东岸水电站正常蓄水位的选择

郭瑾

（江西省抚州市水电勘测设计院 江西 抚州 344000）

1 概述

东岸水电站位于江西省乐安县牛田乡东岸村，坝址位于赣江流域乌江水系牛田河支流招携水上，坝址以上控制流域面积710km2，是距上游8.91km的洞口水电站（坝址以上控制流域面积588 km2）的下游梯级电站。据上世纪80年代《乌江流域规划报告》中的梯级开发方案，东岸电站为乌江流域牛田河的第三个梯级电站，其正常蓄水位确定为125.1m。

考虑到原规划分析采用的基础资料不足，现在初步设计的基础上，从东岸电站坝址至洞口尾水共布置了17个河道横断面进行测量，重新分析东岸水电站回水，进而确定原定规模是否影响洞口水电站尾水现状。首先，分析东岸水电站建坝后汛期回水水面线。通过分析计算，当东岸水电站正常蓄水位定为125.1m时，汛期回水未至洞口水电站尾水；再对东岸水电站建坝后正常发电期回水水面线进行分析。东岸水电站正常蓄水位定为125.1m时，正常发电期回水至洞口水电站尾水有壅高；当东岸水电站正常蓄水位下降至124.8m时，正常发电期回水基本在洞口尾水断面处与原天然水面线衔接，回水长度未超过洞口水电站，不会影响洞口水电站发电，因此确定124.8m为东岸水电站正常蓄水位上限。

表1 东岸水电站洪水期回水成果表（正常蓄水位取125.1m）

表2 东岸水电站回水计算成果表（正常蓄水位取125.1m）

表3 东岸水电站回水计算成果表（正常蓄水位取124.8m）

2 汛期回水分析

2.1 设计标准及设计流量

按《水电工程水库淹没处理规划设计规范》（PL/T5064-1996）规定，淹没耕地的洪水频率选用P=20%（5年一遇），淹没村庄的洪水频率为P=5%（20年一遇）。因东岸水电站库尾即为洞口水电站，属较重要的水利设施，为了安全起见，选用标准较高的东岸水电站设计标准来计算回水，从而论证其是否会影响到洞口水电站的防洪安全。东岸水电站设计及校核标准为50年一遇与300年一遇。

2.2 控制水位

采用坝址纵、横断面测量成果，根据河床组成及床面特性，参照天然河道糙率表，计算坝址水位流量关系。根据东岸坝址水位流量关系，得到各控制流量下的水位作为建坝前天然水面线起始控制水位。由于水库仅对50年一遇标准以上洪水有调蓄作用，因此，建坝后20年及5年一遇标准的控制水位为正常蓄水位，50年及300年标准控制水位则为调洪演算所确定的设计洪水位及校核洪水位。

2.3 计算方法及成果

河道回水水面线采用试算法逐段试算，考虑到山区河道洪水期流速较大，动能改正系数选为1.5，计算得建库前、后的河道水面曲线成果列入表1（其Cs2～Cs16之间河段断面水位成果省略），经计算5年、20年、50年、300年一遇标准回水基本在Cs16断面处与原天然水面线衔接，回水长度均为8.76 km，洞口水电站距坝址为8.91km。因此，东岸正常蓄水位为125.1m时，汛期回水不影响洞口水电站的防洪安全。

3 正常发电期回水分析

从上述成果可以看出，正常蓄水位高为125.1m时，各种设计标准下的回水均不影响洞口水电站发电，故本节主要分析小流量时对洞口发电尾水的影响。

3.1 设计流量及坝址控制水位

洞口水电站现有两台320kW的发电机组，单机最大引用流量为4.5m3/s，最大引用流量为9.0m3/s，经计算洞口水电站年平均流量在5.53m3/s～31.69m3/s之间，因此，共选择4组能够代表洞口水电站实际运行工况的小流量进行天然及建坝后水面线计算。选定的最小流量为5m3/s，最大流量为35m3/s，中间选择15m3/s、25m3/s控制。

采用东岸坝址水位流量关系查算各流量级的水位，以此作为天然水面线起始水位，建坝后起推水位采用初定的正常蓄水位125.1m。

3.2 回水成果

天然水面线及建坝后水面线的计算，采用河道水面线推求的试算法。考虑到小流量时流速较小，动能改正系数取为1.0，河道糙率n=0.04。根据分析的起推水位，按实测的17个河道横断面，推算正常发电期回水水面线，天然及建坝后设计水面线成果见表2。从计算成果看，正常高为125.1m时，建坝后水位在洞口尾水断面（断面Cs17）处有雍高，高于洞口水电站天然水位，建坝后洞口尾水位已超过洞口水电站现状尾水位0.05m，所以东岸水电站正常蓄水位125.1m时，对洞口水电站机组的正常运行会产生影响。

3.3 正常蓄水位上限的选择

根据上述计算成果，东岸水电站正常蓄水位取125.1m时，建坝后水位在洞口尾水断面处高于洞口水电站天然水位，对洞口水电站机组的正常运行会产生一定的影响。为使东岸水电站能最大程度利用水能，又不影响上游洞口电站尾水，正常蓄水位必须在125.1m的基础上下调。故拟定125.0m、124.9m、124.8m三个正常蓄水位作为建坝后起推水位进行试算，计算结果为：当东岸水电站正常蓄水位下降至124.8m时，各流量下东岸建坝后回水基本在洞口尾水断面处与原天然水面线衔接（成果见表3），即正常流量下东岸回水长度未超过洞口水电站尾水，不会影响洞口尾水现状，洞口尾水水位流量关系维持现状。因此，正常蓄水位选择124.8m才是适宜的，该水位应是东岸电站正常蓄水位的上限。

4 结语

从分析成果看，下游水电站的回水对上游水电站尾水位的影响，主要取决于下游坝前高水位时入库流量较小的运行工况。新建水电站通常只需计算在淹没耕地及淹没村庄的洪水标准下的回水水面线，以确定淹没赔偿范围。当水电站上游建有梯级电站时，为使下游拟建电站能充分利用水力资源，同时建坝后回水又不影响上游已建电站的防洪安全及正常发电，可采用本文介绍的方法分别分析洪水期及上游电站正常发电期的回水，当回水基本在上游电站尾水断面处与原天然水面线衔接时，即说明下游新建电站所确定的规模对上游已建电站无影响，同时又能使新建电站发挥最大的效益。陕西水利