谟家水电站总体规划设计

姜 丽

（本溪市水利电力勘测设计研究院，辽宁 本溪117022）

1 概述

谟家水电站位于沈阳市苏家屯区后谟家堡村，浑河闸下游段，厂址距沈阳市中心仅4km。电站枢纽主要由拦河闸、进水闸、引水渠、进水室、电站厂房、尾水渠等组成。闸址以上集雨面积7919km2，电站设计水头15m，设计流量33.6m3/s，装机容量4×1000kW，年利用4175h，多年平均发电量1667kW·h，总投资2948万元。

2 工程条件

2.1 工程站址自然条件

该电站流域属温带季风型大陆性气候区，雨量丰沛，多年平均降雨量780mm，降雨集中在7、8月，尤以7月下旬至8月上旬为暴雨集中期，年际间变差较大。闸址多年平均来水量30.4m3/s，弃水量9.58亿m3。多年平均气温8.1℃，最高气温达35.7℃，最低气温达-30.5℃，最大冻土深1.48m。拦河闸处设计洪水流量4074m3/s （P=2%）， 校核洪水流量6294m3/s（P=0.333%）。

2.2 工程地质条件

工程区域位于浑河闸左岸堤后河滩地上，根据浑河闸以往勘察钻孔的成果资料，该区主要地层岩性分述如下：

（1）第（0～2）层。 素填土，包括三部分：上部为圆砾，厚2～3m，其中上部0～1m左右范围内圆砾层含泥量较高；中间为砾砂，层厚2～4m，下部为中砂，厚1～2m左右，层底高程30.3～31.45m。

（2）第（1）层。 砾砂，黄色，局部为黑色，砂砾成份主要以火山岩为主，磨圆一般，饱和，密实度变化较大，多呈中密状。层位相对较稳定，分布不均匀，最大层厚5.4m，层底高程24.0～29.45m。

（3）第（2）层。 圆砾，黄色，局部为黑色，砂砾成份主要以火山岩为主，磨圆一般，饱和，密实度变化较大，多呈中密状。层位较稳，分布广泛，本次勘察未穿透此层，在勘察范围内最大层厚15.5m。

3 工程枢纽总布置及主要建筑物

枢纽建筑物主要由拦河闸、进水闸、引水渠、进水室、电站厂房、尾水渠等组成。其中拦河闸、进水闸利用已建浑河闸和浑沙进水闸，引水渠在原浑沙灌渠渠址上改建。

3.1 引水渠

引水渠道对原浑沙灌渠进行改造，结构型式为C20、F200毛石混凝土，顶宽0.6m，迎水面为直立墙，背水面坡比1∶0.5。 改造渠段长150m，宽40m，设计比降1.5‰，与原浑沙进水闸桥下渠段相连，底板防渗采用250g/m2土工膜，上覆0.5m砂砾料，土工膜呈褶皱状埋入两侧挡墙混凝土内各0.1m，渠道分段止水采用膨胀止水条。

3.2 进水室

进水室位于浑沙灌渠右侧，与灌渠成90°交角。进水室长7.5m，宽25.38m，底板厚0.9m，底板顶高程30.50m。在进水室末段设4扇拦污栅，孔口尺寸5.67m×4.2m（宽×高）。

3.3 电站厂房

电站厂房位于浑沙灌渠右岸7.5m处，呈一字型布置。上游侧为主厂房，下游侧为副厂房。主厂房上游侧设4孔快速闸门，闸门型式为平面定轮钢闸门。下游尾水管末段设4扇尾水检修闸门，闸门型式为铸铁闸门。主厂房内安装4台ZD660-LH-120型水轮机，配4台SF1000-14/2150型发电机，设计水头15m，装机容量4×1000kW。电站控制采用计算机监控为主，人工为辅。

主厂房分4层，分别为尾水管层、蜗壳层、水轮机层、发电机层。主厂房左侧为安装场，分3层，下两层主要布置相关电气设备。

副厂房位于主厂房下游、尾水管上，分3层，分别为电缆及盘型阀层、配电层及中控室。

升压站布置在主厂房左侧上游，紧邻安装场，露天式布置，设2.5MVA主变压器2台。

3.4 尾水渠

尾水渠分为反坡段和顺坡段。其中反坡段长15m，宽26.28m；顺坡段长175m，设计比降5%。尾水渠采用钢筋混凝土框架结构，完建后覆土绿化。本工程最低尾水位（单台机组发电）为20.44m，最高尾水位（全机组发电）为21.00m。

4 工程设计特点

4.1 统筹兼顾，考虑多方因素

浑河闸位于浑河中下游，肩负着沈阳市的防洪任务和辽阳市浑沙、沈阳市八一、沈阳市浑蒲、辽中县浑蒲、新民县浑蒲五灌区5.4hm2农田的灌溉任务，标准为3级。

谟家水电站是在不改变原浑河闸和浑沙进水闸的作用和工程效益的基础上，利用浑河闸的多余弃水和浑沙进水闸的富余供水能力进行发电，是浑河闸水资源综合利用开发项目之一，有利于浑河闸水能资源的开发利用和节能减排。

谟家水电站设计规划过程中，充分考虑浑河右岸生态环境因素，尽量减少工程占地，其中发电厂房采用了主副厂房综合布置及多层结构，减少了工程占地；尾水渠采用暗渠结构型式，施工完毕后，场地恢复原状，减小了对生态环境的影响和破坏。

4.2 充分利用已建工程，降低工程造价

谟家水电站是在浑河闸和浑沙闸的基础上进行兴建，不需另设挡水和进水建筑物。同时该工程利用原有灌渠150m，对该段灌溉进行改建，进行了硬化和防渗处理；利用灌渠下游节制闸进行水量调节，调节电站用水和灌区供水，极大地降低了工程造价。

4.3 发电厂房采用主副厂房综合布置及多层结构

谟家水电站厂房为多层结构，主副厂房综合布置，减少了工程占地，同时，有利于主厂房结构稳定；副厂房中控室布置在主厂房下游，与发电机层平齐，改善了一般电站运行经常面临的潮湿、阴暗的工作条件，为电站运行人员提供了良好的工作环境；同时，中控室与发电机处于同一层，有利于电站管理人员进行设备管理，处理突发事件。中控室与主厂房之间采用玻璃幕墙相连，便于运行人员观察电站机组运行情况。

4.4 采用传统管理与微机自动化相结合方式

谟家水电站电厂管理采用传统管理与微机自动化管理相结合的管理模式，该管理模式同时兼顾了传统管理与自动化管理的优点，既减少了人员数量，提高了管理效率，增强了电站运行的安全性和稳定性。

5 结语

小水电站属综合性工程，一般以盈利为目的，规划设计合理与否，直接决定了电站效益的发挥和工程实施。因此，在工程规划设计中，要充分考虑各方面的因素，因地制宜、因势利导，尽可能减少工程造价和运行成本及因工程建设对环境、生态的破坏和影响。

［1］SL76—2009，小水电水能设计规程［S］.

［2］SL278—2002，水利水电工程水文计算规范［S］.

［3］GB50071—2002，小型水力发电站设计规范［S］.

［4］左东启，顾兆勋，王文修.水工设计手册［K］.北京:水利电力出版社，1983.