浙江嵊州市下王镇石舍水电站上下坝址变更的方案比较

郑群英

（浙江省嵊州市水利水电局，嵊州 312400）

1 工程概况及方案由来

浙江嵊州市下王镇位于四明山麓，境内群山环抱，溪涧密布，水能资源较为丰富，上世纪七、八十年代已建小水电站7处，装机1365kW，人均装机100W，年产值100万元左右，小水电一直该乡（镇）经济的支持产业。但下王镇地处偏僻，是嵊州市欠发达的山区乡镇，是上级有关单位结对帮困的扶贫乡镇。为了充分利用水资源，也为了最大限度地发挥农村水电扶贫帮困的作用，使村镇集体经济持续稳定地滚动发展，下王镇人民政府成立了 “十八都江水利水电开发有限公司”与受资助的九个村合股建设下王镇石舍电站。

石舍水电站座落在曹娥江水系十八都江支流上游、下王镇西南面2公里处的石舍村。工程包括拦水堰坝、电站厂房、沿山明渠及引水隧洞，是一座径流式电站，以发电为主，结合防洪、灌溉、生态旅游等综合开发。可行性研究报告中推荐的拦水坝为上坝址方案，经专家审查评估认为：石舍电站的工程等别、洪水标准、厂址选择、厂房布置基本上是合理的方案也是基本可行的，但引水隧洞太长、施工困难、投资巨大，值得商榷。最后结合专家组意见，经过再次踏勘初设阶段提出了下坝址引水方案 （厂址不变）。下王镇石舍电站上、下坝址方案总布置见图1。

2 石舍电站坝址方案比较

2.1 上坝址方案 （杨家山拦水坝）

上坝址方案设计采用杨家山拦水堰坝 （固定堰高1.5m、活动门高3m、堰长38.27m、堰顶高程90.00m）作为电站引水进口，控制十八都江支流集雨面积58.87km2，年径流量4954.5万m3。引水系统为明渠及隧洞：全长3292 m，纵坡为1/2000，设计流量 3.3m3/s。其中明渠长度为95m，采用梯形断面，底宽2m，高1.7m，过水深 1.5m；隧洞长度 3197m、断面为 2.8×2.7m。输水至石舍村对岸的山腰前池 （前池正常水位88.35m，池宽5 m，池长18 m，池深2.85 m），形成毛水头31.35m的落差。前池至水轮机采用二支各长43m、外径820mm的压力钢管供水，电站厂址在石舍村对岸的江边，厂房建筑面积 （长×宽×高））7.5×15×6m、厂房地面高程59.35m，尾水位57.00m。电站设计装机容量2×320kW，安装HL295-WJ-42(效率 87%)水轮机和SFWW320-6/850（转速1000r/min、效率92%）发电机各二台，S11-800/10升压变压器一台。

设计年发电量175万kWh，年利用小时2734.4h。

电站施工图预算992.83万元。

年电费毛收入：74.81万元，扣除税收和水资源费后，年净收入68.83万元。

2.2 下坝址方案 （下王桥拦水坝方案）

下坝址方案为拦水堰坝筑于下王公路桥下约100m处的老桥遗址处，即从原杨家山拦水堰坝向下移2.1公里左右。此堰坝蓄水后可形成一个人工湖，回水可上溯至下王镇下王村的上桥头，在下王村前河道形成人工湖。下坝址处的河床岩基裸露、致密坚硬，地质条件好，河床底高程75.00m，拦河坝设固定堰高1m、堰上水力自控翻板门高1.5m，堰长50m，门顶高程77.50m。作为电站引水进口，控制十八都江支流集雨面积61km2， 年径流量5133万m3。

引水系统也由明渠与隧洞组成，全长1760 m，纵坡为1/2000、设计流量3.3m3/s。其中明渠长度为 580m，矩形断面（宽×高）2.1×2.2m（渠顶超高0.4m）、砼衬砌三面光、过流能力3.3m3/s。隧洞长度约1180m，断面为城门洞形 （宽×高）2.5×2.3m（水深 1.8m），过流能力 3.3m3/s。输水至石舍村对岸的山腰前池（前池正常水位76.62m），形成毛水头20.62m的落差。前池至水轮机采用二支各长30m、外径900mm的压力钢管供水，电站厂址和厂房建筑面积不变，厂房地面高程58.8m，尾水位56.0m。电站设计装机容量2×250kW，安装HL295-WJ-50P（效率88%）水轮机和SFWW250-8/850（转速850r/min、效率93%）发电机各二台，S11-315/10升压变压器二台。

设计年发电量122.5万kWh，年利用小时2450h。

电站施工图预算593.15万元。

年电费毛收入：52.37万元，扣除税收和水资源费后净收入48.18万元。

3 上下坝址方案比选

3.1 比选的原则

坝址的选择需要根据开发条件和工程自身的特点经过综合比较确定。由于此项目为扶贫项目，主要原则为满足工程运用要求的条件下，合理使用扶贫资金，尽早回收投资，发挥效益。同时结合新农村建设延伸十八都江的生态旅游。

3.2 各要素的比选

（1）地形地质条件：上、下坝址处河床岩基裸露、致密坚硬，地质地形条件相当；考虑到山区间隙性河流，洪水季节性较强，两个方案坝型的选择均为水力自控翻板门。

（2）施工条件：两个方案施工现场均位于乡镇公路的左右岸，交通便捷，施工方便。

（3）工程导流与渡汛条件：由于同属于山区间隙性河流，拦水堰坝工程量也不大，两个方案均可利用枯水季节一次性建造完工。

（4）工程量及投资：上、下坝址本身的工程量也相差不大，它们的主要差异在于引水系统的投资，具体参数见表1、表2。

表1 上、下坝址方案的主要投资比较表

表2 上、下坝址方案工程效益比较表

3.3 方案的选择

3.3.1 投资效益比较分析

从表1表2我们可以看出，上坝址方案水头高、装机容量大、发电量多，但工程量大，单位千瓦造价和单位电能投资值较高，投资额大；下坝址方案单位千瓦造价和单位电能造价大为降低，集雨面积和年径流量略有增大，机组的效率增加2个百分点。虽则装机容量略有减小，但如果选择下坝址方案，工程投资只为上坝址方案的42.16%，而发电效益却为上坝址方案的70%，投资回收年限缩短了三分之一。

3.3.2 对生态景观影响的比较分析

上坝址方案截流后将造成杨家山堰坝以下的下王镇所在地下王村河道断流、河床裸露，影响自然景观及村民生活用水；还影响下王村部份农田灌溉；下坝址方案基本不影响下王村段农田灌溉，回水上溯可形成一个人工湖，可营造人工湿地和亲水走廊，有利于美化山区小镇的自然景观，有利于新农村建设；同时有了水的灵性，十八都江上游清溪的生态旅游也将得到延伸。

3.3.3 施工难度的比较分析

上坝址方案3197米隧洞需穿越山沟间隔的四、五处小山包，为避开沿线山沟低洼地段，需采用折线隧洞，线路长，施工难度大，工期长；下坝址方案隧洞缩减为1150米后，施工难度降低、工期将大大缩短。

4 结语

小水电建设及运行会扰动当地生态环境，造成一定的生态影响。水坝工程应该尊重自然，顺应自然规律，尽量减少水坝工程对当地环境的损害。因此坝址的选择，在满足工程运用要求的条件下，应优先选择造价低、施工方便、易于枢纽布置、占地小，对环境影响小的方案。从石舍电站上、下坝址的方案论证分析可看出，无论从适度开发、建设环境友好的农村小水电构建和谐水利出发，还是从整合水能资源、优化配置、高效利用，提高电站经济效益和扶贫项目及早见效等综合因素考虑，下坝址的方案是合理的、经济的，优于上坝址方案，建议采用下坝址装机500kW的方案。

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