低水頭小水電站規(guī)劃設(shè)計(jì)的分析與思考

【摘要】本文主要從流域的水力資源規(guī)劃、電站水能的開發(fā)模式設(shè)計(jì)、攔河壩的壩型合理選擇三個(gè)方面，對(duì)低水頭小水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)予以綜合分析與思考。從而能夠更好的依據(jù)低水頭小水電站工程項(xiàng)目的實(shí)際情況與要求，進(jìn)行低水頭小水電站的合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，提升低水頭小水電站總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，保障低水頭小水電站工程的綜合質(zhì)量與效率。

【關(guān)鍵詞】低水頭小水電站；規(guī)劃設(shè)計(jì)；分析；思考

前言：

低水頭小水電站（lowheadhydro-electricstation），其主要是指水頭在40ml以下的一類水電站。通常情況下，也會(huì)將僅有水頭2-4m的一類水電站列為極地水頭的水電站范圍。這種低水頭的小水電站，其多數(shù)會(huì)建立于迫降較為平緩的一些中下游的河段中。它具有著便捷性的交通環(huán)境、良好的施工條件、與用電中心距離較接近等優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)對(duì)水電開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的重視程度愈加提升，低水頭效水電站建設(shè)項(xiàng)目逐漸展露頭角，呈現(xiàn)著規(guī)模性的發(fā)展趨勢(shì)?；谶@種發(fā)展背景下，為了能夠保障低水頭效水電站的建設(shè)質(zhì)量與效率，就需要對(duì)低水頭效水電站予以有效的規(guī)劃設(shè)計(jì)分析。從而能夠更好的把握低水頭效水電站的優(yōu)勢(shì)，提升低水頭效水電站的建設(shè)質(zhì)量，為我國(guó)水電開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的持續(xù)性進(jìn)展奠定基礎(chǔ)。

1、分析低水頭效水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)

1.1 流域的水力資源規(guī)劃

1.1.1 梯級(jí)電站布局

對(duì)于流域水資源的規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)與其所在地區(qū)流域的總體規(guī)劃、城市建設(shè)總體規(guī)劃、國(guó)土利用總體規(guī)范、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等相協(xié)調(diào)。流域水資源管理，其主要涉及到的是梯級(jí)的電站布局。在一定程度上，梯級(jí)布局的關(guān)鍵在于各個(gè)電站壩址的位置選定。那么，對(duì)于站壩址的位置選定，應(yīng)當(dāng)考慮到其上下兩集的兩岸城鎮(zhèn)、耕地淹沒、農(nóng)村防洪等因素予以合理的選擇。同時(shí)，各級(jí)電站的壩址都應(yīng)當(dāng)適當(dāng)移動(dòng)至其下游位置，以將尾水疏浚及飲水渠道長(zhǎng)度減少，切實(shí)的提升該電站水頭實(shí)際利用具有穩(wěn)定性，盡量節(jié)省該工程的投資成本。

1.1.2 梯級(jí)電站水位銜接

梯級(jí)電站的上游電站尾水位，其與下游的電站蓄水位存之間關(guān)系到該流域水資源規(guī)劃布局的總體效果。因而，在這一方面應(yīng)當(dāng)尤為注重對(duì)梯級(jí)電站水位的銜接?；诘退^電站其機(jī)組裝的臺(tái)數(shù)一般是2-6臺(tái)左右，上游電站包含著對(duì)地的尾水位、加權(quán)平均的尾水位、平均尾水位、正常的尾水位等。其下游的電站包含著活動(dòng)壩起的翻水位及正常的水位。那么，從這種實(shí)際情況來分析，有些地方就需要考慮到上游的正常水位及下游的正常蓄水位相互銜接的規(guī)劃方案；有些地方就需要考慮到上游的平均尾水位及其下游的正常蓄水位相互之間的銜接規(guī)劃方案；有些地方需要考慮到上游的加權(quán)平均尾水位及正常的蓄水位相互銜接的規(guī)劃方案等。針對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際水文情況的不同，低水頭小水電站工程項(xiàng)目的要求不同，就需要考慮到不同的梯級(jí)電站水位銜接規(guī)劃方案。從而切實(shí)的提升低水頭小水電站實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。而從我國(guó)目前的實(shí)際情況來看，上游的加權(quán)平均尾水位及下游的正常蓄水位相互銜接的規(guī)劃方案是最佳的規(guī)劃方案。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)上級(jí)電站所有水資源的合理利用，還能夠?qū)⑾录?jí)區(qū)間的兩岸淹沒處理難度降低。對(duì)于水位的相互銜接可通過天然的互道水，以回水曲線為主要程序進(jìn)行合理的水位推算。在推算前期，應(yīng)當(dāng)對(duì)沿程的河床斷面予以精準(zhǔn)的測(cè)量，其斷面的間隔應(yīng)定依據(jù)該河床實(shí)際的坡度情況予以合理設(shè)置，將其控制在200-1000m范圍內(nèi)。在運(yùn)用天然的河道水面相應(yīng)的回水曲線程序及對(duì)水面線的實(shí)測(cè)情況，擬訂出主要參數(shù)并推算出水位。在計(jì)算出最為結(jié)果后，應(yīng)當(dāng)保留0.1-0.2m的余度，保證該區(qū)域上下游的兩級(jí)電站能夠保持著穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 電站水能的開發(fā)模式設(shè)計(jì)

從目前我國(guó)目前的低水頭小水電站工程實(shí)施情況來看，在進(jìn)行電站水能的開發(fā)模式設(shè)計(jì)時(shí)最為常用的就是引水式的水能開發(fā)設(shè)計(jì)方案。在一定程度上，此種規(guī)劃設(shè)計(jì)方案比較適用于歷史較為悠久的引水渠道老電站的改造機(jī)局部走向?yàn)閁型的相關(guān)河流。但是，這種水能開發(fā)設(shè)計(jì)方案存在著一定的弊端，并不能夠與我國(guó)目前的低水頭小水電站工程項(xiàng)目實(shí)際的要求相吻合。在較為順直的一些山區(qū)河流中，若采用這種水能開發(fā)設(shè)計(jì)方案會(huì)導(dǎo)致工程投資的實(shí)際成本增加，且存在著較為復(fù)雜的后續(xù)維護(hù)及管理問題，更會(huì)影響其周邊的生態(tài)環(huán)境平衡。因而，依據(jù)我國(guó)目前的低水頭小水電站工程的實(shí)際情況與相關(guān)要求，應(yīng)當(dāng)選擇下游河道的疏浚河床式水能開發(fā)設(shè)計(jì)方案。在一定程度上，這種水能開發(fā)設(shè)計(jì)方案不僅能夠達(dá)到電站水頭增加的目的，還能夠節(jié)省引水渠道及前池的工程投資成本，減少對(duì)河灘地及土地的占用面積。

1.3 攔河壩的壩型合理選擇

從我國(guó)目前的低水頭小水電站工程的實(shí)際落實(shí)情況來看，常用的攔河壩壩型包含著橡膠壩與翻版壩。在一定程度上，這兩種攔河壩壩型，都具有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。橡膠壩具有著跨度大、較大的過水位能力、對(duì)下游沖刷力相對(duì)較小、漏水量小等特點(diǎn)，但其實(shí)際的抗磨損與抗沖擊力卻較差、易老化與損壞，必須安排專人對(duì)其進(jìn)行操作管理；翻版壩，其具有著自動(dòng)化操作特點(diǎn)，無需人為進(jìn)行操作，施工較為方便、實(shí)際的運(yùn)行成本較低、使用壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是，其也具有著一定的缺點(diǎn)，如其受洪水影響變大，漏水量就會(huì)逐漸擴(kuò)大，知識(shí)其實(shí)際的密封性變低?；谙鹉z壩與翻版壩各自所具有的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用表明，翻版壩相比較于橡膠壩來說優(yōu)勢(shì)較大，若能夠選用高質(zhì)量的翻版閥門，并對(duì)于上游攤面予以及時(shí)清理，保障其實(shí)際的平整度，就能夠必須相關(guān)問題的發(fā)生。因而，在對(duì)低水頭小水電站進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，可將翻版壩作為攔河壩的壩型。

2、結(jié)語

綜上所述，隨著我國(guó)對(duì)小型水電站的日益重視，低水頭小水電站猶如雨后春筍一般發(fā)展較為迅速。那么，為了能夠更好的保證低水頭小水電站工程項(xiàng)目的綜合質(zhì)量與效率，就需要通過不斷地實(shí)踐探索來優(yōu)化低水頭小水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)。從而以高水準(zhǔn)的低水頭小水電站規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，切實(shí)地保障低水頭小水電站工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量，為我國(guó)小型水電站事業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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