绿水溏水电站砼拦河坝设计浅探

电力18讯：    摘要：文章简要介绍开远市绿水溏水电站工程拦河重力坝设计情况。从动能指标、总投资、淹没损失、坝体设计、防沙取水、基础处理等方面综合考虑，突出工程特点，最终使坝的设计达到了经济、合理的目的。

关键词：绿水溏水电站；拦河坝设计。

1．工程概况

绿水溏水电站地处红河州开远市中和营乡，电站为南盘江右岸支流绿水溏河水电站梯级开发中的第二级。电站装机容量2×5MW，设计水头322m，引用流量3.72m3/s，是一座以发电为单一任务的径流引水式高水头电站。工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物大坝按4级设计，次要建筑物按5级设计，临时性建筑物按5级设计。

电站工程枢纽总体布置方案为：在位于绿水溏村附近的绿水溏河段上筑拦河坝取水，经过3.03km无压引水隧洞穿过祭天坡分水岭引水至盐防坡，经压力前池到进水室，再通过1058m的压力管道引至南盘江右岸地面厂房发电。

工程枢纽由首部枢纽、引水系统、厂区枢纽三部份组成。其中首部枢纽拦河坝坝址控制流域面积300km2，坝址多年平均流量2.84m3/s；拦河坝设计洪水重现期20年，校核洪水重现期100年。

拦河坝设计中，布置受左岸向北东凸出的小山脊限制，坝顶高程受锁（龙寺）～平（远）高速公路限制，经多方案比较后采用混凝土重力坝坝型，最大坝高11.68m，坝轴线长64.085m；坝自左向右依次为左岸非溢流坝段、溢流坝段、冲沙闸、取水闸坝段、右岸非溢流坝段。

2、坝址选择

绿水溏河全长约22.8km，总落差460m，河道平均比降20‰。其中：岔冲沟交汇前至上游舒城新寨河长15.3km，落差约60m，是河道坡降最小的一段，平均比降仅4‰；岔冲沟交汇后的下游段7.4km的河道落差达400m，是河道坡降最大的一段，平均比降达到54‰。在《绿水溏河河流规划》中绿水溏电站为绿水溏河第二级电站，坝址选择主要在岔冲沟交汇绿水溏河后至绿水溏河高程1340m河段上选取。该河段比降约8‰，同时，已建锁（龙寺）～平（远）高速公路从该河段旁边穿过，坝址选择必须考虑工程对锁平高速公路的影响。

经比较，最终选定坝址位于绿水溏村附近的绿水溏河与独步河交汇下游河段上。该河段地形开阔、河谷较宽缓，利于水工建筑物布置，施工条件较好；在此筑坝，坝线相对较短，工程量小，且大坝距平锁高速公路50m，工程布置及水库回水对公路及其他设施均无影响；两岸基岩出露良好,坝址及库区也无较大的不良物理地质现象，适合筑重力坝。存在的问题是河床覆盖层厚度大，坝设计中必须考虑坝基防渗处理等问题。

3、拦河坝特征水位确定

3.1、拦河坝正常蓄水位的选择

由于坝址上游有锁（龙寺）～平（远）高速公路通过，为避免对该高速公路造成影响，最高控制水位为1352m。另外为保证电站的正常取水要求，满足坝布置的最低控制水位为1349m，因此坝采用1349m、1352m两组正常蓄水位方案进行比较。

（1）方案动能指标成果

根据动能计算的基本资料以及拟定的方案，对1349m，1352m两组正常蓄水位， 10MW装机方案进行动能计算，经计算：当正常蓄水位1349m时，多年平均发电量为4584万 kW.h，倍比系数分别为6.8、8.5、10.3，年利用小时数分4584h，最大引用流量3.72 m3/s，水量利用系数为68.78%。当正常水位1352m时， 10MW装机对应多年平均发电量为4607 kW.h、，倍比系数分别为8.5，年利用小时数为4607h，最大引用流量为3.69m3/s，水量利用系数为68.44%。

（2）综合分析及方案选定

以10MW装机容量方案为比选方案，对正常蓄水位：1349m、1352m两组水位进行比较。

当正常蓄水位1349.0m时，保证出力1.17MW, 多年平均发电量4584万kW.h，水库淹没16.7亩,淹没投资55.1万元，单位千瓦投资6726元/kW，单位电度投资1.47(元/kW.h)，总投资6726.3万元；当正常蓄水位1352.0m时，保证出力1.18MW, 多年平均发电量4607万kW.h，水库淹没38.1亩，淹没投资125.7万元，单位千瓦投资7427元/kW，单位电度投资1.61 (元/kW.h)，总投资7426.8万元。

可以看出，（1）随着正常蓄水位由1349m提高至1352m，保证出力增加；多年平均发电量呈增加趋势，增量为23.5万kW.h；（2）随着正常蓄水位的提高，工程量增大，投资增加，增量变幅加剧；（3）1349m水位方案单位千瓦投资最低；从单位电度投资上看，1349m水位方案单位电度投资最低。（4）随着正常蓄水位的提高，水库淹没实物量增加明显，淹没处理难度增大明显，水溏电站在1349m水位时，淹没处理的费用最小，淹没处理难度也最低。

综上分析，综合从动能指标、总投资、淹没损失的比较结果，绿水溏电站正常蓄水位为1349m时，综合指标最优，因此，选定绿水溏电站坝正常蓄水位为1349m。

3.2、拦河坝死水位确定

绿水溏电站为单一发电的电站，死水位的选择主要考虑满足电站最小发电流量的取水的要求，确定坝死水位为1347.4m，相应死库容为0.3万m3，电站调节库容为0.4万m3。