洞河水庫工程供水系統電站布置方案比選

黨 挺

1 工程概況

洞河水庫樞紐工程位于漢陰縣以東8 km的澗池鎮境內，是安康市新增40萬畝水田群體工程中的骨干工程，是月河川道統籌城鄉一體化發展實驗區的基礎工程，工程的主要任務是為：2020年向洞河灌區四鎮一鄉11萬人口及漢陰縣工業園區年供水量2032萬 m3。工程等別為Ⅲ等工程，工程規模為中型[3]，該供水工程的主要建筑物主要包括：攔河壩、泄洪系統及引供水系統組成。其中，供水系統電站是洞河水庫主要的供水設施，上游水庫供水采用電站消能，通過尾水與下游供水渠道以自流引水方式銜接向下游自流供水，該電站在滿足灌溉用水和村鎮及工業園區供水的前提下，利用灌溉、供水及水庫棄水及生態基流發電產生一定的經濟效益[1]。

通過對該水庫所在河道天然徑流、洪水和工程的運行方式等條件進行綜合分析，該電站確定設計過機流量為9.7 m3/s，額定水頭44.8 m，裝機容量為3430 kW，多年平均發電量為797.52萬 kW.h，電站屬于5級建筑物，廠房防洪標準按30年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核[2]。

2 電站布置方案擬定

該電站的主要功能是供水，因此根據該工程總圖布局對電站整體布置方案進行擬定，同時結合進出水順暢、引水洞與壓力管道銜接平順，電站布置合理、尾水渠與匯流池銜接平順，廠房后背邊坡的穩定、廠內外交通等各方面考慮，選定了夏家溝口下游洞河岸邊方案和夏家溝方案進行了站址比選，詳見圖1。

圖1 供水系統電站方案比較布置圖

2.1 洞河岸邊方案

該方案電站位于大壩下游約500 m的洞河右岸岸邊，左側緊鄰夏家溝溝口右岸，地形平緩，長度約65 m，寬約20 m，地勢上呈東北高、西南低的梯田狀，坡面平緩，地形相對開闊，坡面整體穩定性較好，詳見圖2。

根據電站位置的地形地質條件，電站廠區布置依次為主廠房、安裝間、尾水渠、引水洞出口建筑物等，副廠房按照常規布置在主廠房上游側，電站對外交通采用公路運輸，溫棟公路緊鄰廠區，進廠公路與溫棟公路銜接，從下游側進入電站廠區。

圖2 供水系統電站洞河岸邊方案

2.2 夏家溝方案

該方案電站位于大壩下游約400 m的夏家溝，溝口上游120 m處的緩坡地上。此處地形相對平坦，平臺約40 m寬。溝道兩側斷層不發育，整體穩定。該站址位置具備布置電站的條件，同時導流洞出口位于該處，在導流洞封堵后，可將導流洞一部分利用作為引水洞使用，詳見圖3。

根據電站位置的地形地質條件，電站廠區布置順夏家溝左岸緩坡布置，依次為主廠房、安裝間、尾水渠建筑物等，副廠房布置在主廠房端頭，由于地形限制，不具備引水洞出口建筑物布置條件，采用調流調壓閥代替。電站對外交通采用公路運輸，廠區交通通過跨夏家溝大橋與溫棟公路連接，從下游側進入電站廠區。

圖3 供水系統電站夏家溝方案

表1 兩站址方案綜合比較表

3 方案比選

通過對以上兩個方案電站的總體布置，認為兩個方案均滿足供水系統電站的功能和布置要求，因此在方案確定的過程中，主要通過對兩個站址的地形、地質、布置、防洪、交通、施工、水能利用等方面進行投資綜合分析，見表 1。

從工程布置方面進行方案比較，認為夏家溝電站站址方案的主要優勢是導流洞一部分后期利用作為引水洞的一部分使用，可節約引水洞投資，但是夏家溝電站站址方案場地窄長，電站廠房布置受限，且導流洞導流時段中不能施工，電站施工期需排在導流洞封堵之后，電站不能實現提前發電效益；同時，受夏家溝溝道狹窄限制，該站址50年一遇洪水位較高，廠區地平需抬高3.0 m，廠區防洪工程量較大。洞河岸邊站址地形平緩，電站廠房布置不受地形條件的限制，施工不受施工導流影響；該站址施工場地開闊，施工場地緊鄰公路，施工條件好，根據工期安排可實現提前發電；同時，方案水頭較夏家溝方案高0.4 m，年多發電7萬度。從投資方面進行方案比較，洞河岸邊方案較夏家溝方案投資節約73.63萬元。

通過對以上兩個方案綜合比較分析，在方案擬定階段，選擇廠區開闊、布置順暢、交通及施工條件好，可實現提前發電，且投資較少的洞河岸邊站址方案。

4 結語

洞河供水系統電站在方案確定過程中，通過多方面因素的綜合比較，選定了水源工程和受水對象銜接平順且便捷、電站相關建筑物布置條件優越、防洪度汛風險最小、運行管理方便的的洞河岸邊電站方案，替代了可研階段批復的夏家溝方案，并在初步設計審查中獲得批復。該方案的實施，在工程建設期，投資更加合理且可控，后期運行期，工程運行安全風險低，工程運營管理靈活、便捷、可靠。該供水系統電站在對各類綜合因素的分析和比較對類似工程有一定的參考和借鑒。

[1]陜西省水利電力勘測設計研究院漢陰縣洞河水庫工程初步設計報告［R］.2015.6.

[2]SL266-2014水電站廠房設計規范［S］.

[3]SL252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標準［S］.