俯瞰全景丹江口水利樞紐位於中國湖北省丹江口市、漢江與丹江匯口以下800m處，是開發漢江的第一個控制性大型骨幹工程，具有防洪、發電、引水、灌溉、航運、養殖等綜合效益。樞紐分兩期開發，第一期正常蓄水位157.0m，相應總庫容174.5億m3，裝機容量90萬kW，多年平均發電量38.3億kW·h。河床寬縫重力壩，最大壩高97m。一期工程於1974年竣工。第二期工程正常蓄水位170m，總庫容290.5億m3。多年平均可向華北調水145億m3以上。1967年11月下閘蓄水，1968年10月第一台機組正式發電。1973年11月升船機安裝完畢試運行，電站6台機組投入運轉，初期工程全部完建。是南水北調工程的中線起點（取水口）。
地質狀況
庫區風光壩址河谷寬500～600m，河床中部和左部有一條深槽。河床覆蓋層一般厚度2～5m，最大厚度22m(深槽處)。壩址出露的地層主要為元古界片岩(左岸)和岩漿岩(河床和右岸)。斷裂構造極為發育，較大斷裂帶多與壩軸線斜交，工程地質條件複雜。各類完整新鮮的變質岩漿岩平均極限濕抗壓強度為87～148MPa，彈性模量72400～74300MPa。地震烈度6度，大壩按8度地震設防。壩址控制流域面積95217km2，多年平均徑流量378億m3，多年平均流量1200m3/s。按千年一遇設計，萬年一遇校核。設計洪水流量64900m3/s，初期規模時相應的庫水位159.8m；校核洪水流量82300m3/s，相應庫水位，161.4m，相應總庫容209.7億m3。1978年改為按萬年一遇洪水加20％洪量作為保壩標準，相應庫水位164m，因此已將兩岸土石壩頂加高至165.2m，兩岸混凝土壩有19個壩段需結合後期加高要求進行加固。
樞紐布置
庫區風光河床布置混凝土壩、泄洪建築物及壩後式廠房，左右兩岸為土石壩，通航建築物布置在左岸。壩頂高程162.0m時，擋水建築物總長2494m，其中混凝土壩長1141m，左岸土壩1223m，右岸土壩130m。泄洪建築物包括泄洪深孔和溢流壩兩部分。泄洪深孔位於河床右部，設定12個寬5m、高6m的深孔，孔底高程113.0m，供泄放中、小流量兼作放空、排沙之用(其中1孔在1990年被備用電源電廠占用)。最大泄流量9680m3/s。溢流壩位於河床中部，總長264m,設有20個寬8.5m，堰頂高程138m的開敞式溢流孔，中間有一個壩段布置成隔牆(由施工時縱向圍堰改建而成)，將溢流壩分隔成兩部分，只有在洪水超過1935年的洪量時，才開始運用左部分(共12孔)，以保護電廠尾水少受泄洪干擾。最大泄量39900m3/s。
壩後式廠房位於河床左部，廠房壩段長174m，安裝6台單機容量為15萬kW的豎軸混流式水輪發電機組。轉輪直徑5.5m，總重658.3～588t，額定轉速100r/min,額定出力15.4萬kW，最高效率92.8％。初期單獨運轉時，最大水頭71.5m，最小水頭44m，設計水頭63.0m；後期運轉時最大水頭81.5m，最小水頭45.4m，設計水頭63.5m。機組最大過流量275m3/s和277m3/s。發電機為傘式空冷型，額定電壓15.75kV，額定容量17.65萬kVA，額定功率因數0.85，定子鐵心內徑12.8m，轉子重572t和490t。引水壓力鋼管直徑7.5m，埋設在壩內，進口高程115m。
左岸土石壩全長1223m，最大壩高56m，為粘土心牆及粘土斜牆、砂礫料壩殼土石混合壩。左岸土石壩與河床混凝土壩之間的左岸聯接段長220m，為實體重力壩。為避開片岩區，混凝土壩軸線向下游轉彎。左岸土石壩在聯接段混凝土壩上游面與其正交聯接。聯接處設有上、下游擋土牆。
右岸土石壩長130m，為粘土心牆風化石碴壩殼土石混合壩。右岸聯接段長339m，為實體重力壩。
通航建築物布置在右岸，越過右岸混凝土連線壩段，採用垂直升船機與斜面升船機相結合的形式。全線由上游導航防護建築物、垂直升船機、中間渠道、斜面升船機和下游引航道等5部分組成，中心線成一折線，總長1093m。垂直升船機為乾式包括承重結構、橋式提升機、提升架和直流電氣控制設備等部分。最大提升高度45m(遠景59m)，最大提升重量450t,提升速度8m/min，平移速度30m/min。中間渠道長410m。斜面升船機用雙駝峰式兩面坡攔水，呈高低輪和高低軌相結合的布置形式。包括斜坡道、斜架車、提升絞車、摩擦驅動裝置和直流電氣控制系統等部分。斜坡道全長395.5m。斜面提升機最大牽引力為4×18.50＝74t，最大牽引重量365t，最大牽引行程300m，牽引速度為30m/min。承船廂尺寸：乾運為32m×10.7m×1.2m，濕運為24m×10.7m×0.9m。設計最大船舶尺寸：36.96m×7.94m×0.92m，重150t；45.20m×10.0m×1.10m，重300t(減載)。過船時間：垂直升船機單向運行時，乾運24.2min，濕運26.2min；迎向運行時，乾運33.8min，濕運37.8min；斜面升船機單向運行時，乾運28.5min，濕運30.5min；迎向運行時，乾運38.1min，濕運42.1min。設計的年單向通過能力：下水為82.38萬t；上水為73.55萬t。
在壩址上游左岸30km處已建2座灌溉取水渠首。陶岔渠首，引水流量500m3/s。閘室為5孔涵洞式鋼筋混凝土結構，孔口尺寸6m×6.7m，閘底板高程140.0m。清泉溝渠首，引水流量100m3/s，無壓隧洞，寬7m、高7m、長6775m，進口高程143m。
工程施工
大壩泄洪樞紐總工程量：土石方開挖519萬m3，土石方填築622萬m3，混凝土及鋼筋混凝土321萬m3，金屬結構安裝1.4萬t。其中主體工程土石方開挖432萬m3，土石方填築540萬m3。於1958年9月1日開工，1959年3月主體工程開始施工。由於施工準備工作做得不夠，大壩混凝土質量控制不嚴，混凝土出現較嚴重的澆築質量事故，1962年3月暫停施工。一方面進行壩體混凝土事故調查，分析和處理措施的科研設計工作，同時對施工附屬企業、附屬工程進行改造、擴建和興建，為機械化施工做好準備。1964年主體工程復工，1967年11月下閘蓄水，1968年10月第一台機組正式發電。1973年11月升船機安裝完畢試運行，電站6台機組投入運轉，初期工程全部完建。
採用河床分期導流。第一期先圍河床右岸部分，將右岸壩段的混凝土澆築至高程100m左右，並形成10個4m×8m、2個2m×4m的導流底孔。第二期圍左岸部分，江水從右岸壩體的已澆混凝土面及導流底孔下泄，進行左岸混凝土大壩施工。二期土石圍堰最大高度約46m，按1％洪水47000m3/s設計，0.5％洪水52000m3/s校核。截流設計流量選用12月中下旬20年一遇瞬時流量640m3/s作為標準。採用平堵與立堵相結合方式截流。12月22日和24日龍口束窄至22.5m寬。12月26日9時50分，最後合龍。83輛12～25t自卸汽車從左岸向龍口傾卸混凝土塊體和大塊石，人工向龍口右側的裹頭前緣拋投竹籠和大塊石，雙拼自卸木船在龍口上游平拋竹籠，三面進攻，到11時55分龍口水深已小於2m，最大流速2.74m/s。落差2.18m。13時龍口堆石堤全部拋出水面，截流成功，歷時3h10min。
壩體混凝土澆築主要採用施工棧橋門(塔)機配輕軌柴油機牽引平板車3m3混凝土罐供料運輸方案。廠房利用塔吊進行混凝土澆築。102混凝土生產系統由3座拌和樓組成。年最高生產能力達62.5萬m3，月最高達8.2萬m3。製冷系統容量為354×14kcal/h。
安全維護
大壩泄洪在右部河床9～11壩段形成壩踵寬20m，壩趾寬50m，約2000m2的貫通上下游的交匯破碎帶。交匯帶內裂隙密集，岩石很破碎，其中還有幾條寬度數厘米至40cm的軟弱糜棱岩和構造粘土帶，軟弱糜棱岩的濕抗壓強度為0，構造粘土岩的濕抗壓強度為0～2.4MPa。處理措施是在斷層交匯帶內澆築10m厚的混凝土楔形梁塞，並在梁塞之下的防滲帷幕處增設10m深的混凝土防滲齒牆，其下再灌注一定深度的水泥漿帷幕。
1962年以前澆築的近90萬m3混凝土共發生架空、冷縫等質量事故427次，各類裂縫2426條，需要進行補強灌漿和處理。在19～33壩段上游面增設防滲板處理。防滲板底部最大厚度10m左右，頂部厚度6～7m,板頂高程與已澆壩體混凝土齊平。底部設基礎灌漿廊道，高程102m設壩面排水廊道，橫縫止水為兩道紫銅片加瀝清井。防滲板與老壩面的結合，採用沿老壩面預留1.10m的寬槽，待防滲板及壩體混凝土冷卻至穩定溫度後回填二期混凝土，使板、壩結合成整體。在寬槽頂部，分別在高程117.5m及108m設定並縫廊道，廊道底部加配鋼筋。對9～18號壩段的迎水面的防滲，採用鑽孔和細磨水泥灌漿，形成壩體防滲帷幕。對壩體內的質量事故，採用補強灌漿處理。對17條基礎貫穿裂縫中危害最嚴重的7條裂縫進行了專門處理。如9～11號壩段基礎楔形梁的基礎貫穿裂縫，在95m高程鋪設了一層防裂鋼筋網，在99.6～105m高程又澆設了一層厚5.4m的並倉板。又如18壩段2壩塊的基礎貫穿裂縫進行了抽槽回填並在壩段兩側寬縫面貼澆夾板混凝土處理。對表面貫穿壩塊裂縫(或稱通倉裂縫)，採取鋪設騎縫鋼筋，並提高上層混凝土標號處理。對大量的一般表面裂縫未作處理。
丹江口水庫具有防洪、發電、灌溉、航運、養殖等綜合利用任務，需要對水庫進行最佳化調度，以滿足各用水部門的要求，正確處理各部門之間的矛盾。通過研究建立了以發電效益為最大目標的數學模型，得出水庫最佳化調度圖。在研究過程中，套用“懲罰”的辦法解決發電保證率問題，套用“控制線”法解決灌溉保證率問題；把徑流作為隨機過程，考慮相鄰時段相關情況，套用動態規劃與馬爾柯夫過程的理論，建立遞推計算方程組，用優選計算方法求解水庫最佳化調度圖。同時也結合目前的實際情況，對水庫綜合利用的各種要求進行適當的處理。
水庫移民
丹江口水庫初期規模(正常蓄水位157m)共淹沒農田28667hm2，有效遷移人口38.2萬人(不包括工程開工初期的有效移民3萬人)，絕大部分為農民。這些移民從1958年至1975年曆時17年，先後分6批進行搬遷安置。約40％的人口外移，約60％就近安置在水庫周圍。現在移民安置區的經濟有了較大發展，人民生活水平顯著提高，移民已經穩定下來。
生態與環境
泄洪丹江口水庫蓄水後，攔沙率達98％。據1968年4月至1986年1月的實測資料統計，庫內共淤積泥沙11.29億m3。水庫下游黃家港、襄陽、皇莊、沙洋和仙桃站的多年平均含沙量分別為0.031、0.191、0.565、0.603kg/m3和0.754kg/m3，分別占建庫前的0.96％、7.1％、22.6％、29.3％和39.5％。由於長期下泄清水，下遊河道發生同流量下水位下降，水深增加。壩下遊河道由堆積性轉變為侵蝕性，沖槽淤灘，洲灘兼併，支汊淤塞、主汊發育以及切灘撇彎。每年4～8月水庫呈明顯分層現象，在水深5～30m之間出現急變的溫躍層，庫表與庫底溫差達16℃。9～10月，上下層溫差減少，分層現象減弱。11月～3月，水溫趨於均勻，壩下黃家港多年實測水溫資料表明，建壩後比建壩前3～8月水溫降低2.1～6.2℃，9月～1月水溫升高0.8～4.7℃，8月份最高水溫降低了約2℃，而1月份最低水溫升高了3.5℃。下泄水溫的變化，對丹江口壩下至襄樊江段沿程水溫及年內變幅都有影響，水溫變化並不顯著。水溫的變化對壩下至襄樊江段的魚類繁殖帶來一定影響，滿足產卵最低溫度18℃的要求向後推遲約20d。蓄水後，水庫水質良好，單項評價達到地面水Ⅱ類標準，綜合評價達到1類標準。水庫蓄水後，地震觀測未發現水庫誘發地震。建庫後，庫區魚類種群有所變化，但捕撈量逐年增加；對漢江中下游魚類的繁殖和生長帶來了某些不利影響，但對魚類的越冬和某些魚類的攝食是有利的。
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