蘇子河勝利水電站壩址比選

蘇興大

蘇子河勝利水電站壩址比選

蘇興大

（遼寧省鞍山市天水水務咨詢有限公司，遼寧沈陽110003）

結合蘇子河勝利水電站壩址區地形地質條件、壩型以及工程總布置等特點，對上、下兩壩址在地形地質、工程布置、主要工程量、裝機容量、施工條件、庫區淹沒等方面進行技術經濟比選，推薦采用下壩址，以期為類似案例提供借鑒。

勝利水電站；壩址；方案；比較

1 工程概況

蘇子河勝利水電站工程位于蘇子河干流的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，壩址以上控制面積為1957 km2，壩址以上河長119.4 km。

蘇子河是渾河的一級支流，全長128 km，流域多年平均徑流總量為6.16億m3，其中勝利壩址以上為5.62億m3，占貝壩址以下為0.54億m3，是一條水能資源比較豐富的河流。加之本流域上游的舊門引水、富爾江引水和大伙房水庫輸水等三項跨流域引水工程的實施，多年平均調水量達18.60億m3左右，是蘇子河本流域徑流量的3倍多。在前述的三項跨流域引水工程中，富爾江和舊門兩處引水工程多年平均引水量為0.97億m3，大伙房水庫輸水工程設計多年平均調水量為17.63億m3。三項跨流域引水工程的實施，使蘇子河流域水能資源極具開發價值。

勝利水電站是一座以發電為主的小型徑流式水電站，電站總裝機容量1.41萬kW，安裝3臺機組，單機設計流量為88.7 m3/s。電站多年平均發電量為3454.0萬kW·h，其中調峰發電量為3309.0萬kW·h，常規發電量為145.0萬kW·h，機組平均年利用小時數為2450 h。水庫正常蓄水位為146.0 m，總庫容697.6萬m3。樞紐工程等別為Ⅳ等，主要建筑物的級別為4級，次要建筑物級別為5級。攔河壩設計洪水標準為30年一遇，相應洪峰流量為2970 m3/s，校核洪水標準為200年一遇，相應洪峰流量為5230 m3/s。

2 壩址比較

蘇子河勝利水電站壩址區位于新賓縣上夾河鎮勝利村附近的蘇子河干流上，有上、下兩個壩址可供選擇，上、下壩址相距413 m。上壩址位于S形河道上彎末端下游200 m處，下游河道比較順直；下壩址位于S形河道下彎末端下游20 m處。

上壩址位于一不對稱的U型河谷內，河谷兩岸山體為剝蝕丘陵地形，山頂呈渾圓狀，植被發育，山頂最大高程198 m，左岸坡度較陡約50°，右岸坡度較緩，為一河間地塊，整體邊坡約10°。谷底高程138.25 m～139.4 m，地形較平坦，河床寬177 m，河谷寬約300 m，地貌單元為蘇子河沖洪積河床及漫灘，蘇子河從河谷右側穿過；右岸坡腳階地發育，其中I級階地與河谷相對高差約4.0 m，II階地與河谷相對高差約8.3 m，階地地面均為旱田；左岸為陡峻山體，基巖裸露。

壩址區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。砂卵礫石層分布于河谷、I級階地及II級階地，厚度2.9 m～6.5 m，砂礫石粒徑一般1 cm～8 cm，以圓礫為主，分選中等；卵石磨圓度較好，為次圓～次棱角狀；礫石成分以混合巖為主，次為斜長角閃巖、石英巖、安山巖、凝灰質砂巖等。粉細砂層主要分布于右岸I級階地，最大厚度7.1 m，黃褐色，松散～稍密，顆粒組成主要為石英、長石細粒。坡積土主要分布于右岸II級階地上部，厚度0.8 m～2.4 m，主要由下伏基巖風化而成，為黃褐色粉質粘土含原巖碎塊或顆粒。

下壩址位于兩獨立山脊的埡口中間，河床兩側山體不對稱，壩左端為一單面山，壩右端為一垂直切割獨立山脊，下游是開闊的沖積溝口。谷底高程138.06 m～148.58 m，地形較平坦，河谷寬約234 m，地貌單元為沖洪積河床及漫灘，蘇子河從河谷右側穿過。河谷兩岸山體為剝蝕丘陵地形，山頂呈渾圓狀，植被發育，山頂最大高程194.8 m，左岸坡度較緩約20°，覆蓋層發育，右岸坡度較陡約65°，上下游基巖裸露。

壩址區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。砂卵礫石層主要分布于河谷內，厚度5.8 m～17.8 m。砂礫石粒徑一般1 cm～12 cm，最大可達1.2 m，以圓礫為主，分選中等；卵石磨圓度較好，為次圓～次棱角狀；礫石成分以混合巖為主，次為斜長角閃巖、石英巖、安山巖、凝灰質砂巖等。

2.1 地形、地質條件比較

在地形條件上，上、下壩址主河床均比較平坦、開闊，上壩址位于一寬闊不對稱U型河谷內，左岸坡度較陡，右岸為階地，河谷寬300 m左右；下壩址位于兩獨立山脊不對稱的埡口中間，左岸山體坡度較緩，右岸山體坡度較陡，河谷寬約234 m。兩壩址均適宜于工程建筑物布置。

在地質條件上，兩壩址壩基巖性均為鞍山群石棚子組花崗片麻巖，上覆第四系覆蓋層，下壩址巖基以上覆蓋層較厚，根據此地質條件，上壩址泄水建筑物及電站廠房均座落在巖基上，下壩址泄水建筑物座落在砂卵石基礎上，電站廠房座落在巖基上。

在地質構造及巖體完整性方面，上、下壩址條件基本一致。

在巖體透水性方面，上壩址基巖透水率局部為中等透水，其余部分均為弱透水，下壩址均為弱透水，下壩址比上壩址透水率均勻。

2.2 樞紐布置比較

從水工建筑物總體布置條件分析，兩壩址總體布置方案相似，均為河床式電站，均按《蘇子河流域水能開發規劃報告》中推薦的正常蓄水位145.0 m考慮，上壩址樞紐建筑物從右岸向左岸依次布置：右岸擋水土壩、翻板閘、沖沙閘、電站廠房、左岸擋水壩，全長396.76 m；下壩址樞紐建筑物從右岸向左岸依次布置：右岸擋水壩、翻板閘、沖沙閘、電站廠房、左岸擋水壩，全長260.36m。兩方案泄水建筑物寬度相同，在擋水建筑物方面，上壩址方案在右岸階地布置116.9 m長的擋水土壩，為防止水流對右岸耕地沖刷，還需設置混凝土導流墻100 m及干砌石護岸750 m；相對比較下壩址方案樞紐建筑物總體布置更加緊湊。

表1 上、下壩址主要工程量及技術經濟指標對比表

2.3 主要工程量及技術指標比較

根據兩壩址建筑物的布置及結構型式，兩方案的主要工程量及技術經濟指標見表1。

2.4 施工比較

在施工條件上，兩壩址施工條件基本相當，兩方案電站廠房均布置在左岸主河道灘地上，電站廠房工程為施工關鍵線路，相對比較下壩址電站廠房附近左側地形開闊，主要施工場地比較容易布置。但下壩址電站廠房及沖沙閘位置砂卵石覆蓋層較厚，基坑漏水量較大，施工排水難度相對較大。而上壩址電站廠房左側山體較陡，主要施工場地需布置在廠房下游300 m處，材料運距稍長，上壩址右岸工程施工需增加臨時道路500 m，施工電源接引稍遠于下壩址，上壩址右岸擋水壩為土壩，石方開挖比下壩址多3.0萬m3，需爆破開挖，火工材料管理及施工工藝相對復雜。

2.5 工程管理比較

在工程管理方面，下壩址廠區地形比較開闊，廠區管理建筑物布置比較簡單且布置比較緊湊，內外交通及管理均比較方便；而上壩址方案，管理區需布置在左岸尾水渠回填的河灘上，管理區左側為陡峻山體，地形相對比較狹窄，進廠公路比下壩線方案進廠公路長約300 m。

3 壩址選擇

從地形上分析，下壩址比上壩址更有利于樞紐建筑物布置及滿足泄水建筑物對泄流寬度的需求。從地質條件分析，上、下壩址均具備建壩條件，下壩址覆蓋層較厚，如將泄水建筑物座落在巖石基礎上，則工程量較大，可將泄水建筑物布置在砂卵石基礎上，上壩址則布置在巖基上。從施工條件分析，兩壩址施工條件相當，電站廠房為施工關鍵線路，下壩址電站廠房附近左側地形開闊，主要施工場地更容易布置。從水庫規模上分析，在水庫正常蓄水位均為145m時，上壩址方案的最高洪水位為149.95 m，下壩址方案的最高洪水位為149.79 m，兩者相差16 cm，下壩址方案的總庫容大149萬m3。從水庫淹沒情況分析，下壩址方案比上壩址方案多淹沒耕地137.0畝。從工程管理方面分析，下壩址比上壩址建筑物緊湊，對外交通及管理更方便。從裝機容量和發電量指標分析，上壩址裝機容量比下壩址少2100 kW，多年平均發電量比下壩址少475萬kW·h。從工程投資上分析，下壩址方案總投資比上壩址多261.7萬元，但單位電能投資每kW·h少0.51元，單位千瓦投資少1442元。

通過對比可知，兩壩址方案在技術上均可行，下壩址方案在地形條件、樞紐布置、施工、管理等方面條件相對優越，經濟效益較好。因此，本階段壩址方案比較推薦選擇下壩址方案。

4 結語

勝利水電站是蘇子河上具有日調節調峰水電站，是蘇子河干流水能梯級開發的骨干工程之一，電站建成后，將為撫順地區增加電網的調峰容量，緩解電網峰谷差的矛盾，提高地方電網的運行質量，對發展本地區的經濟將起到重要的作用。

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1673-9000（2017）02-0054-02

2016-12-28

蘇興大（1981-），男，遼寧喀左人，工程師，從事水利水電工程設計工作。