摘要：多目標普尼拉水庫工程計劃建在智利中南部Bio Blo地帶，位于首都圣地亞哥420km以南的Nuble河上游流域。文中給出了該工程主要的設計特征概況。

關鍵詞：智利 普尼拉水電站 工程計劃

由于Nuble流域便利的灌溉條件，普尼拉水庫早在1965年便已開始研究規劃，第一次可行性研究是由英國咨詢公司市政工程部的倫德爾 、帕爾默和特里頓先生進行。最近一次的研究是1994年，國際灌溉委員會委托Ingendesa EDIC 協會執行名為"Estudio Integral de Ricgo Itata"的灌溉方案，以利用Itata河流域的可用水資源。

根據這次研究結果，普尼拉水庫被推崇為一個核心工程。用來灌溉Nuble流域內的92600ha土地，及Cato和Chillan流域的44900ha土地。如此廣闊的灌溉流域取決于其883×10 6m3的庫容。除此之外，利用水庫的灌溉水源，還完全可以建立一個100MW的水力發電站。

考慮到這諸多優勢，1999年，市政工程部同意進一步對普尼拉水庫進行可行性研究，將其規劃為一個集灌溉、水力發電和觀光旅游為一體的多目標工程。此工程計劃由EDIC Ingenieros Ltda.實施，于2000年底完成。水庫的最佳庫容為600×10 6m3，可灌溉60000ha土地，并供給一個92MW的水電站發電用水。

根據前期研究所得的種種結論，Direccion de Obras Hidranlicus決定繼續此工程，并將詳細的基本設計方案頒發給EDIC Ingenieros Ltda.。具體包括大壩及附屬工程、導流隧洞、溢洪道、泄水底孔、對外交通道路及引水壓力管道。水力發電站將作為基礎工程。這些方案現在已經基本完成。

1．普尼拉水庫的基本特性

普尼拉水庫座落于Nuble河上游流域，大壩海拔642m，位于Nuble河與Los Sances 河匯流點下游3km處。此處的平均年流量為79.5m3/s，流域面積約為1250km2。水庫的主要特點可總結如下：

·正常最高水位為757.10m

·最低運行水位為679m

·水庫總容積為625×10 6m3

·可利用的水庫容量為600×10 6m3

·洪泛區1745ha

2．普尼拉大壩及其附屬工程

普尼拉大壩是混凝土面板堆石壩。壩頂高程為74.5m，底座高程為62m，即壩高136.5m，為智利最高的壩之一。土石壩填筑物主要是由Nuble河和Los Sauce河匯流處河成階地的砂礫石填充。表1顯示了使用的填筑物特性及大壩斷面的壓實要求：

三軸試驗由IDIEM以最大尺寸為6英寸（15.26cm）的砂礫石為試樣進行，土壤試塊直徑2英尺（0.6m），高度大于4英尺（1.2m）。

試塊被壓緊為相對密度在85%-100%之間，壓力室的試驗壓力需達到8kg/cm2。直徑1m的試塊可用IDIEM的三軸壓縮儀器進行試驗，壓力室的壓力可以上升到20kg/cm2，垂直軸向的負荷增高到500噸。

大壩的防滲由位于堤壩上游面（1.5：1）的鋼筋混凝土板來保證。此混凝土板厚度將在壩頂沿著最低的壩基觸點，在0.66m-0.30m之間成比例改變。壩基需建于堅固完整的巖體上。

填筑壩壩基對巖體或高密度砂礫石的要求，需要先開挖履蓋巖體的細土（火山灰）及冰川沉積物再進行填筑。同時，沿河床的疏松砂石也可以被開挖。

巖石灌漿分三排進行，外面的兩排加固巖石，中間一排在居中30m處，確保不滲漏。

壩頂需建一個4m高的防浪墻，且能滿足車輛通行。

為大壩裝備儀器，在建造過程中可以對水庫的蓄水，運營及地震反應進行監測。

3．溢洪道

普尼拉大壩溢洪道前堰是用閘門控制的，后面接著一個瀉槽和一個面向大壩下游的滑道定向裝置。這些構造建在壩基的左側，水庫的水將通過左岸的一條寬闊的渠道輸送至溢洪道。

溢洪道控制堰由三段11m寬的河段組成。由建在2.5m厚的鋼筋混凝土支墩上的2.5m厚的17.1m高的弧形閘門控制。堰下檻高程740，也就是說，在進水渠地面5m之上。此外形根據USBR標準，設計水頭14.6m。閘墩上方，應急閘門上游，一座6.5m寬的橋可滿足車輛行駛。閘墩上游護面為半圓形。

瀉槽為鋼筋混凝土的矩形建筑，寬38m，長392m，連接閘門和滑道。

滑道半徑27m，噴射角度為20°。靜水池下的巖石可被堅實的混凝土板保護，以防止在小量排放事件中未從挑流坎流出而引起的淘底沖刷。

對于溢洪道的設計，以下條件已被考慮在內：

· 當千年一遇的洪水，達到了設計最高水位，打開所有閘門泄洪。此情況下，最大的支流排洪量為6100m3/s，溢洪道的最大排洪量為5160m3/s。

· 當千年一遇的洪水，達到了設計最低水位，打開一個閘門泄洪。此種情況下，溢洪道的最大排洪量為4330m3/s。

·當千年一遇的洪水，溢洪道達到設計正常水位，打開所有閘門泄洪。此種情況下，最大排洪量為7300m3/s，溢洪道的最大排洪量為5770m3/s。

4．導流隧洞

導流工作由左岸兩個隧洞及上游、下游各一個圍堰壩組成。此設計用來處理30年一遇的洪水，排洪量為2500m3/s。上游圍堰壩高30m，為獨立壩。下游圍堰壩高15m，納入主壩體。與主壩體相類似，由砂礫石修建。導流隧洞有1個馬蹄形截面及平底拱。1號隧洞直徑12.8m，長958m；2號隧洞直徑10.6m，長1146m。

2號隧洞僅在施工過程中使用，1號隧洞用來排洪灌溉，作為一個水力發電站的發電隧洞，同時也是泄水底孔。

5.發電隧洞、輸水灌溉及泄水底孔

如上所述，發電隧洞、輸水灌溉及泄水底孔都是1號導流隧洞的功能。為了滿足這些條件，進水口需有一個高程高于水庫死庫容（2.5×10 6m3）的入口，以沉積百年一遇洪水的泥沙。

1號隧洞有一上游閘門，引水壓力管道在此可以開始水力發電及灌溉輸水附屬工程，下游處開鑿出一個閘室，用以安裝水閘和泄水底孔的控制閘門。

引水壓力管道通過一個與1號隧洞銜接的預留隧洞通到外部。這一隧洞也可充當到閘室的通路。壓力管道直徑4.35m，長約320m，由分支管分別供給水輪機及灌溉控制閥。

灌溉系統的附屬工程，包括一鋼筋混凝土結構，此處安裝Howell Bunger閥門，并設有消力池。此工程坐落于大壩左岸下游水力發電廠房西部，寬21m，長34.1m，中間被墻隔開，成為兩個相同的分割區。每個區間包含兩個部分，第一部分是裝有壓力管道的直徑2m的蝴蝶閥及輸水閥；第2部分做為消力池。輸水閥為Howell Bunger型，直徑1.55m，并固定在墻上。

消力池和河流與一段41m長，21m寬，斜度1：3的梯形巖石斷面渠道連接。

灌溉附屬工程的最大排洪量為104m3/秒。

泄水底孔有兩個一樣的Bureau型閘門，高1.8m，寬1.2m，與1號導流隧洞內的襯砌渠道連接，直通Nuble河。此孔最大排洪量為160m3/s。

6.水力發電站

水電站緊鄰河流左岸，為普通的地面電站廠房，建于大壩壩趾前部。水電站配置2臺發電機，發電量為46.7MW，泄洪量為52m3/s，落差103.2m。這樣一來，總發電量達93.4MW，年發電量為525GWh。

混流式水輪機估計最大功率為50.4MW，發電量54.2MW，同步速度為300rpm。