尕曲水电站下闸蓄水报告0318最终蓄水验收时修改下闸设计课案.docx
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尕曲水电站下闸蓄水报告0318最终蓄水验收时修改下闸设计课案
1.工程建设进展情况
1.1工程概况
1.1.1地理位置及对外交通条件
尕曲水电站位于青海省海南州兴海县境内黄河一级支流曲什安河上赛什塘村附近，地理坐标为东经99°47′12″～99°49′42″，北纬35°15′38″～35°19′34″，坝址距兴海县县城72km左右，距西宁市330km。
工程对外交通条件较好，经S201省道兴海县县城距国道G214仅27km，该道路路况较好，路基宽度7.5m，路面宽度6m，为沥青路面Ⅲ级公路。
项目区有兴海县县城至赛什塘铜矿公路经过，该道路路面宽度6m，为沥青路面，但该公路在曲什安河高阶地的梁峁地区通过，转弯半径小，坡度陡，作为电站的对外公路，在运输最大部件时需要对该公路进行维修扩建，以达到Ⅲ级公路标准即可满足对外运输要求。
场内交通方面，由于本工程拦河坝在曲什安河峡谷内，与赛什塘铜矿公路高差相差较大，因此从赛什塘铜矿公路至坝址需要修建约6.3km的对外公路，至发电枢纽区亦需要修建约4.5km的对外公路，以及沟通左右岸的2座跨河桥，这两条公路及跨河桥梁业主已于2006年初建成，并已投入使用，另外，为方便沟通尕曲水电站坝址与发电枢纽区，业主于2008年在曲什安河右岸又修建了一条长约15km的盘山路，以上道路路宽约为5-7m，采用砂砾石路面。
总体而言，本电站的对外交通运输条件经项目业主不断完善后相对较为便利。
本工程对外交通状况见下图1-1。
1.1.2枢纽布置型式
尕曲水电站工程等别为Ⅱ等大
（2）型工程，水库总库容1.18×108m3。
大坝为1级建筑物；其它主要建筑物如溢洪道、导流洞、泄洪洞、发电洞进水口、发电洞、调压井、压力钢管、发电厂房为2级建筑物；次要建筑物如尾水为3级建筑物；临时建筑物如上下游围堰、临时护坡、临时施工吊桥为4级建筑物。
本工程主要开发任务单一，以发电为主，同时具有发展渔业养殖，观光旅游的潜力，电站设计保证率取P=80％。
本工程为混合式水电站，枢纽主要由拦河坝（砼面板堆石坝）、溢洪道、导流洞、泄洪洞、发电引水系统、发电厂房、尾水及升压站等部分组成，电站装机容量80MW。
主要建筑物拦河坝采用洪水标准：
设计洪水标准为500年一遇洪水，相应洪峰流量为637m3/s；校核洪水标准为10000年一遇洪水，相应洪峰流量为839m3/s。
水库为年调节水库，其正常蓄水位为3199.5m，死水位为3171.5m，设计洪水位为3200.59m，校核洪水位为3201.62m，水库回水长度约为8.9km。
水库总库容约为1.13亿m3，正常水位下库容约为1.08亿m3，水面面积约为249.38万m2，死库容约为0.51亿m3，兴利库容约为0.56亿m3，消落深度为28m。
图1-1尕曲水电站对外交通状况图
经调洪计算：
设计洪水标准（500年一遇）时，相应下泄流量为439.17m3/s，设计标准下本阶段考虑仅采用溢洪道渲泄洪水、厂房正常发电，溢洪道下泄流量为398.93m3/s，发电流量为40.24m3/s；校核洪水标准（10000年一遇）时，相应下泄总流量为591.94m3/s，其中溢洪道下泄流量为468.07m3/s，泄洪洞下泄流量为123.87m3/s。
拦河坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高为132m，坝顶高程为3205m，防浪墙顶高程为3206.5m，坝顶长326.18m，顶宽10m。
坝体上游面坝坡为1:
1.4；下游设置3层宽2m的马道，综合坡比为1:
1.4，局部最小坝坡1:
1.3。
坝顶设钢筋混凝土防浪墙，墙顶高程3206.50m。
在左岸通过高趾墙与溢洪道进口段相接，趾墙最大高度为25m。
坝体共分1A区（上游铺盖）、1B区（上游盖重）、2A区（垫层区）、2B区（特殊垫层区）、3A区（过渡料区）、3B区（主堆石区）、3C区（次堆石区）、3D区（下游护坡）共8个区。
溢洪道布置在大坝左岸山体紧靠坝肩，采用开敞式岸边正堰溢洪道，由进水渠段、闸室段、过渡段、第一陡槽段、反弧段、第二陡槽段、挑流鼻坎段组成，全长292.47m，设计最大下泄洪水流量436.96m3/s。
闸室设1孔弧形工作闸门，闸孔净宽度8m，进口堰顶高程3191.5m，闸门孔口尺寸8m×8m（高×宽）。
泄洪洞布置在坝址右岸，为有压圆形断面，弧形闸门控制泄流，洞径为3.5m，洞长663m，进、出口底板高程分别为3155m和3153m，最大下泄流量Q=123.87m3/s。
出口扩散消能段长59m，采用连续式挑坎挑流，挑坎底宽6m，挑角为20°，挑坎高程3149m。
引水系统布置在坝址右岸，全长9631.5m，进水口高程为3163.0m，设计引水流量Q=40.24m3/s，由塔式进水口、1#隧洞、钢管渡槽、2#隧洞、调压井和压力钢管组成。
引水隧洞断面为圆形，洞径为6m，1#隧洞长5185m，纵坡为1/225；2#隧洞长3760.6m，纵坡为1/1000，两段总长8945.57m。
1#、2#隧洞之间跨尕科河段为钢管渡槽，长95m，管径为4m。
2#隧洞后接调压井，采用水室式，竖井直径7.5m，上室直径为20m，溢流堰堰高为6m，调压井底高程为3136.09m，大井底高程为3200.59m，调压井顶高程为3215.09m。
压力钢管全长为727.38m，主管直径为3.6m、支管直径为2.2m。
发电引水系统后接发电厂房，按正向进水布置，发电厂房为地面式砖混结构，安装2台40MW水轮发电机组，拟总装机容量为80MW。
电站额定工作水头约为233.91m，保证出力约为14668.12kW，年利用小时数约为4052h，多年平均发电量约为32146.26万kW·h。
1.2主体工程进展情况
根据项目业主提供的资料，截止目前，尕曲水电站大坝坝体填筑、其他主要施工项目形象进度情况及总体进度安排如下：
（1）大坝工程
大坝工程在2014年6月15日已填筑至3188m高程，目前填筑已停止；2014年8月28日开始浇筑第一块一期面板砼，并已在2014年10月15日完成全部一期面板砼浇筑任务，比原计划滞后半个月；截止目前，已完成3169m高程以下所有面板砼及止水施工，自然沉降3个月后，计划于2015年3月16日开始大坝二期面板砼施工，于2015年6月15日完成二期面板砼及止水施工。
大坝坝后量水堰计划于2014年10月30日前完成。
坝顶砼浇筑（包括防浪墙、下游挡墙、电缆沟等）计划于2015年7月30日前全部完成。
坝顶公路路面及附属结构施工计划于2007年9月30日全部完成。
计划于2015年3月25日导流洞开始下闸封堵，水库开始初期蓄水，计划于2015年5月底完成导流洞封堵任务。
在大坝二期填筑施工时，必须在2015年3月3日前完成大坝面板盖重施工，因此考虑大坝表面止水施工先完成3115m高程以下的，再安排3115m高程以上的表面止水施工。
（2）溢洪道工程
溢洪道计划于在冬季来临前（2014年10月30日）完成闸室段导水墙及闸室砼施工，以不影响大坝填筑施工；溢洪道后段开挖计划于2014年12月30日完成。
考虑汛期度汛要求，溢洪道整体完工计划于2015年6月15日前完成，以保证大坝度汛。
溢洪道进口及闸室段砼已完成，剩余溢流道砼浇筑计划于2015年6月15前全部完成。
进口闸门及启闭机安装调试计划于2015年6月15日全部完成，具备汛期过流条件。
（3）泄洪洞工程
泄洪洞已于2014年4月15日完成贯通，目前底板已浇筑完成（除闸室段和进口段以外），但洞身衬砌目前仅浇筑50m，还剩余700m左右，考虑冬季施工问题等因素，计划于2015年1月15日前完成洞室全部砼浇筑任务。
进口闸门井计划于2014年10月底完成开挖及支护工作，于2014年12月底完成闸门井及进口渐变段砼施工任务；计划于2015年3月1日前完成闸门安装及调试工作；洞内回填灌浆工程计划于2015年5月30日前全部完成。
（4）导流洞工程
导流洞闸门安装计划于2015年1月20日完成，具备下闸蓄水条件。
导流洞内封堵混凝土工程计划于2015年2月20日完成，灌浆在2015年3月20日前完成，灌浆廊道封堵在2015年3月30日前完成。
如封堵效果不理想，根据设计图纸进行二次封堵。
该部分内容建议项目业主应根据水库初期下闸蓄水时间随时调整，以满足初期下闸蓄水要求。
（5）引水隧洞形象面貌
引水隧洞进口及闸室计划于2014年10月31日前完成所有土建及预埋工作施工，于2014年12月底完成闸门安装及调试工作。
1#隧洞进口已开挖至2360m，出口开挖至2680，还剩余320m，计划于2015年1月15日开挖贯通；计划于2015年3月30日前完成所有1#隧洞底板及消缺处理。
2#隧洞已开挖贯通，目前底板还剩余1100m，消缺已至6+670m，计划于2014年12月底完成底板及消缺处理。
1#隧洞与2#隧洞之间的钢管渡槽，桥墩已在2014年6月底完成，计划于2015年3月底完成（除1#隧洞出口10～15m段）所有的钢管渡槽施工任务。
（6）调压井工程
截止目前，调压井工程进度严重滞后，计划于2014年11月30日前完成竖井30m段大断面开挖及衬砌施工任务；于2014年12月30日前完成调压井开挖及支护工作；于2015年1月1日～2015年3月1日完成隧洞沉砂池及上平洞开挖工作。
计划于2014年3月～4月1日完成调压井钢管安装及回填施工任务。
计划于2015年4月30日前完成调压井灌浆任务。
（7）压力管道工程
竖井钢管安装及砼回填计划于2014年10月底完成；下平洞钢管安装及混凝土回填计划于2014年12月底完成；计划于2014年4月30日前完成明洞段剩余钢管回填；计划于2014年3月底完成上平洞剩余钢管安装及回填工作；计划于2014年4月底完成支洞封堵工作。
灌浆计划穿插进行，不占直线工期。
（8）厂房工程
主副厂房计划于2014年11月底完成厂房整体封闭施工及尾水工程施工，并完成尾水闸门安装及调试任务；计划于2014年12月30日前完成所有机组土建施工，确保机组在2015年3月3日具备预装条件；计划于2015年4月30日前完成第一台机组安装调试任务；计划于2015年5月30日前完成第二台机组安装调试任务。
尾水渠计划于2014年4月30日前完成所有施工任务。
1.3初期下闸蓄水设计情况
（1）2014年12月，按照项目业主2015年1月15日下闸蓄水的初步计划，我院完成了《青海省海南州兴海县尕曲水电站工程水库初期下闸蓄水方案》（2014年12月）；
（2）2015年1月中旬，在工程蓄水安全鉴定前，按照项目业主要求，对《青海省海南州兴海县尕曲水电站工程水库初期下闸蓄水方案》进行了修改，初期下闸蓄水时间调整至2015年2月1日；
（3）2015年2月4日，在工程蓄水安全鉴定期间，按照项目业主最新的蓄水计划，初期下闸蓄水时间又调整至2015年3月3日，并按照蓄水安全鉴定专家组意见完成了《青海省海南州兴海县尕曲水电站工程水库初期下闸蓄水方案（审定稿）》（2015年2月）。
（4）2015年3月13日，在工程蓄水验收期间，根据青海兴海尕曲水电站工程蓄水验收委员会《青海兴海尕曲水电站工程（一期）蓄水验收鉴定书（初稿）》关于下闸蓄水的结论：
“原计划2015年3月3日导流洞下闸蓄水，考虑到目前下闸时间已滞后于原计划时间，需根据目前下闸蓄水工作进度状况补充导流洞于2015年3月下旬进行导流洞下闸，水库初期蓄水方案的研究。
”结合项目业主最新的蓄水计划，初期下闸蓄水时间又调整至2015年3月25日，并按照蓄水验收专家组意见完成了《青海省海南州兴海县尕曲水电站工程水库初期下闸蓄水方案（审定稿）》（2015年3月17日）。
2.水文
2.1气象
曲什安河流域地处青藏高原东北部，属典型的高原大陆性气候，常年干旱少雨，气温低，垂直变化明显，夏季短暂凉爽，冬季漫长寒冷，雨热同季，降水主要受孟加拉湾的暖湿气流的影响。
兴海县气象站气象统计资料如表2-1。
兴海县气象站气象资料统计表
表2-1
项目
单位
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
气温
平均气温
℃
-11.4
-7.7
-2.5
3.1
7.4
10.3
12.3
11.8
7.5
1.8
-5.4
-10.1
1.4
极端最高
℃
10.4
13.1
19.4
25.5
24.9
26.7
30.2
28.5
25.9
27.2
13.8
10.5
30.2
极端最低
℃
-31.5
-28.9
-24.1
-18.1
-11
-6.8
-1.9
-3.8
-9.5
-18.5
-26.6
-29.6
-31.5
平均相对湿度
%
0
0
0
0
1
3
12
9
5
0
0
0
地温
平均地温
℃
-10.3
-5.7
0.2
9
12.2
12.9
16.6
16
11
4.4
-4.2
-9.6
4.4
极端最高
℃
32.5
39.3
55.4
51.9
66
62.9
65
63.4
57.4
51
36.5
27.8
66
极端最低
℃
-34.3
-32.4
-28.7
-21.2
-14.3
-10.1
-5.7
-6.4
-11.2
-22
-28.6
-31.4
-34.3
降水
平均降水量
mm
1.4
1.8
4.7
11.7
44.6
72.7
86.2
66.8
46.5
14
1.6
1.2
353.2
最大一日
mm
6.3
5.3
10.3
9.3
32.4
28.3
43
34.6
32.8
20.9
6.6
11.1
43
0.1mm天数
天
20
26
37
54
127
175
183
151
126
64
15
13
991
10mm天数
天
0
0
0
0
9
19
27
20
10
1
86
最大积雪深度
cm
6
6
10
9
4
1
1
10
8
7
10
最大冻土深度
cm
174
198
283
198
10
6
6
20
74
115
283
蒸发量
（20cm口径）
mm
55.6
77.9
133.9
186.1
197.3
171.6
171.6
169.9
125.4
107.2
74.3
55.9
1526.7
日照
h
232.7
212.2
230
238.3
229.4
206.9
213.8
230.9
195.3
225.3
246.3
238.9
2700
初终霜期
初：
8月14日；终：
6月29日
平均风速
m/s
2.3
2.9
3.3
3.3
2.7
2.2
1.9
1.7
1.7
2.3
2.4
2.3
2.4
最大风速
m/s
21.7
23
24
23.5
22.3
18.7
18
16
11.3
18
28
24
28
最大风速风向
ws
wsw
wnw
wsw
w
wsw
wnw
wsw
wnn
w
w
wnn
w
最多风向
nw
nnw
nw
nnw
n
n
nne
nnw
nnw
nnw
nw
ne
nnw
2.2尕曲电站坝址处设计年径流及其月分配
尕曲电站坝址处集水面积为4938km2，与大米滩水文站集水面积5786km2，相差848km2，相差14.6%，根据《水利水电工程水文计算规范》（SL278—2002）第3.5.5条：
当工程地址与设计依据站的集水面积相差不超过15%，且区间降水、下垫面条件与设计依据站以上流域相似时，可按面积比推算工程地址的径流量。
按面积比法计算坝址多年平均流量，计算公式如下：
式中：
Q1、Q2—分别为设计站和参证站的多年平均流量；
F1、F2—分别为设计站和参证站的流域面积。
推求的坝址处的多年平均流量为21.7m3/s，多年平均径流量为6.84×108m3。
坝址参数选择采用大米滩站参数CV=0.30，CV/CS=2.5，P＝20％、P＝50％、P＝80％的设计年平均流量分别为27.1m3/s、20.8m3/s、15.6m3/s。
其月分配依据大米滩站典型年的月、旬分配比例进行分配，计算成果分别见表2-2、表2-3、表2-4。
尕曲电站坝址设计年径量成果
表2-2单位：
m3/s
P（%）
20
50
80
Kp
1.25
0.96
0.72
Qp
27.1
20.8
15.6
注
=21.7（m3/s）Cv=0.30Cs/Cv=2.5
尕曲电站坝址处设计年径流年内分配表（水文年）
表2-3单位：
m3/s
保证率
年平均
逐月平均流量
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
P=20%
27.1
41.5
43.1
31.7
71.1
26.6
13.9
7.4
5.8
5.9
7.5
14.3
55.5
P=50%
20.8
39.5
72.9
38.4
23.0
16.1
10.8
6.6
3.9
4.6
6.2
11.0
15.7
P=80%
15.6
34.6
51.3
18.2
19.1
11.6
7.4
4.7
4.0
4.2
5.8
9.4
15.5
尕曲电站坝址处设计年径流年内旬分配表（水文年）
表2-4单位：
m3/s
保证率
旬
逐月平均流量
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
P=20%
上旬
13.3
55.8
25.6
48.7
30.9
16.8
8.34
5.41
5.78
5.77
9.83
21.7
中旬
34.2
43.5
29.7
113
28.1
13.5
7.40
6.18
5.66
8.68
11.9
54.2
下旬
76.5
30.9
38.8
51.4
21.0
11.0
6.24
5.46
6.04
7.70
20.8
87.0
P=50%
上旬
20.5
33.8
64.4
21.1
19.6
12.2
7.4
5.1
4.0
5.5
9.8
12.3
中旬
26.9
124
30.3
22.7
15.8
10.8
6.42
3.23
4.67
5.61
11.5
17.9
下旬
70.8
62.3
21.8
25.0
13.2
7.90
5.81
3.05
4.78
6.98
11.4
16.4
P=80%
上旬
31.7
58.5
17.7
28.9
13.4
8.2
5.2
3.5
4.1
4.6
7.5
12.9
中旬
33.9
65.6
15.7
15.4
11.5
7.3
3.8
4.2
4.2
5.6
10.3
17.8
下旬
38.0
31.7
20.6
12.8
9.92
5.82
4.78
4.22
4.19
6.81
10.3
15.6
2.3封堵时段不同频率月平均流量
根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）中对截流标准及封堵工程在施工期间的导流设计标准的要求，本次提供坝址处重现期为5年、10年、20年的月平均流量过程如下表2-5所示。
尕曲电站坝址月平均流量过程表
表2-5单位：
m3/s
P%
项目
年值
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5
设计流量
33.6
51.5
53.5
39.3
88.2
33.0
17.2
9.17
7.18
7.34
9.31
17.7
68.8
10
设计流量
30.4
46.5
48.3
35.5
79.7
29.8
15.6
8.3
6.5
6.6
8.4
16.0
62.2
20
设计流量
27.1
41.5
43.1
31.7
71.1
26.6
13.9
7.4
5.8
5.9
7.5
14.3
55.5
2.4尕科河设计径流年内分配
根据工程设计成果，尕科河汇入口位于坝址与厂房之间，根据1：
10万地形图量得，尕科河流域面积596km2，河道长44km，平均比降为2.6%。
尕科河设计径流的年内分配采用大米滩水文站不同频率设计年径流典型年的分配比例，计算尕科河设计径流年内分配成果见表2-6。
尕科河设计径流年内分配表
表2-6
P
项目
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
年值
P=20%
年内比例（%）
12.6
13.5
9.92
21.6
8.34
4.21
2.32
1.81
1.67
2.35
4.33
17.4
100
设计径流量（万m3）
1380
1483
1089
2366
915
462
254
199
184
258
476
1908
10975
设计流量（m3/s）
5.33
5.54
4.07
9.13
3.42
1.78
0.95
0.74
0.76
0.96
1.83
7.12
3.48
P=50%
年内比例（%）
15.6
29.8
15.7
9.08
6.59
4.25
2.69
1.58
1.68
2.51
4.35
6.39
100
设计径流量（万m3）
1329
2535
1335
773
561
362
229
134
143
214
370
544
8515
设计流量（m3/s）
5.13
9.47
4.98
2.98
2.10
1.40
0.85
0.50
0.59
0.80
1.43
2.03
2.70
P=80%
年内比例（%）
18.2
27.9
9.91
10.1
6.31
3.91
2.55
2.20
2.07
3.15
4.97
8.45
100
设计径流量（万m3）
1231
1886
669
679
426
264
172
149
140
213
335
570
6749
设计流量（m3/s）
4.75
7.04
2.50
2.62
1.59
1.02
0.64
0.56
0.58
0.79
1.29
2.13
2.14
2.5施工分期洪水
根据水文分期洪水计算结果，曲什安河流域洪水年内变化规律比较明显，分期洪水的起讫时间是根据流域洪水的季节性
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