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1、目 录1 概述11.1 基本情况11.2 工程任务和建设必要性12 水文32.1 水文32.2 水位流量关系93 工程地质113.1 区域地质概况113.2 水库区工程地质条件113.3 枢纽区工程地质条件123.4 首部枢纽区工程地质条件123.5 天然建筑材料134 工程规模164.1 水利动能计算164.2 洪水调节及防洪特征水位184.3 正常蓄水位拟定184.4 死水位拟定195 工程布置及建筑物205.1 设计依据205.2 枢纽布置235.3 挡水建筑物255.4 泄洪建筑物406 结语50参考文献51致谢词52独撰声明53某水电站首部枢纽可行性设计汤明远 杨勇 周玉琴 指导教师
2、：游潘丽(2009级水利水电工程)摘 要：该设计是盘河口水电站的首部枢纽可行性设计。我们根据水文、泥沙资料确定了该水电站的防洪特征水位，拟定了正常蓄水位、死水位。根据指导老师提供的地质、地形资料确定了该水电站的工程级别，并选择了混凝土闸坝；坝型尺寸的确定、进水闸、冲沙闸、取水口的设计都严格按照水工设计规范手册的相关规定；大坝的地基处理按照水工地基处理相关方法进行；大坝的稳定分析、渗透计算都按照水工建筑物中的经验公式进行。关键词：首部枢纽 闸坝设计 地基处理 稳定分析The Feasibility Design of First Hub for a Hydropower StationMing-
3、yuan Tang Yong Yang Yu-qin Zhou Supervisor: Pan-li You (Hydro-electronic Engineering Major of 2009s)Abstract: The feasibility design of first hub for Pan He Kou hydropower station was completed. According to the hydrological data and sediment conditions, the restricted stage for flood prevention of
4、this hydropower station, the normal high water level and dead water level were determined. This hydropower stations grade of project and the concrete sites dam were selected according to the guidance of geological and topography information that provided by the teacher. The dam type size, inlet slui
5、ce, flush sluice and the intakes were designed in strict accordance with the relevant provisions of the hydraulic design specification manual; the treatment of dam foundation was achieved in accordance with the relevant hydraulic foundation treatment methods; the dams stability analysis and the seep
6、age calculation were calculated in accordance with the experience of the formula of hydraulic structures.Key Words: Head hinge Gate dams design Foundations treatment Stability analysis 1 概述1.1 基本情况南汀河是怒江左岸的一级支流，发源于临沧博尚水库西侧凉山。临沧市位于云南省西南部，东经9840 10034，北纬23052502之间，全市国土面积24469 km2。临沧市东部、东南部与思茅市相邻，东北部与大
7、理市相连，西北部紧靠保山市，西部和西南部与缅甸接壤。全市南北最大长度约200.4 km，东西最大宽度约176.4 km，全境98为山区，坝区仅占2。市政府设在临翔区，距云南省会昆明市公路距离573 km。盘河口水电站位于幸福坝子马鹿田坝下游盘龙河口河段，本河段水电站开发受幸福坝子淹没控制，水电站水库正常蓄水位以不影响幸福坝子为上限。该河段长13.54 km，集中落差102 m，平均比降约为7.53，河段比降较为均匀，并有耿清公路从右岸通过，宜采用混合式开发。具有日调节性能，该电站设计水头84.5 m，装机容量32 MW，多年平均发电量1.4706亿kWh，保证出力0.3012万kW，多年平均年
8、利用小时数4595 h。幸福坝子马鹿田坝高程在910.000 m930.000 m，最低建筑物高程在950.000 m以上。因此，电站正常蓄水位以不淹没幸福坝子马鹿田坝为前提确定为902 .000 m，正常蓄水位902.000 m以下库容101.58万m，调节库容44.13万m，库容系数0.04%，电站具有日调节性能，为南汀河梯级规划的龙头水库马鹿田水库。盘河口水电站对外交通目前有二级公路，根据现场及现有公路状况，电站对外交通路线：昆明楚雄祥云云县羊头岩幸福盘河口水电站，公路总里程约568 km。从昆明祥云为高等级公路；祥云云县羊头岩幸福盘河口水电站为二级公路。1.2 工程任务和建设必要性1.
9、2.1.开发任务 盘河口电站规划河段内无重大的村庄、工农业设施，无防洪要求；支流发育，无大面积坝子，沿江农田的灌溉取水可以从支流取水，无灌溉要求。因此，盘河口电站无航运、过木等要求；电站为河道引水径流式开发，无承担下游防洪、灌溉、供水等综合利用的能力；开发的任务单一，河段的开发任务是以水力发电为主要任务，同时在开发建设过程中兼顾一定的生态用水。1.1.2.建设的必要性为了满足临沧市20102015年用电负荷的需求，本次开发将闲置的水能资源得到充分利用。并且盘河口水电站的建设符合云南省关于加快建设一批中小水电站的战略决策，同时也符合临沧市的能源建设思路。确保电力建设的持续发展，使临沧市的水能资源
10、优势转化为经济效益，并拉动社会经济发展。盘河口水电站将成为临沧市电网的骨干电站，将提供优质、稳定的电能，促进地方经济发展。因此，建设盘河口水电站是十分必要的。2 水文2.1 水文2.1.1.流域概况南汀河是怒江左岸的一级支流，发源于临沧博尚水库西侧凉山，河源高程2320 m。南汀河流域面积8097 km2，多年平均流量为201 m3/s。河道长约273 m，天然落差1860m，平均比降6.8，水力资源理论蕴藏量平均功率为462.3 MW，年电量为40.5亿kWh。南汀河干流沿途流经临翔区、云县、永德县、镇康县、耿马县及沧源县。上游由众溪流汇合而成，过博尚水库后由南向北流入临翔区境内，经云县，转
11、向西南流，出云县后为永德县与耿马县的界河，后为镇康县与耿马县界河，在耿马县孟定农场东北进入耿马境内，过孟定坝在耿马县清水河农场以南出境，出境处高程约460 m，入缅甸后汇入萨尔温江。南汀河自源头至羊头岩为上游段，从羊头岩至河底岗河与干流汇口为中游段，河底岗河汇口至南汀河出口为下游段。从地震动峰值加速度区划及外围地震震中分布图中可以看出，本规划河段处于耿马一澜沧强震带内，其外围被保山一龙陵强震带、中甸一大理强震带及思茅一普洱强震带所包围。根据国家质量技术监督局发布的 1:中国地震动参数区划图(GB18306-2001)确定工程区地震动峰值加速度为0.2g，对应的地震基本烈度为度。本电站开发河段位
12、于南汀河中游，云县镇，拟定的盘河口水电站坝址集水面积为1505 km。厂址以上集水面积为262 km。南汀河流域水见图2-1。2.1.2.气象概况南汀河流域气候类型主体属南亚热带湿润季风气候，气候温和，降雨丰沛，干湿季节分明，多年平均气温1722，降水量年内分配不均匀。流域水汽主要来源于西部印度洋的孟加拉湾，其次为南海的北部湾，多年平均降雨量为1502 mm，降雨分布由西南向东北递减，其变化范围一般为1200 mm2000 mm。降水量由上游往下游逐渐增大，大文站多年平均降水量为1191 mm，姑老河站多年平均降水量为1894 mm。多年平均气温从上游往下游逐渐升高，如上游的临沧气象站多年平均
13、气温为17.5 。图2-1 南汀河流域水系图下游的耿马气象站多年平均气温为19 ，汇口附近的孟定气象站多年平均气温达21.7；极端最高气温以下游的孟定气象站最高，为41.2。南汀河及邻近流域气象站气象特征值统计成果见表2-1。表2-1 南汀河及邻近流域气象站气象特征值统计成果表站名测站地理位置降水量(mm)温度()相对湿度(%)蒸发量(mm)日照时数(h)风速(m/s)经度纬度高程(m)多年平均6月10月占(%)一日最大年平均极端最高极端最低多年平均最小多年平均最大临沧1000523531502.4116378.597.47.534.1-1.37261773.42105.31.111974.8
14、.271979.6.11974.1.2永德 991424021606.21270.572.591.97.531.706941810.5 2246.12.1161980.6.301979.5.231986.3.3耿马992423331104.41338.275.3118.8936.6-3.27881647.3 2207.80.914.71982.6.131979.5.311974.1.2孟定99052334511.41530.480.11491.741.22.28091626.3 2140.50.7252.1.3.径流南汀河径流补给来源主要是降水。径流的年内分配与降水量的年内分配基本一致，如姑老
15、河站6月10月径流量占全年径流量的69.6%，以临沧气象站为代表，其同期降水量占全年降水量的75.3。径流年内分配不均匀，汛期比例大，枯期比例小，以大文水文站为例，6月10月径流量占全年径流量的67.8。径流的年际变化比较稳定，大文站实测年平均流量最大值与最小值之比为3.4。随着流域面积的增加，径流的年际变化亦越趋稳定，姑老河站实测最大年平均流量与最小值之比为2.6。大文站与姑老河站年径流频率计算参数值亦反映了此变化规律。降水量从上游往下游逐渐增大，流域的单位面积产水模数随流域面积的增加而增大，例如大文站单位面积产水量为67.2万m/ km，姑老河站单位面积产水模数为69.3万 m/ km。本
16、阶段推算电站坝址径流，主要依靠大文水文站及姑老河水文站的流量资料并参照相似工程的设计成果和地区综合分析成果来进行验证。大文水文站及姑老河水文站皆位于南汀河流域内，资料条件较好、系列长，具有较好的代表性，故此次设计采用大文水文站及姑老河水文站为参证站。盘河口水电站设计年径流量通过水文比拟法与等值线法两种方法计算。并对成果进行合理性分析，选择最优方法，即水文比拟法进行计算。坝址径流计算：(1)图表查算法坝址径流计算通过查云南省水利厅2007年6月出版的云南省水资源综合规划水资源调查评价专题报告(水资源四级区)及配套降水、径流深等值线图，查得盘河口水电站坝址以上多年平均年径流深为613.6 mm，折
17、算为多年平均流量29.3 m3/s。(2)水文比拟法坝址径流计算盘河口电站坝址位于大文站与姑老河站之间，其坝址径流系列的推求采用大文站与姑老河站径流系列根据面积内插推求得到，其计算公式为：Q坝 = Q姑(Q姑Q大)/(F姑F大)(F姑F坝) (2-1)将下列各参数代入公式2-1，即可计算出盘河口水电站坝址多年平均流量32.7 m/s。Q坝 盘河口电站坝址多年平均流量；Q姑 姑老河水文站多年平均流量，92.0 m/s；Q大 大文水文站多年平均流量，14.0 m/s；F姑 姑老河水文站集水面积，4185 km；F大 大文水文站集水面积，657 km；F坝 盘河口水电站坝址以上集水面积，1505 k
18、m；其多年平均月径流成果见表2-2。分析计算结果见表2-3。 表2-2 盘河口水电站坝址多年平均流量成果表 单位 ：m3/s月678910111212345年均流量25.956.972.661.8 52.4 37.9 23.417.714.3 10.6 8.111.2 32.7 %6.6014.4818.4815.72 13.35 9.65 5.954.503.65 2.71 2.062.86100 表2-3 盘河口水电站坝址设计径流成果表位置流域面积(km)统计参数 设计年径流(m/s)Q均值(m/s)CvCs/Cv10%50%90% 平均大文65714.00.242.018.413.79.
19、89 10.50姑老河418592.00.222.0 11990.567.292.23盘河口150532.70.222.0 42.232.223.932.7设计年径流年内分配采用典型年同倍比放大法分配到日。典型年选取实测径流资料完整、径流年内分配符合本地区的径流特性、对电站未来运行较为不利的年份。经分析比较，在姑老河水文站实测径流系列中选取1999年6月2000年5月作为丰水代表年(P = 10%)，1996年6月1997年5月作为平水代表年(P = 50%)，1988年6月1989年5月作为枯水代表年(P = 90%)。将3个典型年的日平均流量缩放后得到本电站坝址的设计年径流日分配过程盘河口
20、水电站坝址设计平水年逐月平均流量计算结果见表2-4。2.1.4.洪水根据水利水电工程设计洪水计算规范(SL 44-2006)中的要求，坝址及其上、下游地点具有30年以上实测资料和插补延长洪水资料，并有调查历史洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。 表2-4 盘河口水电站坝址设计平水年逐月平均流量表 单位： m/s保证率6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月年10%14.951.590.996.649.775.536.124.619.413.810.423.042.250%18.650.488.060.751.141.121.115.514.311.99.24.5632.290%
21、11.536.156.550.341.627.419.614.310.87.465.385.8323.9我们采用姑老河水文站1980年2010年(31年)的洪水资料进行频率分析计算，推算出姑老河水文站频率洪水计算成果。盘河口水电站坝设计洪水成果的推求以姑老河水文站频率洪水计算成果为基础，按照面积比的0.5次方搬到坝址。通过计算得出坝址设计洪水成果，见表2-5。 表2-5 盘河口水电站坝洪水成果表 单位： m/s断面频率P()0.050.10.20.5123.351020坝址1615 1485 1356 1184 1053 923 826 749 617 484 为满足盘河口水电站大坝施工要求，
22、施工洪水计算分期时段为12月1日翌年4月30日。通过分析计算得盘河口水电站坝址施工设计洪水成果，见表2-6。 表2-6 盘河口水电站坝址施工洪水成果表 单位： m/s坝址频率P()5 10 20 33.3 姑老河站181 156 128 107 盘河口水电站91.5 78.9 64.7 54.1 2.1.5.泥沙 南汀河干流大文、姑老河站均有泥沙观测资料。根据两站实测输沙率系列进行统计分析，南汀河流域泥沙空间分布不均匀，总的趋势是上游小下游大，大文站含沙量为1.48kg/m，姑老河站为3.24 kg/m。泥沙年内变化较大，主要集中在汛期，据大文站多年 资料系列统计表明，汛期6月10月沙量占全年
23、沙量的85.4，4月份最小，仅占l；而姑老河站汛期6月10月沙量占全年沙量的90.1，最小月4月仅占0.275。泥沙年际变化大，大文站实测最大年沙量为119.8万t (1966年)，实测最小年沙量为10.35万t (2003年)，两者之比为11.6；姑老河站实测最大年沙量为2450万t (2000年)，实测最小年沙量仅为256万t (1967年)，两者之比为9.57。经计算，大文站实测悬移质多年平均输沙量为68万t，多年平均输沙模数为1035 t/k m；姑老河站实测悬移质多年平均输沙量为1068万t，多年平均输沙模数为2551 t/k m。盘河口水电站坝址处的悬移质多年平均来沙量，以姑老河站
24、和大文站的分析成果为依据，用面积内插法推求，考虑到南汀河流域内蚂蚁堆附近支流头道水河等属泥石流高发区，则推移质按悬移质的20计算，盘河口水电站坝址年输沙量成果见表2-7。坝址以上流域侵蚀模数为2267 t/kma。表2-7 盘河口水电站坝址年输沙量成果表项目悬移质(万t )推移质(万t )总输沙量(万t )盘河口水电站284.3256.86341.192.2 水位流量关系盘河口水电站坝址所在位置无实测水位、流量资料。坝址水位流量关系曲线，是根据河道纵剖面、横剖面资料，采用水力学公式计算，公式如下：Q = n-1 R2/3 J1/2A (2-2)式中: Q 洪峰流量，m3/s； A 有效过水断面
25、面积，m2； n 河床糙率； R 水力半径，m； J 水面比降。根据河道形状、河床组成、水流情况、边壁条件，坝址河段选定糙率为0.04。经计算，坝址水位流量关系曲线见表2-8及图2-2。表2-8 盘河口水电站坝址、厂址水位流量关系表坝址厂址断面汇口以下较窄断面水位(m)流量(m/s)水位(m)流量(m/s)水位(m)流量(m/s)887.30.00806.550.00802.270.0088826.78075.278034.0488919880844.080447.78905138091128052108919238102528064818921420811450807835893199181
26、27568081265894263181311298091767895333481415688102337896409581520098112974897490981626138123676898576981732848134443 图2-2 盘河口水电站坝址水位流量关系曲线本次水位流量关系受资料条件限制，精度不高，建议在坝址河段进行临时性的、不同水位级的水位、流量观测，积累一定资料后，下阶段在实测大比例纵、横断面资料的基础上对水位流量关系进行复核。3 工程地质3.1 区域地质概况南汀河流域处于滇西纵谷山区之临沧中山盆地亚区与保山岩溶中山盆地亚区地貌单元的交接地带。工程区位于南汀河中段，地貌形
27、态为侵蚀、溶蚀中高山深切峡谷及构造断陷盆地地貌。区内物理地质现象发育，主要表现为河流深切、岩体风化、中小型滑坡、崩塌、泥石流等。其中以中上游段两岸及冲沟两侧浅表滑坡、崩塌、泥石流较为发育。幸福镇两岸支流及冲沟泥石流较为严重，电站工程区范围内仅引水系统地表浅部见小型崩塌和滑坡，规模不大，其余地段物理地质现象总体较发育。本区地层出露较全，沉积岩除白垩系外其余各时代地层均有出露；侵入岩、喷出岩及变质岩在区内也广泛分布。工程区及周围地层以下古生界澜沧群：绢云片岩、二云石英片岩、微晶片岩夹变质砂岩、变粒岩及第四系冲积、冲洪积、坡积、残坡积、崩积、泥石流堆积沉积的砂、卵、砾石岩层为主。工程区大地构造单元主
28、要隶属于昌宁-孟连褶皱带。区内地质构造以北东向的断裂为主体，其次为北西向的断裂，以及近南北向断裂构造。受区域地质构造影响，工程区地壳运动剧烈，地震地质环境十分复杂。根据国家技术监督局发布的中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，盘河口水电站工程区的地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.45 s，相对应的地震基本烈度为度，区域稳定性较差。3.2 水库区工程地质条件拟建电站拦河坝最大坝高约21.0 m，规划电站无蓄水调节库容，坝前回水长度约2.084 km。回水范围内两岸山体稳定，坡度较缓，不良地质现象不发育，右岸振清公路边坡存在弃、挂渣，水库蓄水后可能发生塌滑，对公路可
29、能有一定影响。建议对近坝区水库右岸 (公路外边坡) 进行适当范围的挡墙处理，保证公路运行安全；拟建水库区存在一定的淤积，以上游库区段淤积量大，近坝区较小，对水库的正常运行有一定影响；库区未分布有文物古迹、旅游风景区、具开采价值的矿产，无耕地、民居点，故无淹、浸没问题及压覆矿产、移民搬迁问题，不具有诱发地震条件。库区总体工程地质条件好。3.3 枢纽区工程地质条件工程区位于南汀河中游，引水系统及厂房布置于河流右岸。南汀河属当地最低侵蚀基准面，河谷深切，呈“V”字型，两岸山体坡陡山高，地势南北两侧高中间低，大势呈东高西低之特征。枢纽区以构造侵蚀中山地貌为主，河谷中为河流侵蚀堆积地貌。岩性仅分布有下古
30、生界澜沧群 (Pzlln) 变质岩地层；河床及阶地分布冲洪积层；山坡浅表局部分布坡积、坡崩积层。工程区地处南汀河断裂构造带内，位于东、西支主干断裂的夹持地带，距离西支较近，约8 km；东侧边缘有属南汀河断裂的次级组成断裂总河口断裂通过；引水隧洞后段有南汀河断裂西支主干断裂的次级组成断裂F12通过，地质构造十分复杂，根据地面泉水调查和工程区勘探资料，两岸地下水均高于河水，地下水补给河水，层间地下水的水力联系差，岩层富水性弱中等。工程枢纽及库区物理地质现象主要表现为岩体风化、小型滑坡、泥石流等。区内主要不良物理地质现象的分布，多集中于引水隧洞区间的公路沿线人工边坡、山沟上部山坡及库区上游区外围，对
31、工程建设影响较小。3.4 首部枢纽区工程地质条件坝区近河床两岸高度20 m以下段强、弱风化基岩出露，两坝肩处分布第四系坡积含碎石粉质粘土薄层，厚度约12 m；河床中分布冲积漂卵砾砂层，厚度15 m17.5 m。坝区基岩为下古生界澜沧群上段 (Pz1lnc) 变质岩，岩性为砂质板岩、二云母石英片岩，分布于全坝区，以F101断层为界，河床及左岸分布片岩、右岸分布板岩。坝区共分布有3条断层，其中：F101宽度约2 m，自坝区上游的右岸山坡处延伸进河，在坝址处沿河床分布，于坝下游侧过河，延伸至左岸山坡，属级结构面，对坝址工程影响较大的断层；F102、F103宽度均小于0.3 m，主要见于右岸边，与F1
32、01断层相交，均属级结构面，对坝址工程影响较小。坝区除上述3条断层外，无其它较大地质构造，以分布级以下小断层、挤压带及节理裂隙为主，节理裂隙发育，岩石破碎。左岸坝址上游出露基岩分布一小褶皱，岩层揉皱较明显，倾角变缓，倒转倾向下游侧，对坝基稳定不利。右岸据公路开挖揭露也分布一小型褶皱，褶皱附近岩体破碎，级结构面的小断层发育。坝区存在坝基及绕坝渗漏，坝基岩体完整性较差、岩(土)体强度偏低、存在渗透稳定及抗滑稳定问题，建议进行防渗处理及坝基固结灌浆处理。防渗形式可采用帷幕灌浆及上游铺盖防渗，灌浆深度须深入弱透水层顶板2 m3 m以下，长度应向两侧山体延长20 m25 m。本工程两岸坝肩均不存在大面积
33、开挖边坡情况。两岸强、弱风化基岩出露，岩层倾向有利于边坡稳定，天然稳定性较好，故无两岸坝肩边坡稳定问题。右岸振清二级国防公路通过，为保证公路安全运行，开挖边坡应及时进行支护。3.5 天然建筑材料引水隧洞开挖出的微风化至新鲜基岩通过机械加工后可以作为混凝土的粗骨料。基岩主要为薄至中层状石英片岩，夹变质砂岩、板岩等，强度可以满足要求。可用的洞渣料占35%开挖料(约13万m) 。经地质调查，坝、厂区南汀河及盘河中天然砂砾料非常丰富，储量巨大，通过对现场的实地调查共查明2个砂砾石料场，一个位于首部枢纽附近，另一个位于厂区附近。1号天然砂砾料场位于首部枢纽区的上游，现在为两个不连续的河漫滩沿河分布。河漫
34、滩高程为890.000 m。砂砾料母岩为板岩、片岩及千枚岩，卵砾石含量占55%左右，较坚硬的卵砾石以次圆状扁平状为主，软弱的卵砾石以不规则片状扁平状为主。由于受上游冲沟的影响，砂中泥含量高。砂砾料层厚3 m4 m。砂砾料的平均含砂率为28.5，砂的细度模数(F.M)为2.60，平均粒径为0.371 mm，属中砂，颗粒级配见表3-1和图3-1。试验成果表明砂砾料的含泥量超标(7.3%)，需进行适当的加工处理。其它主要质量指标符合作混凝土细骨料的基本要求。该料场加工过程中需筛选不稳定的、岩性较软的砾石料，同时对砂料进行清洗处理。卵砾石可以用来加工粗骨料，干净的河床砂及细砾可以作为细骨料。2号天然砂
35、砾料场位于4号支洞下游900 m，距厂房1.3 km的南汀河右岸。砂砾料场分布高程810.000 m820.000 m。砂砾料母岩为片岩、变质砂岩，卵砾石含量约占50%，卵砾石以次圆状为主。砂砾料的平均含砂率为29.9，砂的细度模数(F.M)为2.63，平均粒径为0.390 mm，属中砂，颗粒级配见表3-1和图3-1。试验成果表明砂砾料的含泥量超标(7.7%) ，需进行适当的加工处理。其它主要质量指标符合作混凝土细骨料的基本要求。该料场的加工可以向厂区及隧洞工程提供粗细骨料。图3-1 天然砂砾料颗分曲线图南汀河中游流域两岸下游岩耿三级站附近分布良好的建筑石料场田房石料场及光木林石料场。田房石料
36、场，为修建振清公路废弃石料场，现剩余储量520万m,岩性为凝灰质灰岩，中至厚层状，距盘河口水电站厂房约25 km左右，交通便利。在开采时，由于料场位于临近公路的高处，开挖时尽可能选择靠近山内一侧，防止滚石等因素影响公路运行。坝址开挖边坡稳定坡比建议值如下：地表覆盖层及全风化岩体边坡 1:1.2强风化岩体边坡 1:0.751:1.1弱风化岩体边坡 1:0.31:0.5表3-1 天然砂砾料试验成果汇总表取 粗样 度编 模号 数颗粒级配细 平 吸 孔 表 堆度 均 水 隙 观 积模 粒 率 率 密 密数 径 (%) (%) 度 度F.M dm(mm) (g/cm3) (g/cm3)吸水率(%)空隙率
37、(%)表观密度(g/cm3)堆积密度(g/cm3)粒径(mm)5.02.5 2.51.25 1.250.63 0.630.315 0.3150.16 0.16筛余百分率(%)1号料 7.35 19.3 20.6 13.0 13.1 16.5 17.5 2.60 0.371 1.3 44.3 2.68 1.51场7.3519.320.613.013.116.517.52.600.3711.344.32.681.512号料 7.30 17.8 21.0 15.6 14.3 13.9 17.4 2.63 0.390 1.8 43.1 2.69 1.52场7.3017.821.015.614.313.
38、917.42.630.3901.843.12.691.52 4 工程规模4.1 水利动能计算4.1.1.径流调节计算盘河口水电站为日调节径流式开发，径流调节计算时采用三个代表年的日平均流量资料进行计算。基本资料(1)设计保证率根据小水电水能设计规程(SL 76-2009)和电站供电范围电力系统的具体情况，盘河口水电站设计保证率取90%。(2)径流系列盘河口水电站坝址径流采用1960年2009年共49年的径流系列，坝址多年平均流量为32.7 m/s。通过对长系列径流过程各年的年平均流量、枯期11月次年5月平均流量和连续最枯五个月平均流量分析，综合选择丰、平、枯三个代表年为：丰水年(P=10%):
39、 1999.62000.5平水年(P=50%): 1996.61997.5枯水年(P=90%): 1988.61989.5丰、平、枯三个代表年的年平均流量分别为42.2 m3/s、32.2 m/s、23.9 m3/s，三年平均流量为32.8 m3/s，与长系列多年平均流量32.7 m3/s相差不大。鉴于盘河口水电站工程为日调节径流引水式电站，径流调节计算采用三个代表年日平均流量进行计算。(3)非发电用水盘河口水电站开发任务单一，主要为水力发电，电站开发方式为闸坝式开发，径流调节计算只需扣除多年平均流量的10%(即3.27 m/s)的生态用水。(4)出力系数根据盘河口水电站拟选水轮机组的相关资料
40、，出力系数暂取8.6。(5)上游水位盘河口水电站为日调节径流引水式电站，由于坝前水位消落深度不大，虽然设置可消落的死水位，但由于盘河口水电站流量小，运行时上游水位尽量维持在正常蓄水位，径流调节计算时，不像一般常规类似情况上游水位采用正常蓄水位与死水位之间的平均水位，而是上游水位直接采用正常蓄水位，其计算按日流量来水发电。(6)库容曲线根据本阶段实测1/1000的电站库区地形图量算，盘河口水电站水位容积曲线图见图4-1。图4-1 盘河口水电站水位库容曲线图4.2 洪水调节及防洪特征水位根据防洪标准(GB50201-94)和水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003)拟定盘河口水电
41、站工程等别为等小(1)型工程，取水闸、引水隧洞、调压井、压力钢管道、主副厂房及升压站为4级建筑物；尾水边墙等次要建筑物为5级建筑物。临时性建筑物为5级。取水坝按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。水电站首部确定设计洪水位和校核洪水位主要是为了确保首部拦河闸坝的安全。水电站首部枢纽各频率洪水对应洪水位见表4-1。表4-1 盘河口水电站各频率洪峰对应洪水位表设计洪水校核洪水消能防冲频率(%)20.25洪峰流量(m3/s)9231356749洪水位(m)902.600903.600902.150由表4-1可知，盘河口水电站设计洪水位为902.600 m，校核洪水位为903.600 m。4.3
42、正常蓄水位拟定正常蓄水位是水电站水库的重要特征值，它直接影响整个工程的规模以及有效库容、调节流量、装机容量、综合利用效益的指标。它直接关系到工程投资、水库淹没损失、移民规划以及地区经济发展等重大问题。现根据正常蓄水位与综合利用各水利部门效益间的关系以及有关的工程技术和经济问题及水库淹没面积情况。经调查，上坝轴线处坝右岸的二级路路面高程为905.000 m左右，库区正常蓄水位可到902.000 m左右，而下坝轴线处坝右岸的二级路路面高程仅为895.000 m左右，考虑到公路的安全，库区正常蓄水位只能到892.000 m左右。从本电站总体经济效益出发，选择上坝轴线作为推荐的坝轴线。因此，从减少库区淹没、方案经济性及差额投资收益、减小风险等方面综合分析，又能合理利用河段水能资源的条件下，推荐盘河口水电站正常蓄水位为902.000 m。4.4 死水位拟定盘河口水电站采用引水式开发，工程任务为发电。水库死水位应在满足电站开发任务要求的基础上选择，选择的死水位既能满足电站进水口取水要求，又能满足电站进行日调节的要求。(1)电站进水口取水要求根据水工专业进水口设计成果，采用有压引水