翻板閘門在愛河流域水電站工程中的應(yīng)用

李世永

（遼寧省丹東市振安區(qū)水利水產(chǎn)局，遼寧 丹東 118001）

翻板閘門在愛河流域水電站工程中的應(yīng)用

李世永

（遼寧省丹東市振安區(qū)水利水產(chǎn)局，遼寧 丹東 118001）

愛河流域有豐富的水能資源，水能蘊藏量 25 萬 kW，目前開發(fā)利用程度低，有待進一步開發(fā)。文中以石橋電站為例，根據(jù)壩址的地形、地質(zhì)、樞紐布置、施工條件、水庫運用管理條件、工程量投資等幾個方面進行了綜合比較，得出結(jié)論：翻板閘門原理獨特、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行安全、造價合理，適于在愛河流域廣泛應(yīng)用。

愛河流域；閘門；水電站

0引言

愛河流域有豐富的水能資源，水能蘊藏量 25 萬 kW，可開發(fā)的水能資源 8.00 萬 kW，而流域內(nèi)現(xiàn)已建成 9 座電站，總裝機 9 368 kW，僅占可開發(fā)水能資源的 12%，開發(fā)利用程度低，有待進一步開發(fā)。

小水電是可再生、無污染的綠色能源，隨著國民經(jīng)濟的跨越式發(fā)展，目前現(xiàn)有的電力能源已滿足不了經(jīng)濟發(fā)展的需要，尤其是農(nóng)村用國家大電網(wǎng)電力，供電距離遠(yuǎn)，電量損失大，從而造成農(nóng)村用電電價較高，影響和制約了農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。開發(fā)愛河流域小水電可降低農(nóng)村電量損失，降低農(nóng)村電價，提高農(nóng)村的用電積極性。改燒木材、燒煤為用電，凈化了空氣，又改善了農(nóng)民的生活質(zhì)量，同時刺激了農(nóng)民對家電的需求，有利地促進地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。翻板閘門在愛河流域小水電的應(yīng)用，既節(jié)省了投資，也促進和加快了愛河流域水能資源的開發(fā)利用。

1 流域概況

1）自然概況

愛河是鴨綠江較大支流之一,也是丹東市境內(nèi)最大的一條河流，東接蒲石河，南臨鴨綠江，西與大洋河相鄰，北以太子河分水嶺為界，發(fā)源于寬甸雙山子鎮(zhèn)老木垛子嶺，流經(jīng)寬甸縣，鳳城市和丹東市振安區(qū)，于九連城匯入鴨綠江。干流全長 181.95 km，流域面積 5 902 km2。

愛河水系發(fā)育良好，主要支流有舊帽山河、牛毛生河、八道河、草河、飲馬河等，其中草河最大，流域面積 2 230 km2。愛河水量豐沛，擁有豐富的水資源，多年平均徑流32.57 億 m3。愛河河道蜿蜒，彎曲度達(dá) 1.77，且比降較大，水能蘊藏量 25 萬 kW。

2）氣象與水文

愛河流域?qū)儆谥袦貛夂騾^(qū)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，多年平均氣溫 7.9 ℃。該地區(qū)多年平均降雨量為1 100 mm 左右，多年平均降雨量從上游向下游遞增，大部分降雨集中在 6—9 月份，約占全年降雨量的 70%以上，暴雨多發(fā)生在 7—8 月份。多年平均蒸發(fā)量為 1 232.8 mm。極端最低氣溫為-32.4 ℃，極端最高氣溫為 36.2 ℃。該地區(qū)平均風(fēng)速為 2.3m/s，6—9 月最大風(fēng)速為 19m/s，最大風(fēng)速平均值 13.0 m/s。最大凍層深度為 1.38 m。

3）地質(zhì)

流域內(nèi)地勢由東北向南西成階梯狀降落，山地和丘陵地勢陡峻，地形被切割成零亂分布，基巖部分裸露，受自然剝蝕較大，山上植被較發(fā)育。盆地和河谷平原地勢較平坦，沉積了較薄的第四系地層。

流域內(nèi)出露的地層有前震旦系侵入巖、前震旦系混合巖、震旦系沉積巖、元古界遼河群變質(zhì)巖、寒武系沉積巖、奧陶系沉積巖、石碳系沉積巖、二迭系沉積巖、三迭系侵入巖、侏羅系沉積巖、侏羅系侵入巖、早白堊系侵入巖、上第三系及第四系。其中以震旦系和侏羅系地層最為發(fā)育。

2 水力發(fā)電站總體規(guī)劃

此次愛河流域水力發(fā)電規(guī)劃 39座電站，總裝機容量86 273 kW，年發(fā)電量 25 215.9 萬 kW· h。已建 9 座電站總裝機容量 93 68 kW，年發(fā)電量 3 471 萬 kW·h；擬建 30 座電站總裝機容量 76 905 kW，年發(fā)電量 21 744.9 萬 kW·h?？偼顿Y 32.31 億元。

3 翻板閘門的應(yīng)用

3.1 原理及主要特點

水力自控翻板閘門它是利用水力和閘門重量平衡的原理，增設(shè)阻尼反饋系統(tǒng)來達(dá)到閘門隨上游水位升高，而逐漸開啟泄流；上游水位下降，而逐漸回關(guān)蓄水，使上游水位始終保持在要求的范圍內(nèi)即上游正常水位。

其主要特點有：原理獨特、作用微妙、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行安全；施工簡便、造價合理；自動起閉，自控水位準(zhǔn)確，運行時穩(wěn)定性良好，管理方便安全，省人、省事、省時、省力；門體為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，僅支承部分為金屬結(jié)構(gòu)。維修方便，費用低；由于能準(zhǔn)確自動調(diào)控水位、就當(dāng)前水資源短缺，在合理使用和利用水資源方面有其獨到之處。

3.2 應(yīng) 用

在愛河流域水力發(fā)電規(guī)劃的 39 座電站中，有 20 座電站的攔河壩擬采用水力自控翻板閘門，總投資約 66 452 萬元。以石橋電站為例，將翻板閘門方案和平板閘門方案進行比較。

1）工程簡介

石橋水利樞紐工程位于愛河下游、鳳城市東湯鎮(zhèn)石橋村，距鳳城市 32 km，壩址處控制流域總面積 4 839 km2，占總流域面積的 82%。它是以發(fā)電為主，以河道整治、水產(chǎn)養(yǎng)殖及旅游開發(fā)等為輔的中型水利樞紐工程。

正常蓄水位 47.9m，防洪限制水位與正常蓄水位齊平，死水位為 45.75 m。攔河壩長 332.97 m，其中電站壩段長 49.87 m、沖砂閘壩 段長 35.5 m、翻板閘門壩段長 195.9 m、溢流堰壩段長 22.7m、擋水壩段長 29 m，翻板閘門壩段最大壩高為 13.75 m。

2）方案比較

翻板閘門方案和平板閘門方案工程量、投資比較見表 1。

3）閘型比較及選擇

①施工方法：平板閘門方案的施工難度大，工期長。

②水庫運用條件：平板閘門方案易于管理，但管理費用高，運行費用高。

③工程量：平板閘門方案增加了啟閉設(shè)備及相應(yīng)的混凝土和土建工程量，翻板閘門方案的工程量少。

④工程投資：翻板閘門比平板閘門方案節(jié)省 3 175 萬元，翻板閘門方案優(yōu)勢明顯。

綜合分析，翻板閘門方案工程量小、投資少、施工方法簡單、運行和維護管理方便，因此推薦翻板閘門方案做為設(shè)計方案。

4 結(jié)語

愛河流域水能蘊藏量豐富，愛河汛期洪峰量值較高，大多數(shù)壩址處都需要較大的行洪斷面，從調(diào)洪演算成果、壩址河道地形、地質(zhì)條件分析，大多不存在修建岸邊溢洪道的條件，采取開敞式的河道泄洪比較合適。根據(jù)壩址的地形、地質(zhì)、樞紐布置、施工條件、水庫運用管理條件、工程量及投資等幾個方面進行綜合比較，翻板閘門原理獨特、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行安全、造價合理，適于在愛河流域廣泛應(yīng)用。

［1］SL 265-2001，水閘設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］SL 201-97，水利工程水利計算規(guī)范［S］.

［3］丹東市水利勘測設(shè)計研究院.愛河流域規(guī)劃報告［R］.

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1002－0624（2014）01－0005－02

2013-09-24