蘇基-克納里水電站沖擊式水輪機抗磨措施研究

楊旭 劉利 張士杰

1 工程概況

蘇基-克納里水電站（以下簡稱SK電站）位于巴基斯坦西北部開伯爾－普赫圖赫瓦省（KPK）曼瑟拉（Mansehra）地區的Kunhar河上。工程主要由大壩、引水隧洞、地下廠房和開關站等部分組成。水庫正常水位以下原始庫容為1 037萬m3，原始死庫容為520萬m3，原始調節庫容為517萬m3。電站為引水式地下廠房，引水隧洞長約22.6 km，設計引水流量114.6 m3/s，最大引水流量為126.06 m3/s。電站總裝機容量884 MW，多年平均發電量為3 212 GW·h，安裝4臺立軸沖擊式水輪發電機組。工程任務為發電，在電力系統中擔任調峰運行。

2 水電站基本參數

（1）水庫水位：水庫調節方式為日調節；水庫最高水位為2 233 m；最低水位為2 223 m。

（2）下游水位：發電最高尾水位為1 304 m。

（3）電站凈水頭：最大水頭為922.7 m；最小水頭為845.8 m；額定水頭為859.2 m。

（4）發電引水系統：引水隧洞長約22.6 km，洞徑為6 m，引水隧洞后接調壓井；調壓井后接2條3.5 m直徑的壓力豎井，然后一管兩機進入水輪機。

（5）泥沙情況：電站多年平均入庫含沙量0.18 kg/m3。利用水庫自然沉沙情況下，水庫運行20年時多年平均過機含沙量為55 g/m3，對應的中值粒徑d50約為0.005 2 mm；30年時，多年平均過機含沙量為90 g/m3，對應的中值粒徑d50約為0.009 mm；40年時，多年平均過機含沙量為150 g/m3，對應的中值粒徑d50約為0.014 mm。

中水北方勘測設計研究有限責任公司于2016年在壩址處河流左岸取的河床質沙樣，將泥沙粒徑分級為0.08 mm以下、0.08～0.5 mm以及以上兩級的混合物在中國地質大學進行壩址處河床沉積物樣品的礦物成分測試，成果見表1。由表1可見，砂樣的石英含量與其粒徑大小有關，如粒徑不大于0.08 mm時石英含量為25%，而粒徑大于0.08 mm且小于0.5 mm的砂樣石英含量為32%。……