大藤峡水利枢纽规划勘测设计的若干关键问题研究

2023-05-14 06:11刘志明邓勋发王常义
中国水利 2023年21期
关键词:泄水闸大藤峡坝址

刘志明,邓勋发,王常义

(1.水利部水利水电规划设计总院,100120,北京;2.广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司,530200,南宁;3.中水东北勘测设计研究有限责任公司,130021,长春)

大藤峡水利枢纽地处广西壮族自治区中心地带,是珠江流域防洪减灾体系、水资源调配体系和广西内河航运发展的重要控制枢纽,工程集防洪、航运、发电、水资源配置、灌溉等综合效益于一体,惠及广西全自治区和广东珠江三角洲地区。

一、工程作用和建设意义

1.完善西江、北江中下游防洪体系

珠江是我国洪灾多发性河流,洪水具有峰高、量大、历时长的特点,洪灾损失严重。为解决西江、北江中下游及珠江三角洲的防洪问题,在国务院批准的《珠江流域综合利用规划报告》(1993 年)、《珠江流域防洪规划》(2007年)中,均提出在西江上游兴建龙滩水库和大藤峡水利枢纽,与北江飞来峡水利枢纽及中下游沿江堤防形成较为完善的西江、北江中下游堤库结合防洪工程体系。

由于龙滩水库仅控制西江梧州洪量的20%,龙滩至梧州区间面积尚有23万km2,龙滩至梧州的洪水传播时间达5天。区间的柳江及桂江是西江水系的暴雨中心,龙滩控制洪水的能力明显受到地理位置的限制。根据有关研究,龙滩水库对流域型或上中游型洪水有较好调洪效果,可大大减轻洪水对中下游地区的威胁,但类似1947年、1998年、2005年典型的中下游型洪水和发生在后汛期的1988年型洪水,龙滩水库对梧州站洪峰流量的削减作用很小。

大藤峡水利枢纽位于黔江末端,控制流域面积占西江下游及三角洲防洪控制断面梧州水文站以上流域面积的近60%,控制洪量占梧州水文站的65%,坝址到梧州的洪水传播时间约2天,对调蓄红水河、柳江洪水都有很好的作用,地理位置及战略地位十分重要。水库能使浔江、西江、西北江三角洲3个防洪保护区的防洪能力有较大提高。因此,只有大藤峡水利枢纽与龙滩水库联合调节,才能有效解决西江中下游及西北江三角洲地区的防洪问题,大藤峡水利枢纽在流域防洪中具有不可替代的作用及地位。

2.提升西江“黄金水道”航运能力

珠江流域西江水系具有横贯西南、华南的地理区位优势,极具航运价值,其航道的通航里程、通过能力和实际通货量,在我国天然河流中仅次于长江,居第二位。国务院批准的《全国内河航道与港口布局规划》将西江航运干线、珠江三角洲及右江—郁江、南北盘江—红水河、都柳江—柳江航线列为全国“两横、一纵、两网、十八线”高等级内河航道建设规划。

通过大藤峡水利枢纽的货物主要是下行货物,根据坝址以上航道的分布情况,可将其水运经济腹地划分为中线出海通道经济腹地,北线出海通道经济腹地和融江、柳江、黔江沿岸经济腹地。大藤峡水库形成后,与上游红水河上的桥巩水电站和柳江上的红花水电站衔接,通过融江、柳江和黔江航道上接规划的西南水运出海中线通道—红水河航道和北线通道—都柳江航道,下连南宁至广州的西江航运干线。该航道是云贵高原、桂西北地区、桂北地区与华南地区、港澳地区物资交流水运出口的门户,对促进滇黔桂的经济发展具有重要意义,在西江水系的航运中占据着重要的位置。

大藤峡水利枢纽建设将促进广西实现水运的江海联动,充分发挥水路在广西连接东盟中的纽带作用;有利于广西东、中、西部地区实现优势互补、互利共赢、协调发展;有利于改善武宣、象州、来宾等港口的运营条件,降低柳州、来宾地区水运成本,增加运力,优化运输体系,降低物流成本,提高区域产品竞争力,拉动和促进广西西江经济带发展。建设大藤峡水利枢纽是根本改善红柳黔地区航运条件,打通西江航运中线、北线通道,提升西江“黄金水道”航运能力与水平的关键性工程。

3.缓解广西电力紧张局面,优化能源结构

广西电源结构不够合理,电力供应紧张,且电源布局与负荷分布不匹配,部分网区电源过于集中,部分负荷中心缺乏支撑电源。根据广西电网规划,预测到2030 年广西电网需发电量将由2010 年的993 亿kWh增至3850亿kWh,最大负荷将达64 500 MW。

大藤峡水利枢纽工程是国务院批复的《红水河综合利用规划》中提出的十个梯级电站的最末一级,是广西2020 年以后的主力电站。电站装机容量1600 MW,年发电量61.30亿kWh。红水河规划的上游梯级电站均已经建成,经水电站水库对径流的调节,大幅度增加了大藤峡水利枢纽的保证出力。电站距广西负荷中心南宁、贵港、柳州较近,可作为广西电力系统的支撑电源,保障广西供电的安全与稳定,是缓解广西电力紧张局面和优化能源结构的重要工程。

4.保障澳门、西江中下游及珠江三角洲地区供水安全

随着经济发展和城市化水平的提高,珠江三角洲地区供水规模不断扩大,当地水源调节水量保证咸潮影响期供水能力不断减弱,城市供水受咸潮影响日趋严重。大藤峡水利枢纽控制了西江流域面积的56.4%、距离珠江三角洲顶点只有3天的流程,通过水库调节,一是可利用枯水期红水河下游、柳江的雨洪资源及时回蓄,库容可重复利用,年补水量达到30 亿m3,使澳门及珠海供水保证率达到97%;二是可根据西江、郁江、桂江、北江的来水情况以及下游水资源配置要求进行补偿调度,提高补水的有效性,比利用上游龙滩等水库补水节约水量15亿~20亿m3;三是可降低上游龙滩等水电站进行水量调度的使用频率,形成上游水库一般枯水年可以主要按电力系统要求调度、大藤峡主要按水资源配置要求调度的双赢格局,提高电网安全的保障程度,满足下游地区经济社会对水资源配置的要求。因此大藤峡水利枢纽在流域水资源配置格局中具有重要地位。

5.解决桂中旱片地区群众干旱缺水问题

大藤峡灌区位于桂中旱片地区,该地区降雨量小,蒸发量大,土壤保水性能差,极易发生旱灾,使当地农业产量逐年减少,严重制约了当地的农业发展。大藤峡水库兴建后,可大大改善灌区供水条件,将目前实灌面积68 万亩(1 亩=1/15 hm2,下同)提高到设计灌溉面积110 万亩,提高当地农业产量,改善当地农民生活条件,也可保障水库移民就地后靠安置人口的稳定。

建设大藤峡水利枢纽工程,是解决桂中旱片的来宾、武宣、桂平的干旱缺水问题,发展灌溉农业,建设社会主义新农村的迫切需要。同时利用兴建大藤峡水利枢纽的机遇,尽快实施灌区的续建配套工程,为当地农业发展提供保障,也为大藤峡水库移民提供良好的安置环境。因此大藤峡水利枢纽是桂中旱片地区解决群众干旱缺水问题和经济社会发展的命脉工程。

二、防洪库容论证

1.流域防洪现状及存在的问题

珠江流域洪水灾害频繁,1915 年、1947 年、1949年、1994年和1998年的流域性洪水,以及1982年的北江大水、1988年和1996年的柳江大水,都给沿江地区带来了巨大的洪灾损失。

西江、北江中下游防洪的突出问题表现在以下几个方面:一是堤防达标任务艰巨(包括景丰联围、江新联围在内的一批重点堤围尚未达标),堤线长、隐患多、标准低、风险大;二是西江中下游堤库结合的防洪工程体系尚未形成,对以西江为主的洪水,由于已建的龙滩水电站仅对中上游型洪水起部分防洪作用,下游及三角洲防洪压力仍较大;三是超标准洪水防御措施不完善,非工程防洪措施亟待加强。

2.流域防洪总体布局

据2007年国务院批复的《珠江流域防洪规划》,西江、北江中下游主要防洪保护对象的防洪标准为:广州市具备防御西北江1915年型洪水的能力,西北江三角洲重点保护对象100年一遇~200年一遇,梧州市(西区)100 年一遇,其他保护对象20 年一遇~50 年一遇,其防洪任务由西江、北江中下游堤库结合的防洪工程体系承担。

西江、北江中下游堤库结合的防洪工程体系由北江飞来峡水利枢红、西江龙滩水电站和大藤峡水利枢纽,以及西江、北江中下游和三角洲的堤防工程组成。规划北江大堤的建设标准为100 年一遇、北江下游其他主要堤防为20年一遇~50年一遇,与飞来峡水利枢纽及潖江滞洪区、芦苞涌和西南涌分洪水道联合运用,使包括广州市在内的北江大堤保护区达到防御北江300 年一遇洪水的标准,北江下游重点防洪保护区达到100年一遇的防洪标准。

3.大藤峡水利枢纽的防洪任务

国家批复的规划、防洪工程建设、历年防洪实践均以珠江三角洲和梧州为防洪重点,从浔江、梧州、西北江三角洲现状防洪能力与防洪标准以及发生洪灾所带来的经济损失与影响来分析,防洪重点应为西北江三角洲和梧州。根据珠江流域防洪规划对大藤峡水利枢纽的定位,其防洪任务是与龙滩联合运用,有效调节西江洪水,将梧州站100 年一遇洪水削减为50 年一遇,兼顾削减100 年一遇以上洪水;结合北江飞来峡的调度运行,使广州市有效防御西北江1915年型洪水,将西江中下游和西北江三角洲重点防洪保护对象的防洪标准由50 年一遇提高到100 年一遇,兼顾提高西江、浔江和西北江三角洲其他堤防保护区的防洪标准。

4.防洪库容规模论证

20 世纪50 年代至80 年代,广东省提出大藤峡水利枢纽建设40亿m3防洪库容,通过龙滩和大藤峡的防洪调度,将西北江三角洲主要堤防的防洪标准由20年一遇提高到100 年一遇。在2003 年项目建议书阶段,对10亿、20亿、30亿、40亿m3防洪库容方案进行了深入论证。通过对调洪效果、库区超蓄淹没、下游防洪效益及经济指标比较分析,认为10亿m3防洪库容方案偏小,不能满足大藤峡的防洪任务和实现流域防洪目标的要求;对于其余3个方案,防洪库容越大防洪效益也越大,但工程投资和库区淹没也将相应增加。经综合比较分析,20亿m3防洪库容方案相对较优。但因正常淹没数量较大,并存在防洪超蓄临时淹没问题,广西壮族自治区难以承受。

为了尽可能减少水库淹没,2004年拟定了加大下泄安全流量、将防洪起调水位由53.6 m降低至47.6 m的优化措施,同时对调度规则进行了调整,即利用梧州洪水预报来确定大藤峡的拦蓄洪水时间,提高大藤峡拦洪有效性;同时考虑龙滩、大藤峡联合调度,提高整体的防洪效果。在此基础上,对20亿、17亿、15亿、14亿m3防洪库容方案进行了比选论证。根据西江洪水的组成和遭遇,选取包括全流域型、上中游型、中下游型的7 场洪水,分别为1947 年6 月、1949 年7 月、1968年6 月、1988 年9 月、1994 年6 月、1998 年6 月和2005年6月典型洪水,采用一维非恒定流数学模型、分散性入库洪水动库容调洪法进行调洪演算。

调洪成果表明,随着调洪库容的减少,调洪效果变差。当大藤峡设置15亿m3以上防洪库容时,对100年一遇洪水,经两库联合调洪后,均可降至50年一遇以下,满足大藤峡的防洪要求;而当大藤峡设置14亿m3防洪库容时,1998年型100年一遇洪水只可降到52年一遇(50 500 m3/s),不能实现“将100年一遇洪水削减到50年一遇”的流域防洪目标要求。经综合分析论证,认为在满足大藤峡防洪目标的前提下,应充分协调上下游利弊关系,尽可能地减少上游库区淹没并尽量使水库不产生超蓄临时淹没,据此选择大藤峡设置15亿m3防洪库容方案。对于该方案,通过进一步采取以实测洪水流量及涨率为判别条件的调度方式,可保证水库淹没控制在7.28万亩耕地、2.44万移民的水平。

三、坝址选择论证

1.坝址布置河段选择

大藤峡水利枢纽位于大藤峡峡谷与桂平盆地之间的低山丘陵地带,是红水河梯级规划中最末一个梯级。距上一梯级桥巩电站约210 km,距下游长洲电站约168 km。红水河河道平均比降约0.16‰,黔江河段平均比降约0.2‰。

枢纽主要由泄水闸、河床式发电厂房、船闸及挡水坝段组成。其中泄水闸、厂房及船闸3 个水工建筑物布置总宽度近850 m。

大藤峡峡谷段长约40 km,峡谷段河谷深切,滩多水急,河谷呈“V”字形,仅局部地段有狭窄的阶地,枯水期水面宽150~200 m。高程50 m 处河谷宽300~350 m,高程70 m处河谷宽370~400 m。由于黔江洪水洪峰流量较大,为减小水库淹没范围,控制泄洪规模的主要条件是当水库遭遇20年一遇洪水时,泄流能力需达到38 000 m3/s,此时上下游水头差不足10 m,不具备采用隧洞泄洪条件,泄水建筑物只能布置在主河床。鉴于河谷宽仅370~400 m,泄水闸和船闸已布满河床,发电厂房只能考虑布置在地下。由于发电水头低,流量较大,水轮机转轮尺寸较大,地下厂房方案显然不经济,加上施工导流只能采用分期实施,因此峡谷段不宜选作坝址。

大藤峡峡谷出口段长约2 km,此段是从高山过渡到桂平盆地的丘陵地带,右岸山势较高。河谷呈“U”字形,枯水期水面高程23.50 m时,相应水面宽度为120~200 m,左岸发育有宽阔的岩石礁滩,宽度一般为200~400 m,地面高程一般为25~33 m。主河床靠近右岸,水深变化较大,河底高程一般为10~15 m。高程50 m 处河谷宽约620 m,高程70 m 处河谷宽约700 m。此段河谷宽度适当,两岸地形、地质条件也满足建坝要求,较适合枢纽建筑物布置。峡谷出口段后为桂平盆地,河谷开阔,河道两岸地势平坦,副坝工程量大,也不宜选做坝址。

2.坝址比选原则

可供坝址布置河段较短,比较坝址相距较近,库容相差甚微,坝址比选采用等水位比较法,即各坝址正常蓄水位、装机容量、保证出力均按61.0 m、1600 MW、364 MW 相同考虑,同时在经济比较中计入因尾水差异而影响的发电量。

在大藤峡峡谷出口河段布置了上、中、下三个坝址,三个坝址的对外交通、料场、环境保护及运行管理等基本相同,地形地质、枢纽布置、通航、施工条件、发电效益、工程占地及工程总投资差别较大,是影响坝址选择的主要因素。

3.各坝址布置方案

上、中、下三个坝址的布置特点如下:

上坝址位于峡谷出口最前端,河床相对较窄,枯水期水面宽220 m,左岸为凹岸,将船闸布置在右岸;坝轴线上游河床右侧有一深水潭,最低高程为-50.00 m,纵向围堰和横向围堰考虑避开深水潭,厂房分两岸布置可获得初期发电效益,因此上坝址采用在河床中间布置泄水坝段、厂房两岸分设和船闸设在右岸的布置方案。上坝址最大坝高79.40 m,坝顶长为1213.90 m。

中坝址主河床相对上坝址稍宽,发电厂房和泄水建筑物布置在主河床,厂房两岸分设,考虑到右岸山体岩层有倾向河床的不稳定缓倾角夹层,不宜大范围深挖,坝址右岸下游有支流汇入,水流条件较差,将船闸布置在左岸。中坝址最大坝高79.40 m,坝顶全长968.70 m。

下坝址位于峡谷出口末端,坝址地形相对开阔,左岸下游航运水流条件较好。船闸布置在左岸,泄水闸布置在主河床,厂房两岸分设,最大坝高79.40 m,坝顶全长1047 m。

4.坝址选择

(1)工程地质条件

三个坝址基岩主要为泥盆系那高岭组泥岩和砂岩互层结构,仅下坝址左岸局部出露有郁江阶灰岩。泥岩和砂岩顺层面的软弱夹层极为发育,岩层走向与坝轴线交角较小,倾向下游偏左岸,倾角较缓,性状较差;灰岩岩溶发育,属于强烈溶蚀地基。

上坝址岩层倾角20°~55°,由于岩层倾角较大,坝基稳定问题并不突出。但船闸位于右岸山体内,闸室及下闸首右侧开挖边坡较高,全部为顺向边坡,边坡处理工程量较大。

中坝址坝基岩层倾角一般13°~18°,坝基稳定问题相对较突出,左岸船闸上游引航道右侧边坡存在边坡稳定问题,但右岸地形比较平缓,边坡高度有限。

(2)枢纽布置

上坝址由于河床较窄,布置各类建筑物较困难,船闸受地形限制只能布置在右岸主河槽,闸首、闸室和下游引航道的岩石开挖及混凝土工程量大;中坝址河谷稍宽,泄水、发电建筑物基本布满主河床,船闸布置在左岸开挖量较大,枢纽布置灵活性不如下坝址;下坝址河谷较宽,泄水、发电、通航建筑物布置相对灵活,施工导流及场地布置条件较优,且有利于预留二线船闸布置。

(3)工程施工条件

上坝址紧邻大藤峡峡谷出口,船闸引航道上游导墙伸入峡谷内,受施工条件限制纵向混凝土围堰需布置在左岸滩地上,左岸山体较高且陡峻,为满足一期过流宽度要求,左岸明渠开挖量大、施工难度高。船闸下游引航道地面高程较低,需要在围堰保护下进行引航道开挖及导墙混凝土施工,围堰填筑及坡面防护工程量大,该方案总工期为11 年。中、下坝址方案施工也采用分期导流,由于河谷开阔,施工布置条件明显好于上坝址,中、下坝址方案工程总工期为9 年。

(4)工程投资和效益

上坝址土石方开挖和混凝土量较大,工程投资明显高于中、下坝址。下坝址与中坝址施工条件相近,投资比中坝址节省约0.40亿元。下坝址分别比上、中坝址每年多增加发电量4.45亿kWh和0.63亿kWh。

综合分析比较,推荐下坝址方案。

四、枢纽总体布置

1.枢纽总体布置要求

根据枢纽工程任务要求,需要布置泄水、通航、发电、灌溉取水和过鱼等建筑物。工程坝址洪峰流量大,校核洪水泄量达66 200 m3/s,要求具有较大的泄流能力,同时为减少水库淹没损失,20年常遇洪水坝前水位不高于46.15 m,溢流前缘宽度大,泄水闸尽可能布置在主河床部位,以保证行洪安全,同时要结合施工导流布置;船闸按2×2000 t船队和3000 t级单船设计,设计水头高,过闸货运量大,对上下游口门区水流条件要求高,需重点考虑;电站水头低,流量大,厂房尺寸较大,8 台200 MW 机组,初期发电效益突出,直接影响厂房布置。

(2)加强资产管理知识培训与宣传,提高资产管理意识。加强资产管理培训与宣传,强化各科室人员的国有资产管理意识。对即将上线的内控系统资产管理模块进行使用培训,规范固定资产的计划、管理与处置。

2.枢纽布置方案

枢纽布置比选中,在主河床优先布置泄水闸的条件下,船闸位置的选择是制约枢纽总体布置方案的关键。因此首先对船闸位置进行了专题比较。在选定的下坝址对左岸单级船闸集中式布置、左岸双级船闸分离式布置、左岸双级船闸集中式布置+南木江船闸、右岸双级船闸集中式布置+南木江船闸四个方案进行比选,在选定船闸布置方案基础上再进行厂房位置比选及鱼道位置比选。推荐主河床集中布置泄洪建筑物、两侧布置电站厂房、左岸单级船闸集中布置和右岸布置鱼道的枢纽总体布置方案。

3.泄水建筑物布置

坝址洪水峰高量大,20年一遇洪水洪峰达39 300 m3/s。为减少库区淹没损失,泄水闸规模主要受20 年一遇洪水时泄洪能力控制。受地形条件限制并为厂房和船闸布置创造条件,在满足泄洪安全的前提下,尽量减少溢流前缘宽度,泄水闸采用了大孔口尺寸的薄壁结构。

工程采用两期导流方案,一期围左岸,采用右岸主河床过流;二期围右岸,利用一期已建的泄水闸过流。为保证施工纵向围堰枯水期子堰在旱地施工,同时满足一期明渠的宽度(约300 m)要求,纵向围堰只能布置在左岸漫滩边缘;二期导流标准为50 年一遇洪水,要求泄水建筑物下泄44 900 m3/s 洪峰流量,纵向围堰位置及二期施工导流流量直接影响二期围堰的高度。泄水闸作为二期导流的主要泄水建筑物,在满足泄洪、排沙、排漂要求的同时,还需考虑船闸上下游口门区的水流条件,故纵向围堰坝段左侧泄水闸坝段长度改动余地不大。纵向围堰右侧的泄水闸长度受右岸厂房位置限制,因右岸边坡岩体存在顺坡向的层面,边坡稳定条件较差,右岸厂房位置以不大规模开挖右岸边坡为宜。

考虑上述因素,泄水闸采用高、低孔组合方案,布置在河床中部偏左岸,主要泄水和排沙建筑物为低孔。泄水闸由24个低孔和2个高孔组成,溢流前缘总长度423.9 m。

4.船闸位置选定

船闸的设计水头40.25 m,依据《船闸总体设计规范》,采用单级船闸突破规范要求设计难度较大,需考虑采用两级或多级船闸。围绕船闸首先进行左右岸布置比选。

船闸布置在右岸,由于右岸山体岩层为顺向坡,倾角较缓,边坡稳定问题突出,为降低船闸边坡开挖高度,船闸靠近河岸布置。因此将泄水闸和左岸厂房坝段向左岸平移。为了满足一期过流要求,需扩挖左岸明渠,开挖量较大;为满足通航水流条件,船闸上下游引航道靠河侧需设混凝土隔流堤,混凝土使用量较大,同时一期围堰布置位置地面高程较低,围堰填筑工程量较大;上游引航道口门区靠近深潭,通航水流条件较差。

船闸布置在左岸,左岸山体岩层节理面倾向山里,大范围开挖不会影响山体稳定,引航道与主河床分开,不需建隔流墙。同时右岸厂房布置在主河床,开挖量小;一期利用右岸主河床导流,施工导流条件较好,导流建筑物工程量小。从地形、地质条件和船闸口门区条件分析,左岸船闸优于右岸船闸方案。

就主体工程量而言,双线双级船闸方案工程投资明显多于单线方案。为此重点比较了左岸单级船闸和左岸双级船闸设中间渠道两个方案。针对左岸单级船闸集中式布置方案中的关键技术难点,开展了国内外已建高水头船闸的调研。三峡五级船闸总水头113 m,闸室有效尺度280 m×34 m×5 m,人字闸门高38.5 m,输水系统中间级阀门工作水头已达45.2 m,自2003 年6 月试航成功,运行良好;巴西图库鲁伊船闸总水头71.5 m,采用设中间渠道的两级布置,闸室有效尺度210 m×33 m×6.5 m,2 号船闸下闸首人字闸门高42.5 m,每扇门重870 t。大藤峡船闸设计水头40.25 m,下闸首人字闸门高47.5 m,鉴于国内制造业整体水平的提升,通过国内外技术水平对比分析,认为单级船闸输水系统及闸门、启闭机存在的技术难点通过技术攻关可以解决。围绕船闸布置形成专题报告,并进行技术咨询,左岸单级船闸集中式布置作为推荐方案,左岸双线船闸分离式布置作为预留二线船闸布置方案。

5.厂房位置选择

按照泄水建筑物布置在河床中部,厂房布置比较了右岸集中布置、两岸分散布置和左岸集中布置三个方案。左岸厂房方案,由于部分泄水闸靠近主河床内,地面高程较低,混凝土填筑量较大,左岸通航导流明渠开挖量较大,总工期长,初期发电效益低,投资明显偏高。而右岸厂房方案和两岸厂房方案如均采用二期导流,右岸厂房方案工程投资虽然低于两岸厂房方案,但是两岸厂房方案初期发电量较之增加140.22亿kWh,经济性较优,为此研究提出右岸厂房分三期导流方案:一期围左岸,施工左岸泄水闸并开挖一条明渠;二期围右岸,利用一期建成的泄水闸和明渠过流,明渠通航;三期围明渠,厂房发电,船闸通航。厂房位置比选以两岸厂房二期导流和右岸厂房三期导流方案为主。

由于坝址河床左侧高右侧低,厂房坝段建基高程为-17.55 m,泄水闸段建基高程为9.00 m。右岸厂房方案较适应地形地质条件,厂房开挖量小;两岸厂房方案泄水闸布置在主河床和左岸一级阶地上,上下游引渠开挖量相对较小,泄流条件较好;右岸厂房方案的泄水闸均布置在左岸一级阶地,上下游引渠的开挖量较大,泄流条件略差。两岸厂房方案布置分散,电气主接线相对复杂,220 kV电缆需穿越泄水闸引至开关站,后期运行管理不方便;右岸厂房方案开关站与厂房集中布置,厂房总长度及厂内起重设备均减少,运行管理方便。

右岸厂房方案施工导流需要开挖施工期航道,同时增加三期上下游土石围堰及一道纵向混凝土围堰,土石方开挖填筑量及混凝土量增加较多。两岸厂房方案施工期航道流态好,船舶自航流量大,明显优于右岸厂房二、三期导流期间通航条件。

两岸厂房方案工期为108 个月,一期3 台机组62个月同时投产发电,静态投资为279.20 亿元,比右岸厂房少6.14 亿元。右岸厂房方案工期为89 个月,第1台和第2台机组77个月同时发电。综合比较选择两岸厂房布置方案。

五、主要结论

大藤峡水利枢纽工程具有防洪、航运、发电、水资源配置、灌溉等综合功能,在保障西江、北江中下游及珠江三角洲的防洪安全,提升西江“黄金水道”航运能力和水平,缓解广西电力紧张局面和优化能源结构,保障澳门和西江中下游及珠江三角洲地区供水安全,以及解决桂中旱片地区干旱缺水问题等方面发挥着重要作用,在保障流域和区域经济社会发展方面具有重大意义。

在防洪库容选择上,充分考虑了下游段广东省防洪的要求和水库淹没对广西壮族自治区的不利影响,在前期比较论证10亿、20亿、30亿、40亿m3防洪库容方案的基础上,后期对20亿、17亿、15亿、14亿m3防洪库容方案作了深入比选论证。经综合分析论证,在满足大藤峡防洪目标的前提下,充分协调上下游的利弊关系,尽可能地减少上游库区淹没并尽量使水库不产生超蓄临时淹没,选择了15亿m3防洪库容方案。

在坝址选择上,根据枢纽任务要求,结合地形地质条件,考虑泄洪、发电、航运等建筑物布置及相互影响关系,兼顾施工条件和施工导流要求,选择地形开阔、利于各个枢纽建筑物布置且工程投资较少的下坝址方案。

在枢纽总布置上,考虑各建筑物结构特点和工程防洪调度要求,经多方案论证比较,理清了工程布置主要和次要因素,形成了主河床偏左岸布设泄水闸、厂房分设泄水闸两侧(左侧3台机、右侧5台机)、左岸船闸、右岸鱼道的枢纽布置格局。

大藤峡水利枢纽是珠江流域具有综合作用的控制性工程,工程规划、坝址选择、枢纽建筑物布置极具鲜明特点,其工程规划勘测设计经验对其他同类工程具有借鉴意义。

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