大渡河沙湾水电站开发方式及其长尾水渠水力学特性研究

摘要

随着我国经济持续稳定的高速发展，以开发水能资源来满足各行业经济发展而兴建的水电工程越来越多，大量的水能资源均分布在人口稀少，经济欠发达的河流中上游，而河流下游人口集中、工业发达，急需能源的浅丘和平原地区水能资源分布较少。近年来下游地区经济的高速和超常规发展，对当地水能资源开发的愿望越来越强烈，促使我们不得不对原认为采用常规方式不可性或不经济或技术难度大的点子进行重新认识和研究，寻找一种超常规的开发方式来开发这些下游河段的水电资源，以满足当地日益增长的经济发展对水电能源的需求。 本文针对大渡河下游沙湾河段地理环境特点，采取了一种超常规的河床式厂房加长尾水渠的混合开发方案，使得沙湾河段的水能开发成为可能。该电站尾水渠具有集中发电水头、增大装机容量的新功能，也正是由于这一新功能，可使传统的引水式、河床式和坝后式开发方式的厂房后再接长尾水渠，均可变为新的混合开发方式，该开发方式是对传统的混合式开发方案的丰富和发展。 沙湾电站尾水渠利用水头14.5m，设计流量2203.2m3/s，获得装机220MW，尾水渠长约9.0km，工程造价54200万元，其中任一单项指标均为全省同类工程之最，由设计流量、获得装机和总长度构成的综合指标，使沙湾电站的尾水渠成为了中国第一大尾水渠。由于沙湾水电站尾水渠长、设计流量大，涉及行洪、弃碴、环保、水保及运行期安全与淤积等问题，因而成为历次审查、咨询、评估的重点和争论的焦点，全国很多领导和专家都认为：本工程成败的关键在于尾水渠，这种利用尾水渠来集中近一半的水头，且获得如此大的装机容量，在全国都没有，若涉及的问题能妥善解决，其经济效益是巨大的，且在具有适合的条件时有很好的推广和应用价值。 本文针对沙湾水电站长尾水渠的特点，就由长尾水渠而引起的工程开发方案、工程总体布置、闸下泄洪消能、尾水渠河段安全行洪和尾水渠渠内水流及泥沙淤积特点等关键技术问题进行了研究，并通过数模和水工模型试验验证，其主要结论为沙湾河段的水能资源应采取一种全新的河床式厂房加长尾水渠的混合开发方式来开发利用。这种新型的混合式开发方案，得到了中国水电水利建设工程咨询公司和中国国际工程咨询公司专家的充分肯定和认可，其研究成果已获准为该河段设计实施方案。

目录

文摘

英文文摘

1综述

1.1传统水能开发方式

1.2水电站开发方式研究的必要性

1.3尾水渠功能延伸带来混合开发方式的多样性

1.4长尾水渠关键技术问题研究

2工程概况

2.1工程位置

2.2电站开发任务和方式

2.3工程总体布置

2.4主要建筑物型式

3电站开发方式研究

3.1大渡河沙湾河段特征

3.2大渡河沙湾河段原拟的开发方式

3.3大渡河沙湾河段开发方式研究

4尾水渠结构型式研究

4.1尾水渠渠线选择

4.2尾水渠底坡选择

4.3尾水渠断面选择

4.4尾水渠经济评价

5尾水渠水力学特性研究

5.1尾水渠水面线分析

5.2尾水渠是否参与行洪的研究

5.3尾水渠对枢纽泄洪和消能的影响

5.4尾水渠河段河势稳定影响分析

5.5尾水渠运行期渠内淤积问题研究

5.6尾水渠河工模型试验研究

5.6.1模型设计要求

5.6.2模型设计的相似条件

5.6.3模型制作及相似性检验

5.6.4试验研究的基本条件

5.6.5天然河道情况下尾水渠河段的水流条件试验

5.6.6沙湾电站建成后尾水渠河段的水流条件试验

5.6.7尾水渠修改方案水流条件试验

6结论

6.1结论与建议

6.2沙湾电站尾水渠水渠推广应用和前景

参考文献

科研成果

声 明

致谢

附图