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第八章 水电站压力管道要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和步骤。第一节 压力管道的功用和类型一、功用及特点(一) 功用压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。(二)特点(1) 坡度陡(2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)(3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH当Ng相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。二、分类

按布置方式分 按材料分

明管：暴露在空气中(无压引水式电站) 钢管(大中型水电站)钢筋混凝土管(小型电站)

地下埋管（隧洞埋管)：埋入岩体。(有压引水电站) 不衬砌、锚喷或混凝土衬砌、钢衬混凝土衬砌，聚酯材料管

混凝土坝身埋管：依附于坝身(混凝土重力坝及重力拱坝)，包括：坝内管道、 坝上游面管、坝下游面管 钢筋混凝土结构、钢衬钢筋混凝土结构

第二节 压力管道的线路选择及尺寸拟定一、供水方式1．单元供水：一管一机。不设下阀门。优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管缺点：造价高适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管； (2) 混凝土坝内管道和明管道2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。设下阀门。优点：造价低缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差适用：、(1) 机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管3． 分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。

适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较小的情况。地下埋管和明管单元供水 联合供水分组供水二、明管布置管道与主厂房的关系：1．正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。2．纵向引近：高、中水头电站。避免水流直冲厂房。3．斜向引近：分组供水和联合供水。(a)、(b) 正向引进 (c)、(d) 纵向引进(e) 斜向引进压力水管引进厂房的方式三、线路选择压力管道的线路选择应结合引水系统中的其它建筑物(前池、调压室)和水电站厂房布置统一考虑。1．路线尽可能短、直。（经济、水头损失小、水击压力小）一般设在陡峻的山脊上。2．地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、雪崩地区。3．尽量减小上下起伏，避免出现负压；转弯半径R≯3D。四、压力管道直径的选择压力管道经济直径确定是压力管道的主要设计内容之一。1．动能经济比较法：基本原理与渠道相同（压力管道要考虑流速、水击压力的影响），拟定几个直径，进行动能经济计算，比较确定最优经济直径。2．经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初步设计时采用Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头3．经济流速法：压力管道的经济流速一般为4~6m/s，最大不超过7m/s，De= Qmax/Ve注：确定压力钢管直径的公式有很多。经验公式法或经济流速方法的设计结果可作为参考。第三节 明钢管的敷设方式及附件一、明钢管的敷设方式和支承方式明钢管一般敷设在一系列支墩上，离地面不小于60cm（便于维护和检修）。水管受力明确，在自重和水重作用下，水管在支墩上相当于一个多跨连续梁；每隔120~150m或在钢管轴线转弯处(包括平面转弯和立面转弯)设置镇墩，将水管完全固定，相当于梁的固定端。

明钢管的敷设连续式布置：管身在两镇墩间连续，不设伸缩节。温度应力大，一般较少采用。分段式：两镇墩间设伸缩节（上镇墩的下游侧）。温度应力小。(一) 镇墩1．功用：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的轴向不平衡力。水管在此处不产生任何方向的位移。2．布置：水管转弯处，直线段不超过150m。 3．类型：一般由混凝土浇制，靠自重维持稳定。(1) 封闭式：应用广泛。结构简单，节约钢村，固定效果好。(2) 开敞式：采用较少。易于检修，但受力不均匀。封闭式镇墩 开敞式镇墩（二) 支墩1．功用：承受水重和管重的法向分力。相当于连续梁的滚动支承，允许水管在轴向自由移动（温度变化时）。2．布置：间距6~12m，D特别大时，L取3m。支墩间距小→M、Q(弯矩和剪力)小→支墩造价高。3．类型：(1) 滑动式：支承环式、鞍式鞍式：包角：90～120，结构简单，造价低，摩擦力大，支承部位受力不均匀，D<1m。支承环式：在支墩处管身四周加刚性支承环。摩擦力小，支承部位受力较均匀，D<2m(2) 滚动式：在支承环与墩座之间加圆柱形辊轴，f小，D>2m。(3) 摆动式：在支承环与墩座之间设一摆动短柱。f很小，D>2m滑动支墩滚动支墩摆动支墩二、阀门及附件(一) 闸门及阀门1．快速平板闸门（事故门）——压力管道进口（前池、调压室、水库)。作用：在压力管道发生事故或检修时用以切断水流。2．快速阀门（事故阀或下阀门）——水轮机进口前(联合供水或分组供水)，作用：为避免一台机组检修影响其他机组的正常运行，或在调速器、导水叶发生故障时，为紧急切断水流，防止机组产生飞逸。类型：平板阀、蝴蝶阀、球阀(1) 平板阀：框架+板面构成。阀体在门槽中的滑动方式与一般的平板闸门相似。平板阀一般用电动或液压操作。这种阀门止水严密，运行可靠，但需要很大的启闭力，动作缓慢，易产生汽蚀，常用于直径较小的水管。

(2) 蝶阀：由阀壳+阀体组成。阀壳为一短圆筒，阀体形似圆盘，在阀壳内绕水平或垂直轴旋转。阀门关闭时，阀体平面与水流方向垂直；开启时，阀体平面与水流方向一致。蝶阀关 蝶阀开优点：启闭力小，操作方便迅速，体积小，重量轻，造价较低；缺点：在开启状态时由于阀门板对水流的扰动，造成附加水头损失和阀门内汽蚀现象；在关闭状态时，止水不严密，不能部分开启。适用：大直径、水头不很高的情况。目前蝴蝶阀应用最广，最大直径可达8m以上，最大水头达200m。蝴蝶阀要求在动水中关闭，静水中开启。 (3) 球阀：球形外壳+可旋转的圆筒形阀体+附件。阀体圆筒的轴线与水管轴线一致时，阀门处于开启状态，若将阀体旋转90o，使圆筒一侧的球面封板挡住水流通路，则阀门处于关闭状态。优点：在开启状态时实际上没有水头损失，止水严密，结构上能承受高压；缺点：是尺寸和重量大，造价高。适用：高水头电站的水轮机前阀门。球阀是在动水中关闭，在静水中开启。球阀关球阀开(二) 附件(1) 伸缩节作用：消除温度应力，且适应少量的不均匀沉陷位置：常在上镇墩的下游侧 (2) 通气阀作用：当阀门紧急关闭时，向管内充气，以消除管中负压；水管充水时，排出管中空气位置：阀门之后(3) 进人孔作用：检修钢管；位置：钢管上方；直径：50cm左右。(4) 旁通阀及排水设备旁通阀：设在水轮机进水阀门处；作用：阀门前后平压后开启，以减小启闭力。排水管：水管的最低点应设置；作用：在检修水管时用于排出管中的积水和渗漏水。

第四节 作用在明钢管上的力一、力和荷载种类(一) 力1．内水压力：(1) 正常蓄水位的静水压力；(2) 正常工作情况最高压力(正常蓄水位,丢弃全负荷)；(3) 特殊工作情况最高压力(最高发电水位,丢弃全负荷)；(4) 水压试验内水压力；2．钢管结构自重；3．钢管内的满水重；4．钢管充水，放水过程中，管内部分水重；5．由温度变化引起的力，对分段敷设的明钢管，即伸缩节和支墩的摩擦力；6．管道直径变化处，转弯处及作用在闷头，闸阀，伸缩节上的水压力；7．镇墩、支墩不均匀沉陷引起的力；8．风荷载；9．雪荷载；10．施工荷载；11．地震荷载；12．管道放空时通气设备造成的气压差；要注意荷载的作用方向及作用的时间，在某些情况下有的荷载不可能出现。(二) 荷载种类按力的作用方向可以将上述作用力归纳为轴向力、径向力和法向力。1．轴向力：水重+管重的轴向分力，摩擦力，管径变化处、转弯处、闷头、阀门、伸缩节上的水压力。2．径向力：内水压力3．法向力：水重+管重的法向分力第五节 明钢管的结构分析一、钢管管壁厚度估算在进行钢管应力分析时，需要先设定管壁厚度。由于内水压力在管壁上产生的环向应力是其主要应力。因此用锅炉公式来初拟管壁厚度，以钢材的允许应力[σ]代替σ θ，根据规范要求，焊缝系数φ一般取为0.9~0.95，允许应力取钢管材料允许应力的75% ~85%。考虑钢管运行期间的锈蚀、磨损及钢板厚度误差，δ实际=δ+2mm（锈蚀厚度）；在实际工程中，考虑到制造、运输、安装等条件，必须保持一定的刚度，因而需要限制管壁的最小厚度δmin。δmin一般取为D/800+4(mm)，且不宜小于6 mm二、管身的应力分析钢管支承在一系列支墩的直线管段在法向力的作用下，相当于一根连续梁。支墩处设有支承环，由于抗外压需要，支承环之间有时还加有刚性环(加劲环)。一般情况下，最后一跨的应力最大。根据受力特点常选四个断面进行应力分析。

(1) 跨中断面1－1:只有弯距作用，且弯距最大,无局部应力——受力最简单；(2) 支承环旁管壁膜应力区边缘，断面2－2：弯距和剪力共同作用，均按最大值计算，无局部应力——受力比较简单；(3) 加劲环及其旁管壁，断面3－3：由于加劲环的约束，存在局部应力；(4) 支承环及其旁管壁，断面4－4：应力最复杂，存在弯距和剪力(支承反力)的作用，有局部应力．分析方法：结构力学法。坐标：轴向x、径向r、环向θ(一) 跨中段面(1)-(1)的管壁应力跨中段面属于膜应力区，其特点是弯矩最大，剪力为零。1．径向应力管壁内表面: ， “-”表示压应力。管壁外表面： 由于径向应力的数值比较小，所以应力计算中可以忽略。2．切向(环向)应力设压力水管中心处的水头为H，而水管轴线与水平面的夹角为α，则在管壁中任意一点(该点半径与管顶半径的夹角为θ)的水头为。推导出管壁中的切向拉力T和切向应力为：管壁上内水压力的分布管壁微圆弧的受力平衡式中 P —— 内水压强；δ —— 管壁计算厚度；H —— 计算水头；α —— 管轴线倾角；θ —— 管壁中任意一点半径与管顶半径的夹角；r —— 水管半径。 3．轴向应力轴向应力=法向力引起的轴向弯曲应力+轴向作用力引起的轴向应力(1) 法向力作用引起的管壁轴向应力将水重和管重的法向分力视为均布荷载，则钢管的受力与多跨连续梁类似，其变形以弯曲为主，并在管壁上产生弯曲正应力与剪应力。在相邻两镇墩之间的压力钢管放置于支墩之上，支墩相当于连续梁的中间辊轴支座，最下端的镇墩相当于固定端，上端伸缩节处可近似认为是自由端。法向力引起的弯矩和剪力

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水电站压力管道

第八章 水电站压力管道

要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和步骤。

第一节 压力管道的功用和类型

一、功用及特点

(一) 功用

压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。

(二)特点

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(1) 坡度陡

(2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)

(3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。

压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。

当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH

当Ng相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。

目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。

当双轴搅拌桩用于挡土和止水时，通常采用多排双轴搅拌桩形成重力坝体，加强土体的抗倾覆能力，施工时常见的是内插钢管或者钢筋增强挡土能力，有时搅拌桩打设排数较少时也可和土钉墙一起形成复合型挡墙。现在一些土质较差的地区也通常采用双轴搅拌桩进行地基加固。

搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法。

佛子岭大坝由20个坝垛，21个拱和两端重力坝组成。坝顶轴线长510米；坝垛为空腹，由两片垛墙以横隔墙和上下面板相连而成。坝垛两侧外缘宽6.5米，上游面坡度1∶0.9，下游面坡度1∶0.36；内径为13.5米的半圆拱支承在垛的上游面。东岸重力坝长30.1米，西岸重力坝长66.4米，其中在高程117.56米处上部，改为平板坝长45米。坝垛内埋设泄洪钢管8道，管径1.975米，出口段设1.75米方形闸门及扩散挑流段。发电钢管2道，钢管尾部装有直径1.25米的的空注阀，钢管中段接叉管分别引入到拱内厂房。灌溉放水钢管1道，其尾部也用1.25米空注阀控制。

佛子岭大坝是建国后第一个自行设计、施工的钢筋混凝土连拱坝。整个设计过程在边勘探、边施工的情况下进行，既无经验又无规范可循。汪胡桢等水利专家带领一批中青年技术干部边学边做，在设计中克服了横向地震时应力分析、坝垛稳定和坝基灌浆等重大技术难题。

大坝于1954年9月建成后，经受了高水位、地震、低温等考验，坝体发生裂缝，坝垛内钢管发生气蚀和震动。1965年放空水库，查清拱筒、垛头、垛身各种裂缝情况和原因，采取了凿槽补缝和涂防渗材料，做加强拱，灌浆和坝基加固等处理措施。1969年大水，水库漫坝，汛后作了全面检查，仅大坝两岸山坡、坝后基岩冲刷严重，大坝其他部位没有发现异常，说明大坝的设计是成功的。1970年汛前，对山坡进行混凝土护砌，坝脚冲刷坑用混凝土回填加固。1975年河南暴雨后，按水电部要求，佛子岭水库加固加高先达到千年一遇校核；在提高防洪能力的同时，考虑解决大坝运行中存在的问题和提高坝的稳定安全度、改善坝体应力结合起来；要尽可能少影响灌溉和发电。经比较选定大坝戴帽加高1.5米；在13～20号垛内回填混凝土；坝体裂缝分别不同情况进行环氧灌浆。加高时在原坝顶老混凝土面打毛、凿槽、加锚筋等措施，使新老混凝土结合成整体。对大坝右岸基础进行帷幕灌浆补强；两岸增补排水孔、增设观测孔；在河床部分几个垛基下的断层破碎带和层间错动面进行水泥固结灌浆。经对大坝抗震按8度进行复核是安全的。

加固加高后的大坝直线长为513米。其中连拱坝413.5米，东端重力坝长31.6米，西端长67.9米。最大坝高75.9米。 佛子岭水电站是淮河流域第一座水电站。初为安徽省工业厅设计，装机容量4000千瓦（1台2000千瓦和2台1000千瓦）。1954年大水后，改由上海水力发电设计院设计，扩建了3台每台3000千瓦机组，总容量为2台1000千瓦和3台3000千瓦共11000千瓦。厂房在19、18号拱内。1958年又进行扩建，增加2台每台10000千瓦，由安徽省水利电力厅设计院设计，在7～10号垛的坝后建新厂房。利用7～10号垛内的泄洪钢管，并拆除12、19号垛内钢管用以接长7～10号垛钢管。扩建后的总装机容量为31000千瓦，计划年发电量1.24亿千瓦时。

根据实际需要，帷幕可完全切断地基的透水层，彻底解决地基土的渗透变形问题，也可不完全切断透水层，做成悬挂式，起延长渗流途径、降低下游的逸出坡降。

在基坑工程中，防渗帷幕宜采用两排水泥搅拌桩套打，两排桩的相互搭接宜不小于150mm，工艺为两喷四搅。常使用的形式有以下几种：

1）灌注排桩支护体加两排套打水泥搅拌桩防渗帷幕，适用于基坑较深且基坑侧壁安全等级要求较高时使用，帷幕应置于排桩之后，为保证二者之间土体的稳定性，二者净距以不大于300 mm为宜。

2）土钉或预应力锚杆支护体加两排套打水泥搅拌桩防渗帷幕，适用于基坑较浅时使用。土钉穿透搅拌桩桩体成孔并安放、注浆，然后挂网喷射混凝土面层。

3）水泥搅拌桩两排套打并在桩体中插钢筋、钢管或槽钢等整体作为支护体系，并在搅拌桩顶部设置厚度为0. 2 m，宽度与墙身一致的钢筋混凝土压板来增加支护体的整体稳定性。

4）水泥搅拌桩相互套打形成格栅式挡土坝支护体，适用于场地较开阔处的基坑支护，两排防渗帷幕设置于挡土坝紧临基坑的内侧。搅拌桩由一种具有一定刚性的脆性材料构成，其抗压强度远大于抗拉强度，格栅式挡土坝形成一个“重力坝”就是利用结构本身自重和抗压不抗拉的一种形式。

东江水库（东江湖），位于耒水上游，资兴市东江镇上游11公里的峡谷处。控制流域面积4719平方公里。占耒水流域面积39.6%，流域多年平均降雨量1645毫米，坝址多年平均流量144秒立米。多年平均径流量45.4亿立米,实测和调查历史最大流量分别为 5310 和8400秒立米。东江水库是一个以发电为主，兼有防洪、航运、城镇工业及生活用水等综合利用的大型水电工程。水库坝高库大，调节性能好。总库容91.5亿立米，当正常高水位285 米时，相应库容有 81.2亿立米(其中有效库容56.7亿立米)。库容系数1.25，为多年调节水库。电站多年平均发电量13.2亿千瓦小时，在华中电力系统中主要担负调峰任务；水库建成后可使耒水下游1.07万亩农田免除洪水危害，同时可以提高下游已建白渔潭、遥田等水电站的保证出力和京广铁路的防洪标准；水库回水总长 150公里对改善上下游航运都十分有利。为避免机组停机或长时间低负荷运行影响下游工农业用水，在其下游9 公里处修建一座小东江水电站，进行反调节。东江水库工程曾于1958年动工，至1961年初停建。1978年4月复工，1980年11月截流合龙，1986年8月下闸蓄水，1987年11月第一台机投产发电，1992年枢纽工程全面竣工。

太平水库，位于址渡河上游的太平圩乡太平村。1965年建成小（一）型水库，坝高20米，正常库容285万立方米。1976年冬，动工扩建中型水库，主坝和4个副坝为均匀土质，主坝高36米，正常库容1800万立方米。设计灌溉面积3.5万亩，已达2万亩。库区集雨面积4.21平方公里，外引集雨面积26.86平方公里，修引水渠1条长8公里，引水流量每秒8立方米。输水涵洞庭湖建有高、中两个，高涵面高、宽各1.5米，设计流量每秒4立方米；中涵断面高、宽各0.7米，设计流量每秒1立方米。水电站装机2台，400千瓦，年发电量52万千瓦时。灌溉渠道设计18条，总长126.3公里，到1990年，已建成6条33.5公里。建库淹没水田432亩、旱土385亩；迁移2100人，拆迁私房2545间、公房13196平方米。至1990年，共投资265万元，其中国家投资240万元，群众自筹资金25万元。

凉水冲水库，系中型水库，位于淝江上游的三都乡高龙村。1966年冬兴建，次年完成枢纽工程，1968年续建配套。大坝采用粘土心墙，高39.2米，坝顶高程（吴淞）181.2米。库区集雨面积22.5平方公里，有常年稳定泉水每秒0.35立方米，库容1020万立方米。1974年，大坝加高至42米，总库容增至1238万立方米，正常库容1028万立方米。溢洪道为宽顶堰式，段面宽24米，钢丝网孤闸门3扇，各宽8米、高5.2米，设计泄洪量每秒116立米。输水涵洞系圆形钢筋混凝土套管，内直径0.9米，设计流量每秒达2.66立方米。水电站装机4台，570千瓦，年发电量144万千瓦时。灌溉渠道建有19条，总长157.88公里。库尾建有三级电力提灌机埠，1981年后，库尾机埠提灌因水路远，成本高而放弃。1984年，有效灌溉面积为3.28万亩。受益的有三都、石准、上架、龙塘、夏塘、长冲6个乡镇的59个村，577个组。整个工程投资400.1万元，完成土石方534.22万立方米，混凝土和钢筋混凝土1.67万方米，用工516.79万个。建库淹没水田465亩，旱土51.2亩，迁移412人，拆迁房屋544.5间。

关王塘水库，系中型水库，位于马水上游的坪田乡积明村。1958年12月动工兴建，1959年建成受益。1963年续建配套，1975年进行改造。大坝为粘土斜墙均匀土质，高28米，顶轴长170米。涵管不钢筋混凝土结构，长130米，直径0.8米。溢洪道设计流量每秒146立方米，校核每秒222立方米，共设溢洪道消能，全长800米。坝下水电站，装机2台，250千瓦，年发电量50万千瓦时。库区集雨面积达32.5平方公里，总库容1696万立方米，正常库容1285万立方米。建灌溉渠道11条，总长98.9公里。设计灌溉坪田、亮源、马水、洲陂4个乡的33140亩农田。1988年，实际灌溉面积21150亩，占设计面积的63.7%。1989年，扩建配套，实灌面积增至27320亩，占设计面积的82.4%。建库时淹没水田1400亩，旱土100亩，迁移200户846人，拆迁房屋1118间。至1990年，库区建设总投资433万元，其中国家投资96万元，群众自筹337万元。

白渔潭水电站，属耒水梯级开发13座电站中的最后一级电站，也是我国第一座低水头径流式水电站，曾为我国随后兴起的低水头水电站的建设热潮提供了宝贵的建设和运行经验。 位于衡阳市东北郊，在湘江一级支流耒水下游，距耒水河口15.7km。白渔潭水电站坝址控制流域面积11170km2，坝址多年平均流量310m3/s，河流常水位52.0m。电站水库正常蓄水位58.0m，死水位57.0m，50年一遇设计洪水位64.36m，500年一遇校核洪水位65.95m，总库容2.60亿m3。电站总装机容量2.05万kw，多年平均年发电量1.06亿kw·h。枢纽建筑物由溢流坝、厂坝导墙、非溢流坝（引水坝段）、刺墙、主副厂房、开关站、船闸、溢洪道一级右岸防洪堤等组成。溢流坝为7孔无闸门控制的溢流堰，堰顶高程58.0m，中部孔口宽度25.10m，左边孔宽24.80m，右边孔宽24.85m；厂坝导墙位于溢流坝右侧，顶部高程65.5m，宽8.0m；非溢流坝位于厂坝导墙右侧，坝段总长93.72m，坝顶高程65.5m。坝段内共埋置8根4×4.6m（宽×高）的矩形钢筋混凝土输水管；刺墙位于非溢流坝右侧，长26m，是非溢流坝与岸坡的连接建筑物；溢洪道布置在左岸石湾冲垭口处，泄洪闸位于明渠中部，为4孔泄洪闸，闸底板高程56.0m。电站于1958年12月2日正式动工，1960年10月1日第一台机组投产发电，1961年4月土建工程基本竣工，1984年元月该水电站开始枢纽完善化的建设，2002年4月完善化建设完成。

耒阳电厂，位于耒阳市区南面，耒水环绕厂区南、西、北三面，系全民所有制企业，隶属湖南省电力工业局。耒阳市电厂是国家“七五”计划的重点工程。1981年批准兴建，远景规划装机总容量为100～120万千瓦。1983年11月筹建，工程分两期建设，第一期工程装机容量2.20万千瓦。1988年6月28日23点30分第一台20万千瓦火电发电机组投产并网发电。当年发电量4.07万千瓦时。第二台机组同年10月5日开始安装设备，次年9月25日投入试运行，11月16日并网发电。两台机组日发电量为700—800万千瓦时，每天耗煤5000～6000吨。到1990年12月31日止，两台机组累计运行1.95万小时，发电量共29.75亿千瓦时。耒阳市电厂生产系统自动化程度高，有20多项新技术在湖南属首次应用。1990年，全厂没有21个科室，6个车间，职工1522人，其中专业技术人员304人，内有高级职称的16人，中级职称的57人。厂区占地面积3599亩，建筑面积10.84万平方米。拥有固定资产5.13亿元。是年发电量为17.8419亿千瓦时，产值1.25亿元。

遥田水电站，位于市北耒水下游的遥田镇境内，距城26公里。系全民所有制企业，隶属耒阳市政府。电站以发电为主，兼有通航、灌溉、养殖等。上游有东江水库调峰，是国家开发利用耒水规划中的第12梯级电站。设计装机总容量为4?1.25万千瓦，年发电量2.2亿千瓦时，通航量100万吨，灌溉面积6000余亩，可利用养殖水面1万余亩，总投资约9046万元，属地方集资兴建的中型水电工程项目。1976年10月动工，1979年列入国家电力建设计划。次年，因国民经济调整，工程停工待建。1985年2月，经湖南省计委批准复工，同年成立工程建设指挥部，次年6月正式复工。工程复工后，物价上涨，原计划资金不够，缺1000多万元。市委书记刘云柱去北京，从国家计划华能综合利用公司引进资金1100万元，保证了复工后的正常施工。主体工程由湖南省水电勘测设计院设计，省水力水电施工公司负责施工，长沙动力公司水电工程一公司负责发电机组的安装。第一台1.25万千瓦的发电机组于1988年12月30日试运行。次年2月2日并网发电。第二台机组1990年11月11日并网投产。至1990年底，该工程共完成投资1.1亿元，累计发电1.23亿千瓦时。其中1990年发电7700万千瓦时，创产值605万元。工程指挥部下设10个科室，3个车间，有352名职工，其中专业技术人员61人，内有高级工程师2人，中级科室，3个车间，有352名职工，其中专业技术人员61人，内有高级工程师2人，中级技术人员19人。固定资产9613万元，电站枢纽工程占地2730亩，建筑面积1.4万平方米。

满天星水力发电厂

装机为2×1.5万千瓦电厂位于浙水下游（湘江二级支流），距县城28公里

大坝截雨面积435平方公里，

多年平均径流量13.1m3/S，

设计蓄水位570米，

正常库容1180万立方米，

设计水头142米，

最大水头178米，

年利用小时4300小时，

保证出力4870千瓦，

设计年发电量1.29亿千瓦时，

万年桥水电站站址位于汝城县暖水镇境内106国道旁，属东江上游沤江水系，上接沙田电站尾水，下连东江电站水库回水位。电站总投资1.05亿元。电站为引水式电站,装机容量2×7500KW，设计引用流量56m3/s，设计水头30.5m，年利用小时4500小时,多年平均发电量6750万度。设计一座23m高的闸坝式重力坝，坝址控制流域面积1111km2，多年平均流量38m3/s。

九节带电站位于汝城县西部文明乡境内，

是跨流域引水发电工程。

坝址位于滁水一级支流秀水河中游的文明乡快乐村电站下首60米处，

控制流域面积207平方公里，多年平均径流量1.8亿立方米，多年平均流量5.57立方米/秒。

引水坝为26米高的圬土重力坝，水库总库容106.5万立方米，有效库容为65.5万立方米，其上游的文明水库(库容1540万立方米），对该电站有较大调节作用。

电站主副厂房和升压站位于滁水一级支流长策河下游文明乡九节带村下首700米处，尾水接东江水电站正常洪水位。

坝址与厂址间采用长3377米的低压引水隧洞和长486米的压力钢管，形成150多米落差，最大工作水头154.12米，设计水头143.4米，电站装机2×6300千瓦，保证出力2450千瓦，多年平均发电量5136.9万千瓦时

杨群兴，曾土荣

（广东省地质调查院水工环地调所，湛江 524049）

基金项目：国土资源大调查项目“广东重点地区岩溶地下水与环境地质调查”（200410400014）。

作者简介：杨群兴（1968—），男，高级工程师，主要从事水文、工程、环境地质调查研究工作。

摘要：受地质环境和地域经济等条件的制约，广东在地下河的开发领域还处于探索和试验阶段，技术水平和方法仍很落后，开发利用效果也不理想。为此，本文以黎水地下河和龙坪地下河开发为例进行研究和经验总结，旨在为今后岩溶流域地下水的合理开发提供经验参考和技术指引，以更好地利用岩溶水资源、更好地弥补地下河时空分布的差异性、更好地解决岩溶石山地区干旱缺水问题，推动当地经济的发展。

关键词：经验总结；合理开发；地下水；典型岩溶流域

1 前言

广东岩溶地下河主要分布于粤北岩溶石山地区，根据岩溶水系统空间介质具地表和地下双层结构的特点，岩溶流域（岩溶水系统）的结构类型按岩溶地貌组合形态分为峰丛洼（谷）地、岩溶丘陵洼（谷）地、岩溶盆（谷）地、岩溶平原等四大类。岩溶地下河沿NE向和NW向构造活动带发育，其支流和干流总体发育方向与构造带走向基本一致。粤北岩溶石山地区已调查发现的地下河110条，单条地下河枯季流量8.92～760.5L/s，岩溶水天然资源量为56.5亿m3/a，可采资源量为43.8亿m3/a。

各级地方政府及当地老百姓经过长时期的探索和尝试，对如何开发利用地下河水资源已经积累了一定的经验。据调查，约有75%的地下河已得到不同程度的开发利用，对天然岩溶水主要采用筑坝拦截水、修渠引水、洼地堵漏成库、挖隧道引地下河水、蓄水发电、抽水提水及旅游资源开发等方式，覆盖型和埋藏型岩溶地下水主要通过民井或钻孔采用抽、提方式进行开发利用。

粤北岩溶石山地区尤以峰丛洼（谷）地、岩溶丘陵洼（谷）地等地段最为干旱缺水，本文以峰丛洼（谷）地的黎水地下河和龙坪地下河开发为例进行经验总结，为今后岩溶流域地下水的合理开发提供参考。

2 黎水地下河开发的经验与教训

2.1 区域地质条件

按粤北岩溶石山地区岩溶水系统划分，黎水地下河隶属于连州岩溶山地及谷地四级岩溶水系统（以下简称四级系统），是一个独立的五级岩溶水系统。

四级系统位于南岭山脉中段南侧，黎水地下河以北一带为构造-侵蚀类中高山-中山地形，以南为岩溶低山峰林盆（谷）地和峰丛洼地地貌；系统内主要出露泥盆系（东岗岭组、棋梓桥组、榴江组、融县组、天子岭组）、石炭系（连县组、石磴子组、梓门桥组、壶天群）、二叠系（栖霞组、茅口组、长兴组）和三叠系（大冶组、四望嶂组）等碳酸盐岩类地层，部分以并层形式出露；区域地质构造复杂，四级系统位于南岭东西向复杂构造带、湘南南北向构造带及多期构造的交汇复合部位。

四级系统具温暖、潮湿、多雨、雨季与旱季分季明显等气候特征，多年平均气温18.1～19.8℃，多年平均降雨量1413.1～1747.2mm。

2.2 岩溶发育规律

四级系统岩溶发育处于青年期，以垂向发育为主、横向发育为辅。垂向上岩溶一般分三个带（层）发育，层与层之间常以溶洞或大溶蚀裂隙相连通，水力联系较密切；横向上溶洞及溶蚀裂隙多沿构造发育方向（断层面、褶皱轴向、构造裂隙等）或岩层层面延伸，常发育地下河系统。岩溶地貌形态常表现为峰林、峰丛和洼地，峰丛成簇、洼地成片或呈串珠状发育，与NE、NNE和NW向主要构造发育线基本一致。峰顶呈倒锥状、馒头状，上陡下缓，局部见陡壁，山峰多以基座相连成簇。峰丛洼（谷）地多呈小规模的椭圆状或长条形，常发育落水洞和漏斗，并多以地下溶洞管道相通，是大气降雨及地表水向地下水转化的主要场所；峰丛洼（谷）地地表多干旱缺水，偶见季节性溪流。

岩溶发育主要受岩性、地层结构、地质构造、地貌、新构造运动等因素的控制，在不同的岩溶发育期、不同的构造部位或不同的地貌单元中常有明显的差异。据统计，超过70%的地下河（如黎水和龙坪地下河）、81.9%以上的岩溶大泉主要发育于褶皱轴部、扬起端和倾伏端、断裂带以及构造的转折、交汇部位；岩性及岩组特征是影响岩溶发育的基本因素，层厚质纯灰岩岩溶发育较含杂质多或薄层的灰岩强烈得多；在地形变化较大处或突变部位，由于水力坡度变化及地下水交替循环强烈而岩溶发育强度较大，如山峰与洼（谷）地过渡带、陡崖（坡）脚等地段常常发育地下河或大泉。

2.3 地下河系统特征

黎水地下河出口位于连州市大路边镇山塘村委会黎水村北西侧，流域面积31.96km2（图1）。

地下河处于低山岩溶峰丛地貌边缘，峰顶高程535～665m，坡度10°～20°。流域内出露融县组（D3r）、连县组（C1l）、石磴子组（C1s）、测水组（C1c）、梓门桥组与大埔组并层（C1z⁃dp）、壶天群（C2h）、栖霞组、孤峰组与童子组并层（P1q⁃t）等碳酸盐岩地层。

地下河出口发育于核部由D3r灰岩组成的背斜倾伏端，标高340m，溶洞洞口高15m、宽2～10m、朝向145°，呈三角状；主要入口——南门水溶洞位于该背斜北翼，发育于C1s灰岩中，洞口高程447m、宽25m、高15～20m，中央见一宽20～30m天窗。地下河发源于荒塘坪、观头洞、荒塘坪农场、麦田坪及童子岭一带，该地带岩溶下降泉汇成的地表水流自南门水溶洞潜入地下形成地下水；地下河自南门水入口往SW沿鹧鸪坪断裂发育，至童子岭北侧洼地后转向NEE沿C1l与D3r接触带顺层发育延伸，最后转向SE直至黎水出口，全程5.2km（图1、图2）。地下河出、入口高差110m，平均水力坡度2.1%，枯季流量151.4L/s。

图1 黎水地下河流域水文地质平面示意图

1—断层；2—地层代号及界线；3—地下分水岭；4—暗河出口，左为编号，右分子为流量（L/s）、分母为测流日期（月：日）；5—暗河入口，左为编号，右分子为流量（L/s）、分母为测流日期（月：日）；6—推测地下河管道；7—泉及其流量（L/s）；8—岩溶洼地；9—落水洞；10—峰顶高程（m）

地下河入口SW 600m发育一洼地，洼地内竖井状落水洞发育。落水洞上覆薄层冲洪积盖层，大雨时洼地常积水成涝；在水压力作用下，落水洞中充填物及上覆盖层容易被水压塌和冲走，使地表水与地下水交替的通道得以畅通，地表水直接补给地下水。

地下河流域受SN向临武断裂、NE向鹧鸪坪断裂及NNE向东村江断裂活动的作用，岩溶发育强烈，发育有洼地（漏斗）12个、暗河1条、泉点4个。

图2 黎水地下河纵剖面示意图

1—梓门桥与大埔组并层；2—石磴子组；3—连县组；4—融县组；5—灰岩；6—推测地下河管道；7—左为地下河出、入口编号，右分子为流量（L/s）、分母为测流日期（月：日）；8—岩层产状

2.4 岩溶水资源及开发利用条件

流域内地下水主要接受大气降水补给，地下河为单一的集中排泄口，故地下河的天然资源量近似于50%保证率条件下大气降雨入渗补给量、可采资源量相当于地下河天然排泄量、多年平均可采资源量相当于年平均排泄量。经计算，黎水地下河天然补给量1775.1万m3/a、可采资源量477.5万m3/a（即13081m3/d）、多年平均可采资源量1383.3万m3/a（即37895.7m3/d），多年平均可采资源量是补给量的77.9%，可见地下河的可采资源量是有保证的。

地下河主干河道最大高差110m，水力坡度2.1%，总体地势变化不大；岩溶流域属中低山区的径流排泄带，地下水主要富集于溶洞、构造裂隙及溶蚀裂隙当中，以管状流为主、脉状流及网状流并存，水位埋深大于50m，流域内地下水交替循环强烈程度中等。这些决定了黎水地下河的开发利用条件较为复杂。

2.5 社会需求分析

地下河流域及其附近工农业用水及生活饮用水都依靠岩溶地下水，出口一带现状、近期社会经济发展对水资源的需求情况见表1。

表1中数据对比前述水资源量，地下河水资源量能满足居民生活饮用水、牲畜饮水及农业用水的现状需要和近期内社会经济发展需要，能满足现有电站装机容量现状需水量的29.2%和近期发展需水量的29.1%。据调查，丰水季流量是枯水季流量的20～40倍，该时段是电站利用水资源发电的高峰期。

表1 水资源社会需求统计表

注：农田日需水量按照200天生长期由年需水量6000m3/hm2算得。

2.6 岩溶水开发利用工程方案

地下河开发利用包括抽水或引水方式供村民生活饮用水、修筑引水渠道供农业灌溉及种养殖业用水、利用隧道及环山渠道引水发电等方式。这里主要论述黎水一级发电站工程（图3）。

根据工程结构特征，本工程由土质重力坝、隧道、环山引水渠、压力管、发电机房等电站建筑及发电设备等五个单项工程组成，总费用224万元。

图3中，土质重力坝近SN向横跨洼地，坝长98m，顶宽1.5m，底宽4.5m，高2m；隧道自地下河洼地西端至奄堂宕南西600m处一沟谷侧坡穿出地表，长1.433km，宽1.0m，高1.2m，全为天然洞壁，隧道入水口装有闸门及监控室；环山引水渠自隧道出口沿山坡蜿蜒修筑至黎水暗河出口NE向的水口岭西侧，长1106m，排水口与压力管间设有压力池，环山引水渠过水断面宽1.6m、深1.5～1.7m、壁厚0.5m，压力池长14m、宽10m、深3.9m、壁厚1m，环山引水渠为石砌结构；压力管采用Φ1000mm钢管，上端与压力池相连，顺山坡铺设至发电机房，长471m，压力水头90m；黎水一级电站位于地下河出口下游50m的左岸，机房、管理办公室及宿舍等汇集在两层框架结构的楼房内，楼房为砖混结构，总建筑面积400m2，机房内安装水轮发电机组2套，装机容量500kW。

2.7 开发后取得的效益

黎水电站于2002年底建成投产，年均发电量904万kW，电费总收入为271.5万元/a，电站的运营不仅带来直接经济收益，也缓解了当地电力不足现象，提高了老百姓生活水平。

黎水村在地下河出口利用抽水、取水方式解决了约560人的饮用及部分生活用水，结束了长期挑水的历史；出口一带还利用水资源灌溉农田约64hm2、种植西洋菜等反季节蔬菜约2.13hm2、养殖鱼塘约0.5hm2，为当地老百姓产生了可观的经济效益。

据调查，黎水地下河开发利用工程很好地解决了如何充分利用岩溶石山地区时空分布不均的水资源问题，有效地提高了岩溶水资源的利用价值，产生了明显的生态环境效益。

图3 黎水地下河开发利用工程平面布置示意图

1—拦水土质坝；2—引水隧洞；3—环山引水渠；4—压力池；5—压力管；6—发电机房；7—抽水泵房；8—地下河出口及其编号；9—地下河入口及其编号；10—推测地下河管道；11—岩溶洼地；12—落水洞；13—地下分水岭；14—峰顶高程（m）

2.8 成功经验与教训

黎水地下河水资源开发利用工程方案成功经验体现在因地制宜、开发形式多样、一次性投资、见效快及效益高等特点。该方案充分利用了地下河流域的区域地质条件、地下河系统特征及水文地质条件等，有的放矢，合理布局，有效地提高地下河流域水资源的利用率，产生了明显的社会、经济和生态环境效益。

在总结成功经验的同时，对工程初期出现的一些问题应引以为戒。工程初期由于未摸清岩溶洼地的岩溶发育规律，只对洼地西端边缘与坡脚接触处可见的消水洞进行堵塞，而洼地内发育的竖井状落水洞并未处理，因而未能发挥蓄水成库的功能；后经水文地质勘查工作，选择在坡脚外约100m处修筑土坝拦蓄水，避开了落水洞强发育块段，蓄水后未发现较大渗漏现象。但经调查，目前蓄水区域的地下浅层岩溶也较发育，且多数与地表连通，故今后在未对库底实施堵漏前，建议拦水坝不宜超出现有2m的高度，以控制水压力；同时应疏通坡脚附近消水洞，增大消水能力，以保证洪涝期间能迅速排走汇聚在洼地的积水，避免水位过高造成库底塌陷而产生跌窝渗漏。

3 龙坪地下河开发的经验

3.1 区域地质条件

龙坪地下河隶属于连州岩溶山地及谷地四级岩溶水系统，是一个独立的五级岩溶水系统。

岩溶流域地貌类型为峰丛谷（洼）地，峰顶高程550～800m，地面坡度5°～20°；出露石磴子组（C1s）、梓门桥组（C1z）、壶天群（C2h）、栖霞组（P1q）、茅口组（P1m）等碳酸盐岩类地层，岩性为灰岩、白云质灰岩、白云岩（图4）。

地质构造较为复杂。地下河地处EW向流沙向斜北翼与孔塘背斜北翼接触部位和位于连州流沙旋卷构造北侧及西江旋卷构造北侧的收敛部位，流域汇水范围涉及第一级夷平面（高程150～270m）、第二级夷平面（高程350～450m）、第三级夷平面（高程550～700m）。

3.2 岩溶发育规律

地下河流域地处一级区域构造隆起带，碳酸盐岩组的岩性、岩相特征是影响岩溶发育的基本因素和物质基础，岩溶发育受褶皱及断裂构造的控制。龙坪地下河流域岩溶发育正处于青年期，溶蚀作用强烈，岩溶谷地、洼地、漏斗、落水洞、溶隙及溶洞等形态发育，峰丛洼地、漏斗、落水洞呈串珠状分布，峰丛、槽（谷）地及漏斗的分布以NE、NNE及NNW向为主，与主要断裂构造发育线基本一致。

3.3 流域概况

地下河发源于孔塘、围子村一带的地表水流及岩溶下降泉，水体入渗或流入围子村—孔塘村—黎屋村以西一带（即孔塘背斜轴部及其北翼倾伏部位）的岩溶谷（洼）地、天窗、漏斗和落水洞中，上游在勿村SE见多次岩溶泉呈NE向出露，经短暂地表径流后继续渗至地下，通过地下岩溶管道在龙坪街流出地表，其间穿越地层 →C1c→C1z⁃dp→C2h→ （图4）。地下河出露水体除被用作饮用、养殖、农业灌溉和蒸发外，又下渗补给地下，成为下游龙塘大泉（图4中6号泉）及龙塘水库的水源。

地下河流域地面高程230～700m，入口高程380m，出口高程240m，出、入口高差140m，流域汇水面积17.63km2。地下河水位埋深在龙坪街—勿村一带为0.0～60.0m，龙坪圩镇附近多小于10.0m，地下河流量1980年11月10日测得47.147L/s、2002年9月30日测得49.88L/s、2004年8月19日测得32.82L/s，水温为18～20℃，水化学类型为HCO3-Ca型。

3.4 补、径、排条件

图4 龙坪地下河流域水文地质平面示意图

1—断层；2—地层代号及界线；3—峰顶高程；4—地表水系；5—地下分水岭；6—推测地下河管道；7—岩溶洼地；8—落水洞；9—地下河入口；10—地下河出口，左为编号，右分子为流量（L/s）、分母为测流日期（月：日）；11—下降泉，左为编号，右分子为流量（L/s）、分母为测流日期（月：日）；12—龙坪地下河蓄水工程；13—钻孔，左分子为编号、分母为孔深（m），右分子为流量（m3/d）、分母为降深（m）

岩溶水以大气降水入渗补给为主，谷地边缘下降泉和基岩裂隙水的侧向补给次之。大气降水通过岩溶洼地、漏斗、落水洞、溶蚀裂隙直接补给地下水，丰水期补给最大，平水期补给次之，枯水期以侧向补给为主、该时段地下河主要为排泄过程。据连州站测得多年平均降雨量为1764.8mm，丰水期为每年的4～8月，11月至次年2月为枯水期，3、9及10月份为平水期，多年平均气温为19.3～20.2℃。

地下径流以管道型、裂隙型为主，具流速快、径流途径较长、地下水交替循环较好等特点。受地下分水岭及地形的控制，围子村—孔塘村—黎屋村以西地带入渗补给的部分水源在勿村SE第二级夷平面台地边缘以多次泉水出露，然后水体流经第一级夷平面的第二级岩溶谷地强岩溶化地段，地表水流全部入渗补给地下河，体现了岩溶山地地表水与地下水相互转化的地下径流特点。

地下河与11号钻孔（图4）为同一水源，钻孔的水位随地下河的流量增减而升降；外源水对地下河水量的调剂起了很重要的作用，地下河水量和钻孔水位随其南围子水库放水24小时后明显增大和上升（图5）。

图5 龙坪地下河流量及11号钻孔水位动态变化曲线

3.5 结构特征

受地质构造活动的影响，地下河流域存在多个源水补给点，主、支管道在平面上的展布为树枝状结构，沿途可见黎屋NW500m地下河入口、岩溶洼地、落水洞、天窗及多个泉水点。其中黎屋村以西洼地见4处NW向展布的落水洞，最大的落水洞呈长轴30m、短轴20m、深20m的平面椭圆状及垂直漏斗形，底部可隐约见到地下延伸管道和听到地下水流声，落水洞延伸方向与地下河入口的方向一致。

地下河流域垂直岩溶发育，据11号钻孔揭露深度9.77～172.16m，均见溶蚀现象，地下溶洞主要发育在9.77～54.55m深度范围内，其中26.0～30.0m见4.0m高溶洞。

地下河出露于 中厚层白云质灰岩中，岩层产状100°∠65°，节理不发育，沿地下河溶洞方向溶蚀裂隙发育。地下河出口位于NNE向东山湾断裂与近EW向的堡坪断裂、大田西帚状断裂的交汇部位，原见三个大小不等的岩溶洞穴（图6），溶洞长约10～15m，水体自SW向NE垂直涌出地表，现出口已被蓄水工程水体及地下河冲积物淹没而不清。

图6 龙坪地下河出口剖面示意图

3.6 岩溶水资源及开发利用条件

由于地下河流域地表径流枯水期和大部分平水期基本断流，岩溶水主要接受大气降水补给，且地下河以集中式单一出口排泄，故岩溶水资源量近似于50%保证率条件下大气降雨入渗补给量，可采资源量基本与地下河的多年天然平均排泄量一致。经计算，龙坪地下河天然资源量为382.73万m3/a、多年平均可采资源量为299.8万m3/a，多年平均可采资源量是天然资源量的78.33%。

地下河主干河道最大高差140m，坡度5°～20°，黎屋村—勿村一带地势变化较大、水力坡度较大，勿村—龙坪街一带地势变化不大、水力坡度较小；流域属岩溶谷地的径流-排泄带，地下水主要富集于地下溶洞及裂隙当中，以管状流为主、脉状流及网状流并存，地下水交替循环强烈程度中等；地下河出口位于龙坪圩镇，人口较密集、土地较多。这些为岩溶水资源开发利用提供了充足储备，决定了水资源的开发利用技术条件简单及利用率高。

3.7 社会需求分析

地下河水资源主要被用于龙坪圩镇居民及龙坪村村民的生活、畜牧业、渔业养殖及农田灌溉等，龙坪圩镇一带现状、近期及中远期对水资源的需求情况见表2。

表2中数据与前述水资源量对比，现状需求水资源量与多年平均可采资源量的比率为23.1%，近期需求水资源量与多年平均可采资源量的比率为49.2%，中远期需求水资源量与多年平均可采资源量的比率为57.5%，社会需求的水资源量未超出地下河多年平均可采资源量，可见地下河水资源量能够满足水资源利用现状、近期内及中远期的社会经济发展需要。

3.8 地下河出口蓄水工程

本工程1994年初建成，工程布局具结构较简单、功能较全面及实用性较强等特点，工程费用33.35万元。

表2 水资源社会需求统计表

蓄水工程布局总体呈南北向，由蓄水与饮用水源区、洗涤与引水灌溉区、养殖与引水灌溉区等三大功能区组成，总占地面积约0.8hm2，每个功能区均为水泥砂浆砌石结构墙分隔。蓄水与饮用水源区位于地下河出口内侧，占地面积约1300m2，蓄水深度0.8m，作用是建立一定规模的地下水库、提供充足优质的生活用水、更好地合理调配地下水资源，附近居（村）民1000多人的生活用水正是从地下河出口处抽取或引用；洗涤与引水灌溉区位于蓄水与饮用水源区北侧，占地面积400m2，蓄水深度0.3m，是居（村）民洗涤、耍水嬉戏及饭后休闲的场所；养殖与引水灌溉区位于蓄水与饮用水源区东侧，占地面积0.6hm2，利用优质流动的岩溶水资源养殖鲩鱼、鳙鱼、鲤鱼等。

蓄水工程在结构上由重力坝、蓄水结构池及排洪沟构成。重力坝修筑在蓄水结构池外侧，坝体呈NE向，长120.0m、高2.5m、底面宽4.0m、顶面宽3.0m，除近圩镇端20.0m为水泥砂浆砌石坝外、其余为均质土坝，坝体具支挡蓄水结构池、引水灌溉及排洪等功能。

蓄水结构池构成蓄水工程的三大功能区，由呈网格状的七个结构池组成，池底为厚0.2m的混凝土铺设，外墙和分隔墙为水泥砂浆砌石结构及墙壁均抹水泥砂浆并用水泥浆光面，墙体宽60cm、高1.3m。其中洗涤与引水灌溉区又被墙体分隔成12格，呈网格状，墙体宽1.0m、高0.5m，养殖与引水灌溉区由五个结构池组成、结构池间设有引水沟，地下河出口两侧及洗涤区均铺设石砌阶梯，以方便村民取水及洗涤。

排洪沟设在蓄水工程东侧紧挨丘陵山脚延伸，由白云质灰岩铺砌，沟长150.0m、宽3.0m、深2.0m，主要是将勿村—龙坪一带的地表水流导走，保护蓄水工程。

3.9 钻孔取水工程

11号钻孔原为水文地质普查钻孔，后经龙坪镇投入6.89万元建为水源地。钻孔成井口径φ150mm，静水位2.94m，涌水量10.71L/s时的水位降深为2.36m（抽水试验影响半径为102.16m）；钻井的下泵深度为28.0m，深井泵流量30m3/h、功率7.5kW，水源供给龙坪镇政府的办公场所、圩镇中心的居（村）民，受益人员5500多人。

3.10 取得的效益及经验总结

10年来，龙坪地下河开发利用已取得很好的社会、经济和生态环境效益。10年间共向6500多人、大牲畜约300头供水290万m3，较好地保证了社会经济的持续稳定发展；利用水资源进行农田灌溉、种植果树与无公害蔬菜和利用优质流动的水资源进行渔业养殖，直接受益的农田达46.7hm2（全部用岩溶水灌溉有10hm2），年产稻谷约120t和年供肉质鲜美的鱼类产品1500kg，对提高当地的生活水平起了较好的促进作用；蓄水工程有效地了保护水源及水质，取得了明显的生态环境效益。

实践证明，龙坪地下河开发利用是成功的。因地制宜，选择有利地形修建蓄水工程，有效地控制工程规模和工程量，用较低成本便能合理地调节岩溶水资源，较好地解决了干旱缺水问题，使之切实符合民生的利益；充分利用国家资金投入完成的勘探试验孔，以较低成本的投入较好地解决了附近居（村）民的生活用水问题，其探采结合取水方式为干旱缺水地区的地学研究和找水提供了正确指引；蓄水工程布局合理性、功能和取水方式的多样性，使地下河始终保持天然排泄状态，满足了多方面的社会需要，取得了很好的社会、经济和生态环境效益。

4 结语

地下河开发利用具一次性投资、短期见效、功能多、长期实用等优点，因地制宜科学合理地开发地下河对于解决干旱缺水、调节水资源的时空分布不均、改善生态环境和促进地方经济的持续发展等具有积极意义；在开发的同时应不断改善地下河流域生态环境，增强水土涵养功能，加强地表水与地下水的调蓄能力，增大天然资源量，更好地弥补地下河时空分布的差异性，以充分发挥岩溶水资源的效用。

本文在编写过程中，魏凤英、林琼珍等同志做了图件清绘等工作，在此致谢！

开闸泄洪后，水流会沿着新安江、富春江、钱塘江的方向奔流而下。

位于河源市龙川县境内的枫树坝水库1月29日上午将泄洪，当地政府部门已紧急通知东江境内沿江群众要随时做好防洪防淹的准备。

因受当前极端气候影响，广东省第二大蓄水库容水库——枫树坝库区今年1月份降雨量已达200多毫米，比往年同期增多40％左右。位于枫树坝上游的江西斗晏水库已以每秒500立方流量泄洪，当前总入库流量增大至2000流量左右。

同时因该库前些时候，检修一台发电机组、线路等设备，水库本身水位较高。在这些叠加因素影响下，枫树坝水库的库区超防限水位164米，因此需紧急拉闸泄洪。泄洪初定先拉一闸泄洪，泄洪每秒达327立方流量，加上两台机组发电，总流量每秒达700立方流量左右，以后视汛情再定泄洪流量。

扩展资料：

注意：

为了确保水库的运行安全，降低上下游的防洪压力，经县三防办批准，枫树坝水库于今日下午三点开一闸泄洪，这也是水库今年首次开闸泄洪。开闸总出库流量464立方米／秒（其中泄洪流量174立方米／秒，发电流量290立方米／秒）。

此次开一闸泄洪，对下游群众生活生产不会带来太大影响，县三防办也提前告诫沿线群众及水上作业人员提前做好各项准备，及时撤离危险地带，并安排好群众生产生活了，全力确保人民群众生命财产安全。

下游居民在我们泄洪之前已经通知了三防指挥部，在沿岸的库区及居民已经做好了区间来水流量的预报，通知低于这个水位做好相关的转移以及一些受淹财产的保护。

闽江流域（省境内）水能理论蕴藏量为631.69万千瓦，占全省理论蕴藏量的60.3%。理论蕴藏量在1万千瓦以上的支流62条。装机容量500千瓦以上可开发的水电站址566处，可能开发的装机容量462.71万千瓦，年发电量205.82亿度，占全省可开发资源的65.7%。已建成的古田溪梯级开发4个电站，总装机容量25.9万千瓦，沙溪口电站装机容量30万千瓦，华东最大的水口电站，总装机容量140万千瓦。

古田溪水电站，位于中国福建省，由古田、龙亭、高洋、宝湖等4座水电站梯级组成，其一、二级电站属古田境内，三、四级电站在闽清县境内。古田溪系闽江支流，全长90 km，流域面积1799 km²，河道天然落差约360 m。全梯级4座水电站共利用水头316.2 m，为天然落差的87.8%。梯级装机12台，原总装机容量25.9万千瓦。经对机组的增容改造，总装机容量已达27.6万千瓦，设计多年平均发电量7.41亿千瓦时，在福建电网中担负着调峰、调频、调压和事故备用任务，除发电外，还有造林、养殖和通航效益。古田溪水电厂素有“北有丰满，南有古田”之称的是新中国建设的第一座地下水力发电厂（但不是我国第一座地下水力发电厂，1939年-1945年建成于贵州省桐梓县的天门河水力发电厂是我国第一座地下水力发电厂）。古田溪梯级水电站从1951年3月一级电站主体工程引水隧洞破土动工，到1973年12月最后一台机组并网发电，工程历时22年。

沙溪口水电站，位于福建省南平市上游的西溪上（即沙溪与富屯溪汇合口处之下游约5.5km），距市区14km。该电站距福州市13.5km，距三明市95km。电站建成后供电福建省电网。坝址控制流域面积25562平方公里，占闽江流域总面积的42%。沙溪口水电站水库呈“丫”型，当正常蓄水位88m时，水库面积为17.5平方公里。电站以发电为主，兼有航运、过木效益。总装机容量30万kW，单机容量7.5万kW。电站设300t级船闸，除通航外，兼作放竹木用，年运输能力为329.1万t。电站枢纽由拦河（闸）坝、河床式发电厂房、开关站和通航建筑物等组成。溢流坝位于河床中间偏左岸，最大坝高40m，电站于1980年列入国家基建计划，1983年3月正式筹建，于1987年12月第一台机组投产发电。

水口水电站，位于福建省闽清县境内的闽江干流上，上游距离南平市94km，下游距离闽清县城14km，距福州市84km。电站建成后向华东电网和福建电网供电。水口水电站坝址控制流域面积52438平方公里，占闽江全流域面积的86%。水口水电站是一座以发电为主、兼有航运效益的工程。水库正常蓄水位65m，汛期（4～7月）运行限制水位61m。本电站装机容量140万kW，保证出力26万kW，多年平均发电量49.5亿kW·h，是华东地区最大的水电站。其发电效益相当于一座100万kW的火电厂和与之配套的年产原煤240万t的大型煤矿。枢纽由大坝、厂房、过坝建筑物和溢洪道组成。主要建筑物按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核。大坝为混凝土重力坝，最大坝高100m，坝顶长783m。于1985年列入国家基本建设项目，开始进行施工前期准备工作。主体工程于1987年3月9日开工。

大目溪水电站，位于闽江下游支流大目溪的闽侯县大湖乡大坑村，距福州市区56公里，总装机容量1.46万千瓦。大目溪一级水电站，集雨面积132平方公里，年均流量4.98立方米/秒，最枯流量0.3立方米/秒。坝址以下可利用的天然落差460米。1957年，福州市建设局和省工业厅电业处联合进行勘测。1958年10月，省水利电力厅设计院负责设计。大目溪水力发电分二级开发，第一级大坝建于大湖乡大坑村，为径流开发引水式电站，设计安装4台2160千瓦水轮发电机组，年发电量2600万千瓦时，设备利用2800小时，保证出力560千瓦。1959年，工程动工兴建。大坝和厂房分别于1959年11月、8月建成。1969年9月安装完工投入运行。二级水电站位于白沙镇大目溪村，设计水头220米；安装4台3000千瓦机组。一、二级总装机14640千瓦，实际投资1582万元，平均每千瓦造价1080.6元。二级电站于1983年5月经过验收，认为工程项目符合质量要求，同意移交生产。1985年全厂发电量达6525万千瓦时，设备利用4454小时。至1990年底累计发电9亿千瓦时。

玉山水电站，位于闽江建溪支流小桥溪的建瓯县玉山乡下阳村，总装机容量2.4万千瓦，由建瓯县兴建和管理。1965年，兴建。主体工程有浆砌块石拦河坝1座，坝高5.3米，顶长40米，引水渠道长6.53公里，坝址上游集雨面积188平方公里，为径流开发的水电站。厂房建在小桥坝头村上游1公里处，主厂房面积520平方米，安装2台2160千瓦水轮发电机组。该电站由建瓯县自行组织施工，1969年12月建成发电。

安砂水电站（又名九龙湖），位于闽江支流九龙溪中游的永安市安砂镇境内，距永安市45公里。1978年建成投产，装机容量11.5万千瓦，是福建电网的主力厂。1957年，上海勘测设计院对沙溪流域进行规划，1960年提出开发九龙溪的规划。水库大坝1座、采用钢筋混凝土宽缝重力坝，高92米，顶长168米，设4个溢流孔泄洪（施工中改为3孔），安装钢质弧形闸门，溢洪道按千年一遇设计最大泄洪量为6840立方米/秒。大坝基础建2米厚的混凝土防渗墙，最大水平深度达50米。水库集雨面积5184平方公里，总库容6.4亿立方米，调节库容4.4亿立方米，属季调节水库。

池潭水电站，位于福建省泰宁县，是闽江支流金溪干流的龙头电站，也是开发金溪水能资源的第一期工程。工程以发电为主，兼有防洪、航运、养鱼等综合效益。电站装机容量10万千瓦，年发电量5亿度。以一回220千伏和两回110千伏电压出线接入闽北电网。池潭工程由华东勘测设计院设计，福建省闽江水力发电工程局施工。工程于1976年5月进点筹建，1978年主体工程施工，1980年5月第一台机组发电。池潭水电站坝址地处峡谷，建筑物有混凝土重力坝、坝后溢流式厂房、开关站及过木筏道等。坝顶全长253米，最大坝高78米。

芦庵滩水电站，为池潭水电厂扩建工程，电站厂房位于泰宁县池潭水库大坝下游左岸约300m处，工程利用原有的池潭大坝挡水发电。水库坝址以上流域面积4766 平方公里，原枢纽建筑物主要包括混凝土宽缝重力坝、坝后溢流厂房、坝内输水系统、泄水底及开关站等。大坝最大坝高78 m，水库正常蓄水位275.0 m，调节库容6.6亿立方米。芦庵滩水电站新建枢纽建筑物主要包括输水系统、地面厂房及升压开关站等，引水系统由竖井式进水口、引水隧洞和压力钢管等组成，进水口位于坝上游约160 m左岸冲沟下游侧，引水隧洞长507.41m。电站扩建装机容量50MW，年发电量10871万kW·h。

闽江下游修建江海堤防160多千米，保护耕地2.2万公顷，人口105万人。

闽江是福建省第一大江，流域面积占全省面积的一半，闽江全流域内如遇3天平均降雨250～300毫米，下游就会发生大洪水。民国6年（1917年），曾有有识之士提出筑堤浚河的设想，但未能实施。1951年，人民政府开始着手治理闽江下游水患，在闽江下游北港的帮洲、南港的南通兴建丁坝和护岸工程；乌龙江的峡兜拓宽了行洪断面。1952年7月21日，闽江下游发生大洪水。洪水过后，省委、省政府发出“关于抢救水灾的紧急指示”，福州市首先响应，从9月1日起动工兴建保护城区的北港北岸防洪堤、南台岛的建新南北堤和盖山防洪堤，仅用9个月的时间基本建成。闽侯县荆溪、上街、南屿、南通防洪堤亦相继于1953～1954年建成。甘蔗和竹岐防洪堤在1956年4月建成。1965年，盖山防洪堤进行改扩建，分成盖山南、北堤。1969年，由于北港北岸防洪堤堤线外移，改为修建鳌峰洲至魁岐九孔水闸。同时南台岛的城门南、北堤和北港北岸的魁岐防洪堤相继建成。至1970年，福州闽江下游防洪堤工程体系基本完成，共建14条防洪堤，总长107.39公里，其中：土堤103.07公里，石（砼）堤4.32公里，水闸52座93孔，涵洞40座40孔，旱闸133座166孔。据1990年统计，防洪堤工程保护区内，有人口118.18万人，耕地20.17万亩，乡以上工业企业10640个，工农业总产值为83.65亿元，此外，还有仓库、大专院校用房、铁路、机场、党政和部队机关用房等。 闽江上游水力资源丰富，不少河段利于航行，尤其是下游河段，航行之利冠于福建省诸河。闽江干支流通航里程1940千米，占干支流总长2600千米的74.6%。位于闽江河口段的马尾港及新港区，可停泊万吨轮船，是福建省对外贸易的重要港口。

闽江流域各河段是福建重要的交通运输线。中华人民共和国成立初期，闽江干流可通20～30吨机船；沙溪枯水可全线通航3～5吨木帆船。1949年通航里程为1992公里，其中通轮里程437公里；1960年发展到2959公里，其中通轮里程687公里。铁路、公路交通的发展，水利水电闸坝碍航，到1979年，通航里程下降至1946.7公里，其中通轮只645.8公里；1985年又回升至1977.7公里，其中通轮里程736.8公里。1950年，闽江流域水运量1500吨，周转量29.57万吨公里；1959年增至1015万吨和38537万吨公里，占全省运输总量26.1%和12.2%，以后又逐年减少。1985年，全流域水运量已达38100万吨。

闽江干流南平至古田水口段长87.5公里，航道枯水水深1.2～1.5米，宽度15～20米，可通航50～60吨级轮船，葫芦山以下可昼夜通航。下游北港为闽江主航道，设置内河二等航标（南港湾边至马尾段亦同），常年可通航300吨级轮、驳船，台江至马尾段可乘潮通航1000吨级沿海货轮。南港淮安至湾边段，设内河三等航标，只能季节通航。

支流沙溪通航里程，从宁化县的禾口起至南平，全长324.4公里，1965年宁化县境内的横锁以上修建了水利闸坝，使40公里河段不能通航，通航里程横锁至南平为276.2公里。

建溪主航道崇安至南平全长197.5公里，河床系岩石、卵石，水面平均比降0.85‰。其中崇安至建瓯129.1公里，枯水航道水深0.3米，航道宽度5～6米，由于修建了多处水利闸坝，将河流斩成几段，分段通航3.5吨木帆船（现基本上不通航）。建瓯城关至南平68.4公里，航道水深0.6米。1985年以后，对该段航道进行分期整治，达到了全年通航20～30吨机动船，季节性通航50吨机动船的要求。

尤溪主流从大田城关至尤溪口160公里，航道宽度8米，通4～8吨木帆船；尤溪城关至尤溪口枯水深0.8米，通3～20吨木帆船和机动船。河段上建有坂面水轮泵坝和坪寨水电闸坝。坂面水轮泵坝建有排筏道勉强可通1～4吨木帆船。坪寨水电闸坝建有船闸，可通2艘150～100吨船队，现通8吨木帆船。

古田溪建成古田、龙亭、高洋、宝湖四级水电站。1990年，库区航道平湖至高头岭、沂洋至高头岭，通航里程38公里，航道枯水期水深2米，宽度15～20米，通航80吨船舶。

福州港，地处福建省海岸线的中点，闽江下游的河口段，北距沙埕港125海里，南距泉州港157海里、厦门港200海里。港域自闽江口向内陆逶迤。口外与白犬、马祖岛相对，口内有川石、粗芦、琅岐三岛为天然屏障。两岸山峦夹峙，地势险要，上可溯闽江沟通闽江水系，下可泛海至省内外各港和世界上许多港口，自古以来便是闽江流域货物的集散地。是中国18个枢纽港之一。

南平港，地处南平市，位于闽江上游，西溪（沙溪和富屯溪汇合后至南平段）和建溪的汇合处，是闽北交通枢纽，铁、公、水运输中转站，是闽西、北物资集散地和通向福州的门户，也是福建省最大的河港。鹰厦铁路通过境内，外福铁路经过港区，公路至建阳119公里，至三明87公里，至福州253公里。

苍霞港，是福州市区的内河港，位于闽江下游北港中部、解放大桥上游的左岸，是闽北地区物资经过闽江下运的终点，外地、沿海物资进福州再水运闽江上游的起点，是福建省主要的集散中转港。上行171.3公里至南平，下行51.4公里至闽江口。

芝城港，地处建瓯县芝城镇，位于闽江支流建溪上游，南浦溪和松溪的汇合口，是闽北物资转运的主要港口之一，邻省江西、浙江交界的部分地县物资，也由此转运福州出口。由于陆运发展，水运基本上只剩下建瓯至南平至福州的单向出口。

闽江吞吐量在1万吨（万人次）以上的其他河港还有：武夷港、水北港、南雅港、西滨港、雍口港、梅仙港、沈城港、坂面港、高头岭港、塘前港、埔上港、双溪港、池潭港、官江港、杉城港、风岗港、溪口港、安砂港、横口港、龙津港、嵩口港、梅溪口港、小箬港、白沙港、湾口港、水口港、莪洋港、黄田港、下双坑港、漳湖坂港、太平港、沅口港、尤溪口港、侯官港、洪山港、湾边港、南通港；