引水式水电站设计实例.docVIP

7.2 引水式水电站设计实例 7.2.1 基本资料 B江水力资源丰富，根据流域梯级开发规划，拟建引水式(混合式)开发水电站。 7.2.1.1 自然地理与水文气候特性 (1) 流域概况 B江河流系山区河流，流域内高山群立，山势陡峭，地形起伏较大。沿河支流众多，支流入口处，地势较为开阔，出现山间盆地。干流全长430余km，河流坡降约为1/1 000；流域面积15 000km2。流域形状近于椭圆，南北长160km，东西宽约170km。两岸山坡上一般多生杂草和丛林，植被较好。本电站位于B江下游，本点站以上集水面积12 960km2，其上游约86km和37km处各有一水电站C、D，其集水面积坝址以上分别为10 375 km2与12 506 km2。 (2) 气象条件 B江属于山区河流，地形对气候的作用比较明显。天气寒冷干燥，为期漫长，全流域一月份平均温度均在-10℃以下，全年有4 ~5个月气温在零度以下，夏季炎热而短促。电站附近的多年平均气温为5.4℃，月平均最低气温-32.1℃(12月份)，最高37.5℃(7月份)，极端最高气温可达39.5℃。年差很大。 B江降雨量较大，降雨集中在夏季，各地6~8月降雨量占全年的60%左右，尤以7、8两月为最多，最多月雨量与最小月雨量之比达30倍之多。电站处水文站年平均降雨量为1089.6mm。 电站处多年平均蒸发量为1 095.9mm，其中5月最大，月蒸发量为214.7mm，1月为最小，月蒸发量为13.6mm。电站附近1958年实测最大风速为16m/s，风向东南。 (3)水文资料 电站水库年径流系用三个位于上游的干流、支流水文站径流资料，按面积比推求而得(表略)。各站年径流有关参数见表7-1。 B江洪水主要由急剧而强烈的暴雨形成，暴雨多集中在三天，其中强度最大的暴雨又多集中在一天之内。历史洪水的调查曾进行过五次，调查河段较长，对洪水分析提供了可靠的历史资料。 表7-1主要站年径流参数表(m3/s) 站名 多年平均流量 CV CS/CV 设计值P% 5 10 50 90 100 C(上游梯级) 144 0.32 2 227 205 139 89 78 D上游梯级) 178 0.32 2 280 254 172 110 97 E(本电站处) 187 0.32 2 295 266 181 116 101 F(本电站下游) 224 0.32 2 353 319 216 138 121 由于上游梯级电站C为年调节电站，库容较大，对洪水有一定的调蓄控制作用，故区间洪水对下游梯级起主要作用。电站设计洪水地区组成曾用典型年法和频率组合法推求组合洪水进行比较，两种方法计算成果相近，故采用典型年法成果。按典型年分配，同倍比放大各控制点设计洪水过程线。本电站水库入库洪水系将上游梯级C的入库洪水，经调节后，加C~D区间洪水而得到梯级D的入库洪水，再经D水库调节后，加D~B区间洪水而得本电站B的入库洪水。 7.2.1.2 工程地质条件 水库区两岸山体高峻，高程为360~700m，分水岭厚度均在0.8km以上。库区岩石为侏罗纪火山碎屑岩类和震旦纪变质岩和混合质变质岩，地下水位较高，不会向邻谷产生永久性渗漏，不存在塌岸问题。坝址区出露的地层有前震旦系和第四系，两岸发现三条断层。据分析，采用重力坝时，大坝将建于比较完整的半风化岩石上。河谷部分的开挖深度约为2~7m，相应于此开挖标准，坝基岩石与混凝土的摩擦系数为0.6；河床部位岩石风化较浅，实际上可挖至微风化岩石，摩擦系数建议采用0.65。 电站的引水隧洞和厂房地区地层主要为前震旦系的黑云母混合片麻岩，所有建筑物均将在此岩层上。第四系包括进口和出口河漫滩的冲击洪积层，岩性为亚砂土、细砂和砂卵砾石；两侧山坡的坡积残积层，岩性为亚砂土夹碎块石。隧洞均将在黑云母混合片麻岩中穿过，沿洞线未发现断层，且洞顶覆盖新鲜岩体深后，达80~160m，深部裂隙已趋闭合，因此工程地质条件较好。洞线前部通过两条较大岩脉，均大致与洞线正交，一条为石英斑岩，宽30~40 m；另一条为正常闪长岩，宽26~30 m。据地表槽探观察，岩脉与围岩接触良好，但从钻孔资料分析，石英斑岩裂隙比较发育。厂房后山坡地形坡度约50°~60°，坡高40 m左右，通过剖面裂隙可得知，厂房后坡存在两组顺坡裂隙，第一组倾角为68°~74°；第二组倾角稍缓，为40°~50°。表部裂隙张开1~3cm，坡脚部位岩块已经位移。根据上述情况，可认为后山边坡基本上是稳定的，建议在开挖时基本上沿着上述两条裂隙挖成阶梯状边坡，对已位移或张开角度较大的岩块予以清除，对局部不稳定岩块可采取相应的加固措施。厂房基础将坐落在新鲜的黑云母混合片麻岩上。 7.2.1.3 水利动能 电站位于B江干流，水库以下沿江无较大城镇与工矿企业，对水库无