溢洪道設(shè)計(jì)KING.doc

靳方君第 - 33 - 頁2020-2-8畢業(yè)設(shè)計(jì)青海大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)報(bào)告申請課題 青海省興?？h尕曲水電站溢洪道設(shè)計(jì)可行性研究 學(xué) 號 0903105009 班 級 09水利水電工程1班 專 業(yè) 水利水電工程 申 請 者 靳方君 聯(lián)系電話Email ： 616511937 指導(dǎo)教師 李若東 王裕征 申請日期 2013年3月 青海大學(xué)水利電力學(xué)院摘要 尕曲水電站的開發(fā)，不僅解決了對外交通的問題，而且也為開發(fā)當(dāng)?shù)氐钠渌Y源創(chuàng)造了條件，使當(dāng)?shù)氐馁Y源得到充分利用。電站的建設(shè)還可以改善該地區(qū)落后的基礎(chǔ)設(shè)施，如通訊、交通等。借助尕曲水電站的建設(shè)，可加快該地區(qū)旅游資源的開發(fā)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的改善和提高。 GA Qu hydropower development, not only to solve the transportation problem, but also create conditions for other development of local resources, make full use of local resources. The construction of power plants can also improve the backward infrastructure in the area, such as communication, transportation etc. The station building GA Qu hydropower, development can accelerate the tourism resources in the region, promote local economic development and peoples living standards improve and enhance.目錄前言.3第一章 設(shè)計(jì)基本資料第一節(jié) 緒論.3第二節(jié) 溢洪道的基本資料.4第三節(jié) 泄洪洞的基本資料.6第二章 溢洪道的水力計(jì)算第一節(jié) 確定引水渠斷面.4第二節(jié) 確定控制段垂直水流方向的寬度.7第三節(jié) 校核漸變段長度是否滿足要求.9第四節(jié) 計(jì)算溢洪道水面曲線.11第五節(jié) 擬定挑坎形狀和尺寸及其校核.14第三章 泄洪洞的水力計(jì)算第一節(jié) 驗(yàn)算泄洪洞是否滿足泄洪要求.15第二節(jié) 判別泄洪洞下游水流銜接形式、設(shè)計(jì)消力池尺 寸.17附錄 溢洪道布置示意圖.20 泄洪洞布置示意圖.21 溢洪道水面曲線簡圖.22總結(jié).23前言本次設(shè)計(jì)與計(jì)算是水利水電工程一班靳方君經(jīng)過一個(gè)月的努力完成的。在此期間得到了田老師的大力指導(dǎo)和幫助，在此表示感謝。同時(shí)因時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免。望老師和同學(xué)們予以批評指正。計(jì)算者：靳方君整理編輯：靳方君編者2013-5-10第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)基本資料第一節(jié) 緒論 尕曲水電站工程位于興海縣西南部溫泉鄉(xiāng)境內(nèi)的曲什安河上，地理坐標(biāo)：東經(jīng)994712994942，北緯351538351934。西寧至興海縣城（275km）交通條件較好；縣城至溫泉鄉(xiāng)賽什塘村（80km）交通條件一般，其中柏油路面為27km，砂石路面為53km；工程區(qū)已修自賽什塘村至壩址、九道灣至廠區(qū)的簡易施工路。本工程初步設(shè)計(jì)壩型為混凝土面板堆石壩，最大壩高132m，壩頂高程3205m，正常蓄水位3199.5m?？値烊?.13億m3，正常水位下庫容為1.08億m3，為年調(diào)節(jié)水庫?？傃b機(jī)容量240103KW,最大凈發(fā)電水頭為229.56m。本工程屬等大（2）型工程。 圖3.1.1-1 尕曲水電站工程布置圖尕曲水電站主要建筑物包括大壩、導(dǎo)流洞、溢洪道、引水發(fā)電隧洞、調(diào)壓井、廠房及尾水等。壩址位于溫泉鄉(xiāng)賽什塘村附近，壩軸線近東西向布置于河谷中，趾板線在平面上呈折線布置，導(dǎo)流洞、溢洪道均布置于壩址左岸，呈折線布置，泄洪洞布置于右岸山體內(nèi)；輸水隧洞進(jìn)口布置于壩軸線上游右岸150米處，輸水隧洞總體呈北東向折線布置于右岸山體內(nèi)，跨尕科河河谷后至廠房區(qū)；廠房區(qū)位于壩址下游9.5km曲什安河右岸的多麥力村下游，其中調(diào)壓井接輸水隧洞出口，發(fā)電廠房位于河漫灘后緣。（見尕曲水電站工程布置圖）。3.1.2可研階段工程地質(zhì)勘察主要結(jié)論及審查、評估意見前期勘察過程及可研主要結(jié)論一、前期勘察過程尕曲水電站于上世紀(jì)70年代進(jìn)行了下游段規(guī)劃工作。2005年5月8月專家組經(jīng)實(shí)地調(diào)查后，決定將上游的賽什塘、尕曲兩電站可進(jìn)行合并，既為現(xiàn)尕曲電站，并進(jìn)行了壩址的選擇、比較工作，于2005年8月2006年7月進(jìn)行了可研工作。另外，工程區(qū)附近由于礦產(chǎn)較為豐富，如賽什塘銅礦等，前期地礦部門所作的礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作較多，歷史地質(zhì)研究程度較高，編制了本區(qū)1：5萬的區(qū)域地質(zhì)圖，對本工程有較好的借鑒作用。水庫總庫容9675.43104m3 ，興利庫容為5063.94104m3 ，死庫容為3647.98104m3，調(diào)洪庫容961.58104m3 。正常蓄水位為3199.50m，設(shè)計(jì)洪水位 3203.8m，校核洪水位3201.26m，死水位3169.5m，最低發(fā)電水位3162.56m。大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高124.7m，壩頂長度314.37m，壩頂高程3208.2m，壩頂寬10m，防浪墻頂高程3209.4m。溢洪道位于壩址左岸，沿線基巖基本裸露，所經(jīng)巖性為三迭系中下統(tǒng)池溏組二段砂巖層，巖性以中-厚層變質(zhì)砂巖為主，局部夾有少量薄層炭質(zhì)板巖。巖體總體較完整，屬層狀結(jié)構(gòu)。沿線邊坡開挖量較大，主要工程地質(zhì)問題為邊坡穩(wěn)定與消能段沖刷問題。建議對開挖邊坡采取護(hù)坡措施，邊坡開挖建議值：1：0.31：0.75，巖體與砼抗剪摩擦系數(shù)取0.6，弱風(fēng)化基巖沖刷系數(shù)為1.16。泄洪洞呈折線布置于壩址右岸山體內(nèi)，為無壓隧洞，洞室所經(jīng)巖層主要以砂巖層段與板巖層段，硐室圍巖類圍巖占78.4%，類圍巖占9.7%，類圍巖占11.9%，在、類圍巖中易發(fā)生塌方，建議鋼拱架支護(hù)為主，并注意施工預(yù)報(bào)與排水。進(jìn)出口邊坡應(yīng)視開挖情況進(jìn)行支護(hù)。出口挑流消能段中取巖體與砼抗剪摩擦系數(shù)取0.6，基巖沖刷系數(shù)為1.16，必要時(shí)對消力段邊坡采取護(hù)坡措施。尕曲水電站位于青海省西南部的海南州興海縣境內(nèi)，興?？h隸屬海南藏族自治州，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)990110021，北緯34483614之間?？h城東西寬119km，南北長159km。全縣地勢西南高東北低，其南部地區(qū)河流縱橫，林木廣布，植被良好，四季松柏常青，野生動(dòng)植物資源豐富，北部地區(qū)地勢開闊平坦，牧草廣茂，是優(yōu)質(zhì)的天然牧場。黃河從西向東北流經(jīng)縣域，境內(nèi)有黃河一級支流曲什安河和大河壩河，兩河長期沖刷形成兩條沖積河谷地帶，沿河兩岸地勢較低，氣溫暖和，水源充足，物產(chǎn)豐富。全縣海拔25905320m，平均海拔4300m；年最高氣溫24，最低氣溫-25；年平均降水量353mm，年日照時(shí)數(shù)4431.8時(shí)，屬高原大陸性氣候。全縣現(xiàn)有人口5.4萬余人,居住著藏、漢、回、蒙、撒拉、東鄉(xiāng)、土族等民族。全縣總面積12100km2，其中草原面積1515.42萬畝，耕地面積73377畝，縣轄8鄉(xiāng)1場56個(gè)行政村。境內(nèi)蘊(yùn)藏著銅、鉛、鋅、錫、金、銀、銻、五彩石等多種礦產(chǎn)資源，屬全國22個(gè)重點(diǎn)找礦縣之一，是青海省10個(gè)重點(diǎn)資源開發(fā)縣之一，其中賽什塘銅峪溝等地的銅礦蘊(yùn)藏量達(dá)110萬噸，黃金約20噸，潛在價(jià)值300多億元。此外境內(nèi)河流眾多，落差大，形成豐富的水能資源，理論蘊(yùn)藏量達(dá)43萬kw，規(guī)劃的曲什安河就可建造四座梯級水電站，裝機(jī)容量可達(dá)12萬kw。興?？h位于青藏高原東北部，海南州西南部，地處三江源生態(tài)自然保護(hù)區(qū)，東臨海南州共和縣、同德縣、貴南縣，西北接海西州都蘭縣，西南與果洛州瑪多縣、瑪沁縣接壤，有著承東啟西、輻射青南的區(qū)位優(yōu)勢。國道214貫穿境內(nèi)，將興海縣與青海湖經(jīng)濟(jì)區(qū)、三江源生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)緊密連結(jié)。興?？h擁有特色畜牧業(yè)、水電、礦產(chǎn)、旅游（動(dòng)植物資源）等四大資源優(yōu)勢，是新的發(fā)展時(shí)期最具潛力和前景的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出“高增長、低膨脹、穩(wěn)運(yùn)行”的良好態(tài)勢。2005年末，全縣生產(chǎn)總值達(dá)到3.36億元，其中：第一產(chǎn)業(yè)增加值為18000萬元，第二產(chǎn)業(yè)增加值為9000萬元，第三產(chǎn)業(yè)增加值為6600萬元。 全社會消費(fèi)品零售總額達(dá)到6100萬元，全社會固定資產(chǎn)投資達(dá)到19000萬元。在第一產(chǎn)業(yè)增加值中，畜牧業(yè)增加值為10775萬元，占到第一產(chǎn)業(yè)的 59.86，以牛羊育肥和畜種改良為重點(diǎn)的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得成效。種植業(yè)增加值為7225萬元，由單一的糧、油二元結(jié)構(gòu)向糧、油、飼、藥、草多元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，工業(yè)經(jīng)濟(jì)有了較大的發(fā)展，全縣工業(yè)增加值已經(jīng)達(dá)到4000萬元，工業(yè)增加值占GDP的比重為11.9%。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，增加值為6600萬元，三產(chǎn)結(jié)構(gòu)趨于合理。種草面積達(dá)到18萬畝，圍欄草場65萬畝，圈窩種草2.3萬畝，農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件得到較大改善，局部地區(qū)的生態(tài)惡化趨勢初步得到遏制。“十五”末，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入為7197元，農(nóng)牧民人均純收入2596元。水電開發(fā)前景是加大黃河流域水電資源的開發(fā)力度。在黃河干流修建羊曲、班多一級和二級3座電站，總裝機(jī)容量294.6萬kw，年發(fā)電量為52.62億度。在大河壩修建青根河水電站、桑當(dāng)小水電站、唐乃亥尾水電站和夏塘電站等小電站4座；在曲什安河流域新建賽什塘、尕曲、黨村、莫多等4座水電站。通過電站建設(shè)，使全縣70的水電資源得到開發(fā)利用，帶動(dòng)全縣經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。4.3河流規(guī)劃及工程建設(shè)的必要性4.3.1河流規(guī)劃概況興?？h境內(nèi)的曲什安河水力資源比較豐富，由于流域內(nèi)以牧業(yè)為主，工農(nóng)業(yè)用水量少，1992年之前的規(guī)劃中，重點(diǎn)是交通條件較好的曲什安河的中下游（距入黃河河口約50 km）河段。此河段落差480m，理論蘊(yùn)藏量約11.21萬kw。規(guī)劃水平年采用為現(xiàn)狀1990年，近期2000年，遠(yuǎn)期2020年。為了合理充分利用曲什安河的水資源，使之更好地發(fā)揮最大效益。在規(guī)劃中考慮了以下幾個(gè)主要原則：（1）規(guī)劃段上游適當(dāng)點(diǎn)選擇必要的控制性大型水庫作骨干，使其發(fā)揮承上啟下的作用，以提高保證出力，增加動(dòng)能效益，提高水量利用程度。（2）擬定梯級水電站時(shí)，根據(jù)地形、地質(zhì)條件和工程規(guī)模，開發(fā)方案等，盡量做到互相銜接，充分利用水資源。在擬定工程規(guī)模時(shí)，要考慮財(cái)力、物力、人力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等情況，擇優(yōu)興建，以加快曲什安河水電開發(fā)的進(jìn)程。（3）地區(qū)供電，近期解決興?？h、同德縣地區(qū)用電，遠(yuǎn)期向果洛州及海南州送電，將曲什安河下游段建設(shè)成為電力基地。規(guī)劃范圍：曲什安河全長209.7km，總落差1950 m，水能資源豐富。曲什安河干流水量充沛，縱坡陡，交通方便，施工用電在新建成的曲什安電站發(fā)揮效益后基本有保證，對梯級電站的開發(fā)十分有利；但因規(guī)劃河段河谷狹窄，水流湍急，兩岸基巖出露較高，沖溝發(fā)育，不利于修建引水式工程，而利于建筑高壩，故以壩后式電站開發(fā)方式為主。為了合理利用水資源，上下游梯級在考慮壅冰及洪水附加庫容后，水位盡量銜接。經(jīng)詳細(xì)踏勘，初步選定四個(gè)壩址。賽什塘壩址：賽什塘壩址位于桑什得溝與曲什安河交匯處約1300m處，距賽什塘牧場約5km，有基巖出露，且高達(dá)180-200m左右，但庫區(qū)條件不夠理想，庫容小，需修建高壩可獲得大庫容，起到龍頭水庫調(diào)節(jié)作用，庫區(qū)內(nèi)無淹沒搬遷。規(guī)劃中賽什塘壩址最大壩高125m，正常蓄水位3204m，總庫容1.29108m3，裝機(jī)容量為310000kw。尕曲壩址：位于尕科河和曲什安河交匯處下游約1km處，庫容小，但有利于布置發(fā)電隧洞和發(fā)電樞紐，且?guī)靺^(qū)基巖完整，兩岸山體雄厚，同樣有利于建壩。尕曲壩址最大壩高90m，正常蓄水位3062.0m，總庫容0.59108m3，裝機(jī)容量38750kw。黨村壩址：位于黨村上游約3km處。大壩基礎(chǔ)置于穩(wěn)定的基巖上，左岸山體雄厚，右岸有洪積階地，但基巖出露大于壩高，建壩較為有利。黨村壩址最大壩高65.5m，正常蓄水位2940.0m，總庫容0.452108m3，裝機(jī)容量26500kw。莫多壩址：位于莫多峽上峽口約100m處，此處河流進(jìn)入峽谷，兩岸基巖完整，庫區(qū)條件最為理想，庫容大，河床寬。規(guī)劃中，電站利用莫多峽谷，修建高79m的重力壩，正常蓄水位2865.0m，總庫容1.732108m3，其中興利庫容1.1108m3。1992年9月，青海省計(jì)委會同省水利廳組織有關(guān)單位召開了青海省曲什安河中游段水電梯級規(guī)劃報(bào)告的審查會。會后青海省水利廳發(fā)送青水生技字（92）第268號文“青海省曲什安河中游河段水電梯級規(guī)劃報(bào)告審查意見”，主要結(jié)論性意見是（1）會議認(rèn)為曲什安河干流水量充沛、水頭集中、河谷狹窄，有利于水資源開發(fā)，是我省水電資源中的一個(gè)富礦。開發(fā)曲什安河水電資源來解決該地區(qū)的供電要求，是一項(xiàng)多快好省的重要決策，對改變我省經(jīng)濟(jì)滯后具有現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)意義。（2）會議認(rèn)為規(guī)劃充分考慮到目前國家的財(cái)力、物力、交通等條件，以及興海、同德地區(qū)近期工業(yè)發(fā)展和礦產(chǎn)開采的負(fù)荷情況，現(xiàn)提出的自上而下沿河布置的幾個(gè)梯級規(guī)劃方案，在技術(shù)上是可行的。（3）規(guī)劃的四個(gè)梯級電站中，推薦莫多電站作為八五期間興建，二期開發(fā)尕曲電站和其他梯級電站。曲什安河中下游段水電梯級規(guī)劃中賽什塘電站為四個(gè)梯級中的中第一級電站，尕曲為第二級，在本階段設(shè)計(jì)中，根據(jù)規(guī)劃審查時(shí)提出的“進(jìn)一步論證對賽什塘電站、尕曲電站進(jìn)行引水式開發(fā)，以充分利用天然河床落差，提高開發(fā)效益的意見”，同時(shí)我院各設(shè)計(jì)專業(yè)和業(yè)主根據(jù)實(shí)地考察，合并賽什塘和尕曲電站為一級開發(fā)，以提高其投資效益，具有可行性。4.3.2工程建設(shè)的必要性（1）滿足興海縣及周邊電力工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略要求興?？h有豐富的能源資源和礦產(chǎn)資源，屬全國22個(gè)重點(diǎn)找礦縣之一，是青海省10個(gè)重點(diǎn)資源開發(fā)縣之一，具有向果洛地區(qū)及周邊地區(qū)送電的區(qū)位優(yōu)勢?？h委縣政府高度重視電力工業(yè)發(fā)展，自2000年以后抓住西部大開發(fā)和招商引資的歷史機(jī)遇，將電力工業(yè)列為全縣支柱產(chǎn)業(yè)之一，提出培育以水電為主的電力支柱產(chǎn)業(yè)，力爭到2015年把興海縣初步建成全省重要的水電能源基地。就興海縣而言，隨著近幾年經(jīng)濟(jì)發(fā)展和西部大開發(fā)步伐的加快，如何加大水利資源的開發(fā)和招商引資力度，促進(jìn)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)成為各級領(lǐng)導(dǎo)最關(guān)心的問題。當(dāng)?shù)攸h政領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，利用本縣水資源豐富、交通條件便利的條件，努力引進(jìn)外資，積極開發(fā)本地區(qū)的豐富資源和加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并帶動(dòng)其他行業(yè)的快速發(fā)展。興?？h境內(nèi)較為豐富的水電資源尤其獨(dú)特的優(yōu)勢，位于興?？h境內(nèi)的曲什安河河段，由于其水量充沛、河床比降大、落差易集中的特點(diǎn)，蘊(yùn)藏著極為豐富的電力資源，開發(fā)效益顯著。適宜開發(fā)的電站樞紐距離負(fù)荷中心近，對樞紐附近的礦產(chǎn)資源的開發(fā)起到良好的能源保障作用。因此，優(yōu)先開發(fā)曲什安河上的水電資源已成為當(dāng)?shù)卣畱?zhàn)略發(fā)展決策中的重要思路。興海縣以水電為主的電力工業(yè)發(fā)展思路主要是：充分發(fā)揮水能資源優(yōu)勢，加速開發(fā)水電，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)；在保障本縣國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展用電的同時(shí)，積極開拓同德、果洛地區(qū)電力市場；水電建設(shè)以中型電站為骨干，中小結(jié)合，促進(jìn)曲什安流域梯級電站連續(xù)滾動(dòng)開發(fā)，在2010年前建成莫多水電站和尕曲水電站；2015年建成黨村、青根河、桑當(dāng)、唐乃亥尾水電站和夏塘電站等電站4座；加強(qiáng)110kv電網(wǎng)建設(shè)，推進(jìn)330kv線路建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全省聯(lián)網(wǎng)和與周邊地區(qū)聯(lián)網(wǎng)，提高供電可靠性和電網(wǎng)穩(wěn)定性。興?？h具有豐富的水能資源。其中，曲什安河、大河壩河和黃河干流均具有很大的開發(fā)潛能?！笆濉逼陂g及以后，興?？h委確定的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路，把開發(fā)水電資源作為支柱產(chǎn)業(yè)之一培植。緊緊抓住“國家實(shí)施西部大開發(fā)”、“三江源保護(hù)”的機(jī)遇。并以資源為依托，市場為導(dǎo)向，在滿足自發(fā)、自供電力的基礎(chǔ)上，將大量的余電集中外售，大力發(fā)展商品電，把興海縣建設(shè)成為海南州地區(qū)調(diào)節(jié)能力最好的水電能源基地。興海縣開發(fā)水能資源的宗旨是，堅(jiān)持先易后難的原則。從各水力資源點(diǎn)的地質(zhì)可行、氣象適宜、水文可靠、交通方便、供電優(yōu)越、影響生態(tài)環(huán)境小、較少破壞旅游景點(diǎn)等諸方面綜合考慮。優(yōu)先開發(fā)曲什安河具有一定調(diào)節(jié)能力的電站作為商品電和開發(fā)中小型無調(diào)節(jié)能力的電站解決縣內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用電，然后逐步開發(fā)其它電站，最終達(dá)到充分利用興海縣的所有水能資源。從可行性研究階段（代初步設(shè)計(jì)）的成果看，曲什安河尕曲水電站的工程總投資、單位電能投資、單位千瓦投資和電站的年利用小時(shí)數(shù)等均與省內(nèi)已建電站的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu)越，具有較好的開發(fā)條件。根據(jù)現(xiàn)在的工作進(jìn)展情況，曲什安河一級尕曲水電站可在2009年之前建成投產(chǎn)發(fā)電，建設(shè)該電站符合興?？h及海南州的電力工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)不斷發(fā)展，興海縣及海南州的電力需求也將增加，電站的建設(shè)可以國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力增長需求的缺口，對興?？h及海南州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會和諧都有一定的積極作用。（2）有利于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會穩(wěn)定興海縣位于青藏高原的東北部，屬海南藏族自治州管轄，是青海省環(huán)湖區(qū)重要的牧業(yè)縣，也是我國最大的自然保護(hù)區(qū)三江源自然保護(hù)區(qū)之一的所屬縣。由于自然條件和歷史的原因，加上其特定的地理位置、環(huán)境及氣候條件，經(jīng)濟(jì)一直是以農(nóng)牧業(yè)為主，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，發(fā)展速度也比較緩慢。根據(jù)興海縣國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展十一五規(guī)劃中加快地區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)和水電工程建設(shè)步伐，滿足礦產(chǎn)資源開發(fā)利用對電力的需求，在條件好的河卡鎮(zhèn)、子科灘鎮(zhèn)、唐乃亥鄉(xiāng)、桑當(dāng)鄉(xiāng)、曲什安鄉(xiāng)，使通電率達(dá)到80%；在南部三鄉(xiāng)利用太陽能戶用電源、太陽能光伏電站，解決無電鄉(xiāng)、無電村、無電戶的通電問題，使通電率達(dá)到80%以上。同時(shí)，實(shí)施以電代薪工程，確保生態(tài)環(huán)境的自我修復(fù)和良性循環(huán)。 “十一五”期間，在電力建設(shè)中，新建110KV輸電工程，并在縣城修建110kv中心變電站；進(jìn)一步建設(shè)和完善輸配電網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)的安全可靠性，改變地區(qū)電網(wǎng)設(shè)施落后和供電能力不足的現(xiàn)狀，致力于消除“無電鄉(xiāng)”、“無電村”，滿足農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長，工業(yè)和民用電力需求量猛增，現(xiàn)有電力將不能滿足經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的要求，尕曲水電站的主要任務(wù)就是發(fā)電，沒有其他綜合利用任務(wù)，可完全為青海省興?？h經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力支持。本電站裝機(jī)容量為80000kw，在系統(tǒng)中所占比例較小，可以起到補(bǔ)充基荷的作用，另外，由于尕曲水電站有一定的調(diào)節(jié)作用，在系統(tǒng)電力不足時(shí)，還可起到一定的調(diào)峰作用。目前，全縣用電負(fù)荷為22322kw，“十一五”期間，進(jìn)一步擴(kuò)大開采規(guī)模，銅礦生產(chǎn)規(guī)模年采選礦石達(dá)到或超過50萬噸，鉛、鋅開發(fā)規(guī)模年采選礦石10萬噸，巖金開發(fā)生產(chǎn)黃金50公斤/年，并以銅礦資源開發(fā)為龍頭，進(jìn)行深加工，形成采、選、冶及加工一條龍，將興海縣建成我省銅礦生產(chǎn)基地，海南州鉛、鋅開發(fā)基地。力爭開發(fā)銅峪溝銅礦、鄂拉山口多金屬礦、索拉溝在日溝銀及多金屬礦、白尕湖鐵礦、日龍溝錫礦、瑪溫根銀多金屬礦、浪貝銻金礦等。致使用電負(fù)荷猛增，依靠當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的水電站出力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需求，必須開發(fā)新的電源點(diǎn)。這些豐富的資源目前開發(fā)利用程度較低，尚未轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，有很大的開發(fā)潛力。隨著尕曲水電站的建設(shè)，能源及運(yùn)輸條件的改善，沿河兩岸及周邊地區(qū)的資源將會得到充分利用，從而促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高庫區(qū)周圍各少數(shù)民族的生活水平和經(jīng)濟(jì)收入，維護(hù)民族團(tuán)結(jié)和社會穩(wěn)定。尕曲水電站在工程建設(shè)期間，大量投資用于購買當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧?、小型機(jī)械和日常生活用品等，同時(shí)當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)力資源也可得到大量利用，個(gè)人收入增加，由此可以促進(jìn)當(dāng)?shù)叵M(fèi)水平，帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。電站建設(shè)和運(yùn)行期間還可增加當(dāng)?shù)氐亩愂?、改善?dāng)?shù)氐慕煌l件，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展將會產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。綜上所述，尕曲水電站的建設(shè)對改善當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有交通條件，促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提供大量就業(yè)機(jī)會，改善當(dāng)?shù)鼐用裆钏剑S護(hù)民族團(tuán)結(jié)和社會穩(wěn)定將起到積極的作用。（3）改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境興海縣地處邊遠(yuǎn)地區(qū)，鄉(xiāng)村分布和人口居住分散，交通閉塞，自然環(huán)境惡劣，經(jīng)濟(jì)落后，地方財(cái)政拮據(jù)，農(nóng)牧民群眾生活條件艱苦。該區(qū)屬青藏高原地區(qū)，自然條件嚴(yán)酷，生態(tài)環(huán)境脆弱，土地生產(chǎn)力低下，植被稀疏，水土流失日趨嚴(yán)重，森林資源匱乏，覆蓋率低，草地退化、沙化和鹽堿化加劇。由于燃料缺乏，人們過度采集牛羊糞和砍伐森林資源，全縣森林資源在歷史上和當(dāng)前大面積遭到破壞，覆蓋率僅為6.64，且區(qū)域分布不均，曲什安流域、中鐵流域、大河壩流域、黃河河谷天然林資源遭到極其嚴(yán)重的破壞。生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致了草場因干旱缺水、牧草產(chǎn)量低，自然災(zāi)害發(fā)生頻繁，造成黃河補(bǔ)給水量減少，龍羊峽庫區(qū)泥沙沉積增加，草原蟲鼠害嚴(yán)重，由于林草植被嚴(yán)重退化，土地沙化，優(yōu)良牧草品種減少，草地稀有動(dòng)植物的種類也在逐漸減少和消失，生物多樣性喪失率加快。境內(nèi)相對稀少的森林和灌木林資源的砍伐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然生長量，長此下去，勢必造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。隨著國家黃河上游水土保持工程的啟動(dòng)和三江源自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)，天然林禁伐，盡早為當(dāng)?shù)厝罕娚钐峁┨娲茉?。興海縣內(nèi)無開發(fā)條件較好的煤炭資源。由于境內(nèi)氣候寒冷，也不具備營造速生薪炭林的條件。通過對興海縣各種資源優(yōu)勢的分析，只有積極開發(fā)水電資源，采取適當(dāng)?shù)拇胧┎拍苁股仲Y源得到保護(hù)。電站的建設(shè)開發(fā)，可為地區(qū)提供廉價(jià)的電能，以電代柴，減少對森林的砍伐，實(shí)現(xiàn)生態(tài)資源的良性循環(huán)，這不僅可獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且還有造福子孫后代的社會效益。（4）促進(jìn)當(dāng)?shù)馗黜?xiàng)事業(yè)的發(fā)展尕曲水電站的開發(fā)，不僅解決了對外交通的問題，而且也為開發(fā)當(dāng)?shù)氐钠渌Y源創(chuàng)造了條件，使當(dāng)?shù)氐馁Y源得到充分利用。電站的建設(shè)還可以改善該地區(qū)落后的基礎(chǔ)設(shè)施，如通訊、交通等。借助尕曲水電站的建設(shè)，可加快該地區(qū)旅游資源的開發(fā)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的改善和提高。綜上所述，隨著尕曲水電站和曲什安河梯級電站的開發(fā)，除提供大量優(yōu)質(zhì)電能外，對于改變興?？h產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，實(shí)現(xiàn)以電代柴，保持黃河流域生態(tài)平衡、防止水土流失，將起到積極的作用，并且電站的建設(shè)對于加快藏區(qū)脫貧致富，促進(jìn)民族地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會安定有著十分重要的政治和經(jīng)濟(jì)意義。因此，盡快開發(fā)建設(shè)尕曲水電站是十分必要的。4.4工程任務(wù)和規(guī)模4.4.1工程任務(wù)根據(jù)曲什安河水電梯級規(guī)劃報(bào)告，尕曲水電站所在的曲什安河落差比較集中，無航運(yùn)、過木要求，且電站下游無防洪對象，也無灌溉供水要求，因此，本電站的開發(fā)任務(wù)單一，以發(fā)電為主，同時(shí)具有發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖，觀光旅游的潛力。4.4.2工程規(guī)模尕曲水電站總裝機(jī)容量為80000kw，水庫總庫容為11322104m3，根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）及防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201-94)的規(guī)定，電站工程等別為等大（2）型工程。主要建筑物為2級，次要建筑物為3級。水庫興利庫容5643.45104m3、死庫容5129.8104m3、調(diào)洪庫容 548.75104m3。正常高水位3199.5m、最高洪水位3201.62m、校核洪水位3201.17m、設(shè)計(jì)洪水位3200.59m、死水位3171.5m，最大壩高132m，壩頂長度326.18m，壩頂高程3205m，壩頂寬10m，防浪墻頂高程3206.5m。溢洪道最大下泄流量Q=468.07m3/s，泄洪洞最大下泄流量Q=123.87m3/s。發(fā)電洞長9077.57m，洞徑6.0m，設(shè)計(jì)發(fā)電流量40.24 m3/s，設(shè)計(jì)發(fā)電水頭233.91m。電站裝機(jī)8萬kW，保證出力14663.06kw，多年平均發(fā)電32412.26104kw，年利用小時(shí)4052.03h。第二節(jié) 溢洪道基本資料溢洪道布置在大壩左岸山體緊靠壩肩，采用開敞式岸邊溢洪道。由進(jìn)水渠段、閘室段、過渡段、第一陡槽段、反弧段、第二陡槽段、挑流鼻坎段組成，全長292.47m。設(shè)計(jì)洪水P=0.2%，校核洪水P=0.01%，對應(yīng)下泄洪水流量分別為：Q=398.17m3/s，Q=468.07m3/s。0-050.040+000.00m為溢洪道引渠段，渠底高程3188.90m，左側(cè)靠近壩址處為八字墻，采用C25F200鋼筋混凝土砌筑；右側(cè)為圓弧導(dǎo)水墻，導(dǎo)水墻外側(cè)緊靠大壩壩肩并與大壩面板相連。0+000.000+030.00m為閘室段，長30m，底寬8m，溢流堰為WES型實(shí)用堰，流量系數(shù)=0.45。堰上設(shè)一扇弧形工作閘門，閘門孔口尺寸：8m8m（高寬），堰頂高程3191.50m； 閘室段邊墻采用重力式擋墻，頂部高程為3205m與大壩壩頂同高。閘室段底板厚度1.5m，邊墻和底板均采用C25F200鋼筋混凝土砌筑，邊墻開挖后回填石渣夯實(shí)。0+030.000+050.00m為過渡段，連接閘室段與陡槽段。長20m，矩形斷面，底寬8m，；邊墻采用重力式擋墻，閘室段底板厚度1.5m，0+050.000+130.33m為過渡段，長80.33m（水平投影長度），陡槽坡降i=0.81。陡槽段斷面為矩形，底寬8m， 邊墻和底板均采用C25F200鋼筋混凝土砌筑，邊墻開挖后回填石渣夯實(shí)。0+130.330+153.10m為反弧段，長22.77m（水平投影長度）。0+153.100+207.36m為第二陡槽段，長54.26m（水平投影長度）。陡槽首端底板高程3115.17m，末端底板高程3111.57m，坡降i=0.066。陡槽段斷面為矩形，底寬8m，邊墻采用重力式擋墻，墻頂厚度0.6m，外邊坡系數(shù)1:0.5。底板厚度0.6m，邊墻和底板均采用C25F200鋼筋混凝土砌筑。0+207.360+217.36m為挑坎段，長10m。首端底板高程3111.57m，末端底板高程3113.63m，圓弧半徑30m，圓心角20。陡槽段斷面為矩形，底寬8m，邊墻采用重力式擋墻，頂部高程3117.25m，邊墻和底板均采用C25F200鋼筋混凝土砌筑，邊墻開挖后回填石渣夯實(shí)。溢洪道有六段組成。如附圖一所示1. 引水渠 長120米底坡i = 1:5 混凝土襯砌。2控制段 采用平底寬頂堰， 順?biāo)鏖L度20米。3漸變段 斷面為矩形，長60米。底坡1: 50 。4第陡槽段 斷面為矩形，底寬40米，坡降為1/200，長596米。5第陡槽段 斷面開頭及尺寸同第陡槽段，坡降1/8，長40米。6挑流坎消能 下泄設(shè)計(jì)洪水時(shí) ，挑坎下游尾水渠水位350.64米。下有水位高程347.2米。溢洪道布置在大壩左岸山體緊靠壩肩，采用開敞式岸邊正堰溢洪道，全長292.47m，設(shè)計(jì)最大下泄洪水流量436.96m3/s。閘室設(shè)1孔弧形工作閘門，閘孔凈寬度8m，進(jìn)口堰頂高程3191.5m，閘門孔口尺寸8m8m（高寬）。溢洪道基礎(chǔ)明挖碎石塊土3.46萬m3，可直接出渣至上游1#棄渣場；基巖石方開挖總量為15.99萬m3，可全部用于面板壩下游堆石區(qū)的壩料填筑。溢洪道基礎(chǔ)碎石塊土明挖采用118kW推土機(jī)剝離并集渣，2.0m3裝載機(jī)裝15t自卸汽車通過場內(nèi)臨時(shí)道路出渣至1#棄渣場。基巖石方開挖采用手風(fēng)鉆配合QZJ-100B型潛孔鉆鉆孔，自上而下分層梯段鉆爆，分層高度為57m，可使用12m3/min移動(dòng)空壓機(jī)或自行鉆機(jī)上的預(yù)裝空壓器給鉆機(jī)提供壓縮空氣。開挖石渣采用2.0m3裝載機(jī)和180140CV輔助推石機(jī)裝20t自卸汽車直接運(yùn)輸至大壩下游堆石區(qū)用于壩料填筑。溢洪道混凝土澆筑總量為9142.7m3，砼標(biāo)號采用C25、F200。溢洪道出口流速最大可達(dá)36m3/s，屬高速水流，為防止高速水流對陡槽、挑流鼻坎等建筑物表面造成沖刷磨蝕破壞，本階段設(shè)計(jì)考慮對溢洪道陡槽及挑流鼻坎表層20cm采用C45HF粉煤灰混凝土襯砌的措施，以提高抗沖耐磨性能，襯砌范圍為0+080.61m0+217.36m，其它部位均采用常態(tài)砼即可。溢洪道砼全部由布置于壩址上游1.8km處河道左岸臺地的大壩樞紐砼拌合系統(tǒng)提供，采用6m3混凝土攪拌車水平運(yùn)輸至現(xiàn)場，采用履帶式起重機(jī)吊3m3臥罐入倉，鋼木組合模板施工，人工平倉，插入式振搗器振搗，同時(shí)使用混凝土添加劑防止張裂及加快混凝土的澆筑速度，并采用噴霧機(jī)噴水養(yǎng)護(hù)。第三節(jié) 泄洪洞泄洪洞直徑3.5m，為圓形有壓洞，洞后設(shè)弧形閘門控制泄流，后接擴(kuò)散消能段。隧洞段長693m，出口擴(kuò)散消能段長17.5m。 隧洞進(jìn)、出口底板高程分別為3155m和3153m。洞前最高水位3201.62m，正常高水位3199.5m。隧洞最大下泄流量Q=123.87m3/s。泄洪洞進(jìn)口樁號0+007，喇叭口型進(jìn)口，底板高3155m。樁號0+0400+044段為泄洪洞檢修閘室，閘室內(nèi)設(shè)置1扇平板檢修閘門。檢修閘門孔口尺寸為3.53.5m（寬高），閘底板高程3155.00m。洞身段為圓形斷面直徑3.5m，襯砌厚度0.5m，坡度1/328。樁號0+7000+713m段為泄洪洞工作閘室段，閘室內(nèi)設(shè)置1扇弧形工作閘門，弧形工作門孔口尺寸為3.03.0m（寬高），閘底板高程3153.0m。出口采用連續(xù)式挑坎挑流消能，挑坎底寬5m，挑角為25，挑坎頂高程3153.25m。洞身襯砌及閘室采用現(xiàn)澆混凝土澆筑標(biāo)號C25W8F200。門槽二期混凝土標(biāo)號C30 W8F200 。泄洪洞全斷面固結(jié)灌漿，拱頂120度范圍內(nèi)回填灌漿?；靥罟酀{孔，孔距和排距3m；固結(jié)灌漿孔，孔距和排距3m，深入圍巖4m。灌漿壓力：回填灌漿壓力0.30.5MPa；固結(jié)灌漿壓力0.50.8MPa。挑流鼻坎基礎(chǔ)布置固結(jié)灌漿孔，深入圍巖4m，間排距2.00m。基礎(chǔ)錨桿25，錨固深度3.00m，間排距2m，與挑流鼻坎內(nèi)鋼筋網(wǎng)連接。泄洪洞由11段組成,如附圖二所示。1進(jìn)口段 采用喇叭形塔架式進(jìn)水口,進(jìn)口設(shè)攔污柵=0.15口底部高程342米,長10米.進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)=0.1。2閘室段 形狀為4米4米矩形斷面,長6米； 門槽=0.13漸變段 斷面由4米4米變?yōu)橹睆絛=3.5米的圓形,長1米； 漸變段=0.05。4洞身段 洞段d=3.5米,長170米。5第二漸變段 斷面由圓形變?yōu)?.2米3.2米的矩形斷面，10米。6. 洞后閘室段 底部高程為341米,長12米。7. 平坡段 底寬3.2米,長7米。8. 擴(kuò)散斜坡段 擴(kuò)散角,比降1:5。9. 消能段hc=,10. 扭曲面：11. 尾水渠 底部高程337米,比降0.001米,底寬14米,邊坡1:1.5。水力計(jì)算1. 確定引渠段面。2. 確定控制段垂直水流的寬度。3. 驗(yàn)算漸變段長度是否滿足要求(擴(kuò)散角應(yīng)小于)。4. 計(jì)算溢洪道水面曲線(按設(shè)計(jì)洪水流量計(jì)算)和各斷面摻氣水深。5. 擬定挑坎形狀和尺寸(溢洪道出口河底高程347米,巖石堅(jiān)硬,完整性較差)。計(jì)算挑距,驗(yàn)算是否滿足穩(wěn)定要求。計(jì)算成果1. 交計(jì)算成果，并繪制簡圖。2. 繪制溢洪道水面曲線。3. 寫出學(xué)習(xí)水力學(xué)的體會和意見。第二章 溢洪道的水力計(jì)算第一節(jié) 確定引水渠斷面一、形式引水渠斷面底坡i=0 ,邊坡1:1.5的梯形斷面.如圖所示二、確定尺寸V=2.53.0 A=(B+mh)h m=1.5H=363.62360.523.1 A=(B+mh)h =(b1.53.1)3.1 當(dāng)Q為設(shè)計(jì)流量時(shí)，即：Q=540m3/s，由A= ，可得 (B +1.53.1)3.1=540/2.4 可得B=68m 當(dāng)Q為校核流量時(shí)，即：Q=800m3/s，由A= ，可得 (B +1.53.1)3.1=800/2.4 可得B=71.27m 綜上可知：引渠底寬B=71.27m.第二節(jié) 確定控制段垂直水流方向的寬度一 確定堰寬計(jì)算公式：因?yàn)?20，h=3.1，4/h=6.6710，所以為寬頂堰自由出流，淹沒系數(shù)。泄洪量Q=540側(cè)收縮系數(shù)，由于此段為平底坎寬頂堰，上游堰高，故流量系數(shù)設(shè)H0h=3.1由公式 得 540=1.0*0.385*0.96*b*b=60.5m 即為堰寬。二檢驗(yàn)尺寸是否合理 一、確定堰前水深。圓弧型進(jìn)口：B0=B+mh=75.92 b/B0=0.8 上游引水渠水面寬度B1= 故圓弧半徑 由b/B0=0.8，查表8-7得：Q=540b=60.5M=0.367v2/19.6=0.293878H0HQ3.12.806122536.52753.1052.811122537.82613.112.816122539.12573.1152.821122540.42643.122.826122541.72813.1252.831122543.03093.132.836122544.33473.1352.841122545.63953.1133612.82540=0.367*1.0*60.5*由于泄洪量Q=540，因此可確定堰前水深H=2.82m. 二、推引水渠段水面線1判別水面線類型該渠道正常水深引水渠圖 2-2由得：臨界水深HK=2.01m，因 因此為型水面線。2、水面線計(jì)算引水段計(jì)算簡圖如圖2-2所示1-1斷面：=2.82m. 則=（60.5+1.52.82）2.82=212.91 m斷面比能 1-1斷面的水力要素：=60.5+22.82 混凝土襯砌，糙率n=0.014 設(shè)2-2斷面 同理可得 斷面比能1-1斷面和2-2斷面的比能差： 2-2斷面的水力要素： 兩斷面水力要素的值： 平均水力坡降： 引水渠段長度： 由引水渠段長120m,故所設(shè)的2-2斷面水深不符合，應(yīng)重新設(shè)并計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表2-1計(jì)算表21故引水渠2-2斷面水深為2.873m、校核庫水位2-2斷面與 3-3斷面列能量方程：計(jì)算簡圖見圖2-2。由于2-2與3-3斷面非常接近，可近似認(rèn)為因水庫進(jìn)口處稍微修圓，查表4-3得局部水頭損失系數(shù)取0.20庫水位=Z+360.52=2.923+360.52=363.44m由上可知所求庫水位滿足要求，即確定的尺寸合理。第三節(jié) 校核漸變段長度是否滿足要求圖2-364.4666校核漸變段長度是否滿足要求，也就是驗(yàn)算漸變段的擴(kuò)散角是否應(yīng)小于15（見簡圖2-3）。已知漸變斷面為矩形，長60m，底坡1:50Q=tan= =9.65 15故漸變段長度滿足要求。第四節(jié) 溢洪道水面線推算4064.46一、漸變段水面線推算 單寬流量 q = /s332211 h= h=（見圖24）1:50 h =2.3m =32m =28m圖2-4 11斷面的水力要素： A=bh=60.462.0=120.92m x=b+2h=60.46+22.0=64.46m R = C= V= 11斷面比能 E=h+2.0+1.0 = 3.0 m 設(shè)22斷面的水深 h=1.85m 則 b= A=bh=1.8550.23 = 92.916mX=b+2h= 50.23 +21.85 =53.93m R=C=V= 22斷面比能 11與22斷面比能之差 平均值 C=V=R= 平均水力坡降 J=11與22段的長度 可近似認(rèn)為h,滿足。由11，22，33斷面的水深可畫出水面線，見附圖三。二、第一陡槽段水面線的推算已知斷面為矩形，底寬40米，坡降1/200，長596米。見圖（25）。596m22331:200 1判別水面線類型（1）計(jì)算正常水深11糙率 ，設(shè) 則 圖2-5 X = 因不合要求，應(yīng)重設(shè)。計(jì)算過程見表12列表計(jì)算結(jié)果表121.907643.81.73578.35801.8774.843.741.7178.11540.251.857443.71.69377.98530.92由表可知，正常水深。(2)計(jì)算臨界水深 單寬流量 由于，故底坡為陡坡，有實(shí)際水深2.3，故此段水面線為型水面線。2、水面線的計(jì)算 將該陡槽段分為11，22，33斷面（見圖25）。計(jì)算結(jié)果表表13斷面1-12.3925.871.764.060.2144.62.0680.596.231.9679.93.01051052-22.05826.592.224.2744.11.8679.210.306.951.7878.594.36491.8596.83-31.85747.302.724.5743.71.6977.96由表1-3結(jié)果可知，1-1至3-3斷面的總長度為596.8m,而渠道長為596m,故第一陡槽段末的水深為1.85m.三