秘鲁圣玛利亚水电站枢纽布置设计.docx

理论研究水利技术监督2014年第3期

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秘鲁圣玛利亚水电站枢纽布置设计

李道元

(上海勘测设计研究院，上海200434)

【摘要】利用开发河段形成大拐弯的有利条件，裁弯取直集中河流落差进行混合式开发是圣玛利亚水电站工程的特点。紧密结合水电站枢纽布置所涉及的工程要素，介绍了圣玛利亚水电站枢纽布置设计情况，针对高坝大库、复杂地质条件、河床深厚覆盖层、大埋深长距离引水隧洞、大容量冲击式水轮机等问题，阐述了该工程枢纽布置设计的特点和难点。

【关键词】圣玛利亚水电站；枢纽布置；设计；工程特点；秘鲁【DOI编码】10.3969/j.issn.1008-1305.2014.03.018

【中图分类号】TV61【文献标识码】B【文章编号】1008-1305(2014)03-0049-03

1工程概况

秘鲁圣玛利亚(SantaMaria)水电站位于秘鲁中部，距首都利马约650km,坝址位于阿亚库乔 (Ayacucho)地区潘巴斯(Pampas)河上，电站厂房位于库斯科(Cusco)地区阿普里马克(Apurimac)河左岸Lechemayo村附近。工程区属安地斯山脉中高山区，交通条件较差，与工程区最近的城市为阿亚库乔市，阿亚库乔至工程区的道路多为山区泥结石路面，其中厂址区有公路通过，库坝区则无交通道路。

潘巴斯河为阿普里马克河的一级支流，由西北流向东南，于帕凯帕塔注入阿普里马克河，阿普里马克河由南向北流，汇入亚马孙河后流入大西洋。因此，该两条河在此处形成了一个大拐弯，集中了约800m的天然落差。

电站采用混合式开发，最大坝高137m,引水线路全长30km,由28km长的隧洞和2km长的压力钢管组成。整个工程由首部枢纽、引水系统和地面厂房等三大部分组成。大坝建成后，电站正常蓄水位

1675m,相应水库总库容为5.15亿m3,有效库容为4.0亿m3,为季调节水库。电站总装机容量750MW,安装4台单机容量为187.5MW的冲击式水轮发电机组，年发电量48.16亿kW-h,年利用小时数6420h。

首部枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸溢洪道、泄水底孔(兼导流洞)组成；引水系统由左岸进水口、引水隧洞、调压室、阀门室和压力管道组成；厂区枢纽由地面厂房和地面开关站等建筑物组成。输电线路电压等级为500kV,从升压站接至新建的Mantaro—Caraveli—Montalvo输电线路，总长约120km,最后送至秘鲁国家电网。

2工程建设条件

2.1水文、泥沙

圣玛利亚水电站位于安第斯山脉的东部，秘鲁的中心。水库流域由Torobamba河流域和潘帕斯河流域两条河流组成，河源和坝区均属高山峡谷地形，

作者简介：李道元(1963年-),男，高级工程师。

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植被较差，为干旱少雨地区，河床自然坡降约7%,坝址以上集水面积25000km2,径流主要来源于降雨，坝址多年平均流量为120m3/s。

分别对水电站(阿普里马克河)和水库(潘帕斯河)两个位置的洪水进行调查，计算最大可能洪水(MPF)流量为5000m3/s。

水库坝址附近没有泥沙长期监测资料，据2008年4月实测潘帕斯河在雨季的含沙量为0.21kg/m3。

2.2地形地质条件

工程区位于秘鲁中部的安地斯山脉，东部为亚马逊平原，西部为太平洋。安地斯山脉呈NW-SE向展布，山脊高程3000～4500m,沟谷高程700~1600m,属中高山区地貌。工程区西部干旱少雨，植被稀疏，河流侵蚀作用强烈，山地风化剥蚀、水土流失严重，为典型的侵蚀、剥蚀山地。东部则气候相对温湿，降雨量大，植被茂密，为侵蚀、堆积地貌。

秘鲁位于环太平洋地震带，南美洲主要的构造格架为安地斯山脉和秘鲁一智利海沟，为全球强震区之一，也是地球上高频率地震发生区。南美洲板块运动向太平洋逆冲形成了安地斯山脉，板块从大西洋东北部以每年2～3cm的速度向太平洋发展，并沿着南美洲海岸与纳斯卡板块相撞，纳斯卡板块在南美洲板块推动下以每年5～10cm的速度向西发展。工程区外围地震烈度一般在VI度，接近工程区一带达到V度，地震加速度为0.15g～0.25g,相应的地震基本烈度为VII～VⅢ。工程区板块活动强烈，区域构造稳定性较差。

坝址区基岩为二叠系晚期安山岩