天桥水电站

稀疏化天桥水电站
共振峰天桥水电站位于山西省保德县县城和陕西省府谷县县城上游8公里的黄河干流上。电站坝址以上流域面积403878平方公里。
  枢纽任务为发电,系河床径流式电站。电站正常高水位834米,相应库容0. 66亿立方米。枢纽由电站厂房、泄洪闸、混凝土重力坝、土坝以及两岸灌溉引水洞组成。
  枢纽建筑物总长752.1米。自左至右:左岸重力坝坝段长132米,电站厂房段长118.4米,泄洪闸段长113米,水寨寺岛上混凝土重力坝坝段长58.7米,右岸土坝坝段长330米。
  左岸混凝土重力坝,坝顶高程838米,最大坝高42米,顶宽7.6米。厂房挡水建筑物顶部高程838米,最大高度50. 44米,共4台机组,间距21.3米,靠边机组段长22.4米,机组进水口高程为816米。每台机组进水口下设冲沙底孔2个,绕机组两侧通向下游。进口宽6.5米,进口高程809.5米,出口左孔宽4米,右孔宽3米,出口高程806.4米,高均为2米。安装间长32米,下设3个宽7.5米、高5.5米(出口高5米)的泄洪排沙洞,其进口高程811米,出口高程803米,采用面流消能。
  电站1、2号机组单机容量2.8万千瓦,3、4号机组单机容量3.6万千瓦,电站总装机容量12.8万千瓦。机型分别为ZZ105-LH-530(芬兰制造)、KVB37-18(罗马尼亚制造)。技术供水水源,为建筑物基础排水。
  泄洪闸共7孔,每孔净宽12米,闸顶高程838米,分上下两层,下层堰顶高程811米,孔高6.83米,采用面流消能;上层堰顶高程为829米,挑流消能。
  水寨寺岛上混凝土坝,坝顶高程838米,最大坝高23米。
  右岸土坝,为宽心墙土石坝,坝顶高程836米,坝顶宽10米,最大坝高23米。枢纽洪水标准为百年一遇设计,超过百年标准,破土坝泄洪。地震设防烈度为7度。
  天桥水电站初步设计由黄委会设计院和山西省水利设计院、陕西省水电设计院等单位共同承担,技施设计由黄委会设计院完成。工程施工由山西省水利施工总队承担,机电安装由水电六局机电安装队完成。于1970年4月29日开工,1977年2月第一台机组发电,1977年底4台机组全部安装完毕,陆续运行发电,历时8年,共投工日1659万个,完成土石方340万立方米,混凝土38.6万立方米,总投资1.7亿元,单位千瓦投资1300元。
黄河上游河口镇断面平均含沙量近6公斤每立方米,多年平均输沙量1.42亿吨,仅占全河输沙总量的8.7%。
  黄河中游流经黄土高原,每遇暴雨,造成严重水土流失,大量泥沙通过千沟万壑汇人黄河。
黄河泥沙来源比较集中,主要来自以下三大片地区,其输沙模数每年每平方公里均大于10000吨:一是河口镇至延水关之间两岸的支流;二是无定河的支流红柳河、芦河、大理河,以及清涧河、延水、北洛河和泾河支流马莲河等河的河源区(即广义的白于山河源区);三是渭河上游北岸支流葫芦河中下游和散渡河地区(即六盘山河源区)。
  黄河主要支流中,多年平均来沙量超过1.0亿吨的有4条,其中来沙量最多的是泾河,年平均来沙量高达2.62亿吨,占全河来沙量的16.1%;无定河年平均来沙量2.12亿吨,占13.0%;渭河(咸阳站)年平均来沙量1.86亿吨,占11.4%;窟野河年平均来沙量1.36亿吨,占8.4%。
  流域内各省区以陕西省来沙量最多,约占全河沙量的41.7%;甘肃省次之,占25.4%;山西省占17.3%,居第三位。
  黄河不仅泥沙来源比较集中,而且具有“水沙异源”的显著特点。河口镇以上黄河上游地区流域面积38.6万平方公里,占全流域面积的51.3%,来沙量仅占全河总沙量的8.7%,而来水量却占全河总水量的54%,是黄河水量的主要来源区;黄河中游河口镇至龙门区间流域面积为11.2万平方公里,占全流域面积的14.9%,来水量仅占14%,而来沙量却占55%,
是黄河泥沙的主要来源区;龙门至潼关区间流域面积18.2万平方公里,占24.2%,来水量占22%,来沙量占34%;三门峡以下的洛河、沁河来水量占10%,来沙量仅占2%。
  黄河泥沙在时间分布上也不均衡,年际变化大,年内分配也很不均匀。如多泥沙的1933年,陕县来沙量达39.1亿吨,为多年平均值的2.4倍;少沙的1928年,为4.88亿吨,仅为多年平均值的30qo;多沙和少沙年相比,前者为后者的7倍。一些支流年输沙量悬殊更大,如泾河张家山站最大年(1933年)为11.7亿吨,最小年(1972年)为0.32亿吨,前者为后者的36倍;窟野河温家川站,最大年(1956年)为3.03亿吨,最小年(1965年)为0.053亿吨,前者为后者的56倍。
  在一年之内,80%以上的泥沙来自汛期。兰州及河口镇7~10月输沙量分别占全年的85.8%及81.O%;龙门、三门峡站分别达到89.7%和90.7%。汛期泥沙又常常集中于几场暴雨洪水中,如三门峡站洪水期最大5天的沙量,平均占年沙量的19%,个别年份可占到31.1%;中游的支流则更为集中,如无定河川口站汛期最大5天的沙量,占全年沙量的42.2%,窟野河温家川站则占到72.2%。干流汛期含沙量一般比非汛期高3~4倍以上,如龙门站汛期平均含沙量为52.2公斤每立方米,而非汛期只有11.5公斤每立方米,汛期为非汛期的3.5倍,支流的泥沙倍比更为悬殊。
栗斑腹鹀黄河上游宁夏下河沿至内蒙古河口镇为冲积性河道,在天然情况下,河床处于缓慢抬升状态。随着上游干流大型水库的修建,改变了来水来沙条件,河道主槽淤积加重。
  黄河泥沙的集中产区——黄土丘陵沟壑区,由于长期强烈侵蚀,形成千沟万壑,坡陡流急。于沟沟底比降1%~2%,大都切入基岩,一些支沟、毛沟比降更陡,可达20%以上。这些沟道都已成为输送泥沙的渠道,当暴雨期间从坡面和沟谷冲起的泥沙,随水流经过毛沟、支沟、干淘流入黄河支流,很少有淤积。fuliweb
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  由于地壳上升运动,河口镇至龙门区间各级支流大多是流短坡陡,一级支流河道比降一般在5‰以上,二三级支流比降更陡。河床组成大都为沙卵石层或上部覆盖着薄沙层,在临近入黄的下游段大多已切入基岩,形成跌水或碛滩。实地观察,都未发现明显泥沙淤积。从无定河、大理河、延河支流的实测资料分析,在同一侵蚀类型区内,支流站多年平均输沙模数与该站以上各级小流域的输沙模数基本相等,说明从小流域冲刷下来的泥沙,基本上都可以通过各级支流输送到黄河干流。河口镇至龙门黄河干流流经晋陕峡谷,河道冲淤变化不大,多年平均基本趋于冲淤平衡。因此,黄河泥沙的集中来源区——黄土丘陵沟壑区,各级沟道和各级支流以及河口镇至龙门之间的黄河干流,在天然情况下,都是输送泥
沙的“渠道”,从多年平均数量来看,在该地区坡面和沟谷侵蚀的泥沙,都可以经过这些“输沙渠道”输送到龙门以下黄河干流,即这一地区的泥沙输移比接近于l。也可以说在这个黄河泥沙主要来源区内增加或减少1吨泥沙,将使进入黄河下游的泥沙大致增加或减少1吨,这是黄河泥沙输移的一个重要特点。
  龙门至潼关河段俗称小北干流,两岸为黄土台塬,高出河床50~200米,河道由禹门口宽约100米的峡谷河槽骤然展宽为4公里的宽河道,最宽处达19公里,至潼关河宽又收缩为850米。本河段为渭河、北洛河、汾河等支流的汇流区,河道宽浅散乱,为堆积性、游荡性河道,有一定的滞洪落淤作用。河床随来水来沙条件的变化进行调整,一般表现为汛期淤积,非汛期冲刷,多年平均情况是淤积的。三门峡水库修建前,多年平均淤积量为0.5~0.8亿吨,三门峡水库修建后,多年平均淤积量近1亿吨。“揭河底”冲刷是本河段的一个显著特点,当龙门出现高含沙量、洪峰流量大且持续时间较长时,就可能出现“揭河底”冲刷。据实测资料,冲刷深度一般为2~4米,最大达9米;冲刷距离最长可达潼关(132公里)。“揭河底”冲刷给河道工程增加了防守的困难。
  潼关至孟津黄河穿行于最后一段峡谷——晋豫峡谷,该段河道也是“输沙渠道”,潼关以上的来沙量,基本上都可以输送到孟津以下黄河河道。
  黄河从孟津出峡谷进入华北大平原,河道宽阔,比降平缓,水流散乱,泥沙大量淤积。孟津至黄河人海口全长876公里,是强烈堆积性河段,在不同来水来沙条件下,河床冲淤变化非常迅速。当来水含沙量较低时(一般小于10公斤每立方米),其输沙能力与流量的高次方成正比;当来水含沙量较大时,其输沙能力不仅是流量的函数,而且与来水含沙量的大小密切相关,在一定的流量条件下,输沙率随上站含沙量的增加而加大,在上站含沙量一定的条件下,输沙率随流量的增加而加大。所以黄河下游河道具有“多来、多排、多淤”、“少来、少排、少淤(或少冲)”、“大水多排、小水少排”等输沙特性。另一方面,下游河道冲淤的年内、年际变化也很大,当来沙多时,年最大淤积量可达20余亿吨;来沙少时,河道还会发生冲刷。据多年资料统计分析,在进入黄河下游的16亿吨泥沙中,约有四分之一淤积在利津以上河道内,二分之一淤积在利津以下的河口三角洲及滨海地区,其余四分之一被输往深海。由于河床多年淤积抬高,黄河下游已成为“地上悬河”,防洪负担日益加重。从长期来看,河口淤积延伸,将造成侵蚀基准面相对抬高,由此而产生的溯源淤积,将影响下游较长河段。因此,河口淤积延伸也是造成下游河道淤积抬高的重要因素。
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标签:黄河   泥沙   河道   淤积
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