【文章內(nèi)容簡介】 。 （ 2）水頭損失 花園水電站壓力引水系統(tǒng)長約 ，不同引水流量，對應(yīng)不同的水頭損失，在水能計(jì)算中予以扣除， （ 3）廠房尾水水位～流量關(guān)系曲線 見圖 4－ 2。 （ 4）綜合出力系數(shù) 取綜合出力 系數(shù)為 。 （ 5）其它用水 本電站以發(fā)電為主，無灌溉、供水要求。壩址至站址河道長約 ，枯水期易造成壩下游河道斷流，影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。因此，為了滿足下游淺水河段生態(tài)用水，本階段枯水期按 、豐、平水期按不小于 3m3/s 向下游河段放水。 水庫運(yùn)行方式 根據(jù)水庫泥沙沖淤計(jì)算分析，花園水電站平、枯水期（ 11月～ 5 月）水庫水位保持正常水位 1835m 運(yùn)行。豐水期（ 6月～ 10 月）當(dāng)入庫流量大于 170m3/s 時 ,水庫水位降至排沙 3 13 水位 1829m 運(yùn)行；當(dāng)流量小于 170 m3/s，水庫水位維持 正常蓄水位 1835m運(yùn)行。 計(jì)算方法及成果 花園水電站為混合式電站，采用豐、 中偏豐、中、中偏枯、枯五個設(shè)計(jì)代表年逐日平均流量計(jì)算電站的出力和電量。 經(jīng)計(jì)算 ， 保證出力 ，裝機(jī)容量 60MW，多年平均發(fā)電量 億 kWh ，年利用小時數(shù) 4118h。 正常擋水位選擇 花園電站上游為多兒水電站，電站尾水距離壩址斷面，因九龍峽電站廠房在多兒廠房上游僅 500m，因此回水影響同時考慮上述兩電站。 正常擋水位選擇 以最大限度利用水資源為原則。本電站地處甘南高原山區(qū)，庫區(qū)無大的 農(nóng)田、房屋，淹沒損失小。因此，正常蓄水位的選擇以不影響上游多兒和九龍峽電站的尾水為準(zhǔn)。 正常蓄水位選擇 、 1835m 進(jìn)行比較，經(jīng)計(jì)算，正常蓄水位為 時，花園水電站回水對多兒、九龍峽電站尾水沒有影響。正常蓄水位為 1835m 時，花園水電站回水不影響九龍峽電站尾水，與其尾水位基本銜接；回水對多兒電站的尾水影響 ，年平均損失電量 萬 kWh，影響不大，而花園水電站正常蓄水位從 提高到 1835m， 3 14 年可增加發(fā)電量 160 萬 kWh，完全可以彌補(bǔ)多兒水電站的損失。因此，花園水電站正 常蓄水位定為 1835m。 裝機(jī)容量選擇 本階段擬定 萬 kW、 萬 kW、 萬 kW 三個裝機(jī)方案進(jìn)行動能經(jīng)濟(jì)比較。 隨著裝機(jī)容量的增加，多年平均發(fā)電量隨之增大，工程投資也同時增加，隨著裝機(jī)的增加，增加裝機(jī)所增加發(fā)電量逐漸減少，故裝機(jī)容量不宜過大。 從當(dāng)?shù)厮娺\(yùn)行看，裝機(jī)年利用小時數(shù)在 4000～ 5000 小時較為合適 。經(jīng)動能經(jīng)濟(jì)比較，裝機(jī)容量從 萬 kW 增加到 萬 kW，差額投資內(nèi)部收益率為 %，大于 10%；裝機(jī)容量 萬 kW 增加到 萬 kW，差額投資內(nèi)部收益率只有 %，小于 10%。 萬 kW 裝機(jī)容量 的 年利用小時數(shù) 4118h， 相對合適 ，經(jīng)綜合比較， 推薦裝機(jī)容量 kW。 引水洞洞徑選擇 引水洞 設(shè)計(jì)引用流量 ，根據(jù)地形、地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)流速，類比已成工程，擬定 、 、 三個方案進(jìn)行比較。隨著洞徑增加，水頭損失減少，保證出力、年發(fā)量都相應(yīng)增加，但洞徑加大也增加了工程量，從而增加投資。洞徑從 增加到 ，差額投資內(nèi)部收益率為 %， 3 15 洞徑從 增加到 ，差額投資內(nèi)部收益率為 %，已不經(jīng)濟(jì)。另外，洞徑 的流速 似電站的引水隧洞平均流速，綜合分析選擇洞徑 。 水輪機(jī)額定水頭選擇 依據(jù)《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL/T51862020）“電站的額定水頭，應(yīng)按 額定水頭與加權(quán)平均水頭的比值在 ～ 之間選擇” 。本電站取額定水頭 ， 與加權(quán)平均水頭 的比值為 ，符合規(guī)范要求。 水庫運(yùn)行方式 花園水電站是具有一定日調(diào)節(jié)能力的混合式電站，其出力主要受天然來水控制。為提高電站的發(fā)電效益，一般維持正常蓄水位運(yùn)行。但為控制泥沙淤積，減少 回水對上游電站尾水的影響，豐水期（ 6 月～ 10 月）入庫流量大于 170m3/s，水位降至 1829m 排沙水位運(yùn)行，并視庫尾泥沙淤積情況，每年安排 1～ 2 次進(jìn)行敞泄排沙，每次 6～ 12 小時；入庫流量小于 170m3/s，水位保持正常蓄水位運(yùn)行。 日調(diào)節(jié)容積確定 花園水電站規(guī)劃為徑流式電站，本階段考慮到隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，若干年后甘肅省電網(wǎng)必將實(shí)行峰、平電價，結(jié)合花園樞紐排沙運(yùn)行水位以上的庫容，為電站設(shè)置一定的 3 16 日調(diào)節(jié)能力。 日調(diào)節(jié)池容積按 1 臺 7 小時滿發(fā)運(yùn)行，并考慮 的安全系數(shù)計(jì)算，所需日調(diào)節(jié) 池容積為 萬 m3。水庫運(yùn)行30 年沖淤平衡后， 1835m 與 1829m 之間的庫容差約為 125萬 m3，滿足日調(diào)節(jié)容積。 水庫淤 沙 計(jì)算 采用 西安理工大學(xué)泥沙數(shù)學(xué)模型 分析計(jì)算花園水電站水庫正常蓄水位 1835m，排沙運(yùn)行水位 情況下 的泥沙 沖 淤過程，包括不同運(yùn)用年限的淤積量、排沙比、庫區(qū)淤積縱剖面、庫容曲線的變化 、 水庫正常蓄水位和汛期回水水面線 等 ，并分析對水庫上游水電站（多兒水電站和九龍峽水電站）尾水位的影響 。 沖淤量計(jì)算結(jié)果 ： 水庫運(yùn)行前期淤積量增加較快，水庫運(yùn)行至第 12 年后，庫區(qū)有沖有淤 ，基本達(dá)到?jīng)_淤平衡狀態(tài) 。水庫運(yùn)用 30 年累計(jì)淤積量為 億 m3，多年平均淤積量為 萬 m3，多年平均排沙比為 %。水庫運(yùn)用 30 年后水庫剩余庫容為 億 m3。 實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)在水庫沉沙段設(shè)監(jiān)測斷面，監(jiān)測河底淤積高程，當(dāng) 壩 前段泥沙淤積高程接近取水口高程時，也應(yīng)及時安排敞泄沖沙，以避免淤積在水庫中的懸移質(zhì)粗沙及推移質(zhì)進(jìn)入取水口。 3 17 水庫 回水 計(jì)算 平水情況回水水面線計(jì)算 花園電站壩址上游 處是多兒水電站廠房，上游九龍峽廠房距多兒廠房僅 500m，因此水庫平水 情況回水水面線計(jì)算，針對上游兩座水電站各自的設(shè)計(jì)流量，分兩種流量級分別計(jì)算：多兒水電站正常尾水位 ，對應(yīng)流量為 m3/s；九龍峽水電站正常尾水位 ，對應(yīng)流量，多兒電站入?yún)R流量 24m3/s。計(jì)算平水情況回水水面線時壩前水位為正常蓄水位 1835m。 計(jì)算中，天然河道水面線計(jì)算 糙率 取值為 ，水庫泥沙淤積 30 后水面線計(jì)算糙率取值為：在懸移質(zhì)淤積段糙率為 ，庫尾段為 ，淤積末端以上為 。 計(jì)算結(jié)果表明： 1）水庫泥沙淤積 30 年后（庫區(qū)淤積已經(jīng)達(dá)到?jīng)_ 淤平衡），白龍江干流花園大壩樞紐至多兒電站之間流量為 m3/s 時，多兒尾水?dāng)嗝嫣幩粸?，稍高于原設(shè)計(jì)正常尾水位 。說明花園水電站的運(yùn)行基本不影響上游多兒水電站的尾水位。 2）水庫泥沙淤積 30 年后（庫區(qū)淤積已經(jīng)達(dá)到?jīng)_淤平衡），九龍峽水電站尾水?dāng)嗝媪髁繛椋ň琵垗{發(fā)電流量 ，生態(tài)水 ），并考慮多兒電站入?yún)R流量 24m3/s，九龍峽尾水?dāng)嗝嫣幍乃粸?，與正常尾水位 恰好銜接。說明花園水電站的運(yùn)行不會對上游九龍峽水電站 尾水位造成影響。 3 18 洪水情況回水水面線計(jì)算 洪水情況回水水面線按照花園 水庫 樞紐運(yùn)行 30 年，庫區(qū)泥沙達(dá)到?jīng)_淤平衡后，分別計(jì)算花園樞紐、多兒廠房、九龍峽廠房及庫區(qū)淹沒不同標(biāo)準(zhǔn)洪水流量的水面線。 經(jīng)計(jì)算，由于花園樞紐設(shè)置了足夠大的泄洪設(shè)施，在上游電站廠房的各種洪水標(biāo)準(zhǔn)下，回水都基本不超過原廠房洪水位，可保證不影響上游電站的防洪安全。 工程布置及主要建筑物 工程等別和建筑物級別 本電站裝機(jī)容量 60MW。 根據(jù)國標(biāo)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB50201－ 94）和水利部 《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) 》（ SL252－ 2020） 的 規(guī)定 ， 本工程屬于 Ⅲ等中型工程。因此，電站 永久性主要建筑物按 3 級設(shè)計(jì)，永久性次要建筑物按 4 級設(shè)計(jì) ，施工臨時性建筑物按 5 級設(shè)計(jì)。樞紐洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為 50 年（ P＝ 2%）， 相應(yīng) 洪峰流量 為 1160m3/s；校核洪水重現(xiàn)期為 500 年（ P＝ %）， 相應(yīng) 洪峰流量 為 1900m3/s；消能建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)：洪水重現(xiàn)期為 30 年（ P＝ %）， 相應(yīng) 洪峰流量 為 1000m3/s。 電站廠房洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期（年）為 100 年（ P＝ 1%）， 相應(yīng) 洪峰流量 為 1380m3/s；校核洪水重現(xiàn)期（年 ）為 200 年（ P＝ %）， 相應(yīng) 洪峰流量 為 1600 m3/s。 3 19 壩軸線、壩型選擇及 工程總體布置 壩軸線、壩型選擇 花園電站為白龍江干流尼什峽至沙川壩河段梯級開發(fā)中的第 6 個梯級，在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)地層巖性接近，壩址選在花園鄉(xiāng)附近，在可研可研階段選定的下壩址河道，本階段初步設(shè)計(jì)選擇上、下兩壩線，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，選擇上壩線為推薦壩軸線。 壩址處河谷狹窄，通過面板堆石壩與混凝土重力壩型分析對比，推薦壩型為混凝土重力壩。本階段初步設(shè)計(jì)主要對常態(tài)混凝土和碾壓混凝土兩種筑壩材料進(jìn)行對比選擇，結(jié)合壩址地形地質(zhì)情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合對比，本階段推薦筑壩材料選用常態(tài)混凝土。 本階段對可研擬定的引水發(fā)電洞線路及電站廠房下站址進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，選定建筑物位置及基本尺寸。 工程總體布置 的選定 花園水電站工程由 首部樞紐、低壓引水隧洞和電站廠房三大部分組成。 首部樞紐為現(xiàn)澆 混凝土重力壩 ，壩 左岸 古河床處理采用護(hù)岸防滲 ，在花園溝溝口設(shè) 瀝青混凝土心墻砂礫石副壩 ，通過樞紐大壩、護(hù)岸、副壩形成左岸封閉完整的防滲體系。引水發(fā)電洞進(jìn)口布置在大壩上游左岸，為 塔式進(jìn)水口 ，進(jìn)口軸線距大壩上游面 27 米，引水洞為圓形斷面，內(nèi) 半徑 R=7m。引水洞軸線長 。電站廠房布置在壩下游 處河道右岸多瑪沖溝左側(cè)，電站主廠房長 57m，寬 17m。 3 20 主要建筑物