航电枢纽工程优化设计1.doc

PAGE PAGE 1 航电枢纽工程优化设计 湖南湘江航运建设开发有限公司 我国内河航运资源十分丰富，可通航河流为12.4万公里。“九.五”期间以来，国家逐步加大内河航运基础建设投资，已初步改变了内河航运的落后面貌，取得了非常巨大的成绩，同时对航道治理开发模式进行了有益的探讨，探索出“航电结合、以电促航、滚动开发”的建设模式，通过兴建航电枢纽，实现渠道梯级渠化，充分发挥水资源的综合效益，推动流域经济发展。 航电枢纽工程布置的总体原则：①在贯彻统一规划、综合利用的基础上，首先满足航运要求，确保通航条件良好，并兼顾发电、灌溉、交通、城镇供水及水产养殖等的需要。②在满足通航要求的前提下，满足泄洪要求，尽量减少枢纽上游土地淹没，人口迁移和建、构筑物拆迁；③枢纽布置应有利于施工、管理和维护。④充分考虑人与自然相和谐，贯彻保护环境和可持续发展的理念。 株洲航电枢纽工程是以航运为主，并兼顾发电、灌溉、交通、水产养殖等水资源综合利用工程。坝址位于株洲市上游24km 的湘江空洲河段，江心有一河心洲——空洲岛，将湘江分为左右两汊，岛长1800～2000m，宽200～290m，高出枯水位10～12m。水库正常蓄水位40.5m，相应库容4.743亿m3。 船闸为Ⅲ(3)级, 按一顶四艘千吨级船队的标准设计, 闸室有效尺寸为180×23×3.5m(长×宽×门槛水深), 年设计通过能力为1560万t。 泄水闸分左右两汊布置，共24孔。单孔净宽20m，左汊泄水闸段布置11孔泄水闸和1孔排污槽，右汊布置13孔泄水闸。 电站装机140MW，安装5台转轮直径7.5m的灯泡贯流式机组，年发电量6.636亿kWh。 下面结合株洲和大源渡两个航电枢纽工程的实际，介绍优化航电枢纽工程的设计思路。 优化水库调度，减少库区淹没损失 株洲航电枢纽地处湘江下游平丘河段，两岸人口密集，土地开发利用程度高，人均耕地仅为1亩，耕地主要为水田，农田和房屋由湘江两岸大堤保护，两岸大堤布置了防洪闸和排渍机站，水库蓄水后将淹没大片农田。根据水库淹没处理设计规范，土地的征用的最低标准为频率为2年一遇洪水的回水线。由于水库为径流式，水库的调节库容很小，如果按高坝大库的标准从正常蓄水位按2年一遇的洪水进行调洪演算，其回水线将超过湘江两岸防洪大堤，造成巨大的淹没损失。因此，必须对水库进行优化调度，以尽量减少水库淹没损失。根据株洲枢纽库区的特点，确定了正常蓄水为40.5m＋2430m3/s（最大机组引用流量）进行水库回水的推算，土地的征用标准为该回水线＋0.5m超高。当入库流量小于2430m3/s时水库按正常蓄水位运行，当入库流量大于2430m3/s时，降低坝前蓄水位运行，根据计算当入库流量大于5000m3/s时，上下游水位相差较小，24孔闸门敞开泄洪，库区恢复天然行洪状态。 2、进行多种枢纽工程布置比较，最大限度地满足通航条件。 在进行枢纽总平面布置时，应在满足枢纽泄洪要求和船舶安全通航前提下，尽量减少各主要建筑物在不同工况下的相互干扰，兼顾工程施工和运行管理方便等因素，并因地制宜地充分利用坝址处地形、地质和河床分为左、右汊的特点综合考虑，株洲航电枢纽进行了三个方案的枢纽总布置。 方案一：船闸布置于右汊右岸阶地，电站布置于左汊左侧河床。右汊布置13孔泄水闸，左汊布置11孔泄水闸。 方案二：船闸和电站均布置在右汊内，船闸在右汊右岸岸边，电站在右汊左侧即空洲岛右侧，右汊布置10孔泄水闸，左汊布置14孔泄水闸。 方案三：船闸布置于右汊右岸阶地，电站布置于左汊右侧即空洲岛左侧，右汊布置13孔泄水闸，左汊布置11孔泄水闸。 上述三个方案的比较详见下表1。 表1 枢纽布置方案比较表 方 案 项 目 方 案 一 方 案 二 方 案 三 布 置 方 式 右汊右岸阶地船闸,左汊左岸电站,右汊13孔泄水闸,左汊11孔泄水闸,空洲副坝长210m。 右汊右岸船闸,右汊左岸电站,右汊10孔泄水闸,左汊14孔泄水闸,空洲副坝长130m。 右汊右岸阶地船闸,左汊右岸电站,右汊13孔泄水闸,左汊11孔泄水闸,空洲副坝长150m。 施 工 分 期 一期 施工左汊电站厂房、13孔泄水闸和右岸台地船闸。 施工右汊电站厂房、右汊10孔泄水闸和右岸岸边船闸。 同方案一。 二期 施工右汊13孔泄水闸。 施工左汊14孔泄水闸。 施工右汊13孔泄水闸。 施 工 通 航 一期 利用疏挖后的右汊临时航道通航。 利用左汊主航道通航。 同方案一。 二期 利用已建成船闸通航。 利用已建成船闸通航。 利用已建成船闸通航。 地 质 条 件 右汊有5孔泄水闸位于1#、7#溶蚀风化深槽上,主厂房局部位于4#溶蚀风化深槽处,厂区岸边挡水建筑物均位于2#溶蚀风化深槽