胡佛壩

胡佛壩

胡佛壩是美國綜合開發科羅拉多河水資源的一項關鍵性工程，位於內華達州和亞利桑那州交界之處的黑峽，具有防洪、灌溉、發電、航運、供水等綜合效益。大壩系混凝土重力拱壩，壩高221.4m，大壩形成的水庫叫米德湖，總庫容348.5億m3，水電站裝機容量原為134萬kW，現已擴容到208萬kW，計畫達到245.2萬kW。於1931年4月開始動工興建，1936年3月建成，1936年10月第一台機組正式發電。胡佛大壩基岩為堅硬的安山岩、角礫岩。河床狹窄、兩岸陡峭。低水位到基岩的深度為33～40m，最低點為42.4m，低水位的水面寬度為88～113m。壩址處流域控制面積43.25萬km2，占總流域面積的69%。水庫面積663.7km2。壩址處最大年徑流量為274億m3，多年平均徑流量160億m3。

基本狀況

胡佛壩景觀

拉斯維加斯東南約40公里處，亞利桑那州的西北部，就是1936年落成的胡佛水壩。共和黨領袖胡佛曾正在落成典禮台上，水壩遂以他的名字命名。它是一座拱門式重力人造混凝土水壩。壩高220米，底寬200米，頂寬14米，堤長377米。這樣巨大的水壩在世界上是不多見的，它宛如一條巨龍盤臥在大地上，顯得十分威武。水壩建成後對工農業發展起著巨大的作用。因此它在世界水利工程行列中占有重要的地位。
世界聞名的水利工程——胡佛水壩
胡佛水壩位於亞利桑那州的西北部，工程龐大，建成後對工農業發展起著巨大的作用。因此它在世界水利工程行列中占有重要的地位。胡佛水壩的建造耗費了大量資金，動員了大批入力，於1936年竣工並交付使用。它是一座拱門式重力人造混凝土水壩。壩高220米，底寬200米，頂寬14米，堤長377米。這樣巨大的水壩在世界上是不多見的，它宛如一條巨龍盤臥在大地上，顯得十分威武。胡佛水壩的命名還經歷過一番曲折。1936年水壩落成時，共和黨領袖胡佛正在台上，水壩遂以他的名字命名。但是民主黨人對此耿耿於懷，很不服氣。一候胡佛下台。他們便把胡佛水壩更名為鮑德水壩，鮑德是附近一個城市的名字。此後共和黨人重新得勢，鮑德水壩又變成了胡佛水壩。從水壩的兩度易名，人們不難窺見美國資產階級黨派糾紛之一斑。胡佛水壩的蓄水池是著名的密德湖。密德湖碧波浩渺，一望無際。是西半球最大的人工湖。它不僅景色優美，而且能灌溉莊稼和利用水力發電，對發展生產起著不容忽視的作用。胡佛水壩的發電功率為1345兆瓦，可供應太平洋沿岸的西南部大部分地區，可見胡佛水壩貢獻之大。

建設背景

胡佛壩風景

科羅拉多河發源於懷俄明州和科羅拉多石山的雪水，大壩上游湖水長185km，下游流人加利福尼亞海灣。科羅拉多河流域隨著人口與日俱增，其水流調控日趨重要，因為曾經多少年為減輕乾旱和洪澇災害雖耗費了數以百萬美元計的經費，但仍未從根本上解決問題。該工程規劃設計開始於1921年初，批准於1928年12月。工程主要開發目標是防洪、航運、灌溉、城市生活和工業用水以及發電。此外還有旅遊、養殖等效益。特別是工程施工期處於美國20世紀30年代大蕭條時期，工程刺激了當時經濟復甦。
胡佛壩為拱形重力壩，最大壩高221.3m，壩頂長379m，壩底最大寬度201m，壩體和附屬建築物水電站及溢洪的混凝土總量336萬m3，其中壩體為249萬m3。灌溉面積51萬hm2，米德湖最大容量367億m3，水電站總裝機容量36.7萬kW，年平均發電量40億kW。
壩址基岩為堅硬的安山岩角礫石。壩基設定水泥灌漿帷幕和排水孔。上游剪力帶進行了固結灌漿。在兩岸各布置2條直徑為15.2m的隧洞進行導流。導流完成後，將隧洞的後半段改為2條明流隧洞用來泄洪。溢洪道布置於兩岸邊，用斜井與隧洞相連線。大直徑隧洞襯砌近5km。兩岸離壩不遠處各布置兩座進水塔，配備直徑9.1m的鋼管分別與水塔底部連線，將水流導入水電廠。水流由設在水塔內的圓柱筒閘門進行控制。
胡佛壩的建成，在混凝土建壩史上是一座重要里程碑。當時，在最大壩高、壩底最大寬度、機組尺寸、鋼板焊接尺寸和總量、人工混凝土冷卻系統、混凝土施工速度和規模以及樞紐工程其他一些方面，都是史無前例的。因此，在設計和施工過程中進行了一系列試驗和研究，所獲成果極大地保證了工程結構、施工、管理和運行諸方面的安全、經濟和高效。特別是胡佛壩使用的柱狀澆築法被稱為混凝土的傳統施工方法，被世界許多國家採用。1995年美國土木工程學會評定胡佛壩為美國七大奇蹟之一。

樞紐布置

胡佛壩風光

工程主要建築物有攔河壩、導流隧洞、泄洪隧洞和電站廠房。攔河壩為混凝土重力拱壩，壩高221.4m，壩頂長379m，壩頂寬13.6m，壩底最大寬度202m，壩頂半徑152m，中心角138°，壩體混凝土澆築量為248.5萬m3。左右岸各有2條直徑為15.25m的導流隧洞，總長4860m，導流流量為5670m3/s，左岸兩條隧洞於1932年11月先建成過水。左右岸各設定1條泄洪隧洞，進水口各由4扇4.9m×30.5m的弧形閘門控制。泄洪隧洞系導流隧洞後半段改建而成，直徑為15.2m，用混凝土襯砌，長671m，最大流速53.4m/s，溢洪道總泄流能力可達11400m3/s。另外兩條導流洞改建為發電引水隧洞，兼作輔助泄洪隧洞用。輔助泄洪隧洞是在引水隧洞末端設6根3.96m的鋼管，其總泄量為2577m3/s。左右岸各設一座岸邊地面式廠房，各長198m，廠房頂高出正常尾水位45.7m。左右岸各2條發電引水隧洞(各有1條由導流洞改成)分成8條壓力鋼管，其中一條又分成二條，共17條壓力鋼管，向17台水輪機供水。電站裝機已達208萬kW，其中13台13萬kW，2台12.7萬kW，1台6.85萬kW，1台6.15萬kW。

工程施工

胡佛壩地質

胡佛大壩建在深窄峽谷內，壩基基岩為堅硬的安山岩、角礫岩。壩基設定水泥灌漿帷幕和排水孔，對上游剪力帶進行灌漿加固。大壩施工採用柱狀澆築法，分230個柱狀塊，上游面塊體5m×18m，下游面塊體7m×9m，澆築層厚1.5m。該壩是首次採用埋設水管冷卻的高壩。共布置6×3m3和4×3m3拌和樓各1座，生產能力為7560m3/d；布置有5台23t平移式纜機和1台13t斜撐式起重機，使用6m吊罐澆築混凝土。
胡佛大壩工程布置很緊湊，1931年5月開始開挖導流隧洞，1932年秋季即打通並完成襯砌。1933年6月開始澆混凝土，至1935年3月澆完248萬m3混凝土，歷時21個月，221m高的重力拱壩澆築到壩頂。同時，進水口建築物、壓力鋼管、發電廠房、溢洪道、泄洪洞和輸電線路等都在平行作業。工程混凝土澆築量為336萬m3，混凝土最大日澆築強度為7520m3，最大月澆築強度為19.8萬m3，平均月澆築強度為11.5萬m3。

工程特點　

創造性地發展了大體積混凝土高壩築壩技術，有些技術一直延用至今。在混凝土壩施工機械和施工工藝等方面，如為了解決大體積混凝土澆築的散熱問題而採取把壩體分成230個垂直柱狀塊澆築，並採用了預埋冷卻水管等措施，成為大體積混凝土工程中的成功典型，對世界上混凝土壩施工技術的形成和發展有重大影響。胡佛壩泄洪隧洞在1941年小流量泄洪運行中，曾發生嚴重的空蝕破壞，說明高水頭大直徑隧洞泄洪水力學設計與施工技術上尚存在一些問題。混流式水輪機也存在空蝕問題，後換裝不鏽鋼新水輪機。

工程效益　

胡佛壩地質

胡佛壩在防洪、灌溉、城市及工業供水、水力發電、航運等方面，都發揮了巨大作用：胡佛壩形成的米德湖水庫有調節庫容196億m3，防洪庫容117億m3，對壩址以上的洪水可完全控制。水庫防止了下游過去頻繁發生的洪水，使科羅拉多河洪水流量由5670m3/s，削減為1130m3/s，特大洪峰由8500m3/s，削減為2120m3/s。例如：1941、1952、1958年的洪水流量為2920～3450m3/s，水庫調洪後下泄的洪水在1000m3/s以下，1953～1956年為旱年，水庫提供了水源；建壩後保證了加利福尼亞州和亞利桑那州沙漠地帶70萬hm2的土地獲得可靠的灌溉水源。這一灌區每年可生產10億美元以上的農產品；可提供3200萬戶五口之家的年生活用水。在加利福尼亞州南部的半乾旱區，年降水量僅380mm，遠遠不能滿足該地區用水需要。因此，1974年從米德湖引取13.2億m3的水量，提供給加州南部1萬km2的125個城鎮及工礦企業單位，其中包括供給洛杉磯市一千萬人口的用水量；水庫有177km長，可通行大小船隻及遊艇，改變了建壩前基本上不通航的面貌。水庫風景優美，是著名的遊覽勝地。