甘溪三级水电站枢纽布置设计(1)程力学毕业论
2014-02-06 01:16
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摘要：甘溪是临安市境内的一条小溪流，上游修建有龙头调节
摘要：甘溪是临安市境内的一条小溪流，上游修建有龙头调节水库，通过３级开发，使水资源得到了合理利用。甘溪三级水电站是一座典型的引水式小型水电站。阐述了甘溪三级水电站的枢纽布置、方案选择及建筑物设计。
关键词：小型水电站 引水式 水电站 枢纽布置 水工建筑物
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２×４００ｋＷ，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ｋＷ·ｈ，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２×１６０ｋＷ，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３×５００ｋＷ，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。
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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ｋＷ·ｈ，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。
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