謨家水電站總體規(guī)劃設(shè)計

姜 麗

（本溪市水利電力勘測設(shè)計研究院，遼寧 本溪117022）

1 概述

謨家水電站位于沈陽市蘇家屯區(qū)后謨家堡村，渾河閘下游段，廠址距沈陽市中心僅4km。電站樞紐主要由攔河閘、進水閘、引水渠、進水室、電站廠房、尾水渠等組成。閘址以上集雨面積7919km2，電站設(shè)計水頭15m，設(shè)計流量33.6m3/s，裝機容量4×1000kW，年利用4175h，多年平均發(fā)電量1667kW·h，總投資2948萬元。

2 工程條件

2.1 工程站址自然條件

該電站流域?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)型大陸性氣候區(qū)，雨量豐沛，多年平均降雨量780mm，降雨集中在7、8月，尤以7月下旬至8月上旬為暴雨集中期，年際間變差較大。閘址多年平均來水量30.4m3/s，棄水量9.58億m3。多年平均氣溫8.1℃，最高氣溫達35.7℃，最低氣溫達-30.5℃，最大凍土深1.48m。攔河閘處設(shè)計洪水流量4074m3/s （P=2%）， 校核洪水流量6294m3/s（P=0.333%）。

2.2 工程地質(zhì)條件

工程區(qū)域位于渾河閘左岸堤后河灘地上，根據(jù)渾河閘以往勘察鉆孔的成果資料，該區(qū)主要地層巖性分述如下：

（1）第（0～2）層。 素填土，包括三部分：上部為圓礫，厚2～3m，其中上部0～1m左右范圍內(nèi)圓礫層含泥量較高；中間為礫砂，層厚2～4m，下部為中砂，厚1～2m左右，層底高程30.3～31.45m。

（2）第（1）層。 礫砂，黃色，局部為黑色，砂礫成份主要以火山巖為主，磨圓一般，飽和，密實度變化較大，多呈中密狀。層位相對較穩(wěn)定，分布不均勻，最大層厚5.4m，層底高程24.0～29.45m。

（3）第（2）層。 圓礫，黃色，局部為黑色，砂礫成份主要以火山巖為主，磨圓一般，飽和，密實度變化較大，多呈中密狀。層位較穩(wěn)，分布廣泛，本次勘察未穿透此層，在勘察范圍內(nèi)最大層厚15.5m。

3 工程樞紐總布置及主要建筑物

樞紐建筑物主要由攔河閘、進水閘、引水渠、進水室、電站廠房、尾水渠等組成。其中攔河閘、進水閘利用已建渾河閘和渾沙進水閘，引水渠在原渾沙灌渠渠址上改建。

3.1 引水渠

引水渠道對原渾沙灌渠進行改造，結(jié)構(gòu)型式為C20、F200毛石混凝土，頂寬0.6m，迎水面為直立墻，背水面坡比1∶0.5。 改造渠段長150m，寬40m，設(shè)計比降1.5‰，與原渾沙進水閘橋下渠段相連，底板防滲采用250g/m2土工膜，上覆0.5m砂礫料，土工膜呈褶皺狀埋入兩側(cè)擋墻混凝土內(nèi)各0.1m，渠道分段止水采用膨脹止水條。

3.2 進水室

進水室位于渾沙灌渠右側(cè)，與灌渠成90°交角。進水室長7.5m，寬25.38m，底板厚0.9m，底板頂高程30.50m。在進水室末段設(shè)4扇攔污柵，孔口尺寸5.67m×4.2m（寬×高）。

3.3 電站廠房

電站廠房位于渾沙灌渠右岸7.5m處，呈一字型布置。上游側(cè)為主廠房，下游側(cè)為副廠房。主廠房上游側(cè)設(shè)4孔快速閘門，閘門型式為平面定輪鋼閘門。下游尾水管末段設(shè)4扇尾水檢修閘門，閘門型式為鑄鐵閘門。主廠房內(nèi)安裝4臺ZD660-LH-120型水輪機，配4臺SF1000-14/2150型發(fā)電機，設(shè)計水頭15m，裝機容量4×1000kW。電站控制采用計算機監(jiān)控為主，人工為輔。

主廠房分4層，分別為尾水管層、蝸殼層、水輪機層、發(fā)電機層。主廠房左側(cè)為安裝場，分3層，下兩層主要布置相關(guān)電氣設(shè)備。

副廠房位于主廠房下游、尾水管上，分3層，分別為電纜及盤型閥層、配電層及中控室。

升壓站布置在主廠房左側(cè)上游，緊鄰安裝場，露天式布置，設(shè)2.5MVA主變壓器2臺。

3.4 尾水渠

尾水渠分為反坡段和順坡段。其中反坡段長15m，寬26.28m；順坡段長175m，設(shè)計比降5%。尾水渠采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，完建后覆土綠化。本工程最低尾水位（單臺機組發(fā)電）為20.44m，最高尾水位（全機組發(fā)電）為21.00m。

4 工程設(shè)計特點

4.1 統(tǒng)籌兼顧，考慮多方因素

渾河閘位于渾河中下游，肩負著沈陽市的防洪任務(wù)和遼陽市渾沙、沈陽市八一、沈陽市渾蒲、遼中縣渾蒲、新民縣渾蒲五灌區(qū)5.4hm2農(nóng)田的灌溉任務(wù)，標準為3級。

謨家水電站是在不改變原渾河閘和渾沙進水閘的作用和工程效益的基礎(chǔ)上，利用渾河閘的多余棄水和渾沙進水閘的富余供水能力進行發(fā)電，是渾河閘水資源綜合利用開發(fā)項目之一，有利于渾河閘水能資源的開發(fā)利用和節(jié)能減排。

謨家水電站設(shè)計規(guī)劃過程中，充分考慮渾河右岸生態(tài)環(huán)境因素，盡量減少工程占地，其中發(fā)電廠房采用了主副廠房綜合布置及多層結(jié)構(gòu)，減少了工程占地；尾水渠采用暗渠結(jié)構(gòu)型式，施工完畢后，場地恢復(fù)原狀，減小了對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。

4.2 充分利用已建工程，降低工程造價

謨家水電站是在渾河閘和渾沙閘的基礎(chǔ)上進行興建，不需另設(shè)擋水和進水建筑物。同時該工程利用原有灌渠150m，對該段灌溉進行改建，進行了硬化和防滲處理；利用灌渠下游節(jié)制閘進行水量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電站用水和灌區(qū)供水，極大地降低了工程造價。

4.3 發(fā)電廠房采用主副廠房綜合布置及多層結(jié)構(gòu)

謨家水電站廠房為多層結(jié)構(gòu)，主副廠房綜合布置，減少了工程占地，同時，有利于主廠房結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；副廠房中控室布置在主廠房下游，與發(fā)電機層平齊，改善了一般電站運行經(jīng)常面臨的潮濕、陰暗的工作條件，為電站運行人員提供了良好的工作環(huán)境；同時，中控室與發(fā)電機處于同一層，有利于電站管理人員進行設(shè)備管理，處理突發(fā)事件。中控室與主廠房之間采用玻璃幕墻相連，便于運行人員觀察電站機組運行情況。

4.4 采用傳統(tǒng)管理與微機自動化相結(jié)合方式

謨家水電站電廠管理采用傳統(tǒng)管理與微機自動化管理相結(jié)合的管理模式，該管理模式同時兼顧了傳統(tǒng)管理與自動化管理的優(yōu)點，既減少了人員數(shù)量，提高了管理效率，增強了電站運行的安全性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

小水電站屬綜合性工程，一般以盈利為目的，規(guī)劃設(shè)計合理與否，直接決定了電站效益的發(fā)揮和工程實施。因此，在工程規(guī)劃設(shè)計中，要充分考慮各方面的因素，因地制宜、因勢利導(dǎo)，盡可能減少工程造價和運行成本及因工程建設(shè)對環(huán)境、生態(tài)的破壞和影響。

［1］SL76—2009，小水電水能設(shè)計規(guī)程［S］.

［2］SL278—2002，水利水電工程水文計算規(guī)范［S］.

［3］GB50071—2002，小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］左東啟，顧兆勛，王文修.水工設(shè)計手冊［K］.北京:水利電力出版社，1983.