低水頭小水電站規劃設計的分析與思考

【摘要】本文主要從流域的水力資源規劃、電站水能的開發模式設計、攔河壩的壩型合理選擇三個方面，對低水頭小水電站的規劃設計予以綜合分析與思考。從而能夠更好的依據低水頭小水電站工程項目的實際情況與要求，進行低水頭小水電站的合理規劃設計，提升低水頭小水電站總體的規劃設計水準，保障低水頭小水電站工程的綜合質量與效率。

【關鍵詞】低水頭小水電站；規劃設計；分析；思考

前言：

低水頭小水電站（lowheadhydro-electricstation），其主要是指水頭在40ml以下的一類水電站。通常情況下，也會將僅有水頭2-4m的一類水電站列為極地水頭的水電站范圍。這種低水頭的小水電站，其多數會建立于迫降較為平緩的一些中下游的河段中。它具有著便捷性的交通環境、良好的施工條件、與用電中心距離較接近等優勢。隨著我國對水電開發建設項目的重視程度愈加提升，低水頭效水電站建設項目逐漸展露頭角，呈現著規模性的發展趨勢。基于這種發展背景下，為了能夠保障低水頭效水電站的建設質量與效率，就需要對低水頭效水電站予以有效的規劃設計分析。從而能夠更好的把握低水頭效水電站的優勢，提升低水頭效水電站的建設質量，為我國水電開發建設項目的持續性進展奠定基礎。

1、分析低水頭效水電站的規劃設計

1.1 流域的水力資源規劃

1.1.1 梯級電站布局

對于流域水資源的規劃，應當與其所在地區流域的總體規劃、城市建設總體規劃、國土利用總體規范、社會經濟發展等相協調。流域水資源管理，其主要涉及到的是梯級的電站布局。在一定程度上，梯級布局的關鍵在于各個電站壩址的位置選定。那么，對于站壩址的位置選定，應當考慮到其上下兩集的兩岸城鎮、耕地淹沒、農村防洪等因素予以合理的選擇。同時，各級電站的壩址都應當適當移動至其下游位置，以將尾水疏浚及飲水渠道長度減少，切實的提升該電站水頭實際利用具有穩定性，盡量節省該工程的投資成本。

1.1.2 梯級電站水位銜接

梯級電站的上游電站尾水位，其與下游的電站蓄水位存之間關系到該流域水資源規劃布局的總體效果。因而，在這一方面應當尤為注重對梯級電站水位的銜接。基于低水頭電站其機組裝的臺數一般是2-6臺左右，上游電站包含著對地的尾水位、加權平均的尾水位、平均尾水位、正常的尾水位等。其下游的電站包含著活動壩起的翻水位及正常的水位。那么，從這種實際情況來分析，有些地方就需要考慮到上游的正常水位及下游的正常蓄水位相互銜接的規劃方案；有些地方就需要考慮到上游的平均尾水位及其下游的正常蓄水位相互之間的銜接規劃方案；有些地方需要考慮到上游的加權平均尾水位及正常的蓄水位相互銜接的規劃方案等。針對當地實際水文情況的不同，低水頭小水電站工程項目的要求不同，就需要考慮到不同的梯級電站水位銜接規劃方案。從而切實的提升低水頭小水電站實際規劃設計的科學性與合理性。而從我國目前的實際情況來看，上游的加權平均尾水位及下游的正常蓄水位相互銜接的規劃方案是最佳的規劃方案。它不僅能夠實現對上級電站所有水資源的合理利用，還能夠將下級區間的兩岸淹沒處理難度降低。對于水位的相互銜接可通過天然的互道水，以回水曲線為主要程序進行合理的水位推算。在推算前期，應當對沿程的河床斷面予以精準的測量，其斷面的間隔應定依據該河床實際的坡度情況予以合理設置，將其控制在200-1000m范圍內。在運用天然的河道水面相應的回水曲線程序及對水面線的實測情況，擬訂出主要參數并推算出水位。在計算出最為結果后，應當保留0.1-0.2m的余度，保證該區域上下游的兩級電站能夠保持著穩定的運行狀態。

1.2 電站水能的開發模式設計

從目前我國目前的低水頭小水電站工程實施情況來看，在進行電站水能的開發模式設計時最為常用的就是引水式的水能開發設計方案。在一定程度上，此種規劃設計方案比較適用于歷史較為悠久的引水渠道老電站的改造機局部走向為U型的相關河流。但是，這種水能開發設計方案存在著一定的弊端，并不能夠與我國目前的低水頭小水電站工程項目實際的要求相吻合。在較為順直的一些山區河流中，若采用這種水能開發設計方案會導致工程投資的實際成本增加，且存在著較為復雜的后續維護及管理問題，更會影響其周邊的生態環境平衡。因而，依據我國目前的低水頭小水電站工程的實際情況與相關要求，應當選擇下游河道的疏浚河床式水能開發設計方案。在一定程度上，這種水能開發設計方案不僅能夠達到電站水頭增加的目的，還能夠節省引水渠道及前池的工程投資成本，減少對河灘地及土地的占用面積。

1.3 攔河壩的壩型合理選擇

從我國目前的低水頭小水電站工程的實際落實情況來看，常用的攔河壩壩型包含著橡膠壩與翻版壩。在一定程度上，這兩種攔河壩壩型，都具有著各自的優缺點。橡膠壩具有著跨度大、較大的過水位能力、對下游沖刷力相對較小、漏水量小等特點，但其實際的抗磨損與抗沖擊力卻較差、易老化與損壞，必須安排專人對其進行操作管理；翻版壩，其具有著自動化操作特點，無需人為進行操作，施工較為方便、實際的運行成本較低、使用壽命較長等特點。但是，其也具有著一定的缺點，如其受洪水影響變大，漏水量就會逐漸擴大，知識其實際的密封性變低。基于橡膠壩與翻版壩各自所具有的優缺點，經過實踐應用表明，翻版壩相比較于橡膠壩來說優勢較大，若能夠選用高質量的翻版閥門，并對于上游攤面予以及時清理，保障其實際的平整度，就能夠必須相關問題的發生。因而，在對低水頭小水電站進行規劃設計過程中，可將翻版壩作為攔河壩的壩型。

2、結語

綜上所述，隨著我國對小型水電站的日益重視，低水頭小水電站猶如雨后春筍一般發展較為迅速。那么，為了能夠更好的保證低水頭小水電站工程項目的綜合質量與效率，就需要通過不斷地實踐探索來優化低水頭小水電站的規劃設計。從而以高水準的低水頭小水電站規劃設計方案，切實地保障低水頭小水電站工程項目的整體質量，為我國小型水電站事業的蓬勃發展奠定基礎。

參考文獻：

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