郭瑾

（江西省撫州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 江西 撫州 344000）

1 概述

東岸水電站位于江西省樂(lè)安縣牛田鄉(xiāng)東岸村，壩址位于贛江流域?yàn)踅蹬Ｌ锖又Я髡袛y水上，壩址以上控制流域面積710km2，是距上游8.91km的洞口水電站（壩址以上控制流域面積588 km2）的下游梯級(jí)電站。據(jù)上世紀(jì)80年代《烏江流域規(guī)劃報(bào)告》中的梯級(jí)開發(fā)方案，東岸電站為烏江流域牛田河的第三個(gè)梯級(jí)電站，其正常蓄水位確定為125.1m。

考慮到原規(guī)劃分析采用的基礎(chǔ)資料不足，現(xiàn)在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，從東岸電站壩址至洞口尾水共布置了17個(gè)河道橫斷面進(jìn)行測(cè)量，重新分析東岸水電站回水，進(jìn)而確定原定規(guī)模是否影響洞口水電站尾水現(xiàn)狀。首先，分析東岸水電站建壩后汛期回水水面線。通過(guò)分析計(jì)算，當(dāng)東岸水電站正常蓄水位定為125.1m時(shí)，汛期回水未至洞口水電站尾水；再對(duì)東岸水電站建壩后正常發(fā)電期回水水面線進(jìn)行分析。東岸水電站正常蓄水位定為125.1m時(shí)，正常發(fā)電期回水至洞口水電站尾水有壅高；當(dāng)東岸水電站正常蓄水位下降至124.8m時(shí)，正常發(fā)電期回水基本在洞口尾水?dāng)嗝嫣幣c原天然水面線銜接，回水長(zhǎng)度未超過(guò)洞口水電站，不會(huì)影響洞口水電站發(fā)電，因此確定124.8m為東岸水電站正常蓄水位上限。

表1 東岸水電站洪水期回水成果表（正常蓄水位取125.1m）

表2 東岸水電站回水計(jì)算成果表（正常蓄水位取125.1m）

表3 東岸水電站回水計(jì)算成果表（正常蓄水位取124.8m）

2 汛期回水分析

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)流量

按《水電工程水庫(kù)淹沒(méi)處理規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（PL/T5064-1996）規(guī)定，淹沒(méi)耕地的洪水頻率選用P=20%（5年一遇），淹沒(méi)村莊的洪水頻率為P=5%（20年一遇）。因東岸水電站庫(kù)尾即為洞口水電站，屬較重要的水利設(shè)施，為了安全起見(jiàn)，選用標(biāo)準(zhǔn)較高的東岸水電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算回水，從而論證其是否會(huì)影響到洞口水電站的防洪安全。東岸水電站設(shè)計(jì)及校核標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇與300年一遇。

2.2 控制水位

采用壩址縱、橫斷面測(cè)量成果，根據(jù)河床組成及床面特性，參照天然河道糙率表，計(jì)算壩址水位流量關(guān)系。根據(jù)東岸壩址水位流量關(guān)系，得到各控制流量下的水位作為建壩前天然水面線起始控制水位。由于水庫(kù)僅對(duì)50年一遇標(biāo)準(zhǔn)以上洪水有調(diào)蓄作用，因此，建壩后20年及5年一遇標(biāo)準(zhǔn)的控制水位為正常蓄水位，50年及300年標(biāo)準(zhǔn)控制水位則為調(diào)洪演算所確定的設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位。

2.3 計(jì)算方法及成果

河道回水水面線采用試算法逐段試算，考慮到山區(qū)河道洪水期流速較大，動(dòng)能改正系數(shù)選為1.5，計(jì)算得建庫(kù)前、后的河道水面曲線成果列入表1（其Cs2～Cs16之間河段斷面水位成果省略），經(jīng)計(jì)算5年、20年、50年、300年一遇標(biāo)準(zhǔn)回水基本在Cs16斷面處與原天然水面線銜接，回水長(zhǎng)度均為8.76 km，洞口水電站距壩址為8.91km。因此，東岸正常蓄水位為125.1m時(shí)，汛期回水不影響洞口水電站的防洪安全。

3 正常發(fā)電期回水分析

從上述成果可以看出，正常蓄水位高為125.1m時(shí)，各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的回水均不影響洞口水電站發(fā)電，故本節(jié)主要分析小流量時(shí)對(duì)洞口發(fā)電尾水的影響。

3.1 設(shè)計(jì)流量及壩址控制水位

洞口水電站現(xiàn)有兩臺(tái)320kW的發(fā)電機(jī)組，單機(jī)最大引用流量為4.5m3/s，最大引用流量為9.0m3/s，經(jīng)計(jì)算洞口水電站年平均流量在5.53m3/s～31.69m3/s之間，因此，共選擇4組能夠代表洞口水電站實(shí)際運(yùn)行工況的小流量進(jìn)行天然及建壩后水面線計(jì)算。選定的最小流量為5m3/s，最大流量為35m3/s，中間選擇15m3/s、25m3/s控制。

采用東岸壩址水位流量關(guān)系查算各流量級(jí)的水位，以此作為天然水面線起始水位，建壩后起推水位采用初定的正常蓄水位125.1m。

3.2 回水成果

天然水面線及建壩后水面線的計(jì)算，采用河道水面線推求的試算法?？紤]到小流量時(shí)流速較小，動(dòng)能改正系數(shù)取為1.0，河道糙率n=0.04。根據(jù)分析的起推水位，按實(shí)測(cè)的17個(gè)河道橫斷面，推算正常發(fā)電期回水水面線，天然及建壩后設(shè)計(jì)水面線成果見(jiàn)表2。從計(jì)算成果看，正常高為125.1m時(shí)，建壩后水位在洞口尾水?dāng)嗝妫〝嗝鍯s17）處有雍高，高于洞口水電站天然水位，建壩后洞口尾水位已超過(guò)洞口水電站現(xiàn)狀尾水位0.05m，所以東岸水電站正常蓄水位125.1m時(shí)，對(duì)洞口水電站機(jī)組的正常運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生影響。

3.3 正常蓄水位上限的選擇

根據(jù)上述計(jì)算成果，東岸水電站正常蓄水位取125.1m時(shí)，建壩后水位在洞口尾水?dāng)嗝嫣幐哂诙纯谒娬咎烊凰?，?duì)洞口水電站機(jī)組的正常運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的影響。為使東岸水電站能最大程度利用水能，又不影響上游洞口電站尾水，正常蓄水位必須在125.1m的基礎(chǔ)上下調(diào)。故擬定125.0m、124.9m、124.8m三個(gè)正常蓄水位作為建壩后起推水位進(jìn)行試算，計(jì)算結(jié)果為：當(dāng)東岸水電站正常蓄水位下降至124.8m時(shí)，各流量下東岸建壩后回水基本在洞口尾水?dāng)嗝嫣幣c原天然水面線銜接（成果見(jiàn)表3），即正常流量下東岸回水長(zhǎng)度未超過(guò)洞口水電站尾水，不會(huì)影響洞口尾水現(xiàn)狀，洞口尾水水位流量關(guān)系維持現(xiàn)狀。因此，正常蓄水位選擇124.8m才是適宜的，該水位應(yīng)是東岸電站正常蓄水位的上限。

4 結(jié)語(yǔ)

從分析成果看，下游水電站的回水對(duì)上游水電站尾水位的影響，主要取決于下游壩前高水位時(shí)入庫(kù)流量較小的運(yùn)行工況。新建水電站通常只需計(jì)算在淹沒(méi)耕地及淹沒(méi)村莊的洪水標(biāo)準(zhǔn)下的回水水面線，以確定淹沒(méi)賠償范圍。當(dāng)水電站上游建有梯級(jí)電站時(shí)，為使下游擬建電站能充分利用水力資源，同時(shí)建壩后回水又不影響上游已建電站的防洪安全及正常發(fā)電，可采用本文介紹的方法分別分析洪水期及上游電站正常發(fā)電期的回水，當(dāng)回水基本在上游電站尾水?dāng)嗝嫣幣c原天然水面線銜接時(shí)，即說(shuō)明下游新建電站所確定的規(guī)模對(duì)上游已建電站無(wú)影響，同時(shí)又能使新建電站發(fā)揮最大的效益。陜西水利