【正文】 化能力較弱，風化深度較 大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強風化深達 25～ 36m 。當蓄水位 192m 時，河谷寬 161m ，左岸沖溝較發(fā)育，壩軸線上、下游分別分布 2 及 3 沖溝，邊坡具下陡上緩特征，高程 227m 以下坡角 450，以上坡角 250，山頂高程 271m ；右岸地形較平順，上游有一小沖溝分布，邊坡較陡峻，坡角 350～ 450，山頂高程 292m 。 表 14 廠址水位～流量關(guān)系曲線表 高程系統(tǒng)： 85黃海 水位 Z（ m） 流量 Q（ m3/s） 30 263 600 980 1380 1800 2250 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 7 水位 Z（ m） 流量 Q（ m3/s） 2730 3270 3850 4480 5140 5480 5830 三 泥沙 多年平均含沙量： 3/mkg 多年平均輸沙量： 萬 t 設(shè)計淤沙高程 ： 淤沙內(nèi)摩擦角 ： 100 淤沙浮容重 ： 3/mt 四 氣象 多年平均氣溫： ℃ 極端最高氣溫： ℃ 極端最低氣溫： ℃ 多年平均水溫： ℃ 歷年最高氣溫： ℃ 歷年最低氣溫： ℃ 多年平均風速： sm/ 歷年最大風速： sm/ ，風向： NE 水庫吹程： 最大積雪厚度： 21cm 基本雪壓： 2/mKN 第三節(jié) 工程地質(zhì)與水文地質(zhì) 一 工程地質(zhì)資料 1 該工程區(qū)地震基本烈度小于 Ⅵ 度，不考慮地震荷載。 第二節(jié) 水文氣象資料 一 洪水 各頻率洪峰流量詳見下表 11。水庫正常蓄水位 192m 時庫容為 億 3m ，電站裝機容量為 16MW ，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及防洪標準》SL2522021 規(guī)定，工程規(guī)模為?。?1）型，工程等別為 Ⅳ 等。 該工程原規(guī)劃擬定正常蓄水位 245m ，由于水庫興建庫區(qū)淹沒損失大，且淹沒省級重點保護單位 —— 高椅古民居。 designing the configuration of the main and subsidiary power house。 若水電站位于沅水一級支流巫水下游峽谷河段，電站 正常蓄水位 192m、 庫容 億 立方米、裝機容量 16 兆瓦，是 一座以發(fā)電為主，兼有防洪、旅游等綜合效益的水電工程，樞紐建筑物由溢流閘壩、重力式擋水壩、右岸引水發(fā)電隧洞和引水式廠房組成。 本次設(shè)計內(nèi)容主要有：機電設(shè)備 （含水輪機、發(fā)電機、起重機、調(diào)速器及油壓裝置等）選擇、水電站廠房布置、主副廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計、廠區(qū)樞紐布置、發(fā)電機樓板層結(jié)構(gòu)設(shè)計。 arranging the hub at the site of the station。為避免庫區(qū)高椅古民居淹沒，早日實現(xiàn)中級電氣化縣目標， 2021 年 5月對若水河段規(guī)劃進行了重新復(fù)核，使原一級 開發(fā)改為二級開發(fā)，并經(jīng)省廳審查通過。永久性建筑物閘壩、電站廠房等屬 4 級建筑物，臨時建筑物屬 5 級。 表 11 壩 址 洪 峰 流 量 表 頻率（ %） 1 2 5 10 20 50 壩址洪峰流量（ m3/s） 9420 8440 7160 6190 5220 4540 3990 3080 2220 1190 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 6 廠址洪峰流量（ m3/s） 9800 8790 7460 6460 5460 4750 4180 3240 2340 1260 二 水位～流量關(guān)系曲線 1 下壩址水位～流量關(guān)系曲線詳見 下 表 12。 2 基巖物理力學指標如下 上壩址 飽和抗壓強度： 20～ 30MPa 抗剪指標： f 砼 /巖 =～ 抗剪斷指標： f′ 砼 /巖 =～ c′= ～ 下壩址 飽和抗壓強度： 15～ 25MPa 抗剪指標： f 砼 /巖 =～ 抗剪斷指標： f′ 砼 /巖 =～ c′= MPa 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 8 二 壩址工程地質(zhì)條件 1 上壩址工程地形、地質(zhì)條件 上壩址位于河流彎曲段下游，流向 2790，基本為 “U” 型橫向 河谷。 壩址區(qū)除兩岸均分布有寬度較窄，厚 3～ 4m 沖積階地堆積及左岸分布厚 1～ 3m 殘積堆積外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性為砂質(zhì)板巖、絹云母板巖夾長石砂巖、厚層長石砂巖、含礫砂巖、含礫砂質(zhì)板巖。 據(jù)鉆孔壓水試驗和地下水觀測資料，壩區(qū)巖體透水性較差，地下水位坡降陡達 40～50%，埋藏較淺，遠高于設(shè)計正常蓄水位。兩岸地形對稱，邊坡較陡峻。巖層產(chǎn)狀 N200～ 250E,SE＜ 600～ 700，其走向與河流交角 600～ 650，傾向上游偏左岸。壩基防滲帷幕下限（ q5lu）埋深，左岸 10～ 28m ，河床 2～10m ，右岸 6～ 20m 。W 。E ， SE∠65176。 ， N50176。 三組節(jié)理，面多閉合平直，延伸長 ～ 。 洞身段（ 40～ 110m ）：上覆巖體厚 18～ 66m ，圍巖為 Zaj23 巖組上部灰白色厚層狀長石砂巖，圍巖呈弱～微風化狀態(tài)。 。 ～ 87176。 兩組節(jié)理，面緊密閉合，延伸長 ～ 。E ， SE∠64176。 劈理較發(fā)育。E兩組高傾角節(jié)理，面平直閉合，延伸長 ～ 。 ～ 45176。E ， SE∠65176。主要發(fā)育 N30176。 ， N15176。 四組節(jié)理，面多閉合，延伸長 1～ 5m 。E 及 N80176。階地上部為灰褐色粉質(zhì)粘土，下部為砂礫石，厚 ～ ，基巖為 Zaj2 Zaj22巖組灰綠色絹云母板巖夾灰白色長石砂巖。 ～ 70176。 ～ 36176。 1 土料 共調(diào)查了 7 個料場，總儲量 10 4 3m ，均分布在團河 Ⅱ 級階地，為黃褐色、紅棕色粘土 、 土層較密實，呈可塑～硬塑狀，中～ 低壓縮性。各料場距公路較近，運輸方便，推薦料場土的物理力學指標：天然含水量 26%，最優(yōu)含水量 22%，最大干密度～ ，壓縮系數(shù) Va12= 1?MPa ，內(nèi)摩擦角 180，凝聚力 23KPa 。質(zhì)量較好。沅水的料場單個儲量較大，一般 10～ 3010 4 ，可采厚度水上： ～ ,水下： ～ 。除三洲、高椅料場不通公路，運輸不便外，其他料場距公路均較近，運輸較方便。為 Zaj Zaj3的厚層砂巖、含礫砂質(zhì)板巖、含礫砂巖等，弱風化巖石較堅硬，飽和抗壓強度 MPaRg 5025 ?? 。獨巖灘料場遠距較遠，達 ,可作為備用料場。 2 上壩址 正常蓄水位： ； 設(shè)計洪水位（ P=2%）： ，下泄流量 Q=5220m3/s，相應(yīng)下游水位 ； 校核洪水位（ P=%）： ，下泄流量 Q=8440m3/s，相應(yīng)下游水位 ； 死水位： 。 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 14 第二章 機電設(shè)備選擇 第一節(jié) 水輪機的選型 一 水輪機選擇的基本資料 裝機容量 16zN MW? mHmHmHmH avr , m i nm a x ???? 二 水輪機型號的選擇 根據(jù)設(shè)計水頭 mHr ? ，參照金鐘元《水力機械》附表 1，可以有兩種選型方案，分別為方案一（ 310HL 型水輪機）和方案二（ 560ZZ 型水輪機）。根據(jù)已確定的裝機容量，就可以擬定可能的機組臺數(shù)方案。相應(yīng)的閘門、管道、調(diào)速器，輔助設(shè)備和電氣設(shè)備的套數(shù)就要增加，電氣結(jié)線也較復(fù)雜，廠房平面尺寸也需加大，機組安裝維護的工作量也增加，因此從這些方面來看，水電站單位千瓦的投資將隨臺數(shù)的增加而增加。 當水電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷工作時，選擇機組臺數(shù)少，可合水輪機在較長時間內(nèi)以最優(yōu)工況運行，合水電站保持較高的平均效率。 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 15 在技術(shù)經(jīng)濟條件相近時，應(yīng)盡量采用機組臺數(shù)較少的方案，但為了水電站運行的可靠性和靈活性，一般應(yīng)不少于兩臺。 5 運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制 （ 1） 在最大水頭 maxH 至最小水頭范圍內(nèi)，選取 4個水頭，計算每個水頭下的 1n ? ?rpmHHDDnn MM111 ??????? 式中， n —— 原型水輪機額定轉(zhuǎn)速 ? ?rpm ； 1D —— 原型水輪機標稱直徑 ??m ； MD1 —— 模型水輪機直徑 ??m ； H —— 原型水輪機凈水頭 ??m ； MH —— 模型水輪機試驗水頭 ??m ；該試驗水頭均為 米。 6 吸出高的計算 由《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》知，對于 310HL 轉(zhuǎn)輪，其吸出高可按下式計算： HH zs ????? 90010 式中 z? 為 電站裝置系數(shù)，查得 ?z? 。 最大飛逸轉(zhuǎn)速 ? ?rp mDHnn ff 1m a xm a x1m a x ?? 式中： maxH —— 最大水頭（米） max1fn? —— 最大單位飛逸轉(zhuǎn)速 查表知， 310HL 水輪機采用的 163max1 ??fn rpm rpmn f a x ?? 8 軸向水推力 ZP 的計算 max214 HDKP zZ ?? 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 21 式中 zK —— 軸向水推力系數(shù)，對于 310HL 水輪機， 取, ??zK ?zK NPZ 2 ????? 五 水輪機安裝高程的確定 對立軸混流式水輪機 ，安裝高程由下式確定： 20bHZ sws ???? 式中 ? ?? ?mbHmsw導(dǎo)葉高度吸出高度尾水位——————0? 查表知， mbDb , 010 ???? 故，取 mb ? mbHZ sws 0 ???????? 故機組安裝高程為 。 蝸殼頂角點和底角點的變化形式有直線和拋物線兩種。 nm? ， ??anb ， ??301? ， ??152? 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 22 圖 21 蝸殼斷面圖 2 蝸殼的水力計算 查《水電站機電設(shè)計手冊（水力機械）》， 進口斷面流速 VC= /s，故所需的進口斷面面積為： 20m a x mQF c ??? ?????? ? 蝸殼計算表如表 23所示。其大致形狀如圖 25 所示 ： 圖2 5 混 流式水輪機尾水管 尾水管的基本尺寸查表 418(金鐘元《水力機械》 )， 310HL 水輪機可采用 6Z 型標準系列如表 25 所示： 表 25 尾水管標準型式與實際計算表 參數(shù) 1D h L 5B 4D 4h 6h 1L 5h 標準 6Z 實際 尾水管高度 h ，指從水輪底環(huán)平面到尾水管底板的高度，是決定尾水管性能的主要參數(shù)。根據(jù)尾水管的結(jié)構(gòu)可得下式 : ? ? 3342 htgDD ??? 若水電站樞紐工程水電站廠房設(shè)計正文 25 解得 3h = ，而 mhhhh ??????? ,2h 可取為 ,此處取為 。水輪機調(diào)節(jié)是通過調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)機組轉(zhuǎn)速的變化不斷地改變水輪機過流量來實現(xiàn)的。 （ 2） 選擇調(diào)速器時應(yīng)考慮到調(diào)速器某些五一節(jié)對電站其他設(shè)備的要求和影響。 選擇調(diào)速器工作容量時，應(yīng)留有適當?shù)挠嗔?