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科研与管理水利规划与设计2011年第3期

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增设溢流坝顶翻板闸使小水电站增容增效

万丽飞1孙敏2

(1.辽宁省宽甸县水利局宽甸118200;

2.辽宁省丹东市水利局丹东118000)

【摘要】本文介绍了在小型水电站溢流坝顶增设铁制翻板闸，充分利用征地淹没线至一流坝顶之间的库容和水头，实现了在不增加淹没范围的情况下，提高正常蓄水位、提高设计水头、增大装机容量，提高发电量的目的。从而提高了水资源利用率，提高了电站经济效益，深受用户的欢迎。说明铁制翻板闸有广阔的应用前景。

【关键词】水电站水头翻板闸装机容量发电量

【中图分类号】TV737【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2011)03-0050-03

【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2011.03.016

1引言

随着我国经济快速发展，电力需求越来越大。由于电力供应不足的原因，已经制约了经济的发展。因此，发展电源建设，增加电力供应已经成为全社会的迫切要求。

常见的电源有火电站、核电站、风力发电站、水力发电站等。

其中水力发电站利用可再生能源，没有污染排放，属于清洁型能源，深受社会的喜爱和欢迎。

2问题的提出

建设水力发电站需要两个必要条件，即水头和流量。电站装机容量的大小、年发电量多少都是这两个因素所决定的。对于小型水电站多数是径流式电站，即水库很小，没有调节能力，电站引用流量多数取决于天然流量。即引用流量是自然条件所决定的，是无法改变的，只能在短历时内再分配。

然而，人们可以改变的只有水头大小。

在建设水电站时，人们总是希望水头越高越好。在尾水位一定的情况下，要想提高水头，就得增加坝高，提高正常蓄水位。

提高蓄水位就要增大淹没范围，从而增加了淹没补偿投资。如今林地、耕地资源非常珍贵，补偿

费用很高，不仅审批手续难办，而且因为补偿费过高，可能导致项目经济评价不合理，项目被否决。

那么,能否采取一种工程措施，在不增加淹没范围情况下，抬高正常蓄水位，提高水头、增大装机容量、提高发电量呢?笔者带着这个问题，在小型电站设计实践中进行了尝试和探索。

3解决问题的思路

在山区中小河流上，受地形条件和流量条件及水头条件的限制，一般只能建设小型水电站。

小型水电站以溢流坝顶高程作为正常蓄水位，按5年一遇洪水回水高程线确定淹没范围。即5年一遇洪水位以下范围必须依法征用，缴纳征地补偿费和安置补助费。

从正常水位到征地淹没线之间一般有2～4m高的空间作为行洪断面，流域面积越大，行洪水深越大，预留的行洪断面也越大。

笔者发现从正常水位到征地淹没线之间这部分空间库容和水头只在行洪期被短历时利用，而在枯水季节，长时间被闲置，白白浪费。于是，笔者设想如果采取一种工程措施，在枯水季节能挡水，抬高正常水位，提高设计水头，尽可能利用行洪空间；

作者简介：万丽飞(1976年一),女，工程师。

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在行洪期间自动撤销挡水功能，恢复设计行洪能力，不增大淹没范围。

根据这个思路，笔者在小水电站设计实践中，采取在溢流坝顶增设铁制翻板闸，在枯水季节翻板闸直立挡水，拾高正常蓄水位，提高设计水头；在行洪期，翻板闸会在一定水压力作用下，自动翻倒泄洪；当库水位降到一定程度，翻板闸又能在配重体作用下自动恢复到直立挡水位置。这一做法曾在4座新建电站上应用，都取得了成功。实现了不增大淹没范围情况下，使电站增容增效，深受用户欢迎。

4板闸的选型

常见的翻板闸是钢筋混凝土结构。这种翻板闸结构复杂、自重大、造价高、不易维修；更主要的缺点是闸板厚度大影响泄洪能力，要求溢流坝顶宽度大，势必造成溢流坝断面肥大，不够经济。而铁制翻板闸避免了钢筋混凝土翻板闸的所有缺点。因此笔者在实践中一律采用铁制翻板闸。

5铁制翻板闸的设计

铁制翻板闸的设计包括翻板闸尺寸的确定；倾覆计算；复位计算；变形计算和止水设计六方面。

5.1翻板闸尺寸的确定

翻板闸结构尺寸应考虑钢材定型尺寸及闸门自重。型钢、板材定型长6m,因此确定闸门长6m,闸门高度应考虑坝顶行洪水深及两岸耕地允许浸没深度，计算公式为H=H港一H覆。

公式中符号意义：

H——翻板闸高度m;

H淹——5年一遇洪水位至溢流坝顶高度m;

H——库区岸坡台地上耕地允许浸没深度，一般取1～1.3m

按上式计算，翻板闸高