摘要：多目标普尼拉水库工程计划建在智利中南部Bio Blo地带，位于首都圣地亚哥420km以南的Nuble河上游流域。文中给出了该工程主要的设计特征概况。
关键词：智利 普尼拉水电站 工程计划
由于Nuble流域便利的灌溉条件，普尼拉水库早在1965年便已开始研究规划，第一次可行性研究是由英国咨询公司市政工程部的伦德尔 、帕尔默和特里顿先生进行。最近一次的研究是1994年，国际灌溉委员会委托Ingendesa EDIC 协会执行名为"Estudio Integral de Ricgo Itata"的灌溉方案，以利用Itata河流域的可用水资源。
根据这次研究结果，普尼拉水库被推崇为一个核心工程。用来灌溉Nuble流域内的92600ha土地，及Cato和Chillan流域的44900ha土地。如此广阔的灌溉流域取决于其883×10 6m3的库容。除此之外，利用水库的灌溉水源，还完全可以建立一个100MW的水力发电站。
考虑到这诸多优势，1999年，市政工程部同意进一步对普尼拉水库进行可行性研究，将其规划为一个集灌溉、水力发电和观光旅游为一体的多目标工程。此工程计划由EDIC Ingenieros Ltda.实施，于2000年底完成。水库的最佳库容为600×10 6m3，可灌溉60000ha土地，并供给一个92MW的水电站发电用水。
根据前期研究所得的种种结论，Direccion de Obras Hidranlicus决定继续此工程，并将详细的基本设计方案颁发给EDIC Ingenieros Ltda.。具体包括大坝及附属工程、导流隧洞、溢洪道、泄水底孔、对外交通道路及引水压力管道。水力发电站将作为基础工程。这些方案现在已经基本完成。
1．普尼拉水库的基本特性
普尼拉水库座落于Nuble河上游流域，大坝海拔642m，位于Nuble河与Los Sances 河汇流点下游3km处。此处的平均年流量为79.5m3/s，流域面积约为1250km2。水库的主要特点可总结如下：
·正常最高水位为757.10m
·最低运行水位为679m
·水库总容积为625×10 6m3
·可利用的水库容量为600×10 6m3
·洪泛区1745ha
2．普尼拉大坝及其附属工程
普尼拉大坝是混凝土面板堆石坝。坝顶高程为74.5m，底座高程为62m，即坝高136.5m，为智利最高的坝之一。土石坝填筑物主要是由Nuble河和Los Sauce河汇流处河成阶地的砂砾石填充。表1显示了使用的填筑物特性及大坝断面的压实要求：
三轴试验由IDIEM以最大尺寸为6英寸（15.26cm）的砂砾石为试样进行，土壤试块直径2英尺（0.6m），高度大于4英尺（1.2m）。
试块被压紧为相对密度在85%-100%之间，压力室的试验压力需达到8kg/cm2。直径1m的试块可用IDIEM的三轴压缩仪器进行试验，压力室的压力可以上升到20kg/cm2，垂直轴向的负荷增高到500吨。
大坝的防渗由位于堤坝上游面（1.5：1）的钢筋混凝土板来保证。此混凝土板厚度将在坝顶沿着最低的坝基触点，在0.66m-0.30m之间成比例改变。坝基需建于坚固完整的岩体上。
填筑坝坝基对岩体或高密度砂砾石的要求，需要先开挖履盖岩体的细土（火山灰）及冰川沉积物再进行填筑。同时，沿河床的疏松砂石也可以被开挖。
岩石灌浆分三排进行，外面的两排加固岩石，中间一排在居中30m处，确保不渗漏。
坝顶需建一个4m高的防浪墙，且能满足车辆通行。
为大坝装备仪器，在建造过程中可以对水库的蓄水，运营及地震反应进行监测。
3．溢洪道
普尼拉大坝溢洪道前堰是用闸门控制的，后面接着一个泻槽和一个面向大坝下游的滑道定向装置。这些构造建在坝基的左侧，水库的水将通过左岸的一条宽阔的渠道输送至溢洪道。
溢洪道控制堰由三段11m宽的河段组成。由建在2.5m厚的钢筋混凝土支墩上的2.5m厚的17.1m高的弧形闸门控制。堰下槛高程740，也就是说，在进水渠地面5m之上。此外形根据USBR标准，设计水头14.6m。闸墩上方，应急闸门上游，一座6.5m宽的桥可满足车辆行驶。闸墩上游护面为半圆形。
泻槽为钢筋混凝土的矩形建筑，宽38m，长392m，连接闸门和滑道。
滑道半径27m，喷射角度为20°。静水池下的岩石可被坚实的混凝土板保护，以防止在小量排放事件中未从挑流坎流出而引起的淘底冲刷。
对于溢洪道的设计，以下条件已被考虑在内：
· 当千年一遇的洪水，达到了设计最高水位，打开所有闸门泄洪。此情况下，最大的支流排洪量为6100m3/s，溢洪道的最大排洪量为5160m3/s。
· 当千年一遇的洪水，达到了设计最低水位，打开一个闸门泄洪。此种情况下，溢洪道的最大排洪量为4330m3/s。
·当千年一遇的洪水，溢洪道达到设计正常水位，打开所有闸门泄洪。此种情况下，最大排洪量为7300m3/s，溢洪道的最大排洪量为5770m3/s。
4．导流隧洞
导流工作由左岸两个隧洞及上游、下游各一个围堰坝组成。此设计用来处理30年一遇的洪水，排洪量为2500m3/s。上游围堰坝高30m，为独立坝。下游围堰坝高15m，纳入主坝体。与主坝体相类似，由砂砾石修建。导流隧洞有1个马蹄形截面及平底拱。1号隧洞直径12.8m，长958m；2号隧洞直径10.6m，长1146m。
2号隧洞仅在过程中使用，1号隧洞用来排洪灌溉，作为一个水力发电站的发电隧洞，同时也是泄水底孔。
5.发电隧洞、输水灌溉及泄水底孔
如上所述，发电隧洞、输水灌溉及泄水底孔都是1号导流隧洞的功能。为了满足这些条件，进水口需有一个高程高于水库死库容（2.5×10 6m3）的入口，以沉积百年一遇洪水的泥沙。
1号隧洞有一上游闸门，引水压力管道在此可以开始水力发电及灌溉输水附属工程，下游处开凿出一个闸室，用以安装水闸和泄水底孔的控制闸门。
引水压力管道通过一个与1号隧洞衔接的预留隧洞通到外部。这一隧洞也可充当到闸室的通路。压力管道直径4.35m，长约320m，由分支管分别供给水轮机及灌溉控制阀。
灌溉系统的附属工程，包括一钢筋混凝土，此处安装Howell Bunger阀门，并设有消力池。此工程坐落于大坝左岸下游水力发电厂房西部，宽21m，长34.1m，中间被墙隔开，成为两个相同的分割区。每个区间包含两个部分，第一部分是装有压力管道的直径2m的蝴蝶阀及输水阀；第2部分做为消力池。输水阀为Howell Bunger型，直径1.55m，并固定在墙上。
消力池和河流与一段41m长，21m宽，斜度1：3的梯形岩石断面渠道连接。
灌溉附属工程的最大排洪量为104m3/秒。
泄水底孔有两个一样的Bureau型闸门，高1.8m，宽1.2m，与1号导流隧洞内的衬砌渠道连接，直通Nuble河。此孔最大排洪量为160m3/s。
6.水力发电站
水电站紧邻河流左岸，为普通的地面电站厂房，建于大坝坝趾前部。水电站配置2台发电机，发电量为46.7MW，泄洪量为52m3/s，落差103.2m。这样一来，总发电量达93.4MW，年发电量为525GWh。
混流式水轮机估计最大功率为50.4MW，发电量54.2MW，同步速度为300rpm。