布达尔水电站引水枢纽设计探讨

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1、1工程概况布达尔水电站工程位于新疆喀什地区塔什库尔干县塔什库尔干河上，是塔什库尔干河干流中游河段的第二级电站，电站工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，电站属于典型的引水式电站，引水枢纽采用“正面挡水，侧面引水”的布置型式。上游接沙木拉水电站，下游接基里阿尔水电站，工程区距离塔什库尔干县县城约55km，电站引水枢纽以上集水面积为4444km2，多年平均流量为19.2m3/s，引水枢纽正常水位3457.00m，设计洪水位3458.73m，设计洪峰流量为358m3/s，校核洪水位3459.01；校核洪峰流量为544m3/s。电站发电引水流量40.0m3/s，额定水头88.9m,装机容量

2、30MW，年利用小时数3139h,多年平均发电量0.953亿kw.h。2引水枢纽总体布置方案的确定2.1引水枢纽地形地质条件工程区为昆仑山系西段，西部跨入帕米尔高原和喀喇昆仑山脉，属高原中高山区，总体地势西高东低，山脉走势呈北北西—北西向的弧状弯曲，海拔高度一般2000～6000m，平均4500m左右。布达尔水电站引水枢纽位于塔什库尔干河中游河段，河流坡降7～10‰，河谷呈宽“U”型，谷底宽100～200m，现代河床宽20～50m，其左岸山势雄伟，右岸较为平坦。岸坡河床基岩多裸露，河床有少量冲积卵石及崩积岩石，引水枢纽位于塔里木—南疆地层大区西南隅，跨多个大地构造单元。主要位于羌北

3、—昌都—思茅地区层区内，为喀喇昆仑地层分区。以古元古界为变质基底，下志留统以碎屑—碳酸盐岩为主夹少量火山岩；上石炭统主体为碳酸盐岩；中二叠统为碎屑岩—碳酸盐岩夹火山岩；三叠—侏罗系为碳酸盐岩；下—中侏罗统为碳酸盐岩—硅质岩—火山岩组合；第四系发育河谷及阶地洪冲积相，山麓堆积相及高山冰碛相。工程区位于喀喇昆仑褶皱带内，属构造稳定性差地区。2.2引水枢纽布置引水枢纽作为水电站建设工程中的一个子系统，在水电站建设工程中起着关键的作用。随着水电站的建设，引水枢纽布置是否合理将成为水电站正常正常运行主要因素之一，它将直接影响到水电站机组的性能、水电站运行的安全性、经济性及所承担的风险性等关键

4、问题。因此在工程实践中，迫切需要对引水枢纽建筑物进行优化设计。塔什库尔干河布达尔水电站引水枢纽布置采用正面挡水、冲沙，侧面引水的布置型式。结合实际地形条件，本从区间径流、水能利用、地形地质、枢纽布置、施工导流、施工条件、建筑材料、施工工期、环境影响、建设征地及移民安置、工程投资、工程效益和运行条件等方面，进行技术经济综合比较论证，选定布达尔水电站的引水枢纽方案。为此从以下两种方案进行比较：方案一：利用上下游防护堤对河道进行整治、缩窄，通过冲砂、泄洪闸进行拦河雍水与泄流的布置型式，即拦河闸式引水枢纽。主要建筑物由进水闸、冲砂闸、泄洪闸等组成。方案一引水枢纽采用拦河闸型式，根据闸址地形

5、条件，发电引水闸布置在左岸，冲砂泄洪闸布置在靠近右岸进水闸的主河道中，拦河闸总宽为49m,共分为5孔，其中泄洪闸为3孔，每孔净宽8.0m，闸室长20.0m，闸室高7.50m。冲沙闸为2孔，每孔净宽5m，闸室长20.0m。为钢筋混凝土结构，其中底板厚2.5m，底板上下游设齿墙,齿墙深2.5m,底宽2.0m。泄洪冲砂闸闸墩厚为2.0m。引水闸与泄洪冲沙闸轴线夹角为30°，进水闸净宽6.0m,共2孔，闸前挡砂坎采用钢筋混凝土结构，底板高程比河底高出2.5m。闸室设检修平板门和弧形工作门，在泄洪冲砂闸闸墩上设置闸房，在闸室后半部设3.5m宽的交通桥。闸后消能段全长55.0m，由坡度为1：5

6、的长15.0m的护坦和长40.0m的消力池组成，消力池底板采用1.5m厚钢筋混凝土结构，左右岸边墙均采用混凝土重力式挡土墙，墙高8.6m，消力池宽14.5m，消力池末端设1:3反坡，设顶宽1m,高3.0m的消力坎。方案二：利用溢流堰和冲砂闸进行拦河雍水与泄流的布置型式，即拦河堰式引水枢纽。主要建筑物由进水闸、冲砂闸、溢流堰、挡水导流防护堤等。方案二引水枢纽采用拦河堰式枢纽，根据闸址地形条件，发电引水闸布置在左岸，冲砂泄洪闸布置在靠近右岸进水闸的主河道中，右岸剩余河床采用河床段采用溢流堰型式泄水。拦河堰式枢纽由进水闸、冲沙闸、溢流堰、消力池等组成。进水闸与泄洪冲沙闸轴线夹角为30°，

7、进水闸净宽6.0m,共2孔，闸前挡砂坎采用钢筋混凝土结构，底板高程比河底高出2.5m。冲沙闸每孔净宽5m，共2孔，总宽16.0m，冲砂闸与进水闸相邻，布置在溢流堰的左侧，冲砂闸闸室全长20.0m，为钢筋混凝土结构，其中底板厚2.5m，冲砂闸中墩、边墩厚均为2.0m。设检修平板门和弧形工作门，在冲沙闸闸墩上设置闸房，在闸室后半部设3.5m宽的交通桥。溢流堰段位于塔什库尔干河道主河槽上，最大堰高11.30m，堰长117m。溢流堰采用三圆弧WES实用堰型曲线，溢流堰段共分为