我国大型水电站开发的若干问题

我国大型水电站开发的若干问题

1宜州市三岔镇探究宜州市龙江三叉电站是珠江水系刘江水系主要支流之一。这是一个集能源和其他一般功能于一体的节水水工程。坝址位于龙江下游河段宜州市三岔镇下游1km处,距宜州市城区68km。坝址以上流域面积为16357km2,占龙江全流域面积的96.9%,坝址多年平均流量398m3/s,水库正常蓄水位95.5m,相应库容1500万m3,水库总库容为7150万m3,电站初拟装机的一些基本数据:3×5.5MW,总装机容量16.5MW,多年平均发电量7133万kWh,年利用小时数4323h。1.1计算流和洪水的结果我们选址时,采用三岔水文站作为主要参证站,通过分析计算得出三岔水电站坝址径流、洪水计算成果见表1。1.2岔5洪水水质观察三岔水电站坝址下游河底高程是86.9m,上游洛东水电站现在的厂房正常尾水位是97.30m,扩建后的厂房正常尾水位是98.25m,最低尾水位是95.60m,为了不增大水库淹没损失赔偿,不影响上一梯级的水能损失,保持与上一梯级的衔接,三岔水电站的正常蓄水位维持现状95.5不变。下游是糯米滩电站。三岔水电站为低坝径流式水电站,水库调节库容不是很大,但在枯水时期可进行日调节。死水位确定为94.3m,相应库容为1295万m3,其调节库容为205万m3。1.3两种机组方案的共同及量的确定本电站正常蓄水位95.5m,死水位94.3m,电站水头变化范围为1.5~7.9m,多年平均出力加权平均水头4.9m,坝址多年平均流量398m3/s,为一低水头大流量的径流式电站。电站采用灯泡贯流式机组。为了确定装机容量和论证其装机规模的合理性,分别拟定了电站装机容量3×5.0MW,3×5.5MW,3×6.3MW3个方案。各方案技术经济指标见表2。从表2可看出,在相同正常蓄水位条件下,随着装机容量的增大,其多年平均发电量也随着增加,但增加的幅度不大,并且枯水期电量基本不增加,只是增加丰水期电量,另外随着装机容量的增大,电站的总投资也逐渐增加,装机容量加大,则投资增加幅度愈大。因此,装机3×5.5MW方案比较合理。2水轮发电机组回水回水状况上游洛东水电站正常蓄水位117.00m,死水位112.00m,有效库容0.22亿m3,属日调节水库。洛东电站已建电站正常尾水位为97.30m(2台机),最低尾水位为95.60m,扩建后正常尾水位98.25m(3台机)。下游糯米滩水电站坝址控制流域面积16350km2,电站正常蓄水位87.00m,有效库容0.087亿m3,枯水期可进行日调节。电站安装4台2.5MW水轮发电机组。糯米滩水电站正常蓄水位87.0m,其正常蓄水位回水末端水位为87.50m,因此应充分考虑到回水位的影响。我们经勘察调查,同时考虑到上下游的水位变化,认为可供选择的坝址有3处,即上、中、下3个坝址,分析比较如下。2.1工程地质条件上坝址为现三岔水轮泵坝坝址。现三岔小水电站枢纽建筑物布置在河道转弯处呈折线形布置,现三岔小水电站枢纽主要建筑物有左岸水轮泵溢流坝、左岸连拱坝、河中平行于河道的圬工溢流坝、右岸连拱坝、右岸溢流式小电站,右岸水轮泵溢流坝等,现状枢纽总长403m。利用原三岔水轮泵坝改建三岔电站,未能很好地实现梯级衔接,未能使水能资源得到充分利用。相对下坝址而言损失利用水头2.6m,相对中坝址而言损失利用水头1.0m。经地质勘探表明,坝址区基岩由于岩石成分中普遍含有硅铝燧石等杂质,岩溶发育强度相对较弱。坝址区基岩为弱岩溶地层,坝区工程地质条件较优越,建坝成库条件理想,坝基防渗漏处理费用少。电站右岸距离三岔镇约1km,左岸距离六塘镇约6km,左、右两岸均有与宜柳高速公路相连通的进坝公路到达,交通十分方便,施工条件优越。黔桂铁路远离坝址,在此建坝不会影响到铁路。利用原三岔水轮泵坝改建,只在右岸施工厂房,可充分利用河中石滩做纵向围堰,方便施工,可节约围堰投资。按正常水位95.5m计,发电毛水头为5.5m,装机容量3×5.5MW,年电量0.71亿kWh。总投资1.31亿元,单位千瓦投资7956元/kW,单位电能投资1.84元/kWh。此方案正常水位保持现状95.5m不变,在原旧电站厂房位置修建新厂房后,溢流前缘长度由400m缩至336m,经泄流及回水计算,其壅高与现状相比小于0.15m,对上游洛东电站尾水位无影响,不存在淹没赔偿问题。现状大坝左岸连拱坝中部以左为柳城地界,往右为宜州地界,但由于没有改变大坝现状,没有淹没问题,只在右岸施工,基本无界河影响问题。2.2工程地质条件中坝址位于三岔水轮泵坝下游3km处,在此建坝比三岔水轮泵坝可多利用水头1.0m,使水能资源得到较充分利用。黔桂铁路从中坝址下游500m处开始远离河边,在此建坝不会影响到铁路。坝址河段河流顺直,左、右两岸有较为平坦开阔的台地,地形条件较理想,利于枢纽布置。河谷为较宽阔的U形谷,河床宽度180m。主流河床偏左侧,右侧河槽均有石滩及漫滩,滩地地面高程约95m。左岸阶地地面高程约110m,阶地宽50~100m;右岸阶地地面高程约105m,阶地宽350m,河岸距铁路约380m。坝址地层岩性由深灰色含燧石结核及条带灰岩夹泥质灰岩组成。中坝址河段岩溶发育强烈,左、右两岸台地到处可见岩溶漏斗、落水洞等,坝区工程地质条件复杂,基础防渗处理费用高。现有公路未能直接到达右岸,需要修建长约3km跨越黔桂铁路的道路,而左岸亦需从广西磷肥厂修建3km道路方能到达,交通不太方便。按正常水位95.5m计,发电毛水头为6.0m,估计装机容量3×8.5MW,年电量1.02亿kWh,估计总投资1.97亿元,单位千瓦投资7725元/kW,单位电能投资1.93元/kWh。中坝址河段是界河,左、右岸分属柳城和宜州。坝址跨界,存在电站业主方面需协调好两个县市利益分配问题。厂房布置在右岸。2.3工程地质条件下坝址位于三岔水轮泵坝下游7km处的楞塘村大落王屯下游附近。糯米滩水电站正常蓄水位回水到大落王屯附近河段。在此建坝能很好地实现梯级衔接,使水能资源得到充分利用。工程测区为低山丘陵岩溶地形地貌。山顶高程301~469m,山间谷地地面高程108~122m。坝址两岸地形较对称,河谷形态为U形谷,河床宽度约210m;主河床偏左侧,均有石滩和沙滩分布,滩地高程84~86m。河床阶地不甚发育,阶地宽度20~50m不等,地面高程100~105m。坝址右端为铁路线,铁路线距河岸边尚有25~30m的阶地。坝线由薄~中薄层状灰岩、泥质灰岩、燧石灰岩组成,岩体坚硬性脆,岩溶不发育;岩层倾向上游偏左岸,对防渗有利。地形较对称。地表面及河床部分的岩体均无溶洞溶槽等岩溶现象分布。河床比较宽,有利于水工建筑物布置。河床有沙滩、石滩分布,有利于施工围堰,坝址工程地质条件比较理想。坝址右岸现有三岔经福里、楞塘往大石方向公路相距坝址2km,从楞塘村至大落王屯已修建简易机耕路,从大落王屯至坝址右岸距离约0.3km,需穿越黔桂铁路才能到达坝址右岸。坝址左岸没有公路到达,需从广西磷肥厂修建6km道路,交通条件一般。下坝址河段两岸为低山丘陵,右岸黔桂铁路临河岸坡顶经过,在此建坝,受地形限制会影响铁路,右岸铁路改线较长而且困难,赔偿费用高,超出电站经济承受能力。按正常水位95.5m计,发电毛水头为7.5m,估计装机容量3×10MW。年电量1.19亿kWh,估计总投资2.3亿元(未计入铁路改线投资),单位千瓦投资7670元/kW,单位电能投资1.93元/kWh。下坝址河段为界河,左、右岸分属柳城和宜州,坝址跨界,业主方面需协调好两个县市利益分配问题。由于右岸有现有铁路沿河岸坡顶穿过,为减少对铁路岸坡影响,厂房布置在左岸。一期施工厂房,二期施工溢流坝。2.4岔水轮泵坝址选址经综合分析比较,同时考虑到上中下每一个坝址地质、赔偿、交通、影响铁路的不利因素,我们认为利用三岔水轮泵坝坝址进行扩建改造方便易行,综合条件较好,推荐三岔水轮泵坝坝址为选用坝址。3上坝线枢纽起车点设备进厂方式本阶段选择现三岔水轮泵坝坝址进行改建。分别拟定上坝线和下坝线2条坝线进行比较,择优选定推荐坝线。其中原三岔水轮泵站坝线为上坝线,三岔水轮泵站坝线下游300m处的坝线为下坝线。上坝线枢纽坝顶总长429.36m,枢纽建筑物采用折线布置。从左岸到右岸,依次布置左岸水轮泵站、左岸连拱坝、河中平行于河道的圬工砌石重力坝、右岸连拱坝、调节闸、右岸新厂房,回车平台等。设备进厂方式采用水平进厂方式,枢纽右岸布置进厂道路与右岸公路相连接组成电站枢纽对外交通。下坝线枢纽坝顶总长275.38m,枢纽建筑物采用直线布置。从左岸到右岸,依次布置左岸接头坝、溢流坝、调节闸、右岸厂房、右岸接头坝、回车平台等