浅谈某水电站厂区枢纽布置

杨春雁

1 工程概况

某水电站位于四川省甘孜州九龙县境内的九龙河上，是九龙河规划“一库五级”开发方案中的第二个梯级，无通航、灌溉、防洪等要求，采用引水式开发方式。闸址位于九龙县乃渠乡烂碉沟上游约400 m处，水库正常蓄水位2 425.00 m，总库容79.1万m3，调节库容64万m3，最大闸高19.5 m，厂址位于水打坝村通富桥上游九龙河右岸漫滩，闸、厂址相距约16.5 km。电站装机3台，总装机容量132 MW，多年平均发电量6.307亿kW·h，具有日调节能力，综合经济指标优越。

根据我国GB 50201-94防洪标准“水利水电枢纽工程的等别和级别”及行业标准DL 5180-2003水电枢纽工程等级划分及设计安全标准之规定，本电站为中型Ⅲ等工程，永久性主要建筑物按3级设计，次要建筑物按4级设计。按上述标准，确定某水电站拦河闸坝洪水标准按50年一遇设计，500年一遇校核，消能、防冲建筑物洪水标准为30年一遇。厂房洪水标准按50年一遇设计，200年一遇校核。

表1 厂区布置方案主要工程量及投资比较表

2 厂区布置方案拟定

2.1 厂房轴线

厂房轴线一般可采用顺河流向、垂直河流向或与河流向斜交布置。根据厂址处的地形、地质条件，受压力管道出口位置所限，厂房轴线顺河流布置时，尾水反坡段尾端已接近河床，尾水渠受场地限制转弯困难，致使尾水渠以较大的角度与河道相交，尾水出流条件较差。厂房轴线垂直河流布置时，同样由于受地形所限，厂房左端太靠近河道，施工围堰布置和厂房基坑开挖排水都很困难，并且尾水渠位于厂区场地中部，加大了工程占地。而厂房轴线与河道斜交布置，可较好地兼顾压力管道出口位置、尾水出流条件，施工布置方便、施工条件较好，厂区土地利用率高，因此厂房轴线应采用与河道斜交布置的形式。

表2 厂区布置方案动能经济比较表

2.2 厂区布置方案拟定

鉴于本电站引用流量较小，如何充分合理的利用水能资源成为关键问题，在已有成果基础上，采取进一步研究如何多利用水头方案的可能性和经济合理性的方案。为此，按电站装机三台拟定如下的两个厂区布置方案。

方案一(短尾水方案):

电站厂房轴线与九龙河成48°角斜交，发电尾水经60 m长的尾水渠、于通富桥上游约185 m处汇入九龙河，正常尾水位为2 192.80 m，最低尾水位为2 192.32 m，机组安装高程为2 188.70 m，发电机层高程为2 197.70 m，发电机层高出天然地面约3.5 m，高出50年一遇设计洪水水位2.28 m，高于200年一遇校核洪水位1.77 m。

该方案可利用发电水头232.2 m。

方案二(长尾水方案):

将尾水渠向下游延长，可多利用发电水头，但厂房发电机层和厂区地坪高程也要相应下降。综合考虑水头利用、尾水渠建筑工程量、厂区防洪和电站运行条件的关系，按照厂房发电机层高程高于50年一遇设计洪水水位，略低于200年一遇校核洪水位的原则进行布置，尾水渠长度为219 m，尾水在通富桥上游约20 m处汇入九龙河，正常尾水位为2 191.21 m，最低尾水位为2 190.40 m，机组安装高程为2 186.80 m，发电机层高程为2 195.80 m，发电机层高出天然地面约1.9 m，高出50年一遇设计洪水水位0.38 m，低于200年一遇校核洪水位0.13 m。

本方案可利用发电水头233.79 m，比短尾水方案多利用水头1.59 m。

3 厂区布置方案比较

短尾水方案布置:

主厂房平行于后坡坡脚布置，轴线与九龙河斜交，主机间内安装3台混流式水轮发电机组，安装间位于主机间右端，副厂房和GIS楼布置于主厂房上游侧，尾水渠长60 m，尾水直接汇入九龙河。厂区综合楼布置于厂房下游侧，进厂公路通过新建的进厂公路桥与左岸S215省道相连。

长尾水方案布置:

本方案尾水渠在尾水池反坡段尾端开始转弯后顺九龙河右侧岸边布置，尾水渠长度约219 m。厂区其他建筑物布置与短尾水方案大致相同。

对两方案进行布置后，计算出工程量和动能指标，两方案主要建筑工程量和投资比较如表1所示，两方案动能经济指标比较如表2所示。

4 结语

对两种布置方案进行综合比较:

长尾水方案比短尾水方案多利用了1.59 m的发电水头，尾水渠长增加了159 m，两个方案在地形地质条件、工程布置条件、施工条件和运行条件各方面基本相当，在工程投资和效益方面，长尾水方案多投资152.35万元，年发电量增加190万kW·h，补充单位电能投资0.802元/(kW·h)，远低于方案本身的单位电能投资，因此延长尾水渠多利用发电水头是合理的，厂区布置推荐采用3台机长尾水方案。