白龙江花园水电站工程初步设计报告(编辑修改稿)

白龙江花园水电站工程初步设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

（ 2）水头损失 花园水电站压力引水系统长约 ，不同引水流量，对应不同的水头损失，在水能计算中予以扣除， （ 3）厂房尾水水位～流量关系曲线 见图 4－ 2。 （ 4）综合出力系数 取综合出力 系数为。 （ 5）其它用水 本电站以发电为主，无灌溉、供水要求。 坝址至站址河道长约 ，枯水期易造成坝下游河道断流，影响当地生态环境。 因此，为了满足下游浅水河段生态用水，本阶段枯水期按 、丰、平水期按不小于 3m3/s 向下游河段放水。 水库运行方式 根据水库泥沙冲淤计算分析，花园水电站平、枯水期（ 11月～ 5 月）水库水位保持正常水位 1835m 运行。 丰水期（ 6月～ 10 月）当入库流量大于 170m3/s 时 ,水库水位降至排沙 3 13 水位 1829m 运行；当流量小于 170 m3/s，水库水位维持 正常蓄水位 1835m运行。 计算方法及成果 花园水电站为混合式电站，采用丰、 中偏丰、中、中偏枯、枯五个设计代表年逐日平均流量计算电站的出力和电量。 经计算 ， 保证出力 ，装机容量 60MW，多年平均发电量 亿 kWh ，年利用小时数 4118h。 正常挡水位选择 花园电站上游为多儿水电站，电站尾水距离坝址断面，因九龙峡电站厂房在多儿厂房上游仅 500m，因此回水影响同时考虑上述两电站。 正常挡水位选择 以最大限度利用水资源为原则。 本电站地处甘南高原山区，库区无大的 农田、房屋，淹没损失小。 因此，正常蓄水位的选择以不影响上游多儿和九龙峡电站的尾水为准。 正常蓄水位选择 、 1835m 进行比较，经计算，正常蓄水位为 时，花园水电站回水对多儿、九龙峡电站尾水没有影响。 正常蓄水位为 1835m 时，花园水电站回水不影响九龙峡电站尾水，与其尾水位基本衔接；回水对多儿电站的尾水影响 ，年平均损失电量 万 kWh，影响不大，而花园水电站正常蓄水位从 提高到 1835m， 3 14 年可增加发电量 160 万 kWh，完全可以弥补多儿水电站的损失。 因此，花园水电站正 常蓄水位定为 1835m。 装机容量选择 本阶段拟定 万 kW、 万 kW、 万 kW 三个装机方案进行动能经济比较。 随着装机容量的增加，多年平均发电量随之增大，工程投资也同时增加，随着装机的增加，增加装机所增加发电量逐渐减少，故装机容量不宜过大。 从当地水电运行看，装机年利用小时数在 4000～ 5000 小时较为合适。 经动能经济比较，装机容量从 万 kW 增加到 万 kW，差额投资内部收益率为 %，大于 10%；装机容量 万 kW 增加到 万 kW，差额投资内部收益率只有 %，小于 10%。 万 kW 装机容量 的 年利用小时数 4118h， 相对合适 ，经综合比较， 推荐装机容量 kW。 引水洞洞径选择 引水洞 设计引用流量 ，根据地形、地质条件、经济流速，类比已成工程，拟定 、 、 三个方案进行比较。 随着洞径增加，水头损失减少，保证出力、年发量都相应增加，但洞径加大也增加了工程量，从而增加投资。 洞径从 增加到 ，差额投资内部收益率为 %， 3 15 洞径从 增加到 ，差额投资内部收益率为 %，已不经济。 另外，洞径 的流速 似电站的引水隧洞平均流速，综合分析选择洞径。 水轮机额定水头选择 依据《水力发电厂机电设计规范》（ DL/T51862020）“电站的额定水头，应按 额定水头与加权平均水头的比值在 ～ 之间选择”。 本电站取额定水头 ， 与加权平均水头 的比值为 ，符合规范要求。 水库运行方式 花园水电站是具有一定日调节能力的混合式电站，其出力主要受天然来水控制。 为提高电站的发电效益，一般维持正常蓄水位运行。 但为控制泥沙淤积，减少 回水对上游电站尾水的影响，丰水期（ 6 月～ 10 月）入库流量大于 170m3/s，水位降至 1829m 排沙水位运行，并视库尾泥沙淤积情况，每年安排 1～ 2 次进行敞泄排沙，每次 6～ 12 小时；入库流量小于 170m3/s，水位保持正常蓄水位运行。 日调节容积确定 花园水电站规划为径流式电站，本阶段考虑到随着经济建设的飞速发展，若干年后甘肃省电网必将实行峰、平电价，结合花园枢纽排沙运行水位以上的库容，为电站设置一定的 3 16 日调节能力。 日调节池容积按 1 台 7 小时满发运行，并考虑 的安全系数计算，所需日调节 池容积为 万 m3。 水库运行30 年冲淤平衡后， 1835m 与 1829m 之间的库容差约为 125万 m3，满足日调节容积。 水库淤 沙 计算 采用 西安理工大学泥沙数学模型 分析计算花园水电站水库正常蓄水位 1835m，排沙运行水位 情况下 的泥沙 冲 淤过程，包括不同运用年限的淤积量、排沙比、库区淤积纵剖面、库容曲线的变化 、 水库正常蓄水位和汛期回水水面线 等 ，并分析对水库上游水电站（多儿水电站和九龙峡水电站）尾水位的影响。 冲淤量计算结果 ： 水库运行前期淤积量增加较快，水库运行至第 12 年后，库区有冲有淤 ，基本达到冲淤平衡状态。 水库运用 30 年累计淤积量为 亿 m3，多年平均淤积量为 万 m3，多年平均排沙比为 %。 水库运用 30 年后水库剩余库容为 亿 m3。 实际运行中，应在水库沉沙段设监测断面，监测河底淤积高程，当 坝 前段泥沙淤积高程接近取水口高程时，也应及时安排敞泄冲沙，以避免淤积在水库中的悬移质粗沙及推移质进入取水口。 3 17 水库 回水 计算 平水情况回水水面线计算 花园电站坝址上游 处是多儿水电站厂房，上游九龙峡厂房距多儿厂房仅 500m，因此水库平水 情况回水水面线计算，针对上游两座水电站各自的设计流量，分两种流量级分别计算：多儿水电站正常尾水位 ，对应流量为 m3/s；九龙峡水电站正常尾水位 ，对应流量，多儿电站入汇流量 24m3/s。 计算平水情况回水水面线时坝前水位为正常蓄水位 1835m。 计算中，天然河道水面线计算 糙率 取值为 ，水库泥沙淤积 30 后水面线计算糙率取值为：在悬移质淤积段糙率为 ，库尾段为 ，淤积末端以上为。 计算结果表明： 1）水库泥沙淤积 30 年后（库区淤积已经达到冲 淤平衡），白龙江干流花园大坝枢纽至多儿电站之间流量为 m3/s 时，多儿尾水断面处水位为 ，稍高于原设计正常尾水位。 说明花园水电站的运行基本不影响上游多儿水电站的尾水位。 2）水库泥沙淤积 30 年后（库区淤积已经达到冲淤平衡），九龙峡水电站尾水断面流量为（九龙峡发电流量 ，生态水 ），并考虑多儿电站入汇流量 24m3/s，九龙峡尾水断面处的水位为，与正常尾水位 恰好衔接。 说明花园水电站的运行不会对上游九龙峡水电站 尾水位造成影响。 3 18 洪水情况回水水面线计算 洪水情况回水水面线按照花园 水库 枢纽运行 30 年，库区泥沙达到冲淤平衡后，分别计算花园枢纽、多儿厂房、九龙峡厂房及库区淹没不同标准洪水流量的水面线。 经计算，由于花园枢纽设置了足够大的泄洪设施，在上游电站厂房的各种洪水标准下，回水都基本不超过原厂房洪水位，可保证不影响上游电站的防洪安全。 工程布置及主要建筑物 工程等别和建筑物级别 本电站装机容量 60MW。 根据国标《防洪标准》（ GB50201－ 94）和水利部 《水利水电工程等级划分及洪水标准 》（ SL252－ 2020） 的 规定 ， 本工程属于 Ⅲ等中型工程。 因此，电站 永久性主要建筑物按 3 级设计，永久性次要建筑物按 4 级设计 ，施工临时性建筑物按 5 级设计。 枢纽洪水标准：设计洪水重现期为 50 年（ P＝ 2%）， 相应 洪峰流量 为 1160m3/s；校核洪水重现期为 500 年（ P＝ %）， 相应 洪峰流量 为 1900m3/s；消能建筑物洪水标准：洪水重现期为 30 年（ P＝ %）， 相应 洪峰流量 为 1000m3/s。 电站厂房洪水标准：设计洪水重现期（年）为 100 年（ P＝ 1%）， 相应 洪峰流量 为 1380m3/s；校核洪水重现期（年 ）为 200 年（ P＝ %）， 相应 洪峰流量 为 1600 m3/s。 3 19 坝轴线、坝型选择及 工程总体布置 坝轴线、坝型选择 花园电站为白龙江干流尼什峡至沙川坝河段梯级开发中的第 6 个梯级，在规划区域内地层岩性接近，坝址选在花园乡附近，在可研可研阶段选定的下坝址河道，本阶段初步设计选择上、下两坝线，通过技术经济综合比较，选择上坝线为推荐坝轴线。 坝址处河谷狭窄，通过面板堆石坝与混凝土重力坝型分析对比，推荐坝型为混凝土重力坝。 本阶段初步设计主要对常态混凝土和碾压混凝土两种筑坝材料进行对比选择，结合坝址地形地质情况，通过技术经济综合对比，本阶段推荐筑坝材料选用常态混凝土。 本阶段对可研拟定的引水发电洞线路及电站厂房下站址进行进一步细化，选定建筑物位置及基本尺寸。 工程总体布置 的选定 花园水电站工程由 首部枢纽、低压引水隧洞和电站厂房三大部分组成。 首部枢纽为现浇 混凝土重力坝 ，坝 左岸 古河床处理采用护岸防渗 ，在花园沟沟口设 沥青混凝土心墙砂砾石副坝 ，通过枢纽大坝、护岸、副坝形成左岸封闭完整的防渗体系。 引水发电洞进口布置在大坝上游左岸，为 塔式进水口 ，进口轴线距大坝上游面 27 米，引水洞为圆形断面，内 半径 R=7m。 引水洞轴线长。 电站厂房布置在坝下游 处河道右岸多玛冲沟左侧，电站主厂房长 57m，宽 17m。 3 20 主要建筑物。