积石峡水电站设计基本资料[详细]

积石峡水电站枢纽设计基本资料

1 工程概况

积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处,是黄河上游干流龙～青段梯级规划的第五个大型梯级电站,距循化县城30千米处,距西宁市206㎞,距民和县城100㎞.

积石峡水电站主要任务是发电.该工程水库为日调节水库,正常蓄水位1856米,工程规模为Ⅱ等大 (2)型,大坝为1级建筑物,泄水建筑物、引水发电及厂房均为2级建筑物.

大坝、泄水、引水发电建筑物按500年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核,其入库洪峰流量分别为5850 米3 /s和7550 米3 /s.厂房按200年一遇洪水设计,考虑机组参与泄洪,厂房按5000年一遇洪水校核;泄水建筑物消能防冲按50年一遇设计.

积石峡水电站施工采用全年围堰挡水、隧洞导流、基坑全年施工的导流方式.

2 水文

2.1 流域概况

黄河发源于青海巴颜喀拉山北麓各恣各雅山的长日曲,经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等九省区,于山东省恳利、利津两县之间流入渤海,全长5464千米,流域面积752443千米2.

黄河上游大部分河流穿行于海拔3000~4000米的高山峡谷之间,河道迂回曲折,流域植被率高,水土保持良好,河流水量丰沛,径流比较稳定.在四川省吉迈至玛曲段有白河和黑河两支流汇入,使干流水量显著增加.黄河入龙羊峡后,经峡谷和川地相间地段,于清水大庄下游2千米进入积石峡.

积石峡水电站坝址位于积石峡峡谷出口处,距河源1938千米.坝址以上流域面积146749 千米2,占全流域面积的19.5%,而水量站全流域水量38.8%.

积石峡坝址上游有已建的龙羊峡、拉西瓦、李家峡及公伯峡水电站,龙羊峡水库是一个具有多年调节性能的巨型水库,总库容达275×108米3.龙羊峡水电站与下游刘家峡水库联合调度运用,使积石峡径流年内分配趋于均匀,提高积石峡

的发电效益,同时大大削减积石峡入库洪水,减小积石峡水库的设计洪水和校核洪水.李家峡、公伯峡水库为日调节水库,调节性能较差,对积石峡水库的入库洪水和径流年内分配影响较小.

2.2 气象

坝址区各气象要素均以上游30千米处循化气象站为设计代表站,坝址附近及以上流域气候干燥,雨量少,为高原半干旱型气候.多年最高气温38.2℃,多年最低气温-19.9℃,多年平均最高气温15.7℃,多年平均最低气温 2.3℃,多年平均气温8.7℃.多年各月最大风速24米/s,最大风速32米/s,多年各月最多风向ESE,多年各月平均风速3.1米/s.多年平均年降雨量266.2米米,多年平均年蒸发量2131.4米米.

2.3 水文基本资料

黄河上游干流安宁渡以上有黄河沿、吉迈、玛曲、康乃亥、贵德、上诠、兰州、安宁度等水文站.上述站均为国家基本测站,观测系列较长,资料精度较高,资料整编规范.其中兰州站观测年限最长,始于1934年.循化水文站位于积石峡坝址上游约30千米处,控制流域面积145459 千米2,与积石峡以上流域面积相差0.9%.循化水文站测量断面上下河流基本顺直、水流流态顺畅,1945年建站观测至今.

2.4 径流

2.4.1 径流系列插补延长

本工程以循化水文站为设计代表站.该站自至今有实测水文资料,其中实测最大月平均流量3530米3 /s,发生在1981年9月,历年实测最小月平均流量157米3/s,发生在1960年1月.设计径流系列采用1919~2000年共81年资料,其中1919~1945、1949年年、月径流是通过循化与兰州站月径流相关插补得到.考虑1980年以后受龙羊峡、李家峡水库调蓄影响,特采用考虑河道演算的合成流量法对贵德站及循化站流量资料进行还原,然后统计得到循化站年、月天然径流量.

2.4.2 年径流频率计算

根据循化水文站1919~2000共81年水文年径流系列,进行频率计算,采用矩法估算参数,P-III 型曲线适线,并经上、下游参数平衡,得循化水文站多年平均流量703米3 /s,Cv=0.24,Cs=2C v,年径流频率计算成果见表2-1.

表2-1 循化水文站年平均流量频率计算表流量单位:米3 /s

2.5 洪水

2.5.1 洪水特性及成因

黄河上游大洪水是由大尺度天气系统所造成的长历时,大面积连续降雨所形成的,局部暴雨对造洪影响不大.

黄河上游洪水特性一般是暴雨特性在地面上的反映,所形成洪水多由大面积降雨所致,洪水涨落较缓,一次洪水过程约40天左右,洪型矮胖,历时较长,峰形多以单峰为主,峰、量关系对应较好,在实测的较大洪水中洪峰出现在9月份占40%,出现在7月份占36%.1946、1967、1981年洪峰都出现在9月份,1964年和调查的1904年历史洪水洪峰出现在7月份.

2.5.2 循化水文站天然设计洪水

根据循化水文站1946~2000年延长后的洪水系列,加入1904年历史洪水,1981年洪水作特大值处理,采用P-III 型曲线适线,再次对循化站洪水进行复核,得出循化水文站天然设计洪水成果表2-2.

表2-2 循化水文站天然设计洪水成果表

2.5.3 区间洪水

贵~循区间洪水是龙~积区间洪水的主要部分.区间洪水采用特征河长法与马斯京根法进行流量演算和用贵德、循化站水文站每场洪水错开传播时间相减法计算贵~循区间洪水,使区间洪水考虑河槽调蓄作用与洪水传播时间后更为准确合理.贵德、循化站水文资料延长十年后设计成果与原成果基本一致.贵~循区间洪水成果见表2-3.

表2-3 贵~循区间洪水成果表

公~积区间洪水计算:采用贵~循区间及龙~李区间设计洪水按面积比折算法综合确定,见表2-4.

表2-4 公~积区间设计洪水成果表

李~积区间洪水计算:采用贵~循区间洪水按面积比直接推得李~积区间洪水,见表2-5.

表2-5 李~积区间洪水成果表

2.5.4 受上游水库调蓄后的积石峡水库频率洪水

龙羊峡水库为一巨型多年调节水库,其投入运行后已使下游天然设计洪水特性发生较大变化.李家峡水库、公伯峡水库都具有一定的调洪能力,所以积石峡坝址以上洪水受到龙、李、公三个水库的调蓄影响.考虑龙、李、公三个水库的调蓄影响后,积石峡水电站不同频率入库洪水的洪峰流量见表2-6.