胜利水电站坝线方案选择

吴有坤，罗 坡

(本溪市水利电力勘测设计研究院，辽宁 本溪117000)

1 工程概况

胜利水电站工程位于苏子河干流新宾满族自治县上夹河镇胜利村二道河公路桥上游0.65 km处，是苏子河流域水能梯级开发规划中穆家水库以下河段水电开发的最后一级水电站工程。

该工程工程等别为Ⅳ等，主要由左右岸挡水坝段、水力自控翻板闸段、冲沙闸段、电站厂房段、升压站和办公楼组成。

在规划过程中，根据工程区地形地质条件，针对拦河坝蓄水位高程145 m，本工程拟定了上、下两条坝线方案进行比选［1］。

2 上、下坝线比较

2.1 上坝线基本情况

上坝线基本情况包含地形、地质条件、枢纽布置条件、施工条件、水库淹没和工程主要技术指标。

2.1.1 地形、地质条件

坝址位于低山丘陵区，坝线位于一不对称的“U”型河谷内，谷底高程138.25 ～139.4 m，地形较平坦，河床宽177 m，河谷宽约300 m。地貌单元为冲洪积河床及漫滩，左岸为单面山型条形山体，临河坡陡峻，基岩裸露;右岸为剥蚀侵蚀堆积而成的河间地块，发育为三级阶地［2］。

上坝线基岩岩性主要为石棚子组花岗片麻岩(Ars)，上覆第四系砂卵砾石层及坡积土。挡、泄水建筑物和电站厂房均坐落在岩基上，岩体各项力学指标能够满足建筑物稳定、应力的要求。坝址无较大断层，仅存在五段节理发育带。

岩体透水性方面除左岸SBK7 钻孔9 ～14 m段岩体透水率为55 Lu，达到中等透水等级，其余部分均＜5 Lu。

2.1.2 枢纽布置条件

上坝线布置在S 形河道上弯末端下游200 m处，下游河道顺直。枢纽建筑物从左向右依次布置有左岸挡水坝段、电站厂房段、冲砂闸段、翻板闸段和右岸挡水坝段，全长396.76 m。

其中右岸挡水坝段布置在II 级阶地上，部分翻板闸段布置在I 级阶地上，其余均布置在河床及漫滩上［3］。

2.1.3 施工条件

上坝线左岸地形较陡峻，右岸坡度较缓，为河间地块，地势开阔。左岸山体陡峻，施工场地需布置在电站厂房下游300 m处，即下坝线左岸主要施工场地位置，材料运距长［4］。

右岸施工场地容易布置。左岸挡水坝段、拦砂坎、电站厂房以及尾水渠石方开挖量较大，达3.64 万m3。

2.1.4 水库淹没

上坝线方案200 a一遇校核洪水位149.95 m，总库容683.7 万m3。涉及搬迁人口3 人，淹没房屋84 m2、耕地22.48 hm2、林地6.53 hm2，淹没赔偿费用903.31 万元。

2.1.5 工程主要技术指标

上坝线工程总体布置方案建筑工程量37.63 万m3，其中土方回填8.02 万m3，石方开挖3.64 万m3，浆砌石2.26 万m3，混凝土3.78 万m3，总投资9 336.5万元，总装机容量0.99 万kW，年利用小时数2 545 h，年发电量2 520 万kW·h，投资9 430 元/kW，投资3.70 元/kW·h。

图1 上坝线枢纽布置图

2.2 下坝线基本情况

2.2.1 地形、地质条件

坝址位于低山丘陵区，坝线位于苏子河谷与另一河谷的交汇处下游。谷底高程 138.06 ～148.58 m，地形较平坦，河床宽约234m。地貌单元为冲洪积河床及漫滩，左岸为单面山，右岸为垂直切割独立山脊，下游为开阔冲积口［5］。

下坝线基岩岩性主要为石棚子组花岗片麻岩(Ars)，上覆第四系砂卵砾石层及坡积土。泄水建筑物坐落在砂砾石基础上，左右岸挡水坝段和电站厂房均坐落在岩基上，基础各项力学指标均能满足建筑物稳定、应力的要求。

坝址无较大断层，仅存在两段节理发育带。岩体透水性方面除22 ～30 m段岩体透水率为3.3 Lu，其余部分均＜3 Lu，属弱透水等级。

2.2.2 枢纽布置条件

下坝线布置在S 形河道上弯末端下游20 m处，下游河道顺直。枢纽建筑物从左向右依次亦布置有左岸挡水坝段、电站厂房段、冲砂闸段、翻板闸段和右岸挡水坝段，全长260.36 m。均布置于河床及漫滩上。

2.2.3 施工条件

下坝线左、右岸均为山体，但左岸下游、右岸上游均紧临河间地块，地形开阔，施工场地容易布置，材料运距较短。

电站厂房和冲砂闸段砂卵石覆盖层较厚，达9 ～17.8 m，基坑渗漏严重，渗水量大，施工排水难度大。

图2 下坝线枢纽布置图

2.2.4 水库淹没

下坝线方案200 a一遇校核洪水位149.79 m，总库容832.7 万m3。涉及搬迁人口3 人，淹没房屋84 m2、耕地31.62 hm2、林地8.48 hm2，淹没赔偿费用1343.5 万元。

2.2.5 工程主要技术指标

下坝线工程总体布置方案建筑工程量36.57 万m3，其中土方回填6.87 万m3，石方开挖0.6 万m3，浆砌石2.55 万m3，混凝土3.75 万m3，工程总投资9579.1 万元，总装机容量1.20 万kW，年利用小时数2 496 h，年发电量2 995 万kW·h，单位kW 投资7983 元，单位kW·h 投资3.20 元。

3 坝线选择

胜利水电站工程是以发电为主的小型水电站工程。因此，工程水能指标和投资效益为该工程的主要制约因素。

通过实地调查和分析研究，上、下坝线主要指标和主要条件比选结果分别如下:

本工程上、下坝线均具备建设本枢纽工程的基本条件，但上、下坝线方案相比，下坝线方案在以下几个方面具有更加明显的优越性:

1)下坝线方案总装机容量较大，比上坝线总装机容量多2 100 kW，比上坝线多年平均发电量多475 万kW·h、年减少二氧化碳排放3147t，有利于苏子河流域水能资源的充分开发，有利于节能减排，符合国家大力发展清洁能源和可再生能源政策［8］。

2)下坝线方案工程投资虽略高，但比上坝线方案单位kW·h 电能投资少0.50 元，增加年发电量的单位kW·h 投资仅为0.51 元、单位kW 装机投资仅为1155 元;从电能投资上分析，增加装机容量对整个电站的电能投资有利，下坝线方案较好。

表1 上、下坝线比选主要指标成果表

3)上、下坝线方案均满足财务评价和国民经济评价要求，但下坝线方案更优，经济内部收益率为10.81%，大于上坝线方案经济内部收益率1.46 %;财务内部收益率为9.37%，大于上坝线方案财务内部收益率1.31%，符合本工程投资效益最大化和国民经济发展的要求。

综上所述，下坝线方案优于上坝线方案。因此，胜利水电站工程坝线方案推荐下坝线方案。

4 结 语

坝线选择是水利水电工程设计工作的一个重要任务，它的选择合理与否，直接关系到工程的规模、投资效益和施工难度，关系到工程建设目标的实现，是整个工程的成败的前提条件。在坝线选择过程中，必须从技术、经济、水资源利用、社会环境等方面进行综合、深入分析研究，以确定最佳方案，做出合理选择。

通过以上综合分析和比较，在胜利水电站推荐的两条坝线方案中，下坝线方案优于上坝线方案，较为合理、可行。

表2 上、下坝线主要条件比选成果表

［1］黄达进，李建，罗凤立. 长洲水利枢纽坝轴线选择［J］. 广西水利水电，1993(03):11 －13.

［2］张志雄，郑道华，项庆伟，等. 梅溪河渡口坝水电站工程坝址选择［J］. 水利规划与设计，2006(03):41 －48.

［3］张丽艳，高义军，程向民. 戈兰滩水电站坝址比选［J］. 水利水电工程设计，2007(03);39 －41.

［4］吴昊. 燕山水库大坝坝线选择［J］. 水电能源科学，2009(06):59 －62.

［5］易杜靓子，郑岳琼. 恩施某水库坝址选择方案分析［J］.人民长江，2011(11):127 －129.