主要是洪水而不是溃坝。
3)一般入库洪水条件下,如由于土坝渗透变形致土坝溃决,对下游有一定影响,溃坝洪水将漫溢河槽,可能影响到河边的村庄与耕地。
4)要精心设计、精心施工,重视基础处理,确保主坝和左岸土石坝的设计质量和施工质量。
3.2.2.5 库区淹没与移民安置
库区淹没概况:
(1)沙坡头水利枢纽库区范围自坝址至拟建的大柳树水利枢纽坝址,长12.1km,沿岸有山地、低缓丘陵,波状沙丘等地貌类型。除少量的人工林带和农田外,大部分为裸露山地,库区涉及到5 个居民点和沙坡头旅游区及沙漠研究所等村庄和单位。总人口约1176人,总耕地面积1893.2亩。农业为当地居民的主要收入,随着旅游业的发展,提供劳务和旅游服务也成为当地居民收入的来源之一。
(2)水库淹没标准,见表3.3。
表3.3 沙坡头水库淹没标准
(3)淹没人口及实物量。淹没线以下人口130人。土地1110.5亩,其中耕地815.8亩、果园林地272亩、宅基地22.7亩。房屋4982m2,其中居民房屋3168m2、单位房屋1330m2,抽水站484m2。抽水站9座,输电线4.45km,通信线2.92km。搬迁规划生产安置人口888人。
(4)移民安置。安置原则是以就地就近为主,贯彻开发性移民方针,开垦荒地充分发挥当地土地资源潜力,把移民安置与资源开发、促进经济发展结合起来。
3.2.2.6 工程环境影响
枢纽工程位于腾格里沙漠边缘,气候干旱少雨,自然植被覆盖率低,自然环境相对恶劣,生态系统脆弱。沙坡头枢纽建成后,卫宁灌区全部实现有坝引水,灌溉保证率提高,农业生产基本条件得到了解决,水源供应可靠。这对缓解区域耕地紧张,提高农业生产水平意义重大。随着灌区的扩大和建设,灌区将建立起防护林和人工草场体系,可有效地抵御风沙侵袭,防止土地沙化,改善生态环境。枢纽的建设也会带来一些不利影响,诸如水库淹没土地、施工征地,造成人口搬迁;水库运行后对下游河道的冲刷,将影响河道护岸工程的安全;施工期对环境的污染等。在采取必要的环境保护措施后,不利的影响均可消除。枢纽对环境以有利影响占主导。从环境影响角度评价,沙坡头枢纽工程是可行的。
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