美姑河

美姑河

美姑河,古名“卑水”,屬金沙江水系,發源於依果覺鄉西北部的馬加耶依達,向南流至洛俄依甘鄉與昭覺縣竹核河匯合後向東經樂約鄉的阿突巴古流出縣境,貫穿全縣二十多個鄉鎮,全長140多公里,流域面積達2100多平方公里,落差達2700多米,上遊河谷多為“U”形,下遊河谷為“V”形,是水電開發的理想之處。

基本信息

自然地理

概述

美姑河發源於大涼山南麓,自北向南流經美姑縣境內的洪溪、維其溝、覺洛至巴普後折向西南流,於牛牛壩納入年渣老河,至美姑大橋匯入烏坡河後折向東流,至柳洪改向東南,經雷波縣的莫紅、老木溝等地後匯入金沙江。幹流全長170公里,落差2983米,集水面積3183平方公里,河口多年平均流量59.4立方米/秒,多年平均徑流量18.7億立方米。

美姑河從維其溝至河口,河道長120公里,落差1615米(高程2024米~409米),河道平均比降13.5 ‰ ,水能資源蘊藏量64萬千瓦,擬定開發容量53.6萬千瓦,占全省的0.47%,是涼山州重要水電開發基地,也是四川省不可多得的中型水電開發基地之一。 維其溝至美姑大橋段,河道長65公里,沿河河谷地形束放相間、水流平緩,平均比降9.7‰,有修建調節水庫的地形地質條件。

美姑大橋至河口段,河道長55公里,平均比降18 ‰,河流穿行於高山峽谷之中,水流湍急,跌水連續不斷,其中尤以爾其至柳洪13公里河段,比降高達30.5 ‰,構成了引水開發的有利條件。

徑流

美姑河流域所處地理位置圖 美姑河流域所處地理位置圖

美姑河 的徑流主要由降雨形成,也有一定的高山融雪補給。降雨的年內分布是:4月降雨開始增多,5~10月降雨約占全年87%,10月以後直至翌年3月,降水逐漸減少。徑流隨降雨和氣溫的變化而變化:4~5月由降雨及融雪補給,6~10月主要由降雨形成,11月後漸以地下水補給為主。

據美姑水文站1959年6月~1993年5月共34個水文年資料統計,多年平均流量為33.7立方米/秒,折合年徑流量10.6億立方米,年徑流深661毫米,年徑流模為21.0L(s·km)。美姑站的年徑流具有年際變化較小的特點。該站豐水期6~10月占全年徑流的78.6%,11月至翌年5月僅占全年的21.4%。最小水流量多發生於3、4月,歷年實測最小流量4.02立方米/秒,發生於1963年。

洪水

美姑河 洪水由暴雨形成,洪峰形狀尖瘦,洪水過程陡漲陡落,漲洪歷時一般4~6h,最短僅2~3h,峰頂歷時20min左右。年最大洪水多為單峰過程,一般1~2d,連續洪水歷時約4~5h。

據美姑水文站1959~1993年35年資料統計:年最大流量最早出現在5月(1978年5月26日),最晚發生於9月(1982年9月19日),歷年中年最大洪水發生於5月1次、6月11次、7月14次、8月4次、9月5次。以6、7兩月最多,約占總次數的71.4%。實測年最大流量系列的最大值為1410立方米/秒(1987年7月20日),最小值為326立方米/秒(1961年8月2日和1978年5月26日),兩者與多年平均值683立方米/秒相比分別為2.03及0.48倍。

泥沙

美姑河流域 地質構造複雜,褶皺、斷裂發育。岩層含灰岩、砂岩及易被風化侵蝕的沿線岩和粉砂岩。美姑大橋以上屬高原丘陵山區。流域內除河源有部分森林外,其餘地區植被覆蓋較差,土壤裸露,水土流失嚴重。汛期雨季時,地表徑流對表土的沖蝕、河谷兩岸的塌方及土石流為河流泥沙的主要來源。據美姑水文站懸移質測驗資料統計,多年平均輸沙模數達1180噸/平方公里。

據美姑水文站資料統計,多年平均年輸沙量190萬噸,多年平均含沙量1.80千克/立方米,實測最大含沙量331千克/立方米(1983年5月30日)。輸沙量年際變化較大,最大年輸沙量499萬噸(1983年),最小年輸沙量76萬噸(1978年)。輸沙量年內分配極不均勻,絕大部分集中在汛期(5~9月),多年汛期平均輸沙量占全年輸沙量的97.4%。

美姑河懸移質最大粒徑1.26毫米,平均粒徑為0.075毫米。懸移質礦物成份主要由粘土組成,其次為石英、長石。

氣象

美姑河流域 屬川西高原氣候區。具有“冬寒、春乾、夏涼、秋潤”的山區氣候特點。由於域內地勢高差懸殊,立體氣候特性也較明顯。上游分水嶺處為亞寒帶高寒山區,積雪時間長。隨著高程降低氣溫漸升,至金沙江匯口處為亞熱帶氣候,乾熱少雨。流域內年降雨量大致由西北向東南遞減。

據美姑氣象站歷年資料統計,多年平均氣溫11.4 ℃ ,極端最高氣溫32.3 ℃ (1979年6月3日),極端最低氣溫-10.7 ℃(1975年12月14日)。多年平均年降雨量817.00毫米。最大一日降雨量為66.9毫米,發生於1974年7月27日。多年平均年蒸發量1736.3毫米(20cm蒸發皿觀測值)。多年平均相對濕度73%。多年平均風速1.8米/秒,最大風速20米/秒,相對風向ESE(1988年11月)。最大積雪深20cm(1961年2月15日)。

地質

美姑河流域 位於雲貴高原與川西南山地過渡帶,東北部與四川盆地毗鄰,屬大涼山系,最高峰為東北部大風山,海拔4042米,最低處為美姑河與金沙江匯合口,海拔440米。一般高程2000米左右。山脈走向與構造線展布大體一致,呈南北和北東向延伸。測區內地勢陡峻,高低懸殊,深切“V”型谷多見。根據成因類型,形態特徵結合我國山嶽分類標準,本區地貌分為:剝蝕構造地形、侵蝕構造地形、構造溶蝕地形和侵蝕堆積地形。

美姑河流域自震旦紀以來的沉積蓋層較齊全。測區除石炭系外,各系地層均有分布,其中以古生界地層分布最為廣泛。

美姑河流域大地構造位於“揚子準地台”西部,地處四川西南部“川滇南北構造帶”與四川盆地“新華夏系沉降帶”的交接地帶。測區挾持於剎水壩——馬頸子斷裂與普雄河斷裂之間,屬涼山拗褶帶的東亞區。主要構造線受南北構造控制,兼有北東向、北西向、北北西向及北北東向構造。

美姑河流域挾持於西部則木河——西昌——冕寧強地地震帶和東部馬邊——鹽津——大關強地震帶之間,區內據有歷史地震記載以來,並無強震發生(M>6級),屬外圍西部及東部兩強震帶的影響波及區。

美姑河流域受岩性、水文地質條件及構造的影響,不良的物理地質現象較發育。主要類型有土石流、滑坡、崩塌等。

美姑河流域旱、雨季分明,氣候的水平和垂直分帶明顯。這種降雨集中,氣候分帶和本區固有的深谷地形,對地下水的交替循環有明顯的影響。金沙江是測區地下水排泄的最低基準面。區內分布有鬆散岩類孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩裂隙水及碳酸鹽類裂隙溶洞水四大類。

美姑河流域天然建築材料主要分布在沿河較開闊地段及山間盆地之間。儲量較為豐富,混凝土粗骨料、塊石料及土料,均可就地取材。

歷史

美姑河以其優美的姿態形似一條巨龍,蜿蜒在崇山峻岭間,流經之處,莊稼茂盛,樹木成林,它以甘甜的乳汁培育著世世代代安居在河畔的彝族人民,也為後世留下了許許多多美麗動人的傳說故事。聽老人們說,美姑河以前沒有統一的名字,按流經之處地名而取名,所以美姑河就有十多個名字,而每個地方的美姑河的名字都有著一段動人的故事。在龍門鄉的哈古村,美姑河被稱之為哈古依達。“哈古”是地名,“依達”指大河溝。河流把當地的村莊圍成一個大半圓,相當於給居住在這裡的村民打下了一道水牆。一方面給當地村民飲水、灌溉帶來極大的方便,另一方面,為村民的安全起到了天然的防禦作用,從來沒有一個強盜從哈古村盜走過任何一樣東西。相傳,有一次,彝族英雄支格阿龍的媽媽路過哈古依達時,因為無法過河,沿河尋找路徑時迷了路,後因過度飢餓,昏倒在河畔,幸被當地一牧人發現,純樸善良的村民把她救了回家,並殺豬宰羊款待一番後,幫她順利渡過了美姑河。支格阿龍得知後,騎著飛馬來到了哈古依達,為了感激村民的救母之恩,放出飛馬把狹窄的河谷踏平。從此,給當地村民過河帶來了極大的方便。至今,支格阿龍飛馬的腳印還深深地烙在哈古依達一大石頭上,哈古依達一段河谷寬達五十至一百多米。

梯級水電站

美姑河 美姑河

隨著中央西部大開發的戰略部署,“西電東送”“川電外送”戰略的實施,美姑河流域進行了梯級滾動和綜合開發。

按審定的規劃方案,美姑河流域將開發建設“一庫五級”五個梯級電站,自上而下依次為牛牛壩水電站、瓦洛水電站、瓦吉吉水電站、柳洪水電站和坪頭水電站,總裝機容量50餘萬千瓦,年發電量24億千瓦時。這對地方財政收入和人民生活水平的提高帶來推動作用。

牛牛壩水電站

牛牛壩水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣境內,是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第1級水電站。工程區距西昌市152公里,距美姑縣城24公里,距美姑河匯入金沙江的匯入口72公里。工程開發任務為發電,利用落差190米(1740米~1550米),設計發電引用流量59.3立方米/秒,總裝機容量80兆瓦,保證出力22.1兆瓦,年發電量2.59億千瓦·時(單獨運行/聯合運行)。

水文特性

閘/壩址控制流域面積1102平方公里,多年平均流量21.4立方米/秒,實測最大流量1410立方米/秒,多年平均徑流量6.75億立方米;多年平均含沙量1.86千克/立方米,實測最大含沙量330千克/立方米,多年平均懸移質輸沙量125萬噸,多年平均推移質輸沙量4.1萬噸。

水庫正常蓄水位1740米,死水位1685米,總庫容2.522億立方米,其中調節庫容2.011億立方米,具有年調節性能。閘/壩址設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量1420立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量1840立方米/秒;廠房防洪設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量1440立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量1860立方米/秒。

地形地質

牛牛壩水電站是美姑河流域梯級“一庫五級”開發方案的龍頭水庫,牛牛壩水電站庫區土石流發育,處於紀爾洛背斜的北東翼和托木向斜的兩翼。壩區位於美姑縣新橋鄉下游約2公里範圍內,處於紀爾洛背斜核部,構造較為複雜。引水隧洞右岸地形完整性好,為凸岸。右岸過溝段上覆岩體厚度較大,地質條件簡單,過溝問題不突出。廠址位於牛牛壩區政府上游約1公里美姑河岸邊,廠址區河段近EW向,經右岸下地麵廠房急轉至SN向流出廠區並與下游美姑河右岸支流年渣老河匯合,廠址區為較寬緩的“U”型河谷。

樞紐布置

本工程樞紐為典型的混合式布置型式,由面板堆石壩—右岸泄洪洞、溢洪道—右岸引水線路—右岸上地麵廠房等組成。

面板堆石壩樞紐布置方案為:右岸岸邊開敞式溢洪道,右岸發電引水系統,右岸泄洪洞兼防空沖砂洞,泄洪放空採用一坡到底的有壓隧洞形式。初擬壩頂高程為1746.70米,防浪牆頂高程1747.70米。頂寬12.0米,底寬473米。上游壩坡1:40,下壩坡為1:50,下游邊坡在1700.00米和1655.00米高程處各設寬5米的馬道。整個溢洪道由進水引渠段、控制閘室段、無壓洞段、開敞段和出口挑流坎組成。進口溢流堰設1孔12.0米×12.0米(寬×高),堰頂高程為1728.00米,控制段設檢修平板門和弧形工作門各一道。斷面為城門洞形,斷面尺寸為12.0米×15.0米(寬×高)。溢洪道出口採用挑流消能方式,挑坎頂高程為1630.00米,反弧段半徑45.0米,挑射角16.5°。泄洪洞為深式進水口無壓洞型式,泄洪洞進口為岸塔式,進水塔體尺寸為22米×17米×73米(長×寬×高)。泄洪洞洞身斷面型式為方圓形,斷面尺寸7.0米×9.0米(寬×高),泄洪洞總長約365米。

引水系統由電站進水口、引水隧洞、調壓井、壓力管道等組成。電站進水口初擬豎井式,豎井頂部高程1745.00米,閘門豎井尺寸10米×8.5米×70.75米(長×寬×高)。閘井豎井內設平板事故檢修門、工作們各一道,閘底板高程1674.25米,閘孔尺寸均為4.5米×5.2米(寬×高),工作閘門後設通氣孔。引水隧洞採用有壓引水方式,總長3190米。調壓井初擬採用開敞阻抗式。井筒斷面為圓形,內徑9.50米,底板高程1665.00米,頂部高程1768.00米,總高103米,底部阻抗孔直徑3.8米。調壓室出現最高涌浪水位為1765.798米;調壓室最低涌浪水位1669.125米。壓力管道初擬採用地下埋藏式,主管內徑3.8米,長399.475米。即主管開挖洞徑5.0米,支洞開挖洞徑3.2米。

廠區樞紐由地麵廠房、副廠房及開關站和尾水系統等組成。主機間及安裝間長47.5米,寬19.0米。安裝高程1546.48米,建基面高程1538.52米,最大高度36米。副廠房及開關站結構形式為框架,地下二層為第一副廠房,地面靠主機間一側為開關站,靠安裝間一側為第二副廠房地下第一副廠房,共二層,長47.5米,寬16.2米,總高10.72米。底板高程:1548.78米。地上第二副廠房,共三層,與主廠房的安裝間平行布置,長17.5米,寬16.2米,高15.02米。本電站開關站為開敞式,長30.0米,寬16.2米。地面只設一層,為主變壓器層,樓板高程1559.50米,層高15.02米。尾水系統由尾水平台、尾水渠組成。尾水平台寬5.0 米,平台高程1559.50 米,布置有二孔閘門。尾水渠長約35.0米,寬約19.0米,尾水管出口後接坡度1:3的反坡段。

機電設備

廠房安裝2台立軸混流式水輪發電機組,單機容量為40兆瓦。發電機和變壓器採用擴大單元接線,220kV側採用變壓器-線路組接線,電站採用一回線路接至220kV美姑河開關站,再經開關站至500kV普提變電站,接入四川電網。

水輪機轉輪直徑2100毫米,最大/額定/最小水頭188.4/155/124.2米,額定出力40兆瓦,額定轉速428.6r/min,吸出高度-7米。

發電機為立軸懸式,額定容量47.06MVA,額定功率因數0.85,額定電壓10.5kV,GD2為≥595t·m2。

主變壓器為三相雙繞組風冷升壓式,額定容量100 MVA,能滿足運輸要求。

高壓開關(一般為GIS)選用敞開式電器設備,布置在副廠房屋頂。

通信及控制採用全計算機監控,不設常規手動控制手段。計算機監控系統功能要求、遠動信息及主要技術指標滿足電力行業標準《水電廠計算機監控系統基礎技術條件》(DL/T578-95)的要求。

工程施工

本工程擋水壩型為砼面板堆石壩,選擇採用斷流圍堰、隧洞導流方式。引水隧洞開挖擬選用YT-25型氣腿風鑽鑽孔,周邊光面爆破開挖,LZL-120扒渣機配10t自卸車出渣。土石方明挖151.44萬立方米,石方洞挖28.81萬立方米,土石方堆築484.50萬立方米,混凝土和鋼筋混凝土21.66萬立方米,固結灌漿8.38萬平方米,回填灌漿2.38萬平方米;本工程施工總工期為47個月,其中準備工程占直線工期6個月,主體工程工期37個月,工程完建期4個月。

瓦洛水電站

瓦洛水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣和昭覺縣交界處(左岸為美姑縣轄區,右岸為昭覺縣轄區),是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第2級水電站。工程區距西昌市144公里,距美姑縣城38公里,距美姑河匯入金沙江的匯入口58公里。工程開發任務為發電,利用落差133米(1545米~1412米),擬設計發電引用流量47.1立方米/秒,總裝機容量預計52兆瓦,保證出力預計6.9兆瓦,年發電量預計2.21/2.56億千瓦·時(單獨運行/聯合運行)。

水庫水文

閘/壩址控制流域面積1609平方公里,多年平均流量33.7立方米/秒,實測最大流量1410立方米/秒,多年平均徑流量10.63億立方米;多年平均含沙量1.8千克/立方米,實測最大含沙量331千克/立方米,多年平均懸移質輸沙量190萬噸,多年平均推移質輸沙量4.28萬噸。

水庫正常蓄水位1545米,死水位1520米,總庫容0.72億立方米,其中調節庫容0.46億立方米,具有日調節性能。 閘/壩址設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量1820立方米/秒,校核洪水標準為500年一遇(p=0.2%),相應流量2980立方米/秒;廠房防洪設計洪水標準為30年一遇(p=3.3%),相應流量1620立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量2360立方米/秒。

地形地質

閘區河流順直,河床寬闊,水流較平緩,灘地發育。左閘基岩為細砂岩、粉砂岩和泥岩,岩體完整性較好。右閘肩岩石為細砂岩、粉砂岩夾泥岩、灰質頁岩,存在局部穩定問題。閘基為漂卵石夾砂,能夠滿足閘基持力層要求。引水隧洞埋深一般為200~300米,最深處達630米,最淺處為瓦勒略庫溝100米。進口段岩體破碎,成洞條件較差,需加強工程處理,隧洞段岩石新鮮完整,具備成洞條件。調壓井圍岩為泥岩、鐵鋁質粘土岩,岩體完整,地層產狀平緩,有利於成井。壓力管道處岩性為玄武岩,岩性堅硬、較完整,能滿足墩基承載要求。廠區地表覆蓋1~4m厚的坡積塊碎石土層,工程性狀較差,需清除,下伏基岩為玄武岩,岩性堅硬,能滿足承載要求。

樞紐布置

本工程樞紐為典型的引水式布置型式,由首部樞紐、引水系統和廠區樞紐組成。

首部樞紐主要有泄洪閘、沖沙閘、擋水壩、進水閘和沉沙池等建築物。

泄洪閘和沖沙閘均布置在主河道部位,泄洪閘3孔,閘孔尺寸10×8米(寬×高),底板高程1527米,沖沙閘2孔,閘孔尺寸為5×5米(寬×高),底板高程1526米。設計泄洪流量1820立方米/秒,校核泄洪流量2980 立方米/秒。擋水壩全長130米,其中左壩段長60米,右壩段長70米,壩頂高程與攔河閘頂高程同為1547米,最大壩高23米。進水閘底板高程1532米,閘孔尺寸為5.6×5米(寬×高)。沉沙池型式為單室式,全長200米,池身段長150米,寬16米。

引水系統主要有引水隧洞、調壓井和壓力管道等組成。

引水隧洞為壓力洞,進口至調壓井全長10500米,內徑4.5米,進口底板高程1527.5米。調壓井為頂部開敞差動式,升管直徑4.5米,大井直徑為14米,最高涌浪水位為1560.34米,最低涌浪水位為1512.66米,井高約50米。壓力管道採用聯合供水方式,為地下埋藏式,一條主管長233.1米,內徑3.4米,主管未端分為三條支管進入廠房。

廠區樞紐主副廠房(含安裝間)、主變壓器及開關站、出線場和尾水系統組成。廠房為岸邊地面式,主廠房長41.4米,寬9.5米,高23.5米,內裝3台混流式水輪發電機組,單機容量為1.6萬千瓦。水輪機安裝高程為1412.1米,發電機層高程為1418米。尾水渠長約20米,斷面型式為梯形,底寬10米,水深2.5米,邊坡為0.5度。正常尾水位1412米。

機電設備

廠房安裝3台立軸混流式水輪發電機組,單機容量為5.2兆瓦。發電機和變壓器採用**接線,220kV側採用**接線,電站採用一回線路接至220kV美姑河開關站,再經開關站至500kV普提變電站,接入四川電網。

水輪機轉輪直徑1550毫米,最大/最小水頭132.7/110.8米,額定轉速500r/min。

工程尚未開工,尚在設計階段。

工程施工

本工程施工導流採用土石圍堰擋水、明渠分期導流方案,導流標準採用10年一遇設計洪水,流量為1190 立方米/秒,導流明渠斷面為矩形,斷面尺寸20×10米(寬×高),進口底板高程1525米。覆蓋層開挖2.83萬立方米,石方明挖2.97萬立方米,石方洞挖28.16萬立方米,砼14.04萬立方米,鋼筋鋼材5760噸。施工工期初步安排從導流工程開工至第一台機組發電,工期4.0年。

瓦吉吉水電站

瓦吉吉水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣境內,是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第三級水電站。工程區距西昌市140公里,距美姑縣城52公里,距美姑河匯入金沙江的匯入口44公里。工程開發任務為發電,利用落差93米(1398米~1305米),設計發電引用流量65.8立方米/秒,總裝機容量44兆瓦,保證出力7.4兆瓦,年發電量1.91/2.13億千瓦·時(單獨運行/聯合運行)。

水庫水文

瓦吉吉水電站位閘/壩址控制流域面積2075平方公里,多年平均流量43立方米/秒,實測最大流量1410立方米/秒,多年平均徑流量13.6億立方米;多年平均含沙量1.85千克/立方米, 實測最大含沙量330千克/立方米,多年平均懸移質輸沙量239萬噸,多年平均推移質輸沙量4.28萬噸。

水庫正常蓄水位1398米,死水位1396米,總庫容135.09萬立方米,其中調節庫容55.05萬立方米,具有日調節性能。閘/壩址設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量2170立方米/秒,校核洪水標準為500年一遇(p=0.2%), 相應流量3564立方米/秒;廠房防洪設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量2270立方米/秒,校核洪水標準為100年一遇(p=1%),相應流量2860立方米/秒。

地形地質

水庫兩岸山體雄厚,庫首段,河谷為不對稱“V”型谷,天然狀態下整體基本穩定,局部有楔塊塌落;庫中~庫尾段,河谷為不對稱“U”型谷,建閘蓄水後,有3處覆蓋層岸坡可能產生塌岸;庫內無村落及礦產分布。

閘址區位於美姑大橋下游約0.9公里,河谷呈不對稱的“U”型谷,河床為砂卵礫石層,透水性強;但閘基基岩防滲條件相對較好。引水隧洞兩岸山體較為雄厚,無控制性深切溝谷,以Ⅲ~Ⅳ類圍岩為主。廠房地形相對開闊,但覆蓋層深厚,基岩面低於現河水面,軟基建廠時持力層下伏岑在軟弱下臥層,需要進行基礎處理。

樞紐布置

本工程樞紐為典型的引水式布置型式,由首部樞紐、引水系統和廠區樞紐組成。

首部樞紐建築物由沖沙閘、泄洪閘、左、右岸擋水壩和電站進水口等組成。沖沙閘、泄洪閘檢修閘門和工作閘門均為開敞式平板閘門。泄洪閘閘孔9.0×14.0米(寬×高),沖沙閘閘孔3.0×14.0米(寬×高),沖沙閘、泄洪閘底板高程1384.60米,底板厚2.6米,閘室總長39.00米;泄洪閘設計泄洪流量2170立方米/秒,校核泄洪流量3560 立方米/秒。右擋水壩、左岸擋水壩分別作泄洪閘、沖沙閘檢修閘門儲門槽,壩頂寬15.0米。電站進水口型式採用岸塔式,總長32.8米,進水口閘頂高程1401.00 米,底坎高程1387.60米,攔污柵孔尺寸(孔數-寬×高)2-5.5×8.5米,進水閘孔尺寸(孔數-寬×高)2-5.5×8.5米。

引水建築物由引水隧洞、調壓室、壓力管道等組成。引水隧洞總長8581.12米,斷面型式為圓形斷面,內徑為5.4 米,襯砌型式主要有鋼筋砼襯砌和噴錨支護兩種。調壓室井筒為圓形斷面,底高程1365.00米,頂高程1435.33米,調壓室最高涌浪為1425.93米,最低涌浪為1374.38米。壓力管道主管長度389.003米,採用全線鋼板襯砌,鋼板用16MnR,主管壁厚12~16毫米,支管壁厚12毫米,鋼管外回填砼厚60cm。主管內徑為4.2米,支管內徑為3.0米。

廠房樞紐建築物主要包括主廠房、副廠房、尾水渠、升壓站、進廠公路等組成。廠房型式為引水式地麵廠房,廠房安裝2台混流式水輪發電機組,單機容量22MW,總裝機容量44兆瓦。廠房主機間與安裝間呈“一”字型順河向布置,主機間位於下游側。機組安裝高程1303.83米。副廠房位於主機間的上游側。升壓站位於安裝間的上游側,場地尺寸30×21米(長×寬)。主廠房總長46.72米,其中主機間長28.20米,安裝間長18.50米。主廠房尺寸(長×寬×高) 46.72×16.9×31.29米,橋機軌頂高程為1321.38米。進廠公路經新建跨河交通橋和公路與現有公路相接。廠區地坪高程為1313.18米,位於校核洪水位之上。

機電設備

廠房安裝2台立軸混流式水輪發電機組,單機容量為22兆瓦。發電機和變壓器採用擴大單元接線,220kV側僅安裝一組隔離開關,電站採用一回線路直接接入瓦吉吉220kV美姑河開關站,再至500kV普提變電站,接入四川電網。

水輪機轉輪直徑2150毫米,水輪機型號HLD333B,最大/額定/最小水頭93 /76/76 米,額定出力22.7兆瓦,額定轉速300r/min,吸出高度-1.5米。

發電機型號為SF22-20/430,單機容量22 兆瓦,額定功率22兆瓦,額定轉速300r/min,額定功率因數0.8(滯後),額定電壓10.5kV(暫定)。

主變壓器為戶外式,主變壓器型號SF9-63000/220,額定電壓10.5kV。

220kV隔離開關型號GW17/252W,額定電壓252kV,額定電流2500kA。  瓦吉吉水電站與集控中心、閘首的通信均採用光纖通信方式,電站建成後將接受流域梯級集控中心的監控,並通過集控中心接受四川省電力調度系統的調度,該電站擬按“無人值班”原則,採用全計算機監控。

工程施工

本工程首部樞紐施工採用枯水期分期導流的方式;引水隧洞及其支洞採用氣腿風鑽鑽孔,周邊光面爆破,非電雷管引爆,無軌運輸;採用先開挖,跟進噴錨支護,後襯砌的順序作業。土石方明挖23.188萬立方米,石方洞挖34.92萬立方米,土石方回填5.07萬立方米,混凝土和鋼筋混凝土17.01萬立方米;本工程籌建計畫工期為8個月,施工準備工期10月,從準備工程開始至第一台機組具備發電條件歷時31個月,主體工程工期32月,施工總工期34月。

柳洪水電站

柳洪水電站位於四川省涼山彝族自治州美姑縣境內,是美姑河水電規劃“一庫五級”方案的第四級水電站。工程區距西昌市166公里,距美姑縣城69公里,距美姑河匯入金沙江的匯入口27公里。工程開發任務為發電,利用落差392米(1305米~913米),設計發電引用流量57立方米/秒,總裝機容量180兆瓦,保證出力34.5兆瓦,年發電量8.45/9.11億千瓦·時(單獨運行/聯合運行)。

水庫水文

水庫正常蓄水位1305米,死水位1296米,總庫容65萬立方米,其中調節庫容51.4萬立方米,具有日調節性能。汛期排沙運行水位1299米,設計洪水位1299.4米,校核洪水位1304.6米。閘址設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量2270立方米/秒,校核洪水標準為500年一遇(p=0.2%),相應流量3720立方米/秒;廠房防洪設計洪水標準為50年一遇(p=2%),相應流量2410立方米/秒,校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%),相應流量3430立方米/秒。

閘址控制流域面積2215平方公里,多年平均流量43.2立方米/秒,實測最大流量681立方米/秒,多年平均徑流量13.5億立方米;多年平均含沙量1.9千克/立方米,實測最大含沙量330千克/立方米,多年平均懸移質輸沙量262萬噸,多年平均推移質輸沙量4.28萬噸。

地形地質

工程所在區域處於四川西南“川滇南北向構造帶”與四川盆地新華系沉降帶的交接地帶。挾持於剎水壩~馬頸子斷裂與美姑河斷裂帶之間。

閘址區位於緩傾上游的單斜地層上,構造簡單,河床覆蓋層較淺,兩岸閘肩均為堅硬的玄武岩體。引水隧洞區山體雄厚,構造相對簡單,無大的不良工程地質問題,以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類圍岩為主。廠址區無大的斷層通過,岩體以寒武系(∈3)灰岩和砂質頁岩為主,岩層產狀平緩,地下水活動較微弱。

樞紐布置

本工程樞紐為典型的引水式布置型式,由首部樞紐、引水系統和廠區樞紐組成。

首部樞紐位於拉木阿覺鄉下游的峽谷里,水工建築物(從左至右)主要由取水口、左岸混凝土擋水壩、一孔沖沙閘、三孔泄洪閘和右岸混凝土擋水壩等組成。閘壩軸線總長73米,壩頂高程1307.5米,閘基最低高程1281米,最大壩高26.5米。取水口布置在河道左凹岸,樞紐布置採用“側向進水,正向泄洪排沙”的布置型式,基礎及兩岸壩肩防滲採用帷幕灌漿。沖沙閘孔口尺寸為2.5米×8米(寬×高),閘底高程1286米;泄洪閘孔口尺寸為9米×13米(寬×高),閘底高程1287米;總的泄流面積為371平方米。

柳洪水電站引水系統包括進水口、壓力引水隧洞、調壓井、蝶閥和壓力管道等。進水口為單孔進水口,沿水流方向布置有兩道攔污柵和一道工作閘門,進水口斷面尺寸為9.5米×7米;引水隧洞長10.218338公里,斷面為馬蹄形斷面和圓形斷面。調壓井為地下雙室式,豎井高68.35米,堅井直徑6米,下室長60米,上室長200米。壓力管道總長約1012.729米,其中720.519米採用鋼板襯砌;主管長度903.3米,主管直徑3.8米,由上、中、下三個平段及上、下兩個斜段組成;支岔管總長109.429米。在壓力管道上平段布置有事故檢修蝶閥。

柳洪水電站採用地下式廠房系統,位於美姑河左岸柳洪溝口上游約200米處,由主廠房、安裝間、副廠房、母線洞、尾水洞和尾水渠、交通洞、通風出線洞、GIS樓等組成,主、副廠房及安裝間呈直線布置,長80.5米,寬18.6米(淨寬16米),高40.45米。

機電設備

廠房安裝3台立軸混流式水輪發電機組,單機容量為60兆瓦。發電機和變壓器採用單元接線,220kV側採用單母線接線,電站採用一回線路接至220kV美姑河開關站,再經開關站至500kV普提變電站,接入四川電網。

水輪機轉輪直徑2340毫米,最大水頭389.70米,額定水頭358.00米,最小水頭352.20米,最大出力67.65兆瓦 ,額定出力61.50兆瓦,額定轉速500r/min,吸出高度-9.6米。

發電機型號為SF-J60-12/4430,三相、交流、立軸、同步、懸式、密閉循環空氣冷卻,最大/額定出力68.57MVA/60MW,額定功率因數0.875(滯後),額定電壓13.8kV,GD2為≥550t·m2。

主變壓器為3台三相雙繞組銅線圈風冷無載調壓油浸式升壓電力變壓器,額定容量為75 MV·A,冷卻方式為強迫油循環風冷。

高壓開關(一般為GIS)採用ZF1-252型SF6氣體絕緣金屬封閉開關設備。

柳洪電站與集控中心、閘首的通信均採用光纖通信方式,在送出工程中建設了柳洪電站至聯合開關站的OPGW光纜,在柳洪首部施工變至柳洪35kV變電站的施工用電線路上加掛了ADSS光纜,為滿足柳洪電站發電需要,在柳洪電站廠房、閘首、集控中心敷設了ADSS進站光纜。

工程施工

根據電站建築物布置和工程區域地質、地形情況、工程量及控制的工期,確定主體工程共分六個標段。即首部樞紐工程標、引水隧洞工程一標、引水隧洞工程二標、調壓井工程標、廠房樞紐工程標和機電安裝工程標。除此之外,進廠交通橋工程單獨分標。機電設備因涉及專業較多,採購分標相應較多。

本工程於2004年2月1日開工建設,2007年8月4日首台機組投入商業運行,2007年8月23日最後一台機組投入商業運行。

坪頭水電站

美姑河 美姑河

坪頭水電站地處四川省涼山州美姑、雷波、昭覺三縣交界區域,是美姑河流域梯級開發的第5級電站,裝機容量180兆瓦。 坪頭水電站閘址位於涼山州美姑河幹流美姑縣境內柳洪溝下游約600米的峽谷段內,廠址位於雷波縣境內的坪頭道班附近。閘址距西昌市約161公里,距美姑縣縣城約74公里。工程樞紐布置由首部樞紐(擋水壩段、泄洪閘、沖沙閘、進水口)、引水系統(引水隧洞、調壓井、壓力管道)和地下廠房系統組成。水庫正常蓄水位913米,總裝機容量180兆瓦(60兆瓦/台×3台)。

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