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王甫洲水利樞紐
王甫洲水庫工程
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王甫洲水利樞紐是一個以發(fā)電為主,結(jié)合航運(yùn),兼有灌溉、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益的大(2)型水利工程。位于湖北省老河口市漢江干流上,上距丹江口水利樞紐30km,老河口市市區(qū)下游約3km處。是漢江干流16個梯級開發(fā)中的第10個梯級。水庫正常蓄水位86.23m(黃海高程,下同),相應(yīng)庫容1.495億立方米,校核洪水位89.3m,總庫容3.095億立方米。電站為低水頭逕流式電站,裝有4臺奧地利制造的燈泡貫流式機(jī)組,總裝機(jī)109MW,年發(fā)電量5.81億kW.h,主要供電湖北省襄樊地區(qū)。
王甫洲水庫工程基本信息

地理位置

王甫洲水利樞紐屬于漢江中下游的大型水庫,位于湖北省老河口市郊。1995年2月基礎(chǔ)開挖工程開工,2000年5月第一臺機(jī)組發(fā)電,2003年11月通過工程竣工初步驗(yàn)收。王甫洲水利樞紐集水面積95886平方千米,控制60%的漢江流域面積。

水利樞紐特征

王甫洲水利樞紐校核洪水位為89.3米,設(shè)計(jì)洪水位88.11米;總庫容為3.095億立方米,正常庫容1.495億立方米,相應(yīng)水面面積42018平方千米;死水位85.48米,死庫容1.207億立方米,調(diào)節(jié)庫容0.28億立方米。無調(diào)節(jié)洪水能力。

工程概況

樞紐主要建筑物有右岸谷城土石壩,船閘,重力壩,電站廠房和老河道左、右岸土石壩。最大壩高33.9m。擋水前沿總長約19km。

泄水閘位于主河道左岸、王甫洲右邊灘地上,共23孔平底閘,閘孔凈寬14.5m,高15.17m,地基為砂礫石。在設(shè)計(jì)及校核水位條件下,最大下泄流量分別為16870立方米/秒和20800立方米/秒。

電站廠房位于老河道出口約800m處。安裝4臺奧地利制造的燈泡貫流式機(jī)組,總裝機(jī)109MW,轉(zhuǎn)輪直徑7.2m。廠房尺寸(長×寬×高)為132.65×81.96×47.67m。建基面為粘土巖。

300t級船閘位于電站廠房右側(cè),中間隔有64.4m長的混凝土重力壩。重力壩壩高33.9m。船閘閘室尺寸(長×寬×吃水深)為120×12×2.5m。地基為粘土巖。

樞紐工程由水利部和湖北省合資興建。主體工程于1995年2月開工,2000年11月首臺機(jī)組發(fā)電,2001年12月最后一臺機(jī)組發(fā)電。總投資約20億元。

工程特點(diǎn)

王甫洲電站為逕流式電站,壩址位于平原河谷,河谷寬廣,地形復(fù)雜,上游有建成的具有巨大調(diào)節(jié)庫容的丹江口水利樞紐,為王甫洲水利工程的興建創(chuàng)造了有利條件;使得王甫洲洪峰流量大為減少;增加了電站的調(diào)節(jié)流量、裝機(jī)容量和發(fā)電量;和基本不存在泥沙淤積對發(fā)電、航運(yùn)影響的問題。但逕流式電站普遍存在單位裝機(jī)和單位電能的工程量偏大、造價較高的缺點(diǎn),王甫洲工程尤為突出。因此,工程要求在安全的前提下盡量降低造價。此外,老河口市城區(qū)位于壩址上游約3km處,如何減免水庫蓄水后給城區(qū)帶來的淹沒和浸沒,也是需要解決的問題。

別具一格的樞紐布置 王甫洲水利樞紐壩址位于平原河谷,地形復(fù)雜,河道在此分叉為主河道和老河道兩支,中間為王甫洲,洲長約7km,寬約3km。枯水期老河道不過水。因此,樞紐布置格外復(fù)雜。樞紐布置考慮的主要因素是:最大限度地滿足發(fā)電和通航要求;少淹河谷灘地和王甫洲灘地;便于施工;從而達(dá)到滿足工程任務(wù)要求和降低造價的目的。在樞紐布置工作中,設(shè)計(jì)做了大量的工作,包括選壩線和建筑物選型。通常所見到的樞紐布置,其壩軸線較短,建筑物布置在一直線上,以達(dá)到工程量最少的目的。但王甫洲樞紐最終選用的樞紐布置為“口袋式”。其壩軸線較通常的長了約10余km,這種奇特的樞紐布置是適應(yīng)自然條件的結(jié)果。

對低水頭大流量的水電站而言,其水頭顯得十分寶貴。王甫洲樞紐在泄洪情況下,上下游水位差小,造成泄洪時難以發(fā)電。為此,在樞紐布置中利用了壩址區(qū)老河道的地形條件,將擋水壩和泄水閘布置在靠王甫洲洲頭的主河道上,將電站廠房和船閘布置在靠王甫洲洲尾的老河道上,兩者相距約7km,沿老河道兩岸用低土石壩(圍堤)連接。這種布置雖然延長了壩軸線10余公里,但有以下優(yōu)點(diǎn):

⑴ 利用這段河道天然落差提高了電站水頭2.5m,占提高后的設(shè)計(jì)水頭7.5m的1/3,在宣泄各種頻率洪水時均能發(fā)電,大大提高了發(fā)電量。

⑵ 23孔泄水閘布置在主河道灘地上,簡化了施工導(dǎo)流工程,取消了主河床圍堰,縮短了工期,節(jié)約了工程投資。

⑶ 船閘布置在老河道上靠近電站處,利用電站下泄流量通航,船只進(jìn)出便利,不受泄水閘泄洪影響。

⑷ 沿老河道兩岸的低土石壩(圍堤),利用泄水閘開挖的棄料(砂礫料)填筑,不僅解決了棄料堆放問題,所修建的圍堤造價也低。

采用先進(jìn)技術(shù),土石壩防滲材料選用復(fù)合土工膜 在1993年初步設(shè)計(jì)中,經(jīng)方案比較后,確定老河道兩岸土石壩(圍堤)采用復(fù)合土工膜防滲,經(jīng)實(shí)施并運(yùn)行后,取得了良好效果,為我國土石壩防滲選材開創(chuàng)了一條新的道路。

老河道兩岸土石壩(圍堤),長約13km,壩高7-9m,壩體為砂礫石,壩基為中細(xì)砂和砂礫石,防滲型式采用復(fù)合土工膜斜墻加水平鋪蓋,其防滲面積約110萬平方米。1999年被水利部列為土工合成材料應(yīng)用示范工程。同年10月在老河口市由水利部國際合作與科技司主持鑒定會,會議認(rèn)為:“設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程具體條件,充分利用當(dāng)?shù)夭牧希x用了復(fù)合土工膜防滲方案是適宜的和先進(jìn)的,所進(jìn)行的復(fù)合土工膜的選型試驗(yàn)、接縫方法研究、邊坡穩(wěn)定和滲流分析等工作,保證了方案的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性”;“采用兩膠三縫粘接方式解決了PE和PVC膜間連接的難題,在國內(nèi)尚無先例”;“經(jīng)復(fù)核土工膜防滲工程決算,與原設(shè)計(jì)粘土防滲心墻加水平鋪蓋方案比較,節(jié)省直接投資3300萬元,約占原防滲方案的46%,此外,從減少料場臨時征地、運(yùn)輸?shù)缆沸藿ㄒ约肮?jié)約能源等方面,還具有顯著的間接經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,同時縮短了工期”;“復(fù)合土工膜在漢江王甫洲水利樞紐圍堤防滲工程中的應(yīng)用成果總體上達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平,具有示范作用和推廣價值”。

選用燈泡貫流式機(jī)組 王甫洲水電站水頭范圍為3.7-10.3m,適應(yīng)此水頭段的水輪機(jī)有軸流轉(zhuǎn)漿式和燈泡貫流式。以往燈泡貫流式機(jī)組在冷卻、通風(fēng)、止水、軸承支承結(jié)構(gòu)和過渡過程的反水錘等方面存在一系列復(fù)雜技術(shù)難題,隨著科技的進(jìn)步,上述問題已得到較好的解決。在王甫洲電站機(jī)組選擇工作中,我們對燈泡貫流式機(jī)組與軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。與軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)相比,燈泡貫流式比轉(zhuǎn)速高約40%;轉(zhuǎn)輪直徑小18%;額定點(diǎn)效率高3%;機(jī)組總重量減少31%;廠房總長度減少37%;土石方開挖量減少35%;混凝土工程量減少31%。王甫洲燈泡貫流式機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑為7.2m,單機(jī)容量27.25MW,這在當(dāng)時是我國最大的。其單機(jī)最大過流能力為420立方米/秒。

船閘輸水系統(tǒng)采用集中輸水倒口消能不設(shè)鎮(zhèn)靜段的布置型式 王甫洲船閘上下游水位差最大為10.3m。通常采用的集中輸水倒口消能都要設(shè)置鎮(zhèn)靜段,因而增加了閘室長度和降低了輸水效率。通過水工模型試驗(yàn),對集中輸水倒口消能的多種方案研究后,提供了一種新的倒口消能型式,它可以不設(shè)鎮(zhèn)靜段。與分散式輸水系統(tǒng)相比,在閘室內(nèi)不設(shè)廊道,從而可抬高閘底板建基面高程,節(jié)省了基巖挖方和混凝土工程數(shù)量,閘室結(jié)構(gòu)也簡單。

移民安置

王甫洲壩區(qū)用地和庫區(qū)淹沒面積涉及老河口市、谷城縣的6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、23個行政村、98個村民小組。樞紐實(shí)際用地1968.92公頃,其中耕地581.31公頃,林地285.2公頃。拆遷各類房屋面積7789.93平方米,進(jìn)行生產(chǎn)安置人口4866人,另外涉及兩縣市10個工礦企業(yè)、1個事業(yè)單位、28個村組副業(yè)。水庫淹沒區(qū)無文物古跡。

附近有 2 個景點(diǎn): 孟橋川水庫    老河口市李宗仁司令長官部舊址(9km)   
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