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水利工程论文-小流域小水电梯级开发的探讨.doc

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水利工程论文-小流域小水电梯级开发的探讨.doc

水利工程论文小流域小水电梯级开发的探讨摘要随着小水电开发的不断深入,开发方式和开发理念也在不断发生变化。针对小流域的特点,提出了水电规划和开发中应考虑的一些问题与对策,强调了梯级开发的优越性。关键词小流域小水电水能资源梯级开发规划分析1工程概况甘溪三级水电站位于浙江省临安市甘溪中游,是甘溪梯级开发的第三级水电站,属典型的中水头引水式电站。工程枢纽主要由渠首枢纽、无压输水隧洞、前池、高压管道、发电厂房和尾水渠组成。电站装机容量2400KW,设计水头34.6M,单机最大过流量1.5M3/S。多年平均发电量223万KWH,年利用小时数2788H。电站出线T接至10KV甘溪线并网,输电线路长度为500M。甘溪是天目溪的一条支流,上游建有甘溪一级水电站和甘溪二级水电站。甘溪一级水电站装机容量2160KW,坝址控制流域面积19.6KM2,水库总库容214万M3。甘溪二级水电站装机容量3500KW,利用集雨面积33.5KM2。甘溪流域内雨量充沛,多年平均降雨量1625MM。多年平均气温15.6℃,极端最高气温41.6℃,极端最低气温-13.2℃。甘溪三级水电站渠首枢纽位于甘溪二级水电站尾水出口下游20M处,坝址控制流域面积40.3KM2,区间引水集雨面积2KM2。多年平均流量1.18M3/S,年径流量3721万M3。坝址设计洪水流量386M3/S(P=10%),校核洪水流量522M3/S(P=3.33%)。工程区地质条件简单,出露基岩为奥陶系上统於潜组页岩和砂岩,河床处砂砾石覆盖层厚1~3M,山坡处覆盖层厚0.5~2M,两岸台地覆盖层较厚。河道中水质清澈,泥沙含量很少。2方案选择2.1坝址选择甘溪三级水电站是甘溪二级水电站的下一个梯级电站,坝址选择的原则为1)满足与上级电站尾水位的衔接;2)满足进水闸和溢流堰的布置要求;3)不淹没耕地和房屋;4)使渠首枢纽工程造价最低。根据地形地质条件,坝址选定在甘溪二级水电站尾水出口下游20M处,该段河床宽约35M,坝型采用浆砌石溢流坝。2.2厂址选择厂址位于潘家村乌浪口,电站尾水排入支流乌浪溪中。设计中对上厂址方案和下厂址方案进行比选,下厂址方案与上厂址方案相比,水头增加3.6M,电能增加23万KWH,效益增加9万元,投资增加25.2万元,差额投资经济内部收益率35.5%,故选用下厂址方案。2.3无压输水系统方案选择无压输水系统有隧洞方案和明渠结合隧洞方案两种布置形式,两方案的轴线长度基本相同。明渠结合隧洞方案是进水闸后接长度为425M的浆砌石明渠,其后仍为隧洞。经过比较,隧洞方案较明渠结合隧洞方案减少投资6.2万元,隧洞方案日常维护工作量少,且不占林地,故无压输水系统选用隧洞方案。3主要建筑物3.1渠首枢纽渠首枢纽由拦河堰、进水闸和拦沙坎组成。拦河堰为折线型浆砌块石实用堰,溢流段长31.1M,堰顶高程224.63M,最大堰高2.23M,堰顶宽1.5M,上游面垂直,下游面坡度1∶2。堰体采用M7.5浆砌块石砌筑,外包30CM厚C20混凝土。由于上下游水位差小,溢流堰仅设置4M长的浆砌块石护坦来消能,堰体防渗采用混凝土防渗墙。进水闸位于甘溪的左岸,紧邻甘溪二级水电站的进厂公路,采用侧向引水,引水角15。设置1孔宽2M的闸孔,闸底板高程223.35M,后接无压隧洞。进水闸为胸墙式结构,闸室长4.46M,设1道拦污栅和1扇铸铁工作闸门,手动螺杆启闭机启闭,启闭机平台高程227.70M。由于河道中泥沙很少,且大部分淤积在上游的水库中,渠首枢纽不设置排沙设施,进水闸前设有拦沙坎,拦沙坎前考虑人工定期清沙。3.2无压输水隧洞进水闸至前池之间为无压隧洞段,长2354.947M。根据地形条件及施工要求,无压隧洞段由1号隧洞、2号隧洞、3号隧洞和1号钢筋混凝土埋管、2号钢筋混凝土埋管组成,1号隧洞长124.100M,2号隧洞长855.485M,3号隧洞长1315.362M。1号隧洞、2号隧洞、3号隧洞之间由钢筋混凝土埋管连接,1号钢筋混凝土埋管长50M,2号钢筋混凝土埋管长10M。隧洞沿线分布的岩性为奥陶系上统於潜组砂岩、页岩互层,上覆岩体厚度30~90M,整体性较好,属Ⅱ~Ⅲ类围岩。隧洞断面采用城门洞型,开挖断面宽2.4M,高2.65M(其中直墙高1.45M,矢高1.2M,半径1.2M),纵坡为12000,洞底采用10CM厚的C15素混凝土找平。隧洞进出口及断层地段采用钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度30CM。连接段钢筋混凝土埋管采用箱型结构,净宽1.8M,高2.05M,壁厚0.3M。在桩号2+139.35处设置溢流支洞,把进入隧洞多余的来水排入支流乌浪溪中。溢流支洞长65M,断面呈城门洞型,开挖断面开挖宽2.4M,高2.65M。3.3前池及压力管道前池布置在厂房上游的山坡上,采用钢筋混凝土结构,总长21.2M。正常运行水位223.2M,最低运行水位221.9M,前池工作容积94.1M3,边墙顶高程224.7M。前池进水口前设拦污栅和事故钢闸门。压力钢管布置在山坡中开挖出的管槽内,全长52.68M。因设计引用流量不大,压力钢管采用一管二机的供水方式,在厂房外45卜形分岔成两支管。选定主管管径1.2M,钢板壁厚12MM。支管与蝶阀同直径,管径0.8M,钢板壁厚8MM。压力钢管在桩号管0+021.44处设镇墩,每7米增设支墩,前池压力墙及镇墩后各设1个伸缩节。钢管槽底宽2.6M,左侧布置踏步,以便于压力钢管的日常维护。3.4发电厂房发电厂房位于潘家村山麓下,厂房基础全部座落在基岩上,根据机电设备的布置,采用地面式厂房。厂房内布置2台卧式水轮发电机组,机组轴线与厂房纵轴线平行,机组间距7.4M,上游侧布置蝴蝶阀和控制保护屏,安装间位于厂房的右端。发电机层地面高程188.64M,安装场地面高程189.60M。因发电机层与安装场之间存在高差,为便于设备的安装和检修,厂房内设1台5T的单轨手动葫芦,架设于屋面大梁下。厂房采用混凝土排架结构,砖墙围护,长22.0M,宽8.7M。3.5尾水渠机组出来的尾水通过尾水渠排入支流乌浪溪中,尾水渠长300M。尾水渠断面为底宽2M、边坡1∶0.1的梯形断面,边墙采用干砌块石挡墙结构,水泥砂浆勾缝,底板采用C20混凝土浇筑,厚0.12M。

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