【文章內(nèi)容簡介】 過水力動能計(jì)算，經(jīng)過分析論證，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定了新的壩軸線位置，初步確定了工程總體布置方案，確定了工程規(guī)模和主要建筑物的型式，在此基礎(chǔ)上完成了《 甘肅省隴南市武都區(qū) 拱壩河口水電站初步設(shè)計(jì)報(bào)告》。主要結(jié)論如下： （ 1）拱壩河口水電站采用河床式開發(fā)，樞紐 地理坐標(biāo)：東經(jīng) 104o17?，北 緯 33 o26? 。電站開發(fā)河段內(nèi)無灌溉引水和人畜飲水要求，上游森林已停止砍伐，也無漂木要求，因此本河段內(nèi)無其它綜合利用要求 ，工程開發(fā)任務(wù)單一，就是 徑流式 發(fā)電。 （ 2） 電站正常蓄水位 ，正常尾水位 ，額定水頭 ，引用流量 250 m3/s。 甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 3 （ 3）本階段推薦電站裝機(jī)容量為 3179。 6000=18000kW，其多年平均發(fā)電量為 萬 kWh，裝機(jī)年利用小數(shù) ；水輪機(jī)型號為 GZ（ B14） — WP— 330；發(fā)電機(jī)型號為 SFWG6000— 36/3700；上網(wǎng)電壓等級為 35kv。 （ 4） 電站靜態(tài)總投資 萬元，總投資 萬元，單位千瓦總投資 7525 元 /kW，單位電能投資 元 /kWh。 （ 5）電站計(jì)劃總工期 24 個(gè)月。 該電站規(guī)模適中，工期短，對外交通不便，具有優(yōu)越的開發(fā)條件和社會經(jīng)濟(jì)效益。建議業(yè)主積極籌措資金，爭取盡快開工興建，以便早日發(fā)揮效益。 水文 流域概況 白龍江發(fā)源于岷山廓爾莽梁， 源地海撥 4072m,自西北向東南流經(jīng)甘、川兩省的若爾蓋、迭部、舟曲、宕昌、武都、文縣、青川等縣，于四川省舊昭化城東匯入嘉陵江，全長 535km，流域面積 32810km2，屬長江流域嘉陵江水系的一級支流。 氣象 拱壩河口水電站位于白龍江中游段，首部樞紐控制集水面積 12254km2, 該段河道河谷相對開闊，灘地、階地發(fā)育。工程區(qū)屬大陸性亞熱帶氣候，降水量為白龍江偏低區(qū)，日照充足，夏季炎熱，冬季微寒。工程區(qū)直接移用武都?xì)庀笳举Y料：多年平均氣溫 ℃ ,實(shí)測極端最高氣溫 ℃，實(shí)測極端最低氣溫 ℃，年平均蒸發(fā)量 1723mm，平均日照時(shí)數(shù) 1912h，多年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 。 工程區(qū)冬無積雪、河水不結(jié)冰，無霜期 228 天，最大凍土深度 11cm。 徑流 拱壩河口電站位于白龍江中游段，下游 13km 處武都水文站（集水面積14288km2）有 1940～ 1946 年和 1958～ 2021 年兩階段徑流測驗(yàn)成果，是本次徑流計(jì)算較理想的參證站。 武都水文站有 43 年實(shí)測水文資料， 拱壩河口電站與武都水文站相距 13km，區(qū)間集水面積 2034km2， 采用水文比擬法， 推算 拱壩河口 水電站徑流成果如下表 ： 甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 4 拱壩河口 水電站設(shè)計(jì)年徑流成果表 表 集水面積 （ km2） 統(tǒng)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)年徑流量 (m3/s) Q。（ m3/s） Cv Cs 2 5 10 20 50 75 90 95 12254 112 178 163 149 135 110 設(shè)計(jì)洪水 白龍江洪水均為暴雨洪水，發(fā)生頻繁，汛期 510 月，一般年最大洪峰流量出現(xiàn)在 9月份，洪水過程基本特征是：具有大江起漲慢，消退長的肥胖型洪水過程，又具有山區(qū)河流陡漲陡落的尖瘦型洪水過程。 拱壩河口電站 與武都水文站相距 10km，工程區(qū)集水面積 12254km2，以武都水文站（集水面積 14288km2）為基礎(chǔ)，將武都水文站設(shè)計(jì)洪峰流量按公式 F2 Qm2=()nQm1 F1 修正后，作為 拱壩河口電站 設(shè)計(jì)洪峰流量，見表 ，式中指數(shù) n=。 拱壩河口 電站設(shè)計(jì)洪峰流量成果表 表 斷面位置 集 水 面 積（ km2） 某設(shè)計(jì)頻率 (%)的洪峰流量（ m3/s） 1 2 5 10 武都水文站 14288 2459 2170 1874 1607 1428 1139 拱壩河口電站 12254 2208 1949 1683 1443 1282 1023 固體徑流 拱壩河口電站多年平均懸移質(zhì)含沙量為 ，經(jīng)計(jì)算多年平均懸移質(zhì)輸沙率 384kg/s，多年平均懸移質(zhì)輸沙量 1211 萬 t，多年平均侵蝕模數(shù) 1072t/km2,固體徑流以汛期泥沙為主，占年輸沙量的 %，其中 69 月的輸沙量占年輸沙量的 %。推移質(zhì)年輸沙量為 303 萬 t，則年輸沙總量為 1514 萬 t。 區(qū)域地質(zhì) 工程區(qū)位于秦嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶，北秦嶺褶皺帶與南秦嶺褶皺交界處。發(fā)育的節(jié)理 裂隙主要有三組： 1） NWSE， NE71186。86186。； 2） NESE， NE35186。10186。； 3） NESW，SE156186。15186。， 區(qū)內(nèi)出露地層主要為印支期迷壩組花崗巖和第四系松散堆積物。 甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 5 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021）劃分，工程區(qū)地震動峰值加速度為 ，地震動反應(yīng)譜特征周期為 ；相應(yīng)地工程區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度。建議本工程按Ⅷ度設(shè)防。 在工程區(qū)內(nèi)發(fā)育一些滑坡和坍塌現(xiàn)象，主要是地表坡積物的淺層滑動和岸邊階地前緣陡坎的坍塌局部尚可見到高角度風(fēng)化、卸荷裂隙切割導(dǎo)致巖塊崩塌現(xiàn)象。 按含水層性質(zhì)可分為基巖裂隙水和第四系孔隙水，水文地質(zhì)條件相對簡單。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 該電站擬采用低壩徑流式，壩高 8m，其回水 ，在其回水范圍內(nèi)無農(nóng)田及房舍淹沒，因河床谷岸為花崗巖體。雖有不穩(wěn)層組合，但不存在淹沒，滲漏，塌岸等工程地質(zhì)問題。 閘址和廠區(qū)主要建筑物工程地質(zhì)條件 壩基包含布置于河床泄洪、沖砂閘等建筑物基礎(chǔ)。 勘探深度范圍內(nèi)壩基均為覆蓋層組成。壩基覆蓋層呈上疊結(jié)構(gòu)，層次較為分明。上部 ～ 為稍密的粉土質(zhì)礫石土，其抗沖刷能力差、承載力低，不能滿足閘基閘承載和 變形要求，建議清除。下部以卵石土為主，勘探中未發(fā)現(xiàn)連續(xù)成層分布的砂層及粉粘土等軟弱土層，皆由粗粒土組成，中密、允許承載力 [R]=～，變形模量 Eo=3035Mpa，地基抗變形和承載力可滿足低矮的壩（閘）基設(shè)計(jì)要求，建議基礎(chǔ)置基于 ○3層中密卵石土上。 地面廠房主要由安裝間、主廠房、副廠房和尾水渠等建筑物組成。 廠房基礎(chǔ)置于全新統(tǒng)近代河流沖積的漂卵石層上，容許承載力 ～ ，變形模量 40～ 50MP，承載力及變形均能滿足基礎(chǔ)要求。 廠房基坑中上部 以卵礫石土為主，其透水性強(qiáng)，且廠房距離白龍江較近，地表水和地下水具有良好的補(bǔ)給滲通道。因此，基坑開挖時(shí)，不可避免地有大量地表水及地下水涌入基坑內(nèi)。建議加強(qiáng)基坑排水及臨時(shí)邊坡的支護(hù)處理措施。 尾水渠道布置于白龍江右岸河漫灘上，尾水直接與河水相接。尾水渠地基以卵礫石土為主，容許承載力 ～ ,變形模量 30～ 35Mpa，變開模量 30～ 35Mpa，承載力及變形均能滿足基礎(chǔ)要求。卵礫石土透水性強(qiáng)，需做好相應(yīng)的襯護(hù)工程措施。甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 6 建議開挖邊坡比 1： (水上 )～ 1： 2（水下）。 天然建筑材料 土 料質(zhì)量符合圍堰用料要求，運(yùn)距近，開采、運(yùn)輸方便。但不滿足槽孔固壁土料質(zhì)量要求，因其需用量較小，建議采用外購解決。 條塊石料儲量豐富，質(zhì)量符合要求，開采、運(yùn)輸方便。 天然砂礫石料儲量較為豐富，除砂的含泥量略超標(biāo)外，其余各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足要求，建議施工時(shí)對細(xì)集料進(jìn)行沖洗后使用。鑒于煙墩溝砂礫石料場儲量大，質(zhì)量可滿足要求，開采運(yùn)輸方便，且便于布置加工系統(tǒng)，可作為主料場優(yōu)先開采利用。 工程任務(wù)和規(guī)模 電站建設(shè)的必要性 修建拱壩河口水電站可緩解當(dāng)?shù)赜秒姽┬杳?，同時(shí)對于促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善投資環(huán) 境；加速河流水力資源的開發(fā)，將水力資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變成經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，提高人民生活水平，改變當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“以電代柴”，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，鞏固退耕還林成果，促進(jìn)邊遠(yuǎn)山區(qū)經(jīng)濟(jì)的繁榮和進(jìn)步，維護(hù)社會穩(wěn)定均具有重要作用。因此，興建本電站是非常必要的。 供電范圍及設(shè)計(jì)保證率 拱壩河口電站總裝機(jī)容量 18MW，在甘肅電網(wǎng)內(nèi)所占比重極小，電力消化都不存在問題，電站廠區(qū)屬隴南市武都區(qū)，出線較兩水 110 變電所最近。 初擬供電范圍為甘肅電網(wǎng)。本階段可就近在隴南電網(wǎng)消化，減少線損，最大發(fā)揮發(fā)電效益。 《小型水力發(fā)電站設(shè)計(jì) 規(guī)范》 (GB50071— 2021)規(guī)定，電站設(shè)計(jì)保證率可根據(jù)系統(tǒng)中水電站容量占電力系統(tǒng)容量的比重、設(shè)計(jì)電站的調(diào)節(jié)性能和容量大小等因素，在 80%～ 90%范圍內(nèi)選取。該電站的設(shè)計(jì)保證率取為 80%。 水利動能 裝機(jī)容量的選擇 根據(jù)電網(wǎng)的電源組成和負(fù)荷特性結(jié)合水能利用分析，電站裝機(jī)容量初步擬定三種方案： 12MW、 15MW、 18MW，進(jìn)行動能經(jīng)濟(jì)比較。各裝機(jī)容量方案采用相同的運(yùn)行甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 7 方式按豐、平、枯三個(gè)代表年的逐日平均流量進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。結(jié)合當(dāng)?shù)刎?fù)荷及動能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、機(jī)組臺數(shù)和機(jī)型的選擇，最后推薦 本電站的裝機(jī)容量為 3179。6000=18000MW。 電站能量指標(biāo) 拱壩河口電站裝機(jī) 18MW，單機(jī)容量 6 MW，機(jī)組為 3 臺燈泡貫流式機(jī)組，其多年平均發(fā)電量為 萬 kWh，其中豐水年（ P=10%）發(fā)電量為 萬 kWh，平水年（ P=50%）發(fā)電量為 萬 kWh，枯水期（ P=90%）發(fā)電量為 萬 kWh，裝機(jī)年利用小數(shù) ，保證出力為 3213kW。 泥沙沖淤及回水分析 拱壩河口電站取水口采用低閘壩，閘壩壅水高 9m。壩底基本與原河床齊平。不形成水庫， 汛期采用大排大泄的運(yùn)用方式，故不會帶來壩前泥沙淤積。 由于壩址河段坡降較緩，閘壩壅水較高，壩前回水較短（小于 2400m），水庫淹沒處理的設(shè)計(jì)洪水位 P=％、 P=1％均低于正常蓄水位，水庫淹沒調(diào)查可考慮正常蓄水位加高 ～ 作為水庫淹沒處理的控制高程。 工程布置及建筑物 工程等別及洪水標(biāo)準(zhǔn) 白龍江拱壩河口水電站位于白龍江干流中游段。電站樞紐布置拱壩河口上游，距甘肅隴南規(guī)劃的錦屏電站廠房 km。廠址布置在兩水鎮(zhèn)大橋下游 150m的右岸處，距武都區(qū) 13km， 首部樞 紐與廠房布置在一起， 控制集水面積 12254km2。白龍江拱壩河口水電站 是 白龍江 流域 沙川壩～苗家壩河段 梯級開發(fā)方案規(guī)劃的第 9級電站。 該電站為一徑流式電站， 電站正常蓄水位 ，額定水頭 ，引用流量 250 m3/s，裝機(jī)容量 ，除發(fā)電外無其它綜合利用要求。 根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 (山區(qū)、丘陵部分 )DL51802021 的規(guī)定，本電站為Ⅳ等小（ 1）型工程。永久性主要建筑物按 4 級設(shè)計(jì)，次要建筑物按 5 級設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物按 5 級設(shè)計(jì)。確定本電站首部樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 30 年 一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 100 年一遇；廠區(qū)樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 100 年一遇。 甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 8 壩址選擇 壩址選擇：由于拱壩河口水電站開發(fā)河段唯一，壩址選擇宜選在兩水鎮(zhèn)白龍江大橋以下，避開村莊和耕地，結(jié)合地質(zhì)情況后確定。根據(jù)地形地貌，氣候人文等因素，壩區(qū)選擇在兩水鎮(zhèn)白龍江大橋下游 150m處，該帶河谷相對較寬，谷寬 120140m，河床高程為 1030～ 1032m，壩區(qū)枯水期河寬 32m，上游地形狹窄，大部分為荒灘，下游地形開闊，兩岸谷坡覆蓋層較厚，對比后，此處確定壩址，條件相對優(yōu)越。考慮 兩水鎮(zhèn) 白龍江大橋防洪水位要求，將拱壩河口電站正常蓄水位定為 ，需修 米高的攔河閘壩。根據(jù)上述條件，壩高選擇為不能不滿足白龍江大橋防洪評價(jià)，僅抬高至 兩水鎮(zhèn) 白龍江大橋梁下平高程以下 ，即壩高不超過 為宜。經(jīng)綜合對比，以現(xiàn)選壩址為推薦方案。 廠址的方案選擇 拱壩河口壩電站指定的開發(fā)河段可供建廠 房的位置只有一處，即 兩水鎮(zhèn)白龍江大橋下游 150m 處 。 拱壩河口壩電站 設(shè)計(jì)引水流量 250 m3/s， 電站裝機(jī)容量為18000kw。為了合理 利用流域規(guī)劃所指定開發(fā)河段的水力資源。結(jié)合規(guī)劃， 選定河床式開發(fā)為推薦方案。 工程布置 武都區(qū)拱壩河口水電站 推薦方案 位于白龍江下游河段。該水電站為低攔河壩河床式水電站工程，由攔河泄洪沖砂閘和廠房兩大部分組成，廠房在白龍江右岸布置。 電站樞紐布置拱壩河口上游 處，距下游規(guī)劃的錦屏電站廠房 km， 樞紐為一綜合性建筑物，由泄洪沖砂閘和廠房組成，擔(dān)負(fù)著引水發(fā)電，泄洪沖砂任務(wù)。根據(jù)壩（閘）處工程區(qū)的地形條件， 遵循“正向進(jìn)水，正向泄洪沖沙”的“一”字型布置， 進(jìn)水閘、泄洪沖砂閘“一”字型布置方式，具有泄洪能力強(qiáng)，閘前主流穩(wěn)定，投資省、運(yùn)行管理靈 活方便。 3 孔 進(jìn)水閘 用閘室單元 ， 5 孔泄洪 沖沙 閘 共一閘室單元。取水閘緊鄰洪沖沙閘布置在右岸。 廠址布置在拱壩河口上游 處，廠區(qū)主要由主副廠房、尾水渠、廠區(qū)護(hù)堤、升壓站，辦公、福利區(qū)等部分組成。 主廠房下游為副廠房，主廠房面積 ，副廠房面積 ， ， 主廠房尺甘肅省武都區(qū)白龍江拱壩河口水電站工程初 步設(shè)計(jì)報(bào)告 9 寸為 179。 179。 (長179。寬17