某小型水电站引水系统优化设计

罗真行，漆文邦，徐凯．某小型水电站引水系统优化设计　文章编号：１００６－－２６１０（２０１４）０５—００３４—０４　某小型水电站引水系统优化设计　罗真行，漆文邦，徐凯　（四川大学水利水电学院，成都６１００６５）　摘要：某小型水电站为首尾直接连接的梯级工程中的下游电站。根据该类电站的引水建筑物特点与运行方式，　施工图设计阶段针对引水系统的取水枢纽及引水隧洞进行了优化设计，节约了工程投资，降低了施工难度及运行　风险，取得了较好的经济效益与社会效益。　关键词：小水电；梯级水电站；弓Ｉ水系统；优化设计　中图分类号：ＴＶ６７１　文献标识码：Ａ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｈｅａｄｒａｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＬＵＯ　Ｚｈｅｎｘｉｎｇ，ＱＩ　Ｗｅｎｂａｎｇ，ＸＵ　Ｋａｉ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ＆Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００６５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｍａｌｌ－ｓｉｚｅｄ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｏｎｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃａｓｃａｄｅ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｔ　ｂｏｔｈ　ｕｐｓｔｒｅａｍ　ａｎｄ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ．Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅａｄｒａｃｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｉｎｔａｋｅ　ｗｏｒｋｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅａｄｒａｃｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｅａｄｒａｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｙｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｔａｇｅ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｍｉｔｉｇａｔｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｒｉｓｋｓ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｓｏｃｉａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌ—ｓｉｚｅｄ　ｈｙｄｍｐｏｗｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ；ｃａｓｃａｄｅ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ；ｈｅａｄｒａｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｅｓｉｇｎ　１　工程概况　本工程位于阿坝州黑水县小黑水河下游，是小　黑水河梯级开发工程的下一级电站，开发方式为引　水式水电站，坝址在小黑水河与弼石沟交汇处上游　４　７４６　ｈ。工程等别为Ⅳ等小（１）型工程，开发目标　为发电，无其它综合利用要求。　２初设阶段设计方案　首部枢纽由底格栏栅坝、左右岸防洪墙、沉沙　池、取水口等组成。沉沙池设计有溢流弃水堰，堰顶　宽１２　ｍ。首部枢纽底格宽２　ｍ，底坡ｉ＝５％。根据　首部枢纽布置，来水由２部分组成：①上游电站尾　约７４０　ｍ处的弼石沟河段上。工程布置从上至下为　首部枢纽、引水隧洞、调压井、压力管道、厂房及升压　站，系一中水头径流引水式电站。电站设计引用流　量ｌ６．８９　Ｉｎ　／ｓ，其中首部底格栏栅坝设计引水流量　为２．１２　ｍ　／ｓ，该流量与上游水电站尾水设计流量　１４．７７　ｍ。／ｓ一起作为该水电站的设计引用流量，设　计水头１４９．８　ｍ，总装机２１．０　ＭＷ，年利用小时数　水；②弼石沟来水，２部分来水经引水廊道汇人沉　沙池，去除泥沙后进人马蹄形的有压引水隧洞。原　方案首部枢纽平面布置详见图１。　引水隧洞位于小黑水河左岸，洞线布置考虑到　围岩的完整性及施工便利性，洞线的布置尽量在靠　收稿日期：２０１４—０４—２９　作者简介：罗真行（１９９０一），男，贵州省安顺市人，硕士研究生，　从事水利水电工程水工结构研究．　近山体的外侧。由于岩石较破碎，故考虑隧洞的顶　部及侧向埋深按照大于１０倍洞直径考虑，引水隧洞　在平面上设置３个转点，转弯半径为３０　ｍ，隧洞全