【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 缺點(diǎn)是：(1) 廠(chǎng)房要有一部分位于或接近F6斷層，對(duì)機(jī)組沉陷有一定不利影響。(2) 尾水渠覆蓋層開(kāi)挖多約13萬(wàn)m3。綜合以上幾個(gè)方面，認(rèn)為左岸廠(chǎng)房?jī)?yōu)點(diǎn)較多，且很重要。關(guān)于F6斷層對(duì)機(jī)組沉陷的影響，由于機(jī)組部位開(kāi)挖較深，且F6斷層要經(jīng)過(guò)工程處理，可最大限度地降低對(duì)廠(chǎng)房的不利影響。因此建議用左岸廠(chǎng)房布置方案。關(guān)于廠(chǎng)房型式曾研究過(guò)壩后廠(chǎng)房與河床廠(chǎng)房?jī)煞N型式。因后者廠(chǎng)房為正體結(jié)構(gòu)，廠(chǎng)房混凝土可作為大壩的一部分共同滿(mǎn)足大壩抗滑穩(wěn)定需要，故河床廠(chǎng)房可接生混凝土約2萬(wàn)m3，因此選用河床式電站型式較適宜。紅石大壩的設(shè)計(jì)泄流流量較大，加之壩基不夠理想，巖石較為破碎，且下游有F6斷層通過(guò)。因此，選擇一種合理的消能型式甚為重要。經(jīng)過(guò)初步水力計(jì)算表明，由于下游水位較高，鼻坎挑流難以形成，底流消能比較理想。但流量變化過(guò)大時(shí)，流態(tài)很不穩(wěn)定。近年國(guó)內(nèi)外傾向研究消力戽消能型式，且在我國(guó)石泉水電站已采用，效果尚好。因此，曾重點(diǎn)對(duì)消力戽型式進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)，共進(jìn)行了三個(gè)消力戽圓弧半徑(、10m、)及四種鼻坎角度f(wàn)(35176。、40176。、45176。、50176。)的比較，試驗(yàn)表明以R=、f=40176。的型式為最好，流態(tài)為淹沒(méi)混合流，比較平穩(wěn)，對(duì)尾水渠回流淤積影響較小，下游沖刷深度也較淺，最深約為3～9m。因此建議選用消力戽消能型式。 對(duì)壩基處理的意見(jiàn)壩址基巖巖脈較多，斷層裂隙均較發(fā)育，巖石比較破碎，透水性強(qiáng)。因此，主要斷層應(yīng)做徹底處理，防滲帷幕需要加強(qiáng)，壩基應(yīng)做全面固結(jié)灌漿。主要斷層F6應(yīng)做開(kāi)挖處理，開(kāi)挖深度10m，并回填混凝土，混凝土塞沿?cái)鄬幼呦蛳驂位舷掠芜吘壱酝飧餮由?0m，斷層開(kāi)挖后兩側(cè)和局部進(jìn)行固結(jié)灌漿。其余斷層，寬度不大，傾角較陡，均考慮挖至一定深度回填混凝土的方法處理。壩基帷幕：因巖石表面裂隙發(fā)育，透水性強(qiáng)，距地表30m以?xún)?nèi)，單位吸水量W179。，30m～～ l/。據(jù)此，在壩基軸線(xiàn)下游約4m處，設(shè)防滲帷幕一道，孔距2m，孔深從基巖面算起在河床部位約25m，岸坡部位20m，F(xiàn)6斷層附近加深至30m。為提高帷幕效果，在主帷幕前另設(shè)輔助帷幕一道，孔距10m，孔深10m。防滲帷幕灌漿可在灌漿廊道中進(jìn)行。帷幕后設(shè)基礎(chǔ)排水幕一道，另在排水廊道內(nèi)設(shè)一道排水幕。為了提高壩基基巖的完整性，在壩基范圍內(nèi)全面進(jìn)行固結(jié)灌漿，孔距排距2m，孔深6m。在巖石破碎部位，固結(jié)灌漿可在壩基混凝土澆筑約為2m厚度以后進(jìn)行。 紅石河段水位流量關(guān)系等曲線(xiàn)(見(jiàn)附圖)圖13 庫(kù)水位與容積關(guān)系曲線(xiàn)圖14 庫(kù)水位與水庫(kù)面積關(guān)系曲線(xiàn) 第 55 頁(yè) 共頁(yè) 圖15 水位——流量關(guān)系曲線(xiàn)水位——流量關(guān)系曲線(xiàn)的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。 流量Q(m3/s)100200300500100020003000壩址下30m水位(m)壩址處水位(m)流量Q(m3/s)50007000900011000130001500020000壩址下30m水位(m)壩址處水位(m)圖15 東北地區(qū)2000年電力系統(tǒng)負(fù)荷圖 紅石上一級(jí)白山水電站簡(jiǎn)介白山電站水庫(kù)設(shè)計(jì)蓄水位413m，108m3，死水位為372m，電站二期工程擴(kuò)建后，死水位抬高至380m高程，108m3。壩身設(shè)溢流高孔及泄水深孔泄洪。第一期電站采用右岸地下式廠(chǎng)房，裝三臺(tái)單機(jī)容量為300MW的機(jī)組，保證出力為167MW。左岸預(yù)留二期擴(kuò)建電站容量為600MW。電站最終總?cè)萘繛?500MW。白山百年洪水泄量為6900 m3/s，千年洪水泄量為9950 m3/s，保壩洪水泄量17000 m3/s。十年洪水泄量5250 m3/s，三十三年(P=％)洪水泄量為6000 m3/s。有效興利庫(kù)容28108m3。2 紅石水電站的有關(guān)水能計(jì)算 水能計(jì)算的目的水能計(jì)算的目的是確定紅石電站的保證出力N保、裝機(jī)容量N裝與多年平均發(fā)電量，為后面的計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)。 紅石電站的徑流量Q紅石徑流是指流域表面的降水由地面與地下匯入河川，并流出流域出口斷面的水流過(guò)程。徑流量就是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一段面的水量，常用單位為m3/s。紅石電站的水能計(jì)算的根據(jù)是紅石電站的徑流量，而紅石電站的徑流量＝上游白山電站的調(diào)節(jié)流量+白山～紅石區(qū)間的徑流量，即 （2—1）式中 ——在設(shè)計(jì)過(guò)程中為了得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果，通常乘以一個(gè)系數(shù)，本設(shè)計(jì)取 白山電站的調(diào)節(jié)流量 水量差積曲線(xiàn)參考《水利水能規(guī)劃》（第二版）中的興利調(diào)節(jié)時(shí)歷圖解法P49，采用水量差積曲線(xiàn)計(jì)算白山電站的調(diào)節(jié)流量過(guò)程線(xiàn)，并畫(huà)出調(diào)節(jié)流量過(guò)程線(xiàn)，然后作出水量差積曲線(xiàn)與滿(mǎn)庫(kù)線(xiàn)的公切線(xiàn)（這是難點(diǎn)）。水量差積曲線(xiàn)是在水量累積曲線(xiàn)基礎(chǔ)上得到的。水量累積曲線(xiàn)表示來(lái)水或用水隨時(shí)間變化的關(guān)系，是以時(shí)間為橫坐標(biāo)，從計(jì)算起始時(shí)刻（坐標(biāo)原點(diǎn)）到相應(yīng)時(shí)刻之間的總水量為縱坐標(biāo)，以直坐標(biāo)繪制。天然徑流不會(huì)是負(fù)值，故水量累積曲線(xiàn)呈逐時(shí)上升狀。當(dāng)歷時(shí)較長(zhǎng)時(shí)，圖形在縱向?qū)⒂写蠓妊由?，使繪制和使用不便。若縮小水量比尺，又會(huì)降低圖解精度。針對(duì)這個(gè)缺點(diǎn)，在工程設(shè)計(jì)中常采用水量差積曲線(xiàn)來(lái)代替水量累積曲線(xiàn)。若保持橫坐標(biāo)網(wǎng)格原有寬度不變，使水平橫軸向下傾斜一個(gè)角度即作一種“錯(cuò)動(dòng)”，也就是說(shuō)把表示流量值等于零的水平橫軸Ot錯(cuò)動(dòng)到Ot’位置，這就稱(chēng)斜坐標(biāo)水量累積曲線(xiàn)。從斜坐標(biāo)水平軸上時(shí)刻量到水量累積曲線(xiàn)的縱距，表示自起始時(shí)刻到期間的總水量與以水平軸方向所代表流量的同期水量之差，稱(chēng)差積水量。這種在斜坐標(biāo)里繪成的水量累積曲線(xiàn)對(duì)水平軸而言，叫做水量差積曲線(xiàn)。即把斜坐標(biāo)網(wǎng)格換成水平橫坐標(biāo)網(wǎng)格，卻不動(dòng)其曲線(xiàn)，這是曲線(xiàn)就成水量差積曲線(xiàn)。差積水量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 (2—2)或近似表示為 (2—3)式中 Q——在式(1—2)和式(1—3)中分別為瞬時(shí)流量和時(shí)段平均流量； Q定——接近于繪圖歷時(shí)平均流量的整數(shù)值，在本設(shè)計(jì)中設(shè)。根據(jù)設(shè)計(jì)資料有(m3/s)，為繪圖和計(jì)算方便，取(m3/s)，即(m3/s)。 水量差積曲線(xiàn)計(jì)算表水量差積曲線(xiàn)計(jì)算表是繪制水量差積曲線(xiàn)的基礎(chǔ)。參考《水利水能規(guī)劃》（第二版）P52～53及表2—11，本書(shū)取。該表包括月平均流量，月水量，水量差值及水量差積值。月平均流量參見(jiàn)設(shè)計(jì)資料表2——白山電站年月平均流量表。以1956年1～3月份為例：已知(m3/s)；1956年1月(m3/s)，月水量按下式計(jì)算 [(m3/s)月] (2—4)那么[(m3/s)月]，水量差值按下式計(jì)算 (2—5)那么[(m3/s)月]。同理可以算出1956年3月份的月水量、水量差值。算出以上數(shù)據(jù)后，設(shè)月初值為零，將各月水量差值累加。詳細(xì)計(jì)算結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)本書(shū)表 2—1。水量差積曲線(xiàn)計(jì)算表必須包含1956年～1971年共16年的1～12月份的數(shù)據(jù)。各年各月的計(jì)算方法如上面所述，詳細(xì)計(jì)算及結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)計(jì)算書(shū). 水量差積曲線(xiàn)、滿(mǎn)庫(kù)線(xiàn)及其公切線(xiàn)的繪制根據(jù)水量差積曲線(xiàn)計(jì)算表，在米格紙上按1:1的比例繪制白山電站的水量差積曲線(xiàn)，圖上1㎜表示1[(m3/s)月]。，這里涉及水量差積曲線(xiàn)計(jì)算表（月）表2—1時(shí)間月平均流量(m3/s)月 水 量[(m3/s)月]水量差值[(m3/s)月]水量差積值[(m3/s)月]年月(1)(2)(3)(4)(5)　　　　0（月初值）19561234318318785524524284672772748771060106082084834832439367367127101091091311112平均值=240到流量比尺的做法：參考《水利水能規(guī)劃》（第二版），先畫(huà)水平線(xiàn)段o180。n，使它按時(shí)間比尺表示某一定時(shí)段（＝3個(gè)月），然后由n點(diǎn)垂直向下作線(xiàn)段nt，使它按水量比尺等于[(m3/s)月]（圖中nt＝720[(m3/s)月]）。這時(shí)，水平線(xiàn)o180。n的方向即代表(m3/s)，而o180。t的指向即是流量等于零的方向。將tn及其延長(zhǎng)線(xiàn)等分，即可繪出水量差積曲線(xiàn)的流量比尺。接下來(lái)就是畫(huà)滿(mǎn)庫(kù)線(xiàn)。在水量差積曲線(xiàn)下方繪制與之平行的滿(mǎn)庫(kù)線(xiàn)，二者縱距等于，已知m3，流量比尺為1:（ m/s），即水量差積曲線(xiàn)向下平移縱距2810/=。做出這兩個(gè)曲線(xiàn)后，要做它們的公切線(xiàn)。參考《水利水能規(guī)劃》（第二版）P59，采用的方法是“繃線(xiàn)法”，即用一根“繃緊的細(xì)線(xiàn)”切過(guò)水量差積曲線(xiàn)和滿(mǎn)庫(kù)線(xiàn)的各個(gè)控制點(diǎn)，切記要盡量使調(diào)節(jié)流量均衡些！ 計(jì)算白山電站的調(diào)節(jié)流量由公式(2—3)可得 (2—6)所以，任一時(shí)刻的實(shí)際流量等于水量差積曲線(xiàn)上該時(shí)刻切線(xiàn)斜率與的代數(shù)和。具體計(jì)算及其結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)計(jì)算書(shū)。 紅石電站的徑流量由公式（2—1），已知白山電站的調(diào)節(jié)流量Q白山（），設(shè)計(jì)基本資料已給出的Q區(qū)間，則可算出紅石電站的徑流量。計(jì)算結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)計(jì)算書(shū)表。 繪制紅石電站頻率與流量關(guān)系曲線(xiàn)根據(jù)紅石電站的徑流過(guò)程，將紅石電站的徑流量從小到大排序，設(shè)時(shí)間段數(shù)為n，則n=26，頻率 (2—7)以P為橫坐標(biāo)，Q紅石為縱坐標(biāo)繪出P—Q紅石關(guān)系曲線(xiàn)。詳圖請(qǐng)見(jiàn)本書(shū)附錄※※※。 紅石電站保證出力的確定所謂水電站的出力，是指發(fā)電機(jī)組的出線(xiàn)端送出的功率；保證出力是指水電站在長(zhǎng)期工作中符合水電站設(shè)計(jì)保證率要求的枯水期（供水期）內(nèi)的平均出力。保證出力在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段是確定水電站裝機(jī)容量的重要依據(jù)。 選取設(shè)計(jì)保證率P設(shè)水利水電部門(mén)的正常工作的保證程度，稱(chēng)為工作保證率，選定的工作保證率將成為水利水電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)，稱(chēng)為設(shè)計(jì)保證率。水電站設(shè)計(jì)保證率的取值關(guān)系到供電可靠性、水能資源利用程度及電站造價(jià)。一般地講，水電站裝機(jī)規(guī)模越大，系統(tǒng)中水電所占比重越大，系統(tǒng)中重要用戶(hù)越多，正常工作遭到破壞時(shí)的損失越嚴(yán)重，常采用較高設(shè)計(jì)保證率。而對(duì)于河川徑流變化劇烈和水庫(kù)調(diào)節(jié)性能好的水電站，也多采用較高的設(shè)計(jì)保證率。根據(jù)設(shè)計(jì)基本資料和設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，紅石水電站的設(shè)計(jì)保證率在80％～90％之間選取。這里取P設(shè)＝84％。 確定紅石電站的保證出力參考《水利水能規(guī)劃》（第二版）P106，水電站的保證出力可用下式進(jìn)行計(jì)算 (2—8)式中 ——水電站效率；——設(shè)計(jì)保證率下，水電站的凈水頭； ——設(shè)計(jì)保證率下的通過(guò)水電站水輪機(jī)的流量(m3/s)?！猀紅石關(guān)系曲線(xiàn)，頻率為84％時(shí)，相應(yīng)的流量為210 m3/s，即m3/s；由設(shè)計(jì)基本資料得知，那么這里取上游水位m；下游水位可以在基本資料附圖3水位—流量關(guān)系中查取，查得；那么m。從設(shè)計(jì)基本資料中得知，該水電站為中型水電站。在初步估算時(shí)，可采用下式近似進(jìn)行計(jì)算 (2—9)式中 ——系數(shù)，中型水電站一般取8～，這里?。?。將已知數(shù)據(jù)代入公式(2—9)。 多年平均年發(fā)電量的估算參考《水利水能規(guī)劃》（第二版）P109，多年平均年發(fā)電量是指水電站在多年工作時(shí)期內(nèi)，平均每年所能生產(chǎn)的電能量。本設(shè)計(jì)采用“設(shè)計(jì)中水年法”進(jìn)行計(jì)算，步驟如下：（1） 選擇設(shè)計(jì)中水年，要求該年的年徑流量及其年內(nèi)分配均接近于多年平均情況。（2） 列出所選設(shè)計(jì)中水年各月的凈來(lái)水流量。（3） 根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的用水要求，列出各月的用水流量。（4） 對(duì)于年調(diào)節(jié)水電站，可按月進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，求出相應(yīng)各時(shí)段的平均水頭及其平均出力。（5） 將各時(shí)段的平均出力乘以時(shí)段的小時(shí)數(shù)，即得各時(shí)段的發(fā)電量。設(shè)為平均出力低于裝機(jī)容量的時(shí)段數(shù)，為平均出力等于或高于裝機(jī)容量的時(shí)段數(shù)，則水電站多年平均年發(fā)電量可用下式估算 (kwh) (2—10)式中，當(dāng)以月為時(shí)段單位，則，小時(shí)。由基本資料得，m3/s，紅石電站，又因?yàn)?961年的平均年徑流量等于230 m3/s，所以選擇1961年為設(shè)計(jì)中水年。1961年各月的凈來(lái)水流量如下表：1961年白山電站凈來(lái)水流量(m3/s)123456789101112平均2943331935015124521581182301961年白山～紅石站區(qū)間徑流表(m3/s)123456789101112平均各時(shí)段的平均出力依然采用公式 (2—11)式中 ，為上下游水位差，上游水位已定，下游水位可從設(shè)計(jì)基本資料附圖3中查取。具體結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)下表：設(shè)計(jì)中水年各月平均出力表2—21961年月份(m3/s)(m3/s)(m3/s)(m3/s)(m)(m)(m)(萬(wàn)kw)18 2 3 4 324