羅家店水電站死水位選擇分析

馮 華

(黑龍江省八五四農(nóng)場水務(wù)局，黑龍江 虎林158403)

1 工程及流域概況

東寧縣羅家店水電站壩址位于東寧縣羅家店村西側(cè)4 km處的大綏芬河干流上游，壩址以上集水面積2 588 km2。

綏芬河由大、小綏芬河組成。

多年平均降水量自上游向下游逐漸遞減，最高值在大、小綏芬河上游，多年平均降水量在550 mm左右，下游及河谷區(qū)多年平均降水量在500 mm左右。降水量主要集中在汛期6—9月，其降水量占年水量的70.4%，7、8 兩個月的降水量占全年降水量的41.4%。多年平均蒸發(fā)量為676.4 mm(E601)，5—8月份最大，占年蒸發(fā)量的60%，尤其是5月份，占全年的17.5%。

2 死水位選擇

2.1 泥沙淤積

羅家店水電站工程是以發(fā)電為主的水利工程。因此影響死水位選擇的主要因素為泥沙淤積、發(fā)電隧洞進(jìn)水口底板高程、保證出力、發(fā)電量等指標(biāo)［1］。羅家店壩址以上流域內(nèi)森林植被較好，固體徑流量較少，所需泥沙淤積庫容較小。根據(jù)水文分析成果，壩址以上流域多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)為18 t/km2。推移質(zhì)按懸移質(zhì)輸沙模數(shù)的15%計算，據(jù)此計算壩址多年平均輸沙量為5.36 × 104t。泥沙比重取1.3 t/m3，按運行50 a初步估算總來沙量容積為206×104m3。由于本工程以發(fā)電為主，大多數(shù)泥沙在發(fā)電和泄洪中將會隨著流量排除庫外，按照多年平均庫容淤積率法分析，排除庫外的泥沙量約占來沙量的35%，則留在庫內(nèi)的泥沙總量為133 ×104m3，通過對庫區(qū)各河段的泥沙淤積進(jìn)行分析計算，淤積最深處為0.12 m，壩前淤積深度為0.08 m。壩址前淤積高程為334.62 m。羅家店水電站庫區(qū)為典型河道型水庫，庫區(qū)狹長，寬度和比降均變化不大，壩址上游均為林地，沒有居民及耕地，庫區(qū)內(nèi)也沒有其它工程設(shè)施，本次計算不考慮泥沙淤積對水庫調(diào)蓄及水面線的影響［2］。

2.2 消落深度

消落深度比較階段的調(diào)節(jié)計算，在正常蓄水位選定后，均按裝機容量15 MW進(jìn)行調(diào)節(jié)計算。初擬350 m、351 m、352 m、353 m、354 m 和355 m6個方案，以動能指標(biāo)較大為原則進(jìn)行比較。各方案動能指標(biāo)見表1。死水位與保證出力及發(fā)電量關(guān)系曲線見圖1 和圖2。

由表1 可以看出，隨著死水位的增加，調(diào)節(jié)庫容和保證出力減小，多年平均發(fā)電量增加，增加幅度不大，在1.27 ×104kW·h ～1.52 ×104kW·h。通過以上分析從消落深度方面比較，消落深度對多年平均發(fā)電量影響不大。

2.3 電站進(jìn)水口對死水位的要求

根據(jù)本次分析計算隧洞方案電站引水口底板高程為343.00 m，進(jìn)口洞徑為5.2 m，考慮承壓水頭及冰蓋厚度，引水口頂部應(yīng)留有一定的水深，則要求的最低水位為353.00 m，相應(yīng)庫容為705 ×104m3。

2.4 死水位選擇

綜合考慮影響死水位選擇的主要因素為泥沙淤積、發(fā)電隧洞進(jìn)水口高程、保證出力、發(fā)電量等各種因素，控制死水位的主要條件是電站進(jìn)水口高程，據(jù)此初步擬定羅家店水電站死水位為353.00 m，相應(yīng)庫容為705 ×104m3。該死水位與可研階段初步確定的死水位相一致。

表1 死水位比較表

圖1 多年平均發(fā)電量～死水位關(guān)系曲線

圖2 保證出力～死水位關(guān)系曲線

3 結(jié) 語

死水位應(yīng)通過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析選定。其原則是:①使水電站的保證出力和年發(fā)電量在既定的正常蓄水位條件下接近最大值;②考慮防洪及其他綜合用水部門如灌溉、航運等對水庫最低水位的要求;③要注意低水位時水輪機運行工作情況和閘門制造條件等限制因素;④注意泥沙淤積對水庫水位的影響，死水位以下的容積應(yīng)能滿足在一定運用期間的淤沙要求，可按有關(guān)設(shè)計規(guī)范計算確定。對于梯級水電站上游水庫的死水位選定，應(yīng)充分考慮對下游其他梯級的影響，以總的梯級能量經(jīng)濟(jì)效益最大為比選準(zhǔn)則。當(dāng)電力系統(tǒng)中有多座水電站聯(lián)合運行時，應(yīng)考慮相互間能量補償對設(shè)計水電站死水位的影響。

［1］賈燕寧. 小水電站死水位的優(yōu)化選擇［J］. 廣西水利水電，1993(03):27－29.

［2］蔡祿清. 小型水電站死水位的確定［J］. 水力發(fā)電，1992(03):61－63.