洞河水庫工程供水系統(tǒng)電站布置方案比選

黨 挺

1 工程概況

洞河水庫樞紐工程位于漢陰縣以東8 km的澗池鎮(zhèn)境內(nèi)，是安康市新增40萬畝水田群體工程中的骨干工程，是月河川道統(tǒng)籌城鄉(xiāng)一體化發(fā)展實驗區(qū)的基礎(chǔ)工程，工程的主要任務(wù)是為：2020年向洞河灌區(qū)四鎮(zhèn)一鄉(xiāng)11萬人口及漢陰縣工業(yè)園區(qū)年供水量2032萬 m3。工程等別為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型[3]，該供水工程的主要建筑物主要包括：攔河壩、泄洪系統(tǒng)及引供水系統(tǒng)組成。其中，供水系統(tǒng)電站是洞河水庫主要的供水設(shè)施，上游水庫供水采用電站消能，通過尾水與下游供水渠道以自流引水方式銜接向下游自流供水，該電站在滿足灌溉用水和村鎮(zhèn)及工業(yè)園區(qū)供水的前提下，利用灌溉、供水及水庫棄水及生態(tài)基流發(fā)電產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益[1]。

通過對該水庫所在河道天然徑流、洪水和工程的運行方式等條件進行綜合分析，該電站確定設(shè)計過機流量為9.7 m3/s，額定水頭44.8 m，裝機容量為3430 kW，多年平均發(fā)電量為797.52萬 kW.h，電站屬于5級建筑物，廠房防洪標準按30年一遇洪水設(shè)計，50年一遇洪水校核[2]。

2 電站布置方案擬定

該電站的主要功能是供水，因此根據(jù)該工程總圖布局對電站整體布置方案進行擬定，同時結(jié)合進出水順暢、引水洞與壓力管道銜接平順，電站布置合理、尾水渠與匯流池銜接平順，廠房后背邊坡的穩(wěn)定、廠內(nèi)外交通等各方面考慮，選定了夏家溝口下游洞河岸邊方案和夏家溝方案進行了站址比選，詳見圖1。

圖1 供水系統(tǒng)電站方案比較布置圖

2.1 洞河岸邊方案

該方案電站位于大壩下游約500 m的洞河右岸岸邊，左側(cè)緊鄰夏家溝溝口右岸，地形平緩，長度約65 m，寬約20 m，地勢上呈東北高、西南低的梯田狀，坡面平緩，地形相對開闊，坡面整體穩(wěn)定性較好，詳見圖2。

根據(jù)電站位置的地形地質(zhì)條件，電站廠區(qū)布置依次為主廠房、安裝間、尾水渠、引水洞出口建筑物等，副廠房按照常規(guī)布置在主廠房上游側(cè)，電站對外交通采用公路運輸，溫棟公路緊鄰廠區(qū)，進廠公路與溫棟公路銜接，從下游側(cè)進入電站廠區(qū)。

圖2 供水系統(tǒng)電站洞河岸邊方案

2.2 夏家溝方案

該方案電站位于大壩下游約400 m的夏家溝，溝口上游120 m處的緩坡地上。此處地形相對平坦，平臺約40 m寬。溝道兩側(cè)斷層不發(fā)育，整體穩(wěn)定。該站址位置具備布置電站的條件，同時導(dǎo)流洞出口位于該處，在導(dǎo)流洞封堵后，可將導(dǎo)流洞一部分利用作為引水洞使用，詳見圖3。

根據(jù)電站位置的地形地質(zhì)條件，電站廠區(qū)布置順夏家溝左岸緩坡布置，依次為主廠房、安裝間、尾水渠建筑物等，副廠房布置在主廠房端頭，由于地形限制，不具備引水洞出口建筑物布置條件，采用調(diào)流調(diào)壓閥代替。電站對外交通采用公路運輸，廠區(qū)交通通過跨夏家溝大橋與溫棟公路連接，從下游側(cè)進入電站廠區(qū)。

圖3 供水系統(tǒng)電站夏家溝方案

表1 兩站址方案綜合比較表

3 方案比選

通過對以上兩個方案電站的總體布置，認為兩個方案均滿足供水系統(tǒng)電站的功能和布置要求，因此在方案確定的過程中，主要通過對兩個站址的地形、地質(zhì)、布置、防洪、交通、施工、水能利用等方面進行投資綜合分析，見表 1。

從工程布置方面進行方案比較，認為夏家溝電站站址方案的主要優(yōu)勢是導(dǎo)流洞一部分后期利用作為引水洞的一部分使用，可節(jié)約引水洞投資，但是夏家溝電站站址方案場地窄長，電站廠房布置受限，且導(dǎo)流洞導(dǎo)流時段中不能施工，電站施工期需排在導(dǎo)流洞封堵之后，電站不能實現(xiàn)提前發(fā)電效益；同時，受夏家溝溝道狹窄限制，該站址50年一遇洪水位較高，廠區(qū)地平需抬高3.0 m，廠區(qū)防洪工程量較大。洞河岸邊站址地形平緩，電站廠房布置不受地形條件的限制，施工不受施工導(dǎo)流影響；該站址施工場地開闊，施工場地緊鄰公路，施工條件好，根據(jù)工期安排可實現(xiàn)提前發(fā)電；同時，方案水頭較夏家溝方案高0.4 m，年多發(fā)電7萬度。從投資方面進行方案比較，洞河岸邊方案較夏家溝方案投資節(jié)約73.63萬元。

通過對以上兩個方案綜合比較分析，在方案擬定階段，選擇廠區(qū)開闊、布置順暢、交通及施工條件好，可實現(xiàn)提前發(fā)電，且投資較少的洞河岸邊站址方案。

4 結(jié)語

洞河供水系統(tǒng)電站在方案確定過程中，通過多方面因素的綜合比較，選定了水源工程和受水對象銜接平順且便捷、電站相關(guān)建筑物布置條件優(yōu)越、防洪度汛風(fēng)險最小、運行管理方便的的洞河岸邊電站方案，替代了可研階段批復(fù)的夏家溝方案，并在初步設(shè)計審查中獲得批復(fù)。該方案的實施，在工程建設(shè)期，投資更加合理且可控，后期運行期，工程運行安全風(fēng)險低，工程運營管理靈活、便捷、可靠。該供水系統(tǒng)電站在對各類綜合因素的分析和比較對類似工程有一定的參考和借鑒。

[1]陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院漢陰縣洞河水庫工程初步設(shè)計報告［R］.2015.6.

[2]SL266-2014水電站廠房設(shè)計規(guī)范［S］.

[3]SL252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標準［S］.