勝利水電站壩線方案選擇

吳有坤，羅 坡

(本溪市水利電力勘測設計研究院，遼寧 本溪117000)

1 工程概況

勝利水電站工程位于蘇子河干流新賓滿族自治縣上夾河鎮勝利村二道河公路橋上游0.65 km處，是蘇子河流域水能梯級開發規劃中穆家水庫以下河段水電開發的最后一級水電站工程。

該工程工程等別為Ⅳ等，主要由左右岸擋水壩段、水力自控翻板閘段、沖沙閘段、電站廠房段、升壓站和辦公樓組成。

在規劃過程中，根據工程區地形地質條件，針對攔河壩蓄水位高程145 m，本工程擬定了上、下兩條壩線方案進行比選［1］。

2 上、下壩線比較

2.1 上壩線基本情況

上壩線基本情況包含地形、地質條件、樞紐布置條件、施工條件、水庫淹沒和工程主要技術指標。

2.1.1 地形、地質條件

壩址位于低山丘陵區，壩線位于一不對稱的“U”型河谷內，谷底高程138.25 ～139.4 m，地形較平坦，河床寬177 m，河谷寬約300 m。地貌單元為沖洪積河床及漫灘，左岸為單面山型條形山體，臨河坡陡峻，基巖裸露;右岸為剝蝕侵蝕堆積而成的河間地塊，發育為三級階地［2］。

上壩線基巖巖性主要為石棚子組花崗片麻巖(Ars)，上覆第四系砂卵礫石層及坡積土。擋、泄水建筑物和電站廠房均坐落在巖基上，巖體各項力學指標能夠滿足建筑物穩定、應力的要求。壩址無較大斷層，僅存在五段節理發育帶。

巖體透水性方面除左岸SBK7 鉆孔9 ～14 m段巖體透水率為55 Lu，達到中等透水等級，其余部分均＜5 Lu。

2.1.2 樞紐布置條件

上壩線布置在S 形河道上彎末端下游200 m處，下游河道順直。樞紐建筑物從左向右依次布置有左岸擋水壩段、電站廠房段、沖砂閘段、翻板閘段和右岸擋水壩段，全長396.76 m。

其中右岸擋水壩段布置在II 級階地上，部分翻板閘段布置在I 級階地上，其余均布置在河床及漫灘上［3］。

2.1.3 施工條件

上壩線左岸地形較陡峻，右岸坡度較緩，為河間地塊，地勢開闊。左岸山體陡峻，施工場地需布置在電站廠房下游300 m處，即下壩線左岸主要施工場地位置，材料運距長［4］。

右岸施工場地容易布置。左岸擋水壩段、攔砂坎、電站廠房以及尾水渠石方開挖量較大，達3.64 萬m3。

2.1.4 水庫淹沒

上壩線方案200 a一遇校核洪水位149.95 m，總庫容683.7 萬m3。涉及搬遷人口3 人，淹沒房屋84 m2、耕地22.48 hm2、林地6.53 hm2，淹沒賠償費用903.31 萬元。

2.1.5 工程主要技術指標

上壩線工程總體布置方案建筑工程量37.63 萬m3，其中土方回填8.02 萬m3，石方開挖3.64 萬m3，漿砌石2.26 萬m3，混凝土3.78 萬m3，總投資9 336.5萬元，總裝機容量0.99 萬kW，年利用小時數2 545 h，年發電量2 520 萬kW·h，投資9 430 元/kW，投資3.70 元/kW·h。

圖1 上壩線樞紐布置圖

2.2 下壩線基本情況

2.2.1 地形、地質條件

壩址位于低山丘陵區，壩線位于蘇子河谷與另一河谷的交匯處下游。谷底高程 138.06 ～148.58 m，地形較平坦，河床寬約234m。地貌單元為沖洪積河床及漫灘，左岸為單面山，右岸為垂直切割獨立山脊，下游為開闊沖積口［5］。

下壩線基巖巖性主要為石棚子組花崗片麻巖(Ars)，上覆第四系砂卵礫石層及坡積土。泄水建筑物坐落在砂礫石基礎上，左右岸擋水壩段和電站廠房均坐落在巖基上，基礎各項力學指標均能滿足建筑物穩定、應力的要求。

壩址無較大斷層，僅存在兩段節理發育帶。巖體透水性方面除22 ～30 m段巖體透水率為3.3 Lu，其余部分均＜3 Lu，屬弱透水等級。

2.2.2 樞紐布置條件

下壩線布置在S 形河道上彎末端下游20 m處，下游河道順直。樞紐建筑物從左向右依次亦布置有左岸擋水壩段、電站廠房段、沖砂閘段、翻板閘段和右岸擋水壩段，全長260.36 m。均布置于河床及漫灘上。

2.2.3 施工條件

下壩線左、右岸均為山體，但左岸下游、右岸上游均緊臨河間地塊，地形開闊，施工場地容易布置，材料運距較短。

電站廠房和沖砂閘段砂卵石覆蓋層較厚，達9 ～17.8 m，基坑滲漏嚴重，滲水量大，施工排水難度大。

圖2 下壩線樞紐布置圖

2.2.4 水庫淹沒

下壩線方案200 a一遇校核洪水位149.79 m，總庫容832.7 萬m3。涉及搬遷人口3 人，淹沒房屋84 m2、耕地31.62 hm2、林地8.48 hm2，淹沒賠償費用1343.5 萬元。

2.2.5 工程主要技術指標

下壩線工程總體布置方案建筑工程量36.57 萬m3，其中土方回填6.87 萬m3，石方開挖0.6 萬m3，漿砌石2.55 萬m3，混凝土3.75 萬m3，工程總投資9579.1 萬元，總裝機容量1.20 萬kW，年利用小時數2 496 h，年發電量2 995 萬kW·h，單位kW 投資7983 元，單位kW·h 投資3.20 元。

3 壩線選擇

勝利水電站工程是以發電為主的小型水電站工程。因此，工程水能指標和投資效益為該工程的主要制約因素。

通過實地調查和分析研究，上、下壩線主要指標和主要條件比選結果分別如下:

本工程上、下壩線均具備建設本樞紐工程的基本條件，但上、下壩線方案相比，下壩線方案在以下幾個方面具有更加明顯的優越性:

1)下壩線方案總裝機容量較大，比上壩線總裝機容量多2 100 kW，比上壩線多年平均發電量多475 萬kW·h、年減少二氧化碳排放3147t，有利于蘇子河流域水能資源的充分開發，有利于節能減排，符合國家大力發展清潔能源和可再生能源政策［8］。

2)下壩線方案工程投資雖略高，但比上壩線方案單位kW·h 電能投資少0.50 元，增加年發電量的單位kW·h 投資僅為0.51 元、單位kW 裝機投資僅為1155 元;從電能投資上分析，增加裝機容量對整個電站的電能投資有利，下壩線方案較好。

表1 上、下壩線比選主要指標成果表

3)上、下壩線方案均滿足財務評價和國民經濟評價要求，但下壩線方案更優，經濟內部收益率為10.81%，大于上壩線方案經濟內部收益率1.46 %;財務內部收益率為9.37%，大于上壩線方案財務內部收益率1.31%，符合本工程投資效益最大化和國民經濟發展的要求。

綜上所述，下壩線方案優于上壩線方案。因此，勝利水電站工程壩線方案推薦下壩線方案。

4 結 語

壩線選擇是水利水電工程設計工作的一個重要任務，它的選擇合理與否，直接關系到工程的規模、投資效益和施工難度，關系到工程建設目標的實現，是整個工程的成敗的前提條件。在壩線選擇過程中，必須從技術、經濟、水資源利用、社會環境等方面進行綜合、深入分析研究，以確定最佳方案，做出合理選擇。

通過以上綜合分析和比較，在勝利水電站推薦的兩條壩線方案中，下壩線方案優于上壩線方案，較為合理、可行。

表2 上、下壩線主要條件比選成果表

［1］黃達進，李建，羅鳳立. 長洲水利樞紐壩軸線選擇［J］. 廣西水利水電，1993(03):11 －13.

［2］張志雄，鄭道華，項慶偉，等. 梅溪河渡口壩水電站工程壩址選擇［J］. 水利規劃與設計，2006(03):41 －48.

［3］張麗艷，高義軍，程向民. 戈蘭灘水電站壩址比選［J］. 水利水電工程設計，2007(03);39 －41.

［4］吳昊. 燕山水庫大壩壩線選擇［J］. 水電能源科學，2009(06):59 －62.

［5］易杜靚子，鄭岳瓊. 恩施某水庫壩址選擇方案分析［J］.人民長江，2011(11):127 －129.