黄河小浪底水利枢纽工程

   日期:2019-03-15     浏览:204    

 

黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市孟津县小浪底,在洛阳市以北黄河中游最后一段峡谷的出口处,南距洛阳市40公里。上距三门峡水利枢纽130公里,下距河南省郑州花园口128公里。是黄河干流三门峡以下唯一能取得较大库容的控制性工程。黄河小浪底水利枢纽工程是黄河干流上的一座集减淤、防洪、防凌、供水灌溉、发电等为一体的大型综合性水利工程,是治理开发黄河的关键性工程,属国家“八五”重点项目。小浪底工程浩大,总工期十一年。

 

 

工程概况

黄河小浪底工程位于河南省洛阳市北40公里处的黄河干流上,水库最高运用水位275米,设计总库容126.5亿立方米,19919月,小浪底水利枢纽工程前期工程开工。20094月,全部工程通过竣工验收,是国家“八五”重点建设项目,被中外水利专家称为世界上最具挑战性的工程之一。

工程全部竣工后,水库面积达272.3平方公里,控制流域面积69.42万平方公里;总装机容量为180万千瓦,年平均发电量为51亿千瓦时;每年可增加40亿立方米的供水量。小浪底水库两岸分别为秦岭山系的崤山、韶山和邙山;中条山系、太行山系的王屋山。它的建成将有效地控制黄河洪水,可使黄河下游花园口的防洪标准由六十年一遇提高到千年一遇,基本解除黄河下游凌汛的威胁,减缓下游河道的淤积,小浪底水库还可以利用其长期有效库容调节非汛期径流,增加水量用于城市及工业供水、灌溉和发电。它处在承上启下控制下游水沙的关键部位,控制黄河输沙量的100%,可滞拦泥沙78亿吨,相当于20年下游河床不淤积抬高。

19949月主体工程开工,19971028日实现大河截流,1999年底第一台机组发电,20011231日全部竣工,总工期11年,坝址控制流域面积69.42万平方公里,占黄河流域面积的92.3%。水库总库容126.5亿立方米,长期有效库容51亿立方米。工程以防洪、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,蓄清排浑,除害兴利,综合利用。

小浪底工程坝址控制流域面积69.42万平方公里,占黄河流域面积的92.3%。水库总库容126.5亿立方米,调水调沙库容10.5亿立方米,死库容75.5亿立方米,有效库容51.0亿立方米。

小浪底工程由拦河大坝、泄洪建筑物和引水发电系统组成。

小浪底工程拦河大坝采用斜心墙堆石坝,设计最大坝高154米,坝顶长度为1667米,坝顶宽度15米,坝底最大宽度864米。坝体启、填筑量5l.85万立方米、基础混凝土防渗墙厚l.2米、深80米。其填筑量和混凝土防渗墙均为国内之最。坝顶高程281米,水库正常蓄水位275米,库水面积272平方公里,总库容126.5亿立方米。水库呈东西带状,长约130公里,上段较窄,下段较宽,平均宽度2公里,属峡谷河道型水库。坝址处多年平均流量1327立方米/秒,输沙量16亿吨,该坝建成后可控制全河流域面积的92.3%

泄洪建筑物包括10座进水塔、3条导流洞改造而成的孔板泄洪洞、3条排沙洞、3条明流泄洪洞、1条溢洪道、1条灌溉洞和3个两级出水消力塘。由于受地形、地质条件的限制,所以均布置在左岸。其特点为水工建筑物布置集中,形成蜂窝状断面,地质条件复杂,混凝土浇筑量占工程总量的90%,施工中大规模采用新技术、新工艺和先进设备。

引水发电系统也布置在枢纽左岸。包括6条发电引水洞、地下厂房、主变室、闸门室和3条尾水隧洞。厂房内安装630万千瓦混流式水轮发电机组,总装机容量180万千瓦,多年平均年发电量45.99亿千瓦./58.51亿千瓦.时(前10/10年)。

小浪底水利枢纽主体工程建设采用国际招标,以意大利英波吉罗公司为责任方的黄河承包商中大坝标,以德国旭普林公司为责任方的中德意联营体中进水口泄洪洞和溢洪道群标,以法国杜美兹公司为责任方的小浪底联营体中发电系统标。1994716日合同签字仪式在北京举行。

开发目标以防洪(防凌)、减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,蓄清排浑,除害兴利,综合利用。小浪底水利枢纽战略地位重要,工程规模宏大,地质条件复杂,水沙条件特殊,运用要求严格,被中外水利专家称为世界上最复杂的水利工程之一,是一项最具挑战性的工程。

沿途旅游景点为:

1)黄河八里胡同。从新安县大峪沟口至上游窨头山与北岸八角山峡谷止,8公里峡谷,河岸狭窄,水流湍急,沿河有滚锅碛(搅旋缸)、盘马碛、硬石窝、乱滩花、夫人躔等急流险滩,航运不便。大峪沟内有李闯王藏兵洞。北岸陶山山壁上有石人、石洞、摩崖石刻。莲花战山与北岸田山峡谷是最险要之处,谷内步行道路断绝。两岸峭壁十余米处有断断续续的古栈道,使你会想象纤夫拉纤时雄壮有力的号子声。莲花战山崖突入河边的山梁上,有古猿观涛石,村民戏称张公背张婆。窨头山临河石壁上有石佛笑波石,有上下两个独立石如将军守关。如乘船过此,真乃惊心动魄。从下游拴马抽水站至上游后教湾全长27公里大峡谷,悬崖峭壁,秀峰危岸,急流险滩,风光无限。

2)岱嵋寨山。位于新安县、渑池县交界处,主峰1346.4米。北、西、南三面陡峻,东面为山坡牧牛场。次峰为岱嵋娘娘梳妆台,台有南、北双台,台东、南、西三面皆悬崖峭壁,两台中有独木桥沟通,南台南下石崖如老虎口。梳妆台南面山顶有水池如镜。主峰东侧牧场上,建有岱嵋庙。用层石砌墙,仅有三间,庙内主奉岱嵋圣母神位,有残碑四块。不知创始于何年。庙西有1968年所建学校旧址,现已荒废。每年六月六日有庙会。登此山,由东北方向凤凰台处登山,台下有铁矿,现有开矿石路可上半山腰。山谷中有水溪,人称闯王杀人坎,风光秀美。主峰北山脚下有柏帝庙,庙内巨柏树围7.75米,树高29.5米,干分为五。有砖木瓦房20余间,曾为小学占用。有残碑二通,最早均为明万历年间重修。

3)荆紫山。距新安县北56公里,山势沿黄河南岸东西走向,西起新渑交界处之岱嵋山,东至莲花寨(战)山,绵延六七十公里。其主峰为荆紫山,海拔829米。山势陡峭挺拔,高下7.5公里,有盘道可以攀登。山多荆树,紫花漫山得名。古传其北麓产金,故又名金子山。《山海经》称敖岸山。山顶有玉皇阁,为八角亭式建筑,并有明正德五年《重建玉皇庙记》碑一通。其东侧下有真武堂遗址及残碑六通,系明代重修殿堂碑记。南山脚建有通仙观,俗称荆山庙,为宋元时所建。有殿宇数间及残碑五通。每年农历三月三日有庙会。登上山顶,放眼四望,可目穷千里,豫西、晋南,苍山如海,滚滚黄河如长龙巨蟒,由万山丛中狂奔而来,旋又盘谷穿峡翻腾而去,足使人胸怀豁明,豪情倍增。峰峦绝壁间岚霭蒸腾,孤峰独秀,晴岚围翠,列“荆紫生岚”为新安八景之一。

4)龙潭沟。位于新安县西北石井乡,距县城50公里左右。是黄河支流清河源头峡谷。有牛魔王洞、铁扇公主洞、玉女峰、红孩儿寺、古檀树、龙潭瀑布、青龙关、月牙潭、葫芦套、一线天、乱石滩、虎头崖、龙王洞、飞龙瀑布、刀劈峰、马蹄石、饮马槽等景观。山上多次生林,山花烂漫,野果飘香,山鸟鸣唱,烟岚飘渺。

5)黄鹿山。位于柏崖山西,南靠邙山,西、北、东三面临水库,湖光山色浑为一体。这里有三国曹魏与袁绍逐鹿中原的赤河滩古战场、曹营凹、谢家庄北魏石窟。

6)柏崖山。小浪底水库大坝南岸,主峰海拔480.2米。西峰上有微波塔,峰下有神树峰。小浪底专用公路从中穿过。东魏时建有柏崖城。唐玄宗开元廿一年(733年),度支裴卿在山下置柏崖仓,以方便陕洛间粮食、物资运输。

 

大坝设计

小浪底水利枢纽主坝为壤土斜心墙土石坝,上游围堰为坝体的一部分,坝基采用混凝土防渗墙,工程初步设计为斜墙坝型,后优化为斜心墙坝型,两者的主要区别在于前者以水平防渗为主,垂直防渗为辅;后者以垂直防渗为主,水平防渗为辅。目前大坝的设计有以下几个特点:

1、适度地考虑了库区淤积的防渗作用,使坝基防渗效果更为可靠;

2、上爬的内铺盖改善了上游坝坡的抗滑稳定性,既实现了库区淤积的连接,又不会对坝坡产生太大的影响;

3、减少了上游围堰的土方填筑量及基础处理工程量,使截流后比较紧张的工期得以缓解;

4、与斜墙坝相比,混凝土防渗墙受力有所恶化,且造墙难度增加。

 

区域地理

地理位置

黄河小浪底水利枢纽位于黄河中游豫、晋两省交界处,在洛阳市西北约40公里。上距三门峡坝址130公里,下距郑州花园口128公里。北依王屋、太行二山,南抵崤山余脉,西起平陆县杜家庄,东至济源市(原济源县)大峪河。南北最宽处约72公里,东西长93.6公里。 淹没区涉及两省4市(地区)所管辖的8个市(县),即河南省的孟津、新安、渑池、陕县、济源;山西省的垣曲、平陆、夏县。

地质地貌

水库集水区处于峡谷地段,地势西北高东南低。南岸为崤山东北余支,地势陡峻;北岸有太行、王屋山脉。两岸地形起伏较大,西部、北部多1000米以上高峰,西阳河上游历山海拔2321米为区内最高峰。区域内大面积分布着第四系黄土,以及前震旦系的变质岩、安山岩、寒武系灰岩、砂页岩、红色砂、页岩和粘土岩。

气候

库区属温带大陆性季风气候,年平均气温为12.414.3℃,昼夜温差大,元月平均气温最低,七月份气温最高;库区年平均降水量616毫米,降水量年际变化较大,主要集中于夏、秋两季,而冬季雨量稀少;年平均蒸发量为2072毫米,全年以夏季蒸发量为最大,冬季蒸发量最小;年平均湿度在62%左右。

水文水资源状况

黄河由西向东穿过库区,水流湍急,流程130公里,其间有较多的支流、支沟、毛沟汇入,较大支流计有18条,多数分布在库中区和库前区,如北岸的西阳河、逢石河、亳清河、沇西河和南岸的畛河、青河、北涧河等河流。 黄河三门峡至小浪底区间流域面积为5756平方公里,约占三门峡至花园口区间流域面积的14%。支流来水流量一般较少,且经常出现断流。汛期常有短时间暴雨洪水,一般每年出现34次。

矿产资源

该区域深厚的沉积地层中发育了种类繁多的沉积、变质矿产资源,如煤、硫磺、铜、铝矾土、铁、黄铁矿、石英、白云岩、石灰石等。

库区范围内的矿产资源主要有煤矿、硫磺矿、铜矿和铝土矿。煤矿在各县(市)的大部分地区均有分布,煤质优良,蕴藏丰富;铜矿主要分布在275米高程以上,垣曲县亳清河、板涧河上游,归属于中条山有色金属公司;硫磺矿主要分布于新安县境内的畛河、青河流域;铝土矿主要分布在新安、渑池、陕县等地,矿质优良,品位居全国之首,储量达0.62亿吨,较大的企业为长城铝业公司洛阳铝矿。

土壤植被状况

区域属温带半湿润地带,广泛分布着暖湿带的地带性土壤,其土壤类型为棕壤和淋溶褐土,浅山丘陵主要分布着褐土类中的红粘土、立黄土、白面土。在山前的冲积平原下部和局部低洼地区分布着潮土。

库区植被覆盖率约为20%,地表植被密度不一,部分地表裸露。植被型有灌丛和草丛、阔叶林、针叶林,山区有小面积的天然林;植物有刺槐、榆、侧柏、荆条、酸枣等。

区域内农业生产历史悠久,自然环境受到人类活动较大的影响,由于放牧牛羊、烧柴、开垦耕地、常年干旱缺水等原因,库区植被不断遭受破坏,致使区域内水土流失严重。

 

工程建设

概述

小浪底水利枢纽工程1991912日开始进行前期准备工程施工,199491日主体工程正式开工,19971028日截流,2000年初第一台机组投产发电,2001年底主体工程全部完工。取得了工期提前,投资节约,质量优量的好成绩。工程建设可以划分为准备工程施工、国际招标、主体工程施工、尾工四个阶段。

准备工程施工

小浪底工程前期准备工程包括外线公路工程、内线公路工程、黄河公路桥工程、留庄铁路转运站、施工供电工程、施工供水工程、通讯工程、砂石骨料试开采、临时房屋工程、导流洞施工支洞工程、施工区移民安置工程。

施工道路建设

为了减少截流前占直线工期的施工项目的压力,节约外资,在进行准备工程施工的同时,进行了右岸主坝防渗墙、导流洞、上中导洞、进水口开挖、出水口开挖等主体工程项目施工。

施工专用黄河公路大桥

准备工程施工从1991912日起至1994418日水利部对前期准备工程进行验收为止,历时27个月,完成了所有水、电、路、通讯、营地、铁路转运站等准备工作,完成了施工区移民安置及库区移民安置试点工作,完成了招标文件中承诺的右岸主坝防渗墙、导流洞施工支洞、上中导洞、进水口开挖、出水口开挖等主体工程项目应实现的形象。国际承包商进场时称赞,小浪底工程是他们所见到的最好进场条件。准备工程施工期间,基本确立了小浪底工程建设各方之间的关系,尤其是建设单位和设计单位之间的关系,即:小浪底建管局代表国家管理小浪底工程,对进度、质量、安全、投资全面负责;小浪底建管局和设计院是甲乙方合同关系,设计院在设计质量上对小浪底建管局负责,小浪底建管局对工程质量负责。这在当时是基建体制改革的重要举措,为小浪底工程实行业主负责制打下了基础。

准备工程施工期间,组建了工程监理单位,比照FIDIC条件的要求开展工作,为主体工程开工后全面进行工程监理积累了经验。

前期准备工程的组织紧扣主体工程进行国际招标的要求展开,时间安排以满足利用世行贷款的时间要求为前提;施工项目安排力争多揭示地质条件,提前进行关键线路上的主体工程项目施工,减轻直线工期压力;将人力分成施工和招标两部分,两项工作并行不悖;管理工作比照FIDIC合同条件要求进行。上述一系列工作为主体工程建设顺利实施打下了良好的基础。

 

生态效益

黄河作为中华民族的母亲河,以占全国河川径流2%的有限水资源,担负着全国12%的人口、17%的耕地和沿黄50多座大中型城市的供水任务。自上世纪90年代以来,黄河饱受断流之痛、淤积之痛。

随着黄河陷入“生存险境”,中国的治黄理念由“控制洪水”转变为“维持河流健康生命”,小浪底工程的投入使用,成为这一“生态治黄”理念得以实现的关键所在。

坐落在晋陕峡谷出口处的小浪底水库,就像一个大“水盆”,既可以拦蓄上游洪水,使黄河下游防洪标准由60年一遇提高到千年一遇,又可以利用水库蓄水人工制造洪峰,减轻水库淤积,冲刷下游河道。

2003年,黄河发生历史罕见的秋汛,黄河防总启用小浪底水库拦蓄十多场洪水,避免了黄河下游出现大面积漫滩灾害,同时,使近百亿立方米的洪水变成水资源存入水库。

小浪底水利枢纽投入运营以来,黄河连续13年不断流,先后完成7次引黄济津、12次引黄济青、5次引黄济淀等跨流域应急调水任务;还实现了黄河下游连续13年安全度汛,基本解除了黄河下游凌汛威胁;有效改善了小浪底库区和下游地区的生态环境。

 

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