观音岩水电站下闸蓄水关键措施研究

庾文武

(长沙市轨道交通集团有限公司，湖南 长沙 410005)

观音岩水电站下闸蓄水关键措施研究

庾文武

(长沙市轨道交通集团有限公司，湖南 长沙 410005)

针对观音岩水电站下闸蓄水难点，通过科学制定下闸程序、优化下闸时机、细化方案、协调上游电站控泄、构建组织保障、做好供水沟通等关键措施，确保了电站顺利下闸蓄水，圆满完成2014年12月首台机组发电目标。

水电站；下闸；蓄水；措施

1 工程概况

观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县(左岸)与四川省攀枝花市(右岸)交界的金沙江中游河段，是金沙江中游河段规划八个梯级电站的最末一个梯级，上游为鲁地拉水电站。观音岩水电站主要由碾压混凝土重力坝和心墙堆石坝、岸边溢洪道、明渠溢洪道、双泄中孔、冲沙底孔、电站引水系统及坝后厂房等建筑物组成，碾压混凝土重力坝最大坝高158m，心墙堆石坝最大坝高75m。水库正常蓄水位1134m，死水位1122m，正常蓄水位以下库容20.72亿m3，调节库容5.55亿m3，水库总库容22.50亿m3，电站总装机容量3000MW。观音岩水电站是一座以发电为主，兼顾供水和防洪的一等大(1)型工程。

2008年12月，电站右岸一期导流明渠开始施工，2011年1月，二期大江截流，2013年1月，三期明渠截流，2014年9月，大坝浇筑到坝顶高程，10月，电站下闸蓄水，12月20日，首台机组投产发电，较可研工期提前5个月发电。项目业主为大唐观音岩水电开发有限公司(以下简称公司)。

2 泄流设施及能力分析

观音岩水电站设有导流底孔、冲沙底孔、双泄中孔、岸边溢洪道、明渠溢洪道等泄水建筑物，除导流底孔为施工期临时导流建筑物外，其余均为永久泄水建筑物。导流底孔(2孔)设在22号坝段，进口高程1020m，1号孔进、出口分别设1扇平板封堵门和1扇平板工作门，2号孔设1扇平板封堵门。冲沙底孔(1孔)布置于15号坝段，进口高程为1040m；双泄中孔(2孔)设在23号坝段，进口高程1045m；岸边溢洪道(4孔)设在28～30号坝段，堰顶高程1113m；明渠溢洪道(3孔)设在24～25号坝段，堰顶高程1116m。冲沙底孔、双泄中孔、岸边溢洪道、明渠溢洪道均采用工作弧门控泄。各泄水建筑物泄流曲线见图1。

图1 观音岩水电站泄水建筑物泄流曲线

3 下闸蓄水难点分析

a.观音岩水电站下游27km为攀枝花市，城市取用水对电站下闸时金沙江水位大幅度变化极为敏感，为确保城市供水安全，电站下闸必须平稳，下泄生态流量不低于439m3/s，更不能出现河道断流。

b. 1号、2号导流底孔封堵门与1号导流底孔工作门均采用平板闸门，动水启闭水头较小，且不能任意局开控泄，下闸受坝前水位、上游来水量限制极大，必须抓准时机平稳快速下闸，一旦错过时机，会导致无法按期蓄水。

c.为确保水库蓄水安全，主管部门明确要求观音岩水电站汛后下闸，枯水期来水量较少造成短期蓄至发电水位困难，且汛后下闸可能与上游梨园水电站蓄水时间重叠，若重叠将进一步加大蓄水难度。

d.水库初期蓄水，若水位上升过快，大坝及库区两岸均存在安全风险，特别是库区铅厂沟、秧田箐等古滑坡体可能有岸塌风险。若水位上升过慢，不能满足蓄水进度要求，将导致无法按期发电。

4 保障措施研究

4.1 科学研究制定下闸程序

观音岩水电站1号、2号导流底孔封堵门均按正常蓄水位水头设计，其中1号孔最大动水下闸水头40m，最大启门水头44.30m，2号孔最大动水下闸水头21.5m，最大启门水头23.6m。1号导流底孔工作门设计水头50m，最大动水启闭水头40m，可在1/2开度固定局开运行，但局开安全风险较大。冲沙底孔、双泄中孔、岸边溢洪道、明渠溢洪道工作弧门均按正常蓄水位水头设计，可动水启闭控泄。根据导流底孔闸门设置情况，公司研究决定取消1号孔工作门局开运行，避免局开运行风险。先2号孔封堵门下闸，由1号孔敞泄向下游供水，待水库水位满足条件时再下1号孔封堵门，随后由冲沙底孔、双泄中孔等弧形门控泄开始蓄水。

2号孔封堵门下闸时坝前最低水位1034m(2号孔下闸瞬间1号孔敞泄流量不低于439m3/s)、最高水位1041.50m，对应的上游来水流量分别为878m3/s、1910m3/s。1号孔封堵门下闸时坝前最低水位1053m(1号孔下闸瞬间冲沙底孔+双泄中孔联合下泄流量不低于439m3/s)、最高水位1060m，对应的上游来水流量分别为1853m3/s、2650m3/s。

4.2 认真分析优化下闸时机

根据1953—2009年金沙江水文资料(观音岩水电站坝址多年平均月流量见下表)，汛期为6—10月，其中主汛期7—9月，主汛期发生年洪水的可能性在94%以上，上游龙开口、鲁地拉等已投产水电站水库调节性能小，因此观音岩水电站下闸蓄水采用坝址天然流量分析计算。

观音岩水电站坝址多年平均月流量表

导流底孔2号孔下闸流量878～1910m3/s，1号孔下闸流量1853～2650m3/s，根据多年平均月流量分析，下闸可在10月或11月，10月平均流量较汛后11月偏大，流量保证率高，10月虽处于汛期，但并非主汛期，在充分做好各项措施后风险较小。若在11月下闸，由于来水流量小，1号孔工作门需固定局开控泄，确保水位上升，闸门安全风险较大。按上游来水保证率85%考虑，导流底孔10月下旬下闸后约1个月能蓄水至1122m发电水位，机组调试时间充裕，满足2014年12月20日首台机组投产发电目标。因此观音岩水电站汛后下闸优化至汛末下闸可行，并得到了主管部门的认可，较大提高了蓄水保证率，避免了梨园水电站同期下闸的影响。

4.3 细化方案做好技术保障

公司组织参建各方多次召开专题会议，研究观音岩水电站导流底孔下闸及封堵施工方案，组织编制完成《导流底孔下闸及封堵施工组织设计》《导流底孔下闸实施细则》《导流底孔下闸蓄水应急预案》等技术文件，进一步规范和细化了1号、2号导流底孔封堵门下闸方式方法、工序、监测方案以及下闸后堵头施工程序和进度等，加强了人员设备资源投入，制定了突发问题应对措施，完善了应急物资和装备。在导流底孔下闸前，采用水下声呐法技术对封堵门边槽进行了探测，检查底部是否存在块石、钢筋等异物残积，以便提前进行处理，为闸门的顺利下放做好保障。

4.4 上游控泄确保下闸流量

因1号、2号导流底孔下闸受坝前水位、上游来水量限制极大，为改变被动局面确保电站10月下旬顺利下闸，公司积极与云南电网公司、华电鲁地拉水电公司协调，恳请上游鲁地拉水电站在观音岩水电站下闸期间控制下泄流量，得到了对方的大力支持。为确保万无一失，公司委托中国电建集团昆明院对观音岩水库库容曲线、泄水建筑物泄流能力进行了重新复核，精确计算了1号、2号导流底孔下闸时间及鲁地拉水电站控泄流量和时间。按照2014年10月23—25日观音岩水电站下闸，公司要求鲁地拉水电站23日0—8时控制下泄流量1000～1200m3/s，23日8时至24日15时控制下泄流量1900～2100m3/s，24日15—18时控制下泄流量不小于1400m3/s。鲁地拉水电站的控泄为观音岩水电站顺利下闸提供了有力的流量保障。

4.5 精心构建组织保障措施

观音岩水电站下闸蓄水，是一个较为复杂的系统工程，涉及单位多、专业多、范围广，协调工作量大，为确保电站下闸蓄水安全有序实施，公司组织成立了观音岩水电站下闸蓄水现场指挥部，由公司分管领导担任指挥长，参建各方项目一把手为成员，指挥部下设闸门工作组、导流底孔封堵工作组、水情预报工作组、安全保障工作组、库区稳定工作组、后勤及对外协调工作组等6个专业组，各专业组在指挥部的统一指导下，各司其职、相互支持、相互配合、形成合力，为观音岩水电站下闸蓄水提供了组织保障。

4.6 委托单位开展水情测报

观音岩水电站下闸对水情要求极高，为确保水情预报精确，公司委托攀枝花水文局开展专业水情测报服务，专门制定了水情测报工作方案。攀枝花水文局采用走航式H-ADCP测流方式对观音岩水电站下闸期间的入库流量、出库流量等进行精确测量。该方案上游测点设在电站上游55km马过河入口偏下游侧的金沙江自然河段，避免了下闸时水位抬升的顶托影响；下游测点设在观音岩大桥以下20m的河段。水情测报实行24小时值班制度，1号、2号导流底孔闸门下闸期间按1次/30min加密测量，专业的水情测报服务为电站下闸提供了准确的水情信息。

4.7 认真做好供水沟通协调

观音岩水电站下闸期间下游河道水位变幅约2.5m，对下游攀枝花城市供水有一定影响，公司积极与攀枝花市各部门(企业)沟通协调，多次召开专题协调会，经各方充分沟通达成一致意见。导流底孔下闸尽量安排在昼间，要平稳下闸，减缓对下游取水影响，下游各取水厂要制定取水管道移动及安全保障措施，在水位变化时及时移动管道。各方建立了双向沟通机制，公司按照1次/2h向攀枝花市主管部门及取水厂同时发布水情信息，并在下闸前8h、2h和0.5h电话通知各取水厂做好管道移动及安全生产准备工作。通过充分沟通协调，保障了攀枝花市城区约60万人口的供水安全。

4.8 控制蓄水速度确保安全

为确保水库初期蓄水期间库岸及枢纽建筑物安全稳定，在观音岩水电站下闸蓄水至1070m高程后，严格控制水位上升速度，通过冲沙底孔+双泄中孔工作弧门联合控泄，确保蓄水水位上升速度不超过3m/日。 认真开展库岸安全监测、巡视检查和枢纽建筑监测工作，重点关注近坝岸坡、地质灾害点及历次巡视异常等部位。电站初期蓄水期间大坝及接头部位、引水发电系统、库岸等监测无异常，坝基渗漏量约105L/s，渗漏量在设计允许范围内，各建筑物和库岸总体正常稳定，水库运行正常。

5 下闸蓄水结果分析

通过各种措施，2014年10月23日13时6分观音岩水电站库水位达1039.5m高程，2号导流底孔开始下闸，由1号导流底孔下泄生态流量，经过27min2号导流底孔完成下闸。10月25日8时50分库水位达1053m高程，1号导流底孔开始下闸，此时由冲沙底孔+双泄中孔下泄生态流量，经过32min1号导流底孔完成下闸。下闸完成后公司立即组织闸门堵漏和第1段混凝土堵头施工，未完成前库水位维持在1072m左右运行，11月9日完成了第1段堵头施工，11月10日正式开始水库蓄水。12月20日库水位达到发电水位1122m，对应库容约15.42亿m3，水位上升82.5m，平均每日上升约1.4m，水库运行正常，观音岩水电站下闸及初期蓄水过程中下泄生态流量均不低于439m3/s，保障了下游城市供水。水库蓄水过程见图2。

图2 2014年观音岩水电站初期蓄水过程

6 结 语

由于观音岩水电站距下游攀枝花市较近，地理位置特殊导致控制下泄生态流量极为重要，导流底孔封堵闸门下闸受水位限制大，同时，存在上游水电站同期蓄水、库岸稳定等风险因素。通过科学制定下闸程序、优化下闸时机、细化方案、协调上游电站控泄、建立组织保障、做好供水沟通等，确保了电站2014年10月25日顺利下闸、12月20日达到发电水位，满足了2014年12月20日首台机组投产发电目标要求。

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Research on Tail Lock Impoundment key Measures of Guanyinyan Hydropower Station

YU Wenwu

(ChangshaMetroGroupCo.,Ltd.,Changsha410005,China)

Smooth tail lock impoundment is ensured aiming at difficulties of tail lock water impoundment in Guanyinyan Hydropower Station through scientifically formulating tail lock procedures, opportunity, refining plan, coordinating flow discharge control of upstream power station, constructing organization guarantee, doing well in water supply communication and other key measures. The first unit power generation objective was smoothly completely in December 2014.

hydropower station; tail lock impoundment measures

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.07.006

TV737

A

1673-8241(2017)07- 0016- 04

水电站技术