沙灘水電站工程工程任務(wù)與規(guī)模方案

沙灘水電站工程工程任務(wù)與規(guī)模方案1.1地區(qū)社會經(jīng)濟概況及電力需求1.1.1地區(qū)社會經(jīng)濟概況廣西蒼梧縣位于廣西壯族自治區(qū)東部，潯、桂兩江匯合處，環(huán)抱桂東南的中心城市——梧州，素有廣西水上門戶之稱。位于東經(jīng)110°51′~111°40′，北緯22°58′~24°10′之間，北回歸線從縣境中部通過。東與廣東省的封開縣、郁南縣相鄰；北與賀州市、昭平縣接壤，西靠藤縣，南臨岑溪市。梧州市位于縣域中部。縣城龍圩鎮(zhèn)距南寧市陸路384km，水路611km，距廣州市陸路350km，水路355km，距梧州市區(qū)僅13km，是廣西通往廣東的重要門戶，區(qū)位條件十分優(yōu)越。蒼梧縣轄管14個建制鎮(zhèn)（鄉(xiāng)），244個村委會，4314個村民小組，3285個自然村，行政區(qū)域總面積4273km2。據(jù)2001年末統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全縣人口總計66.51萬人，其中城鎮(zhèn)人口6.74萬人，縣城龍圩鎮(zhèn)總?cè)丝?.03萬人，城鎮(zhèn)化率為10.13%。全縣經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)、林業(yè)為主，是自治區(qū)糧食生產(chǎn)基地縣和國家重要商品糧基地縣之一，山青嶺秀，竹林茂盛，是全國八大產(chǎn)脂縣之一，蒼梧縣水陸交通較為便利，已達到村村通公路、通電話。項目所在地沙頭鎮(zhèn)居民收入以林業(yè)為主，林業(yè)收入均占80%；作為西部大開發(fā)最東南位置的一個縣，蒼梧縣享受國家西部開發(fā)的優(yōu)惠政策和民族區(qū)域自治政策以及沿海開放區(qū)的政策。全縣國民生產(chǎn)總值25.5億元，其中第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值10.8億元，占42.40%，第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值8.1億元，占31.8%，第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值6.6億元，占25.8%，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值3821元。沙灘水電站發(fā)電廠房位于東安江楓木沖支流大桂沖右岸，沙灘村附近，位于蒼梧縣北部沙頭鎮(zhèn)境內(nèi)，距沙頭鎮(zhèn)約25km，距梧州市約91km。1.1.2電力發(fā)展要求和項目建設(shè)的必要性蒼梧縣水電資源獨具優(yōu)勢和特色，4273km2集雨面積內(nèi)的107條大小河流蘊藏著可開發(fā)利用的水電資源共15.6萬kW，全縣現(xiàn)有小水電裝機容量為2.21萬kW，占可開發(fā)利用資源量的14%。目前，全縣僅靠有限的發(fā)電量與大電網(wǎng)供售的部份電量，基本上解決了全縣的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人民群眾的生活用電，蒼梧縣于1995年就己建成為全國初級電氣化縣，但以目前經(jīng)濟的發(fā)展勢頭來看，供用電的缺口矛盾己顯現(xiàn)出來。蒼梧縣屬廣西通往廣東的重要門戶，梧州市的重要轄縣，隨著商業(yè)、輕工業(yè)等不斷快速發(fā)展，不但對電量的需求量提出要求，對電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求亦越來越高，積極開發(fā)本地的水力資源，是蒼梧縣發(fā)展各產(chǎn)業(yè)提供充足和穩(wěn)定電力的保證。因此，盡快開發(fā)沙灘水電站是十分必要的。沙灘水電站的興建，將為蒼梧縣電網(wǎng)供給平均每年4000多萬kw.h清潔、優(yōu)質(zhì)的電源，對促進蒼梧縣經(jīng)濟發(fā)展起重要的作用?？紤]南方電網(wǎng)對電力的大量需求，本電站擬作為西電東送項目之一，現(xiàn)階段以送電至廣東為主。1.2流域規(guī)劃情況原蒼梧縣水電局在八十年代曾東安江流域的水力資源開發(fā)利用進行過總體規(guī)劃，擬在該流域沙頭鎮(zhèn)大塘村附近即現(xiàn)楓木陂支墩壩處建設(shè)楓木陂水利樞紐，此規(guī)劃任務(wù)經(jīng)設(shè)計上報后，廣西水利廳的桂水電字（1992）第62號文批復(fù)，隨后蒼梧縣政府組織實施建設(shè)，后因資金難以解決而停建。現(xiàn)狀僅在沙頭鎮(zhèn)大塘村附近建有以灌溉為主的楓木陂支墩壩。隨著國家西部大開發(fā)的實施，蒼梧縣及其周邊縣市從資源優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢出發(fā)，進一步改善能源結(jié)構(gòu)，積極創(chuàng)造條件建設(shè)了一批開發(fā)條件成熟、經(jīng)濟效益較好的中小水電項目，小水電事業(yè)得到了迅速發(fā)展，不但滿足了地方電力需求，為廣西實施“西電東送”提供了必要的電力補充，同時也成為地方財稅增收的新亮點，拉動和促進了地方經(jīng)濟的發(fā)展。為適應(yīng)當(dāng)前小水電開發(fā)建設(shè)的大好形勢，對東安江的水力資源進行合理、科學(xué)的規(guī)劃修訂調(diào)整，使之更適合投資者的需要，吸引更多的投資者參與開發(fā)東安江水力資源，2003年蒼梧縣水利局委托廣東省四會市水電設(shè)計院對東安江新建以上流域水力開發(fā)規(guī)劃進行了修訂、論證。2004年東安江新建以上流域水力開發(fā)規(guī)劃修訂方案已經(jīng)通過有關(guān)部門審批。東安江新建以上河段規(guī)劃興建3座梯級電站：新建水電站、參田水電站和沙灘水電站，其中新建水電站已在建設(shè)中。東安江新建以上河段梯級電站開發(fā)規(guī)劃見下表1.2-1。表1.2-1東安江新建以上河段梯級電站開發(fā)規(guī)劃梯級電站名稱新建參田沙灘備注水庫正常蓄水位(m)102117.5185發(fā)電正常尾水位(m)70102117.5設(shè)計水頭(m)28.515.062.0總裝機(kW)6900320010000備注建設(shè)中未建本次設(shè)計沙灘水電站為東安江流域的龍頭梯級電站，原規(guī)劃裝機容量為10000kW。經(jīng)2005年我院對沙灘水電站進行設(shè)計、論證，認(rèn)為原規(guī)劃修訂方案中沙灘水電站正常水位偏低，不能充分利用本流域的水力資源，本次設(shè)計沙灘水電站正常水位由原來規(guī)劃的185m提高到205m，裝機容量可由原來規(guī)劃的10000kW增加到12600kW。1.3水利和動能本電站壩址上游為深山峽谷河流，不具備通航條件，也無灌溉和防洪等要求，電站的建設(shè)任務(wù)為單一的水力發(fā)電，無綜合利用功能。1.3.1正常蓄水位選擇正常水位主要根據(jù)壩址地形、地質(zhì)、庫區(qū)淹沒及水庫擔(dān)負(fù)的任務(wù)進行選擇，在不增加或少增加淹沒損失及不影響上一級電站正常尾水位的前提下，盡量提高水庫正常蓄水位，以獲得最佳的工程效益。本電站蓄水工程由大桂沖主壩水庫和石川沖引水壩水庫兩水庫組成。為保證引水水庫在主水庫正常水位下能夠正常引水，經(jīng)水力計算，兩水庫需有3.0m左右的水頭差，詳見表1.3-1。經(jīng)綜合考慮，引水壩水庫正常水位按主壩水庫正常水位＋3.0m計取。表1.3-1水庫群正常水位計算結(jié)果表參參數(shù)項目隧洞長L(m)坡降i流速V（m/s）水頭損失hf（m）正常水位（m）大桂沖主壩水庫185、190、195、200、205.石川引水隧洞進口32770.00061.133.10主壩水庫正常水位＋3.0m石川沖引水壩水庫188、193、198、203、208從淹沒調(diào)查情況來看，兩水庫水位在185m以上兩水庫既淹沒有耕地，也淹沒有房屋。石川沖引水壩水庫水位在185m～210m間淹沒相差不大；大桂沖主壩水庫水位在208m以上淹沒較大，因此，大桂沖主壩水庫正常表1.3-2各正常蓄水位方案的主要技術(shù)指標(biāo)表項目單位正常蓄水位（m）185m(方案1)190m(方案2)195m(方案3)200m(方案4)205m(方案5)正常蓄水位m185/188190/193195/198200/203205/208最低發(fā)電水位m175/178180/183185/188190/193195/197正常蓄水位相應(yīng)庫容萬m3108+76193+143310+238469+369670+538最低發(fā)電水位庫容萬m319+1150+32108+76193+143310+216有效調(diào)節(jié)庫容萬m389+65143+111202+162276+226360+322庫容系數(shù)%0.590.971.391.912.6發(fā)電效益裝機容量kw80009000100001200012600保證出力kw9901072115312341358多年平均電量萬kw·h28503144342937924153枯水期電量萬kw·h71280689110681122年利用小時h35623493342931603296水量利用率%75.276.377.278.480.6主要工程量土方開挖m33570737233387594028541811石方開挖m3172602173856175110176364177618土方填筑m327553390402546605295漿砌石m36519371693781938469391193砼m34105644556480565155655056水庫淹沒水田畝19374793102旱地畝0001212林地畝207262314396473遷移人口人88203254房屋面積m23103105358851495投資工程投資萬元8337905696841038310922其中：淹沒投資萬元412467513684809經(jīng)濟指標(biāo)售電收入萬元1026.001131.841231.441365.121495.08單位千瓦投資元/kw1042110062968486538668單位電能投資元/(kw·h)2.932.882.822.742.63注：上網(wǎng)電價按0.36元/(kw·h)蓄水位應(yīng)控制在208m以下。根據(jù)壩址地形、地質(zhì)條件，綜合考慮發(fā)電、水庫淹沒、施工條件以及工程投資等因素，初擬大桂沖主壩水庫正常水位185m（方案1）、190m（方案2)、195m（方案3)、200m（方案4)和205m（方案5)5個方案進行比較。各方案主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)見表1.3-2。從發(fā)電效益和工程投資看，從表可以看出，多年平均發(fā)電量和工程投資隨水位的增加而有一定增加。從經(jīng)濟指標(biāo)看：（1）五個方案的單位電能投資分別為2.93元/(kw·h)、2.88元/(kw·h)、2.82元/(kw·h)、2.74元/(kw·h)和2.63元/(kw·h)；（2）單位千瓦投資分別為10421元/kw、10062元/kw、9684元/kw、8653元/kw和8668元/kw；（3）190m方案比185m方案年平均發(fā)電量增加294萬kw·h，而投資增加719萬元，增加單位電能投資為2.45元／kw·h；195m方案比19Om方案年平均發(fā)電量增加285萬kw·h，而投資增加628萬元，增加單位電能投資為2.20元／kw·h；200m方案比195m方案年平均發(fā)電量增加363萬kw·h，而投資增加699萬元，增加單位電能投資為1.93元／kw·h；205m方案比200m方案年平均發(fā)電量增加361萬kw·h，而投資增加539萬元，增加單位電能投資為1.49元／kw·h。從水庫調(diào)節(jié)性能看，正常水位越高調(diào)節(jié)性能越好，電量越有保證，同時可提高下游梯級電站的發(fā)電效益。從淹沒指標(biāo)看，五個方案涉淹人口分別為8人、8人、20人、32人和54人，淹沒耕地分別為19畝、37畝、47畝、105畝和114畝。綜上所述，經(jīng)從壩址地形、地質(zhì)條件、施工條件及工期、投資和經(jīng)濟效益等方面綜合分析比較，并結(jié)合河流梯級開發(fā)的水位銜接，本設(shè)計推薦主壩水庫正常水位為205m方案，相應(yīng)庫容670萬m3，引水壩水庫正常水位取為208m，相應(yīng)庫容538萬m3。1.3.2最低運行水位和死水位選擇（1）主壩水庫沙灘水電站為旬調(diào)節(jié)水電站，最低發(fā)電水位主要根據(jù)水庫最佳消落水深、水庫泥沙淤積情況、水輪機最小水頭及地形地質(zhì)條件并結(jié)合建筑物布置確定。根據(jù)水機專業(yè)提供的數(shù)據(jù)，水輪機處在高效區(qū)的適用水頭范圍為75~85m之間，最小發(fā)電水頭為65m，由此推算出水庫運行水位應(yīng)控制在185~205m之間，以獲取最大的發(fā)電效益。擬定水庫消落深度為5、10、15、20m共四個方案，對各方案的保證出力和發(fā)電量計算見表1.3-3。表1.3-3水庫發(fā)電最低水位方案計算比較項目單位方案一二三四備注正常蓄水位m205205205205消落深度m5101520最低發(fā)電水位m200195190185調(diào)節(jié)庫容萬m33996828871035庫容系數(shù)%1.522.63.383.95電站裝機容量kw12600126001260012600多年平均年發(fā)電量萬kwh4195415340313992漸小保證出力kw1264135814061463漸大枯水期發(fā)電量萬kwh1073112211571192漸大注：表中調(diào)節(jié)庫容已考慮包括石川沖引水壩水庫的調(diào)節(jié)庫容計算結(jié)果表明，隨著消落深度的增加，保證出力也逐漸增加，但發(fā)電量也逐漸下降，所以發(fā)電最低運行水位稍高一些對發(fā)電比較有利。從表中可以看出：最低運行水位低于195m，保證出力雖然增加，發(fā)電量卻顯著下降；當(dāng)水位高于195m，保證出力減少很多，發(fā)電量卻增加不多。同時考慮水工建筑物的布置，故將發(fā)電最低水位定為195m，相應(yīng)庫容310萬m3，調(diào)節(jié)庫容360萬m3。死水位：根據(jù)水工建筑物的布置，引水發(fā)電隧洞底高程定在189m，即水庫死水位為189m，相應(yīng)死庫容174萬m3，估計要74年泥沙才能淤積至進水口高程，因此死水位高程取為189m，發(fā)電最低水位為195m是合理的。綜上所述，推薦大桂沖主壩水庫發(fā)電最低運行水位為195m，死水位為189m。（2）引水壩水庫引水隧洞推薦采用低壓引水隧洞，根據(jù)前述大桂沖主壩水庫各特征水位及水工建筑物的布置，石川沖引水壩水庫引水最低運行水位為197m，相應(yīng)庫容216萬m3，死水位為192m，相應(yīng)庫容128萬m3，估計要68年泥沙才能淤積至進水口高程。1.3.3裝機容量選擇根據(jù)上述確定的正常蓄水位和死水位，對裝機容量12600kW（方案一）、10000kW（方案二）兩種方案進行動能指標(biāo)計算，成果見表1.3-4。從方案比較表中的成果可知，方案一比方案二的投資增加了490萬元，但多年平均發(fā)電量多271萬kW·h，單位千瓦投資和單位電能投資分別減少了1764元/kW和0.06元/kW·h。綜上所述，從裝機容量看本階段推薦采用方案一。機組臺數(shù)本階段主要從電站裝機規(guī)模、電站運行靈活性、機型、設(shè)備維護、檢修及綜合效率等因素推薦為二臺，單機容量為6300kW。表1.3-4裝機容量方案比較表項目單位方案一（推薦方案）方案二（比較方案）備注裝機容量kW×臺6300×2=126005000×2=10000正常蓄水位m205/208205/208主壩+引水壩相應(yīng)庫容萬m3670+538670+538主壩+引水壩最低發(fā)電水位m195195相應(yīng)庫容萬m3310+216310+216主壩+引水壩調(diào)節(jié)庫容萬m3360+322360+322主壩+引水壩正常發(fā)電尾水位m117.5117.5最高發(fā)電尾水位m123.90123.90最大水頭m81.781.7最小水頭m76.076.0加權(quán)平均水頭m82.382.3設(shè)計水頭m81.081.0設(shè)計流量m3/s8.72×2=17.447.3×2=11.6多年平均年發(fā)電量萬kw·h41533882年利用小時h32963882枯水期年發(fā)電量萬kw·h1122936年平均出力kW47363832保證流量（P=80%）m3/s1.911.91保證出力（P=80%）kW13581349水量利用率(%)%80.678.6靜態(tài)總投資萬元1077910432單位千瓦投資元/kw866810432單位電能投資元/kw·h2.632.691.3.4徑流調(diào)節(jié)計算1.1.1.1基本資料（1）徑流資料徑流資料采用在第二章徑流計算分析得的各代表年的流量資料。（2）水庫水位庫容關(guān)系曲線水庫水位庫容關(guān)系曲線利用1/1萬地形圖和實測部分的1/500地形圖量算而得，水庫水位庫容關(guān)系曲線見表1.3-5和附圖4-1。表1.3-5各水庫水位庫容關(guān)系表主壩下壩址(比較壩址)主壩上壩址(推薦壩址)引水壩(推薦壩址)水位(m)庫容（萬m3）水位(m)庫容（萬m3）水位(m)庫容（萬m3）水位(m)庫容（萬m3）水位(m)庫容（萬m3）水位(m)庫容（萬m3）15001802131650.5195310171020131215101812341660.819633917212023401520182256167119736917322033691531183280168219840117432044001541184305169319943417542054321552185331170520046917662064661563186359171720150617782075011575187388172920254517811208538158718841817312203585179142095761599189450174152046271801721061616012190483175192056701812121165816116191518176232067151822621270316220192555177282077621833216325193594178352088111843916430194635179422098621854616536195678180502109161865516642196723181601876516749197770182711887616857198819183821898716965199870184951901001707420092318510819111317184201978186123192128172952021035187139193143173106203109418815619416017411820411551891741951771751312051217190193196196176144206191213197216177159207192235198238178176208193258199261179194194283200286（3）電站下游水位流量關(guān)系曲線電站下游水位流量關(guān)系曲線采用我院計算成果，見表2.7-1。（4）水頭損失電站水頭損失包括進水口、攔污柵、門槽、叉管、彎頭等部分的局部水頭損失及壓力管道的沿程水頭損失。（5）水量損失水量損失考慮水庫滲漏損失及蒸發(fā)損失，根據(jù)本電站各水庫水文地質(zhì)條件，滲漏損失可取月平均庫容的1～1.5%，本階段取月平均庫容的1.2%，水庫蒸發(fā)損失根據(jù)年蒸發(fā)量、年降雨量及年徑流深等情況估算，按2mm/日計。1.1.1.2徑流調(diào)節(jié)（動能計算）在確定了電站裝機容量后，按選定的水庫水位、裝機容量、水頭損失、運行方式等條件結(jié)合水輪機機型進行水能計算，水能指標(biāo)見表1.3-6、表1.3-7、表1.3-8。水能計算按選定代表年流量資料逐年逐旬進行計算。電能計算公式如下：N=9.81×η水×η發(fā)×Q×H凈H凈=Z上－Z尾－HW式中：N——出力（kw）；η水——水輪機效率，查曲線得；η發(fā)——發(fā)電機效率，查曲線得；Q——流量（m3/s）；H凈——設(shè)計凈水頭（m）；Z上——上游水位（m），由水庫水位庫容關(guān)系曲線查得；Z尾——下游水位（m），由壩址水位流量關(guān)系曲線表查得；HW——水頭損失（m），經(jīng)計算取3.5m；經(jīng)計算，多年平均發(fā)電量為4153萬kW.h，其中豐水期電量為3031萬kW.h，枯水期電量為1122萬kW.h，水量利用率為80.6%，年利用小時數(shù)為3296h，P=80%設(shè)計保證流量為1.91m3/s，P=80%出力為1358kW。表1.3-6電站選定方案電能指標(biāo)表序號項目單位數(shù)量備注1裝機容量kW×臺6300×2=126002正常蓄水位m205/208主壩/引水壩3相應(yīng)庫容萬m3670+538主壩+引水壩4最低發(fā)電水位m195/197主壩/引水壩5相應(yīng)庫容萬m3310+216主壩+引水壩6調(diào)節(jié)庫容萬m3360+322主壩+引水壩7庫容系數(shù)%2.68最大凈水頭m81.79最小凈水頭m7610加權(quán)平均凈水頭m82.311額定水頭m81.012多年平均年發(fā)電量萬kw·h415313年利用小時h329614枯水期年發(fā)電量萬kw·h112215保證出力（P=80%）kW1358表1.3-7沙灘水電站平水年（p=50%）徑流調(diào)節(jié)計算表月份旬旬入庫水量初算發(fā)電放水量初算泄洪放水量水庫旬末庫容(總)平均庫容(總)水量損失復(fù)算發(fā)電放水量復(fù)算泄洪放水量水庫旬末庫容(總)平均庫容(總)發(fā)電主水庫平均庫容發(fā)電主水庫平均發(fā)電水位尾水位水頭損失凈水頭出力發(fā)電量日發(fā)電小時(萬m3)(m)(m)(m)(m)(kW)萬kW.h(h)5265263104上18051121012098683111901208867490200.5118.43.578.61260030217.8中1259126001208120851255012081208670201.8118.23.583.11068125619.9下1405140501208120851400012081208670201.9118.23.583.21193831522.25上1438143601210120951433012081208670201.9118.23.583.21222029322.7中16621512152120812095151214712081208670201.9118.23.583.21260030221.0下1083108401207120851078012081208670201.8118.23.583.1919017617.16上9559580120512065949012081208670201.8118.23.583.1809919415.1中2252520117711915252011721190661201.5118.23.582.81897461.0下1892520111511465252011101141635201.1118.23.582.41595421.07上6085170120711615510012081159644201.3118.23.582.651331238.1中1912520114511765252011401174652201.1118.23.582.41604391.0下2342520112811365252011231132630203.9118.23.582.21966471.08上4516151229251207116751512291912081166648201.6118.63.582.51260030221.0中18961512382120812085151237812081208670201.9118.23.583.21260030221.0下1306131001204120651301012091208670201.8118.23.583.11108529320.79上1097109601205120551089012071208670201.8118.23.583.1931022317.3中3243280120212035317012081207670201.9118.23.583.22756665.0下3533470120812055342012081208670201.9118.23.583.22998725.410上1751760120612075170012081208670201.9118.23.583.21485362.7中1921890120912085185012081208670201.9118.23.583.21629392.9下3063150120112055303012081208670201.9118.23.583.22604691.811上3373280121012055325012071208670201.9118.63.582.82846685.2中3203280120212065317012081208670201.9118.23.583.22720655.0下1982520114811755252011441176653201.7118.23.583.01681441.012上2222520111811335252011141129628203.9118.23.582.21864451.0中1672520103410764252010291072598203.4118.23.581.71395331.0下177252095899642520954992556202.3118.23.580.61454351.01上92252079887842520795874494200.7118.23.579.0740.8181.0中93252064071932520637716410198.2118.23.576.5730.3181.0下111221053058522210527582340195.9118.23.571.2841.1223.52上331221064158522210638583340195.9118.23.571.22508603.5中257221067765932210674656379197.2118.23.575.51984483.5下159221061664732210613644372197.0118.23.575.31224293.53上296221069265432210688651376197.1118.23.575.42279553.5中143221061465332210611650375197.1118.23.575.41100263.5下144227053157222270528570333195.3118.23.573.61079283.6合計2460320803345915047514135注：表中“庫容（總）”系指包括石川沖引水壩水庫庫容在內(nèi)的兩水庫庫容之和。表1.3-8沙灘水電站各代表年旬平均出力、電能計算成果匯總表月份旬旬平均出力（kW）旬平均電能（萬kw·h）20%年型50%年型80%年型20%年型50%年型80%年型4上161812600738639302177中124381068110554299256253下12600119383990302315965上998812220271224029365中113641260012600273302302下126009190126003331763336上1260080998554302194205中126001897696630246167下3715159537918942917上84985133215420412352中383516042123923951下596319665392157471428上126001260010135302302243中406812600842498302202下9667110853314255293879上126009310179330222343中473127569361146622下3400299860582721510上538114855151293612中170716292686413964下20062604375353699911上143228461653346840中5740272013991386534下15521681113737442712上33351864819804520中23471395404563310下9686145438325635101上833741420201810中828730832201820下63484120681722552上53625081979136047中129619841000314824下3209122413966229273上1235227951933055125中5714110031111372675下366210791642972843平均5723475137344～9月合計35903034246810～次年3月合年合計503541353289多年平均47364153枯水期平均20681122P=80%保證出力（kW）13581.3.5洪水調(diào)節(jié)和防洪特征水位沙灘水電站工程以發(fā)電為主，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的規(guī)定，主壩、引水壩水庫工程規(guī)模均為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，永久性主要建筑物大壩、泄洪等建筑物為4級；電站工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，廠房及引水建筑物為4級，臨時性建筑物為5級。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的規(guī)定，采用洪水標(biāo)準(zhǔn)如下：大壩洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇(P=2%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500年一遇(P=O.2%)；電站廠房洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇(P=3.33%)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)100年一遇(P=1%)。(1)調(diào)洪計算原則主壩：為不降低汛期發(fā)電水頭，汛期限制水位確定為205m，即與正常蓄水位205m相同，泄洪建筑物為壩面表孔有閘門控制溢流方案，為使最高洪水位和壩高盡可能降低，選擇泄洪建筑物尺寸時，考慮遇設(shè)計洪水時不抬高庫水位，即使設(shè)計洪水位保持與正常蓄水位相同。由于水庫不設(shè)調(diào)洪庫容，因此，泄水建筑物尺寸的確定主要是以滿足通過設(shè)計洪水洪峰流量時水庫水位不超過正常水位（▽205m）為主。引水壩：同樣，引水壩設(shè)計洪水位也保持與正常蓄水位相同，即均為208m。(2)泄流能力計算根據(jù)工程布置，泄洪建筑物采用有閘門控制的溢流方案，溢流堰為WES實用堰，在堰頂上設(shè)置露頂閘門泄流。各初選三種閘孔方案比較。根據(jù)三個方案進行泄流能力的計算，以選定泄水建筑物尺寸。溢流堰泄流能力按以下公式計算：Q＝εmnbHO3/2式中：Q——流量，(m3/s)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；m——流量系數(shù)，取值范圍0.42～0.502，在設(shè)計水頭下一般取0.49～0.502；b——每孔凈寬，（m）；n——閘孔孔數(shù)，（孔）；H0——計入行進流速的堰上總水頭。經(jīng)計算得各種溢流寬度泄洪成果見表1.3-8和表1.3-9。表1.3-8主壩泄洪計算成果表閘孔方案項目名稱10×7×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）8×8×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）7.5×7×4（孔寬×孔高×孔數(shù)）備注表孔底板高程(m)198.2197.0198.0設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)(m)P=2%設(shè)計洪水位(m)205205205閘孔泄量(m3/s)105610561056相應(yīng)庫容(萬m3)670670670校核洪水標(biāo)準(zhǔn)P=0.2%校核洪水位(m)206.79207.55206.96閘孔泄量(m3/s)159615971599相應(yīng)庫容(萬m3)753789758備注：推薦方案比較方案比較方案表1.3-9引水壩泄洪計算成果表閘孔方案項目名稱9×6.8×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）8×7.5×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）7.0×6.7×4（孔寬×孔高×孔數(shù)）備注表孔底板高程(m)201.5200.5201.3設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)(m)P=2%設(shè)計洪水位(m)208208208閘孔泄量(m3/s)945945945相應(yīng)庫容(萬m3)538538538校核洪水標(biāo)準(zhǔn)P=0.2%校核洪水位(m)209.93210.15210.00閘孔泄量(m3/s)137113781376相應(yīng)庫容(萬m3)612623616備注：推薦方案比較方案比較方案根據(jù)表1.3-8和表1.3-9泄洪計算成果，經(jīng)綜合比較，主壩推薦采用10×7×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）的閘孔方案，P=2%設(shè)計洪水位205m，閘孔泄洪量1056m3/s，P=0.2%校核洪水位206.79m，相應(yīng)總庫容753萬m3，閘孔泄流量1556m3/s。引水壩推薦采用9×6.8×3（孔寬×孔高×孔數(shù)）的閘孔方案，P=2%設(shè)計洪水位208m，閘孔泄洪量945m3/s，P=0.2%校核洪水位209.93m，相應(yīng)總庫容612萬m3，閘孔泄流量1371m3/s。1.3.6水庫運行方式本電站主要任務(wù)是發(fā)電，大桂沖主壩水庫正常蓄水位205m，相應(yīng)庫容670萬m3，最低發(fā)電水位195m，相應(yīng)庫容310萬m3，調(diào)節(jié)庫容360萬m3；石川沖引水壩水庫正常蓄水位208m，相應(yīng)庫容538萬m3，最低發(fā)電水位197m，相應(yīng)庫容216萬m3，調(diào)節(jié)庫容322萬m3。兩水庫總調(diào)節(jié)庫容682萬m3，庫容系數(shù)為2.6%，為旬調(diào)節(jié)水庫。水庫運行可按周、日進行調(diào)節(jié)，盡可能利用有效的調(diào)節(jié)庫容，充分發(fā)揮電站的最大經(jīng)濟效益。經(jīng)電能計算，為獲得較大電能，水庫運行方式為汛期水庫按旬調(diào)節(jié)運行，枯水期按月調(diào)節(jié)運行。根據(jù)水文特性分析，水庫豐水期一般為4月～9月底，枯水期為10月至次年3月，汛期4月～9月水庫水位可保持在正常蓄水位205m，但當(dāng)入庫流量較大，水庫水位超過高程205m，水庫開始溢洪。汛末9月底盡可能將水位保持正常蓄水位205m，以保證枯水期發(fā)電用水。1.4水庫泥沙沖淤分析庫區(qū)內(nèi)山多林茂，本河流常年為清水河，庫區(qū)內(nèi)無礦區(qū)，耕地較少，故水土流失很輕微，河道泥沙淤積不嚴(yán)重。由第二章計算得沙灘水電站主壩水庫年輸沙量為3.5萬t（折合2.35萬m3），引水壩水庫年輸沙量為2.8萬t（折合1.87萬m3）。主壩水庫死水位為189m，相應(yīng)死庫容174萬m3，估計要74年才能把進水口堵塞；石川沖引水壩水庫死水位為192m，相應(yīng)庫容128萬m3，估計要68年才能把進水口堵塞。由于各水庫庫容和年輸沙量之比均大于30，根據(jù)小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范（GB50071-2002），水庫運行方式可不計入水庫泥沙淤積的影響，故可不考慮水庫排沙減淤分析。1.5回水計算1.5.1基本資料斷面資料采用我院實測成果，河段糙率以實地調(diào)查按不同水位及河段特征在0.03～0.04之間查用不同的值，并參考其他工程及有關(guān)水文資料所推薦的經(jīng)驗值確定各斷面的糙率。1.5.2沿程流量分配區(qū)間支流匯入引起的流量變化較小，為計算方便，故進行回水計算時不逐一考慮區(qū)間支流洪水的影響，統(tǒng)一按電站壩址洪水進行推算。1.