第二节　主要水电站介绍

一、湘江水电站

湘江水电站位于湖南省东安县,是湖南省境内的第一座径流式水电站,是东安县域电网的骨干电站。

电站位于东安石期市镇羊角坪,为湘江干流上第一座径流式电站,是以灌溉、发电、航运等综合利用的水利工程。电站控制流域面积7100km2,多年平均流量为224m3/s。

该工程由拦河大坝枢纽、引水渠道、前池、发电厂房、输变电工程、通航设施、泄水河床疏浚等七大部分组成;另外,还有水轮泵站和水轮泵消力电站,以及水轮泵侧的泄水电站。主要设施包括751m长的枢纽拦坝坎,1280m长的引水渠,拥有6台3200kW水轮发电机组的发电厂,及装有35kV的主变压器的升压开关站。电站年供水39.73亿m3;多年平均年发电量0.8133亿kW·h,有效灌溉面积1200hm2,水闸上游常年通航17km;对下游的石期市、30km的潇湘汇合口、永州的防洪错锋有一定调控作用。1980年建成以后,安全运行多年,产生了巨大的经济效益和社会效益。

湘江水电站工程特性见表3-2-1。

二、太洲水电站

太洲水电站为一低坝径流式电站,位于湘江干流上游段,地处永州市冷水滩区蔡市镇岐山头村。坝址上游距湘江水电站19km,下游距潇湘水电站32km,距冷水滩城区29km。坝址以上控制流域面积9172km2,多年平均年径流量92.7亿m3,多年平均流量294m3/s。水库总库容为6660万m3,正常水位105.0m,装机容量2×12.5MW,最大过船吨位为100t,工程等级为Ⅲ等。太洲水电站以发电为主,兼有航运、库区养殖等综合利用效益。电站具有日调节性能,多年平均年发电量1.01亿kW·h,年利用小时数4041h,保证出力3216kW,电站于2007年9月28日开工建设,2010年1月完工,总工期28个月,总投资2.7亿元。

建筑物由溢流坝、河床式厂房、左岸土坝、船闸以及变电站等组成。拦河建筑物沿坝轴线呈一字形布置,从左至右依次为土坝、厂房、溢流坝、船闸。坝顶高程112.70m,坝顶全长282.1m,其中溢流坝段长191.5m,左、右两侧分别与主厂房及船闸相接,厂房坝段长62.7m、左岸土坝坝段长17m,船闸坝段长24m。

电站装配2台灯泡贯流式水轮发电机组,主厂房长34.7m,宽度19.8m。安装场长度28m,布置在主厂房的左侧,副厂房布置于主厂房和安装场的下游侧。副厂房设两层:高程98.60m为水泵层、高程103.00m为电缆层及高程106.00m为中控室与高低压开关室层。下游副厂房平面尺寸为34.7m×10.8m。主变场设于安装场下游、厂区下游防洪墙的左侧,开关站为110kW户外升压站,设于安装场下游左侧,平面尺寸为33m×43m。因厂区下游防洪要求,在厂区下游侧沿河左岸、厂区左侧设置防洪墙,与右岸连接坝一起形成封闭防洪圈。防洪墙采用混凝土重力式结构。进厂公路布置在安装场左侧,通过公路进入厂区,厂区地面高程为106.00m。

混凝土溢流闸坝位于河床中部,由开敞式泄水闸组成,建于基岩,共14孔,单孔净宽12m,闸墩厚1.5m(中间一个闸墩厚2.5m),堰顶高程为97.50m,闸顶高程为112.7m,采用面流消能。泄水闸闸室设工作闸门和检修闸门,工作闸门为12m×8.0m弧形钢闸门,上游设平面检修门。

船闸布置在溢流坝右侧,其右侧与右岸非溢流坝相接,由上、下游引航道,上、下闸首及闸室组成。上游引航道伸入水库内,长80.0m。右侧为混凝土导墙,顶高程106.00m,导墙长75.5m。下游引航道全长133.0m,呈直线加圆弧布置,闸室呈直线布置,直线段长为100m,闸室有效尺寸为100m(长)×12m(宽)×1.6m(门槛水深),航道等级为Ⅵ级,设计最大通航船舶吨级为100t。

主要参建单位如下:

项目法人:广东韶能集团股份有限公司永州市冷水滩顺和水电有限公司。

设计单位:广东省韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司。

监理单位:广东省河海监理咨询有限公司。

土建施工单位:广东源天工程公司。

材料供应单位:韶关市百利经贸有限公司。

机电安装单位:广东省源天工程公司。

金结制作安装:广东省源天工程公司。

主要设备厂家:天津天发重型水电设备制造有限公司。

地方政府:永州市冷水滩、芝山区人民政府,东安县人民政府。

质量监督单位:湖南省永州市水利水电工程质量安全监督站。

运行管理单位:永州市冷水滩顺和水电有限公司。

太洲水电站工程特性见表3-2-2。

三、潇湘水电站

潇湘水电站工程位于湖南省永州市冷水滩城区宋家洲。上距潇水河口的萍岛22km,距南津渡电站29.4km,距干流龙头水库太洲32.1km;下距祁阳浯溪梯级电站50km。坝址以上控制流域面积21509km2。总库容为1.82亿m3,正常蓄水位97.00m。电站装机容量52MW,设计多年平均发电量2.153亿kW·h。是一个集发电、航运、城市交通、供水、农田灌溉并带动土地及房地产开发,促进养殖、旅游业发展的综合性工程。

枢纽部分由拦河坝、水电站厂房、变电站、西河土坝及航运单级船闸等建筑物组成。大坝为低水头闸坝,最大坝高28m,坝顶总长度367.5m。砂州右侧布置河床式厂房。厂房内安装4台单机容量为13MW的灯泡贯流式水轮发电机组。近期6级船闸,可通过100t级船队,远景按通行500~1000t级船预留位置于6级船闸左侧。

工程于1993年8月28日正式动工,由于资金问题,一度停工。2000年第1台机组发电,2001年5月正式投产发电。

潇湘水电站工程特性见表3-2-3。

四、浯溪水电站

浯溪水电站工程是位于湖南省祁阳县境内湘江干流中游上段,上距冷水滩市53km,下距祁阳县城约3km。坝址以上控制流域面积23380km2,占湘江总流域面积的24.7%,是湘江干流规划中的第三级,总库容为2.757亿m3,正常蓄水位88.5m,电站装机容量100MW,多年平均年发电量3.955亿kW·h,是一座具有发电、航运、灌溉、交通及城市开发建设等综合效益的水利枢纽工程。

枢纽总平面布置主要建筑物从左至右依次为左岸土坝、发电主副厂房及安装场、开关站、溢流闸坝段、船闸、右岸土坝等。大坝为混凝土重力坝,最大坝高28m,坝顶长度895m。电站厂房为河床式,装有4台单机容量为25MW的发电机组。闸坝右侧布置单级船闸,全长120m,最大通船吨位500t,年通航能力200万t。

该工程2005年12月正式动工,总工期38个月,2009年建成发电。

浯溪水电站工程特性见表3-2-4。

五、湘祁水电站

湘祁水电站位于湖南省永州市祁阳县和衡阳市祁东县交界处,坝址控制流域面积2.7万km2,占湘江总流域面积的28.7%,是湘江干流可供开发水力资源中较大的电源点,距永州市负荷中心较近。

正常蓄水位75.50m,总库容3.89亿m3,多年平均流量777m3/s,多年平均年径流量245亿m3。电站总装机容量80MW,为4台20MW灯泡贯流式水轮发电机组,设计年发电量3.297亿kW·h,以发电为主,兼顾航运、灌溉与旅游等综合利用。

电站建成以后,缓解了永州市供电紧张局面,促进了工农业生产的发展;与上游在建的浯溪电站衔接形成112km航道,对开发湘桂运河、发展湘江航道、沟通南北水运交通具有十分重要的意义。

枢纽主要建筑物从左至右依次为左岸接头土坝、重力坝、左岸船闸、溢流闸坝、右岸电站厂房、安装场、副厂房、开关站、右岸重力坝及右岸接头土坝等。

2008年3月,华能国际电力股份有限公司通过招商取得开发权,同年12月水电站可行性研究获湖南省发改委核准,2009年4月华能湖南湘祁水电有限责任公司正式组建。2009年10月27日,开工后的第40天,一期围堰成功合龙。2011年12月19日1号机组投入使用,至2012年8月25日4号机组投入使用,按期完成了4台机组并网发电。

湘祁水电站工程特性见表3-2-5。

六、近尾洲水电站

近尾洲水电站位于湘江中游的湖南省衡南、常宁、祁东三县交界处,下距衡阳市公路75km、水路92km。该电站是湘江干流规划中9个梯级开发方案的第五级,其上衔归阳梯级,下接土谷塘梯级。坝址以上控制流域面积28600km2,占湘江全流域面积的30.2%,多年平均流量752m3/s,总库容为4.6亿m3,正常蓄水位66.00m,相应库容1.543亿m3。电站总装机容量63.18MW,设计多年平均年发电量2.589亿kW·h,是一个以发电为主,兼具航运、灌溉等综合效益的工程。

枢纽工程由溢流坝、非溢流坝、厂房、船闸和开关站等主要建筑物组成,坝顶全长810m,最大坝高22m。厂房系河床式,厂房内装有3台单机容量为21.06MW的灯泡贯流式机组,主厂房本体是挡水结构,总长91.0m。近尾洲工程永久船闸按五级500t船闸设计,预留1000t级船闸位置。

近尾洲电站工程于1994年9月正式开工,至1997年9月,由于国内配套资金未落实等原因,工程被迫停工。改换业主后工程于1999年12月26日复工,2000年12月28日第1台机组发电。

近尾洲水电站工程特性见表3-2-6。

七、土谷塘航电枢纽

土谷塘航电枢纽坝址位于衡南县云集镇衡南湘江大桥上游4.27km。坝址控制流域面积37273km2,多年平均流量1020m3/s。为《湘江干流规划》的第6个梯级,是一个以航运为主、航电结合,兼有交通、灌溉、供水等综合利用要求的工程。

该工程水库正常蓄水位58.00m,相应库容1.967亿m3,枢纽工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型。经分析论证,确定永久建筑物级别降低一级,即本工程主要永久建筑物为3级,电站厂房型式为河床式,属挡水建筑物的一部分,其上游防洪标准与闸坝相同,按50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。厂房下游防洪标准按50年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。

枢纽总体布置基本格局为右侧河床布置船闸、左侧河床及台地布置电站及鱼道、河床中间布置泄水闸,右岸预留二线船闸。枢纽主要建筑物由单线1000t级船闸(闸室尺寸:长×宽×门槛水深为180m×23m×3.5m)、17孔净宽20m泄水闸、总装机90MW灯泡贯流式机组水电站、枢纽湘江大桥(长1100m,宽15m)、坝顶工作桥(长600m,宽5m)和长774m的鱼道组成。坝顶高程70.50m,坝顶总长度712.2m。

工程电站厂房安装4×22.5MW灯泡式水轮发电机组。3叶片水轮机型号GZ(TB5012)-WP-730,额定水头5.8m,多年平均年发电量3.6295亿kW·h。主厂房长122.1m,机组间距21.0m,安装场长度35m,布置在主厂房的左侧,副厂房布置在主厂房下游侧,中央控制楼布置在安装场左侧。主变场及户外GIS布置于副厂房下游侧的尾水平台上。

鱼道布置在厂房左侧,采用垂直单侧竖缝式,鱼池室净宽2.5m,池室长3.0m,设计水深2.0m。

2012年12月,本工程主体正式开工,一期施工船闸及右侧7孔闸坝,二期施工电站厂房,三期施工余下闸坝,2014年10月28日三期截流成功,2014年12月16日船闸通航,2015年10月首台机组发电。

土谷塘航电枢纽工程特性见表3-2-7。

八、大源渡航电枢纽

大源渡航电枢纽位于湖南省衡山县湘江干流,距衡阳市62km,是湘江衡阳至城陵矶439km千吨级航道的第一个以电养航的航电枢纽工程。渠化航道62km,改善航道120km。

坝址控制流域面积5.32万km2,多年平均年径流量441亿m3,多年平均流量1400m3/s,实测最大流量18400m3/s,调查历史洪水流量22400m3/s,多年平均年输沙量656万t。

河段处于一个大河湾处,左岸为凸岸,台地开阔;右岸为凹岸,台地狭窄。坝址河面宽600m。坝址基岩由板溪群系五强溪组灰绿色砂质、粉砂质和硅化砂质板岩组成,节理裂隙密集,软弱夹层发育;岩层倾向左岸偏下游,倾角60°。

枢纽工程由混凝土闸坝、河床式厂房、船闸及土质副坝组成,总长度为1516m。水库正常蓄水位50.00m,正常蓄水位以下库容为4.51亿m3,闸坝设计洪水标准为50年一遇洪水,洪峰流量21700m3/s;校核洪水标准为500年一遇洪水,洪峰流量27900m3/s。最大坝高32.5m,闸坝总长531m,共设23孔,布置于河床内,孔口尺寸为20m×11m的15孔,20m×13m的8孔,露顶式弧形门,自动控制液压启闭。厂房布置于右岸,主厂房平面尺寸124.71m×18m×15.08m,主厂房净跨18m,标准机组段长21.4m。流道进、出口宽度15m。厂房安装4台30MW和1台10MW灯泡贯流式水轮发电机组,总装机容量130MW,多年平均年发电量5.565亿kW·h;水轮机直径7.5m,定子直径9m;机组总长17.77m;机组最大运行水头11.24m,最小运行水头3m,额定水头7.2m,额定流量472.1m3/s,额定转速65.2r/min,飞逸转速200r/min。在多雨地区首次采用厂房活动屋盖(活动、手动),尺寸为10m×l5m和30m×l5m,吊物孔共6个,尺寸为9.2m×14m,利用坝顶2000kN门机从屋顶进行主机安装,降低了厂房高度。电站清污机集清污、输污、拦污栅吊置于一体。船闸布置于左岸台地,单级船闸尺寸180m×23m×3m,运河全长2300m,为凸岸裁弯取直,旱地施工,保证了施工期通航。

工程设计获2002年交通部和湖南省优秀设计一等奖、2003年国家优秀设计铜奖、国家优质工程银奖。

工程于1995年12月20日开工,1998年12月底第1台机组并网发电、船闸正式通航,1999年10月第4台机组发电,2000年5月竣工,工程运用情况良好。

大源渡航电枢纽工程特性见表3-2-8。

九、株洲航电枢纽

株洲航电枢纽属湘江干流梯级开发规划的第八个梯级,是“十五”国家重点建设项目,也是我国第三批利用世行贷款的内河航运建设项目,交通运输部水运工程建设示范工程。它是以航运为主、航电结合,兼有交通、灌溉、供水与养殖等综合利用要求的水运工程。坝址位于株洲县境内的空洲岛,下距株洲县(渌口)6km,距株洲市约24km。上距大源渡枢纽96km。坝址以上流域面积66002km2。坝址区为微弯分汊河段,由空洲岛分隔为左右两汊。

枢纽工程正常蓄水位为40.5m,相应库容4.743亿m3。属Ⅱ等大(2)型工程,经初步设计审查通过,建筑物级别降低一级,即主要建筑物为3级,次要建筑物为4级,临时建筑物为5级。防洪标准按50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。相应洪峰流量为21600m3/s和27100m3/s。

枢纽主要建筑物布置从左至右依次为电站厂房、左汊泄水闸、空洲岛副坝、右汊泄水闸、右岸连接坝段、船闸和坝顶公路桥等。坝顶总长1180.15m。

船闸布置在右汊右岸台地,为1000t级船闸,闸室有效尺度为180m×23m×3.5m(长×宽×门槛水深),能一次通行一顶4艘千吨级驳船队,设计年通过能力为1260万t。

电站布置在左汊左岸河床,安装5台转轮直径7.5m的灯泡贯流式发电机组,单机容量为28MW,总装机容量为140MW。多年平均年发电量为6.636亿kW·h。装机利用小时数为4740h。

泄水闸:枢纽共布置24孔泄水闸,孔口净宽20m,最大坝高31m,闸墩厚度3m。采用弧形闸门挡水,液压启闭机启闭,其中:左汊河床布置11孔,右汊河床布置13孔。消能建筑物采用底流消能。

空洲副坝为黏土心墙土石坝,上下游坝坡1∶2,坝高4.5m。

坝顶公路桥:坝顶公路桥全长847m,跨船闸公路桥长126m,桥宽12.25m,设计荷载为汽-20、挂-100。

施工导流采用分期导流方式。一期先围左汊,施工电站厂房及11孔泄水闸,船闸在右岸台地同期施工,由疏浚后的右汊河床泄流和通航;二期围右汊,施工剩下的13孔泄水闸,由左汊已建好的11孔泄水闸泄流,右岸永久船闸通航,同时利用二期围堰挡水发电。

主要工程量:主体工程混凝土总量为77万m3,土石方开挖总量为572万m3,土石方回填总量为374万m3,基础灌浆总量为16200m,金属结构制安总量为1.5万t。工程总投资19.469亿元。

工程于2002年8月1日正式开工,2004年12月28日船闸正式通航,2005年8月15日首台机组发电,2006年8月2日5台机组全部并网发电,2006年8月,枢纽工程全部完工。总工期48个月,较计划工期提前一年。

湘江航运开发株洲航电枢纽的设计工作通过设计招标由湖南省水利水电勘测设计研究总院牵头,联合湖南省交通规划勘察设计院共同承担。在项目建设过程中,设计单位按照业主提出的“铸造精品、力创鲁班奖”的要求,精心设计,并在设计过程中不断地优化设计、精益求精,节约了工程投资,取得了良好的社会效益和经济效益。

本项目获湖南省优秀勘察一等奖,省优秀设计一等奖。获2012年度国家优质工程银质奖。主要特点如下:

(1)工程设计自始至终贯彻了以航运为主的指导思想和设计创新理念。在设计过程中,进行了坝线和多个枢纽布置方案比较,通过大量的物理模型和数学模型验证,最大限度地满足了航运要求。

(2)设计充分考虑了上、下梯级间通航水位的衔接,通过多方案水位比选,实现了上下梯级通航水位的完全衔接。在进行枢纽总平面布置时,充分考虑远景航运发展的需要,预留了二线船闸的位置,避免了二线船闸开发时的二次征地、拆迁和移民问题。

(3)在设计中贯彻“全寿命周期成本”的设计理念,在建设过程中适当增加投入,降低营运期的维修成本,起到事半功倍的效果。如:泄水闸堰面、消力池表面采用抗冲耐磨混凝土;消力墩采用钢护套;考虑运行期泥沙淤积,船闸引航道在建设期超挖0.5m等。

(4)积极采用新技术、新材料。如:海曼及风化深槽水下防护采用格宾石笼护底新材料,边坡水下部分的防护采用模袋混凝土护坡,嵌缝材料采用近几年广泛使用的新型高压聚乙烯泡沫板材等。

(5)通过8年多的工程运行证明,株洲航电枢纽设计合理,整个枢纽与周边环境协调一致,融为一体,取得了整个枢纽布置协调,美观整齐的视觉效果,并已取得了良好的社会效益及经济效益。

1)提高了湘江的航道等级,促进了湘江航运事业的健康发展,取得了显著的社会效益。

2)设备性能优良,运行稳定,发电能力突出。2005年至2014年10月,已累计发电62.0亿kW·h,为湖南电网的安全有序供电作出了重要贡献,并取得了良好的发电效益。

株洲航电枢纽工程特性见表3-2-9。

十、长沙综合枢纽

长沙综合枢纽坝址位于长沙市下游的望城区蔡家洲,距湘江一桥26km,渠化上游航道里程至株洲航电枢纽共132km。工程正常蓄水位为29.7m,库容6.75亿m3。工程规模为一等大型工程。

主要建筑物设计洪水标准为100年一遇,洪峰流量26400m3/s;校核洪水标准为500年一遇,洪峰流量30200m3/s,建设工期72个月,工程总投资63.78亿元,其中枢纽主体工程38.13亿元,移民安置25.65亿元。

工程主要建筑物从左至右依次为左岸副坝、双线船闸、左汊泄水闸、排污闸、电站厂房、鱼道、蔡家洲副坝、右汊泄水闸以及右岸副坝。

船闸为双线2000t级,闸室有效尺寸280m×34m×4.5m(长×宽×门槛水深),设计年通过能力9800万t。

泄水闸共46孔,其中低堰26孔,堰顶高程18.50m,单孔泄流净宽22m,高堰20孔,堰顶高程25.0m,单孔泄流净宽14m。

电站共安装6台单机容量9.5MW的灯泡贯流式机组,总装机容量57MW,多年平均年发电量2.315亿kW·h。

坝顶公路桥为双向6车道,桥长1907m,桥宽27m。

2009年9月30日,在枢纽工程坝址现场召开了隆重的开工动员大会;2014年10月1日第1台机组发电,2015年11月30日第六台机组发电,工程全面竣工。

长沙综合枢纽工程特性见表3-2-10。

十一、涔天河水电站

涔天河水电站位于湘江一级支流潇水河上游的永州市江华瑶族自治县境内,坝址控制流域面积2466km2,占整个潇水流域面积的20%,多年平均年径流量26.6亿m3,是以灌溉为主,结合防洪、发电、供水、放木、航运等综合利用的大型水利枢纽工程。

20世纪60年代中期,为避免淹没原江华县城水口镇,将规划的高坝方案改为低坝方案实施,工程于1970年9月建成蓄水,坝高46m,正常蓄水位254.26m,总库容1.05亿m3,设计灌溉面积17万亩(实际灌溉面积8.5万亩),发电装机容量22.50MW。

2011年11月动工扩建,扩建后的工程以灌溉、防洪、向湘江下游长株潭河段补水为主,兼顾发电、航运等综合利用的大型水利水电工程。枢纽工程在现有坝址后约200m设新址建设,由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、电站厂房和灌溉渠首工程等主要建筑物组成。水库正常蓄水位为313m,总库容为15.1亿m3,防洪库容2.5亿m3。最大坝高114m,坝顶宽10m,坝轴线长328m。总装机容量200MW,安装4台50MW混流式机组,多年平均年发电量4.58亿kW·h。扩建工程总投资约130亿元,设计工期46个月。

2011年11月,涔天河水库扩建工程枢纽奠基,2012年8月前期工程开工,2013年11月主体工程开工,枢纽工程预计2017年建成。

涔天河水电站工程特性见表3-2-11。

十二、大林江水电站

大林江水电站位于潇水中上游湖南省江华县沱江镇以北的界碑乡,是湖南省潇水中上游的第三座梯级,距江华县沱江镇17km,为引水式径流电站。引水坝址在潇水干流147km处,距上游涔天河水库21.1km,下距双牌水电站61.4km,是潇水干流上的第三梯级电站。坝址以上控制流域面积3506km2,水库正常蓄水位208.00m,总库容为0.08亿m3。工程任务以发电为主,兼有灌溉等综合效益。电站装机37.5MW,保证出力3.4MW,多年平均年发电量1.25亿kW·h。电站在电网中,枯水期或枯水日可位于腰峰荷位置,汛期时电站视来水情况和电网的需要而定,可位于腰基荷位置运行。

枢纽工程由挡水坝、泄洪闸、引水明渠、引水隧道、电站厂房等建筑物组成。电站厂房进口前沿总长195m,发电厂房布置在中央,厂房左右两侧通过重力坝和土坝与岸坡相连接,最大坝高19.7m,坝顶长度487.35m。厂房为引水式,厂房内装有3台单机容量为12.5MW的灯泡贯流式水轮发电机组。

《湖南省江华瑶族自治县大林江水电站工程初步设计报告》于2003年10月由中国水利水电第八工程局设计院编制完成,该报告推荐正常蓄水位208.00m,装机容量24MW。2003年11月25日湖南省水利厅对初设报告进行了审查,形成审查意见,该审查意见基本同意推荐的正常蓄水位208m;但电站装机容量应重新论证,应扩大装机规模以满足当前电力系统形势的需要。经过对大林江电站45年(1959年1月—2003年12月)的水文资料进行分析,通过电能计算与电力系统的发展需要对扩大装机规模的必要性和可行性进行分析论证,认为大林江电站的装机容量扩大到3×12.5MW更为合理。

该工程2004年9月正式动工,2008年完工。

大林江水电站工程特性见表3-2-12。

十三、双牌水电站

双牌水电站位于湘江一级支流潇水下游,坐落在湘南双牌县境内山清水秀的阳明山五星岭下,控制流域面积10594km2,占湘江流域面积的11.2%,是以灌溉为主,兼顾发电、航运的大型水利枢纽工程。

水库大坝结构为“混凝土双支墩大头坝”,坝高58.8m,坝长311m,总库容6.9亿m3,是湘江水系调洪调峰的骨干水库。大坝左岸有单线双向二级船闸一座,能通过100吨位驳船;右岸的主干渠道绵延92km,流经双牌、芝山、冷水准、祁阳4个县(区)境,灌溉农田32万多亩。

工程于1958年10月开工兴建,枢纽工程于1962年底基本完成。1963年4月,“湖南省双牌水电站”正式挂牌成立。船闸于1962年8月通航,右干渠于1966年通水,坝后式电站厂房内装设3台单机容量为45MW的立轴混流式水轮发电机组。电站主接线:在发电机出口10.5kV侧为发电机变压器单元接线;高压110kV侧为双母线接线。1963年7月为解决电力抽水灌溉急需而临时在1号机坑装设两台3MW小机组投入运行,1966年3月(2号机45MW机组)、1969年5月(3号机45MW机组)、1979年5月(1号机45MW机组)3台机组相继投产,形成了3台单机容量为45MW的装机规模,年设计发电量达5.85亿kW·h。

1995年以来,电站进行了部分设备的改造。3台机的调速器由原来的机械调速器换成了可编程微机调速器;2号、3号发电机转子线圈和定子线圈已经更换,绝缘等级达到F级,发电机视在功率由53MVA增容到58.83MVA;2号和3号水轮机保护和励磁系统进行了部分更新,实现了计算机监控,并扩大了近区供电规模。

2008年增容工程主要是对1号、2号、3号水轮机进行改造,更换1号发电机定子和铁芯,更换母线及相应电气设备,每台机组容量从45MW增容到50MW。项目已经实施。

水库改善上下游通航河道138km,船闸设计年货运量50万t,过木量120万m3。设计灌溉面积32.54万亩,实际灌溉面积28.0万亩。截至2006年,已累计发电量189.12亿kW·h,提供灌溉用水74.42亿m3,发电装机容量135MW(3×45MW),设计年发电量5.85亿kW·h,保证出力17.5MW。设计洪水位(P=1%)173.45m(吴淞高程,下同),校核洪水位(P=0.1%)176.0m,正常蓄水位为170m,发电死水位158m,最大水头43.0m,最小水头28.1m,额定水头39.0m,总库容为6.94亿m3,为季调节水库。

双牌水电站设计时水库不承担防洪任务,故没有设汛期限制水位,随着防洪形势的不断加剧,20世纪80年代,湖南省防汛抗旱指挥部要求双牌水库承担防洪任务,并在2004年下达了湘防〔2004〕17号文,在汛期(4—6月)将水位限制在168.00m运行,汛期限制水位为168.0m。2007年湖南省防汛抗旱指挥部根据实际情况,将防汛限制水位调整为168.00~169.00m运行。

双牌水电站,是国家第一个五年计划时期湖南省的重点工程。电站先后获得了国家、省(部)、市级荣誉80多项,被誉为潇水河畔的一颗璀璨明珠。

双牌水电站工程特性见表3-2-13。

十四、南津渡水电站

南津渡水电站位于湖南省永州市芝山区,距永州市15km,是潇水流域阶梯开发最末级工程,上游有双牌水库调节流量。坝址以上流域控制面积11791km2,水库正常蓄水位114.00m,装机容量60MW,设计多年平均年发电量2.9343亿kW·h,是一座以发电为主,兼有航运、灌溉、城市供水等综合利用的水电工程。

南津渡水电站枢纽工程主要由拦河坝、引水渠、电站厂房等组成。枢纽部分包括混凝土溢流坝、两岸浆砌石重力坝接头和右岸土坝。大坝为浆砌石挡水坝,坝长40m,坝顶宽8m,最大坝高为22.3m,采用混凝土板防渗。电站厂房为河床式,厂房内装设3台单机容量20MW的灯泡贯流式机组,机组额定水头14.5m,最大水头17.8m,是当时国内已建水头最高的灯泡贯流式机组电站。通航建筑物为斜面升船机。

南津渡水电站工程1989年6月动工,1991年11月30日第1台机组发电,1992年5月2号、3号机组相继发电,1998年竣工验收。

南津渡水电站工程特性见表3-2-14。

十五、石壁山水电站

石壁山水电站位于沤江中游,地处湖南省桂东县沙田镇石壁山地段,为原水利部1967年批准的沤江梯级电站的第二级——引水式电站。坝址控制流域面积824km2,水库正常蓄水位585.00m(相对高程),相应库容80万m3,死水位583.00m,防洪限制水位585.00m,属日调节小水库。电站装机容量12MW(3×4MW),设计多年平均发电量4100万kW·h,电站以110kV线路并入江湾变电站。工程以发电为主,兼有防洪、灌溉综合效益。

电站由大坝、厂房、引水隧洞、110kV升压站组成,大坝、厂房的防洪按100年一遇洪水设计。地震设防烈度为Ⅶ度。大坝为混凝土重力坝,最大坝高35m,坝顶长度82m。厂房装有3台混流式水轮发电机组。

工程勘测设计工作始于1999年,工程于2000年2月正式动工,经过2年多时间的建设,于2002年12月3台机组投产发电,并通过了政府有关部门验收。

工程由湖南省水利水电勘测设计研究总院设计,湖南省水利水电工程总公司建设施工,福建南平南电安装有限公司安装,并入湖南省电网运行。

石壁山水电站工程特性见表3-2-15。

十六、沙田水电站

沙田水电站(又名花木桥水电站)位于湖南省汝城县永丰、田庄乡境内,坝址以上控制流域面积1064m2,水库总库容0.313亿m3,为周调节水库。沙田水电站为沤江石磨岭、石壁山、沙田3个梯级电站的第三极,正常蓄水位474.00m,相应库容800.7万m3。电站装机容量54MW,多年平均年发电量2.64亿kW·h。

电站枢纽由拦河坝、冲沙孔、引水隧洞及厂房等组成。大坝为混凝土单曲圆筒拱坝,坝顶高程477.4m,最大坝高39.4m。坝顶宽2m,坝底厚10m,坝顶弧长105.6m。大坝设4孔10m×6m(宽×高)溢流表孔,堰顶高程468.00m。坝基帷幕灌浆防渗,坝体无廊道。坝区地震烈度小于Ⅵ度。

工程于1970年10月全面开工,1973年底第1台机组投入运行,1974年全部建成。

2001年开始扩建,扩建2台25MW的水轮发电机,总装机容量为104MW,年发电量增加到3.424亿kW·h。

沙田水电站工程特性见表3-2-16。

十七、万年桥水电站

万年桥水电站是由湖南省郴州市计委批准兴建的汝城县第一座国有资产控股的股份制电站,是全国首批“以电代燃料”生态试点电站。站址位于汝城县暖水镇境内106国道旁,属东江上游沤江水系,上接沙田电站尾水,下连东江电站水库回水位,电站厂房距县城16km。电站总投资1.05亿元。电站为引水式电站,装机容量2×0.75MW,设计引用流量56m3/s,设计水头30.5m,年利用小时4400h,多年平均发电量6600万kW·h。电站大坝为高23m、长155.5m的闸坝式重力坝,坝址控制流域面积1111km2,多年平均流量38m3/s。引水系统总长5330m,其中引水隧洞4226m,隧洞开挖断面6.5m×6.7m,渡槽长178m,是湖南省引用流量最大的渡槽。电站主厂房长39.36m,宽15.9m,高20.53m。电站设计1台20000kVA变压器,1回110kV线路与暖水变电站连接。

电站由湖南省水利水电勘测设计研究总院设计,湖南省水利水电工程总公司、中铁十四局集团有限公司承建土建工程,中国水利水电第十一工程局承建机电安装工程。电站主体工程于2002年5月开工,2004年3月投产发电,电站自动化程度较高,属于典型的计算机综合自动化系统电站,电站定编25人,实行董事会领导下的站长负责制管理,设立站部领导、生产科、综合办等机构。

万年桥水电站工程特性见表3-2-17。

十八、翠江水电站

翠江水电站(原石面坦水轮泵水电站)位于耒水中游湖南郴州市苏仙区五里牌镇境内,是耒水梯级规划中的第三个梯级。坝址以上流域面积5992km2,占耒水流域面积的51%,距上游多年调节东江水库34km。水库正常蓄水位125.0m,有效库容640万m3,属日调节水库,径流式电站,电站装设3台单机容量9300kW的灯泡贯流式水轮发电组,总装机容量27.9MW,设计多年平均发电量1.12亿kW·h,年利用小时4010h。电站以Ⅰ回110kV线路接入郴电国际二江口变电站。电站左岸有装机容量2×560kW+ 3×450kW的电灌站,提水灌溉3.1万亩农田,工程以发电为主,兼有防洪、灌溉等综合效益。

枢纽由挡水坝、溢流坝、升船机、厂房及付坝、开关站等主要建筑物构成,溢流坝布置在河床中间,装置12孔10m×9m弧形闸门;主厂房位于右端,全长42.5m,跨度14.6m;坝顶上游侧布置有车道4.5m宽公路桥;水库淹没影响人口627人,淹没耕地2694亩。

工程于1983年经水利部、湖南省计委批复兴建,1985年由湖南省水利水电勘测设计院着手勘测设计工作,1986年11月正式动工兴建,1991年11月第一台机在小电网、限出力下运行发电,1993年底3台机全部安装完成,并网发电。

工程由湖南省水利水电勘测设计院设计,中国水电第八工程局机电安装,中建五局七公司土建施工。2003年6月苏仙区政府与广东韶能集团股份有限公司重组成立郴州市翠江水利发电厂有限公司,并进行营运管理。

翠江水电站工程特性见表3-2-18。

十九、东江水电站

东江水电站位于中国湖南省资兴市境内,距郴州市45km,距资兴市东江区11km,是湘水支流耒水梯级开发的控制性工程。电站以发电为主,兼有防洪、航运和工业用水等综合效益。坝址控制流域面积4719km2,占耒水全流域面积的39.6%,多年平均流量144m3/s,多年平均年径流量45.4亿m3。

大坝按1000年一遇设计,洪峰流量13900m3/s,相应库水位289m;10000年一遇加20%校核,洪峰流量24100m3/s,相应库水位293.4m,总库容91.5亿m3。正常蓄水位285m,相应库容81.2亿m3,死水位237m,调节库容56.7亿m3。库容系数高达1.16,为多年调节水库,系目前国内已建水电工程中调节性能最好的水库。厂内装有4台混流式水轮发电机组,单机容量125MW,总容量500MW。设计多年平均年发电量12.3亿kW·h,装机年利用小时数2460h,电站单独运行时保证出力为110MW,联合运行时保证出力为306MW。最大水头139m,最小水头86m,额定水头118.5m。东江水电站通过3回220kV线路并入电网。电站建成后主要供电湖南、华中地区,在电网中主要起补偿和调峰、调频作用。

东江水电站为Ⅰ等大(1)型工程,大坝地震设防烈度为Ⅷ度。枢纽主要建筑物有混凝土双曲拱坝、坝后式厂房、两岸潜孔滑雪式溢洪道、左岸一级放空洞、右岸二级放空洞及库内长盈头木材转运设施等组成。拦河大坝为变圆心、变半径混凝土双曲拱坝,坝顶高程294.00m,最大坝高157m,坝顶弧长438m,最大底宽(厚)35m,顶宽7m,厚高比0.223,最大圆弧半径309.3m,最大中心角95°。右岸高程270.00m以上设置重力墩。坝后主厂房全长106m,宽23m,高56m。工程泄洪布置采用岸边式溢洪道,其消能方式选用左岸扭曲和右岸窄缝式挑坎相结合形式。此外,在左岸布置一级放空兼泄洪洞,进口高程为222.00m,全长527m;右岸布置二级放空洞,进口高程170m,全长675m。由于一级放空洞存在较大安全隐患,其建成后未曾使用过,通过研究并经评审同意,采用对一级放空兼泄洪洞进行封堵、对二级放空洞进行改造完善的调整方案(图3-2-1)。

东江水电站勘测设计工作始于1956年,1958年曾动工,1961年缓建,1978年3月复工,1986年8月下闸蓄水,1987年10月第一台机组发电,1989年四台机组全部投产,1992年底工程基本竣工。

工程由中南勘测设计研究院设计,中国水电第八工程局有限公司负责工程施工。项目业主为湖南省电力公司。

(一)工程关键技术问题

(1)高混凝土双曲薄拱坝设计。东江拱坝是当时我国建成的第一座高双曲薄拱坝。大坝为变圆心、变半径双曲拱坝,最大圆弧半径309.3m,最大中心角95°。坝顶弧长438m,坝顶宽7m,最大坝底宽35m,最大坝高157m,厚高比0.223。为改善拱端的应力状态,将等厚拱圈下游面局部加厚,水平拱圈形成变厚拱。右岸高程270m以上设置重力墩。居国内20世纪80年代拱坝建设的领先水平。

(2)右岸滑雪式溢洪道采用了具有特色的窄缝式挑流鼻坎消能工。

(3)电站引水道布置系国内首次采用坝后背管方式。直径5.2m,管外包以钢筋混凝土。

(4)世界最大的偏心铰弧门设计,闸门尺寸6.4m×7.5m,最大挡水水头120m。

(5)施工中采用的新技术有:坝基开挖采用三面预裂爆破技术;混凝土表面保护采用保温被和双层气垫塑料薄膜。保温被是粒状聚苯乙烯泡沫塑料装入编织袋内缝制而成,由插筋挂贴在横缝或上下游立面上。双层气垫塑料薄膜是由2层带气泡的塑料薄膜重叠而成,预先粘贴在模板上,或在拆模后立即贴到混凝土表面。

(二)工程获奖情况

东江水电站工程获得了国家优秀工程勘察金奖、设计金奖及多项国家级、省部级科技进步奖项。

东江水电站工程特性见表3-2-19。

二十、小东江水电站

小东江水电站位于湘江支流耒水上游,湖南省东南部资兴市境内,上距东江水电站约9km,为东江的配套工程。坝址以上控制流域面积4805km2,占耒水全流域面积的40.4%。小东江水电站以发电为主,兼顾向郴州市供水等综合效益。其发电运行方式为配合东江水电站运行,非补偿期进行反调节,补偿期与东江水电站同步运行。

东江目前运行水库正常蓄水位148.00m(远景150.00m),死水位143.00m,148.00m水位相应库容1064万m3,有效库容524万m3(远景740万m3),为日调节水库,装有7MW机组和20.5MW机组各2台,总装机容量55MW,多年平均年发电量1.54亿kW·h,最大水头17.3m,最小水头9m,额定水头14m。

小东江水电站为河床式电站,枢纽主体建筑物由泄洪闸、河床式厂房、两岸非溢流坝等组成。坝顶高程152.00m,坝顶全长188m。其中左岸接头系非溢流混凝土重力坝,长33m,河床左侧布置3孔净宽36m,包括闸墩共52m的泄洪闸;右侧为厂房坝段,长68m;右岸非溢流混凝土重力坝呈丁字形布置,长31m。

小东江扩机是将左岸原导流洞进口改建为引水道进口,在洞内布置直径为3.5m的压力水钢管,厂房布置于原导流洞出口的明渠段,内装1台4000kW的水轮发电机组,利用弃水发电,并为大机提供可靠的保安电源。主厂房内的机组中心位于原导流明渠中心线以右0.725m,上距大机副厂房下游外侧约11.2m,尾水明渠由原导流明渠改建而成,该地段已回填成厂房回车场,地面高程142.00m,地形平坦,便于扩机厂房建筑物的布置。

小东江水电站于1985年4月开工,1986年12月截流,1990年10月开始发电,1991年12月四台机组全部投产,1992年6月全部竣工。扩机工程于1993年10月开始施工,1995年10月投产发电。

工程由中南勘测设计研究院设计,中国水电第八工程局有限公司负责工程施工。项目业主为湖南省电力公司。

小东江水电站工程特性见表3-2-20。

二十一、鲤鱼江水电站

鲤鱼江水电站位于湘江一级耒水中上游,地处湖南省资兴市鲤鱼江镇。坝址上距小东江水电站6km,下距石面坦水电站21km,坝址控制流域面积4849km2,占耒水流域面积11783km2的41.25%,是一个以发电为主,兼顾城市开发、旅游、生态治理等综合利用效益的水利水电枢纽工程。流域多年平均降雨量为1418mm,多年平均气温为18.6℃,多年平均流量为134m3/s,多年平均来水量为42.3亿m3。坝址500年一遇(P=0.2%)洪水流量为6050m3/s,50年一遇洪水流量为3730m3/s,10年一遇洪水流量为1650m3/s。鲤鱼江水库正常蓄水位130.5m,相应库容为628万m3,调节库容为120万m3。鲤鱼江水电站装机为3×6MW灯泡贯流式机组,电站装机总容量为18MW,多年平均发电量5104万kW·h。升压站110kV出线至瓦家坳变电站。

工程等级为Ⅳ等。工程永久性建筑物闸坝、电站厂房为4级建筑物,临时性建筑物级别为5级。闸坝防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核;河床式电站厂房上游防洪标准与闸坝相同,下游防洪标准为30年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核。

枢纽平面布置从左至右依次为左岸防洪堤、闸坝段(包括右岸连接坝段)、主厂房及安装场、右岸防洪堤、升压站等。工程规模为小(1)型。河床段为11孔溢流闸坝,闸坝右侧与电站厂房连接,左侧采用非溢流坝型式与左岸相接。闸孔尺寸为10m×6m(宽×高),堰顶高程为124.50m,采用钢质弧门挡水,液压启闭;上游设2套检修门,利用坝顶移动式门机启闭,坝顶设6m宽交通桥连接两岸交通。闸坝下游在主河槽处布置3孔消力池,其余为8孔消力坦。

电站厂房紧靠闸坝,布置在河床右岸,为河床式。厂房平面尺寸为64.28m×29m(长×宽),顺水流方向由进水渠、拦污栅、进口检修闸门、主副厂房、下游防洪墙、出口检修闸门及尾水渠组成。安装场紧靠厂房右侧布置,长23m,宽17m。副厂房集中布置在主厂房下游,平面尺寸64.28m×12m(长×宽),呈一字形布置。升压站布置在安装场右端,紧靠下游副厂房边墙布置,升压站平面尺寸为63.5m×39m(长×宽),地面高程为131.83m。

工程于2003年8月20日提出土建开工申请,2005年9月3日一期工程阶段验收,2006年10月3日第1台机组(3号机)并网发电。工程由湖南省水利水电勘测设计研究总院设计,郴州市阳光水电监理咨询有限公司监理,中国水电第十一工程局、湖南省水工厂有限责任公司施工和安装。2011年12月以前属广东梅雁实业投资股份有限公司管理,以后属湖南联诚科技开发有限公司管理。

鲤鱼江水电站工程特性见表3-2-21。

二十二、程江口水电站

程江口水电站位于湖南省的湘江一级支流耒水中游,地处资兴市程水镇程江村。坝址上游距东江水电站46.18km,距石面坦水电站18km,下游距永兴水电站23km,距耒水河口232km,距资兴市城区12km。程江口水电站按来水流域规划为东江以下的9个梯级中的第4个梯级电站,坝址以上集雨面积为6130km2,多年平均流量173m3/s,多年平均径流总量为54.6亿m3。

程江口水利水电枢纽工程以发电为主,兼有提灌等综合效益。是一座低水头径流流式电站,正常蓄水位115.00m时,相应库容1684万m3,装机容量为25MW,多年平均年发电量9072万kW·h。

枢纽工程由溢流坝和河床式厂房等建筑物组成。拦河坝为硅重力坝,建基面高程为98.00m,坝顶高程124.50m,最大坝高26.5m,坝顶长233.43m。为满足泄洪要求,采用9孔10m×7.8m表孔泄流,设钢质弧门控制水位,堰顶高程为107.20m,下游设3孔消力池和6孔护坦消能防冲,单孔弧门泄洪流量425m3/s,在左岸还设置30m溢流坝,水位达到115m,自动溢流。电站最大水头为8.14m,最小水头3.5m,加权平均水头7.29m,设计水头6.3m,单机引用流量235.4m3/s。主厂房长66.93m,宽18.5m,高50.52m,其中安装场长32m,主机房内安装2台12.5MW的灯泡贯流式水轮发电机组。机组间距16.5m,安装高程100.0m,安装场在主厂房右端,与主机房用伸缩缝分开。副厂房分别布置在安装场右端(端部副厂房)和主厂下游侧(下游副厂房),面积分别为29m×14.7m和32.93m×11.87m(长×宽)。两台主变压器布置在下游副厂房右端,紧靠尾水渠右边墙处。其高程118.0m开关站布置在端部副厂房下游边,总面积为29m× 51m(长×宽),其地面高程117.9m,为露天式开关站。

程江口水电站于2005年8月第1台机组投产发电,2006年3月第2台机组投产发电,2007年枢纽工程全面竣工。

工程由湖南省郴州市水利水电勘察设计研究院设计,郴州市阳光水电监理咨询有限公司监理,中国水电第八工程局施工和安装,隶属湖南联诚科技开发有限公司管理。

程江口水电站工程特性见表3-2-22。

二十三、永兴水电站

永兴一级水电站位于湖南省东南部永兴县城郊耒水河上游1km处,是东江水库下游第五个阶梯。坝址以上控制流域面积7134km2。总库容为0.64亿m3,正常蓄水位106.5m。电站装机容量30MW,设计多年平均年发电量1.024亿kW·h。工程的开发目标是以发电为主,兼有航运、灌溉等任务。

枢纽工程由发电厂房、溢流坝、船闸等主要建筑物组成。由于坝址处有便江水轮泵站的存在,加上坝址特定的地形和地质条件,枢纽布置受限。右岸布置厂房,左岸布置船闸及保留原有的水轮泵站,河床中部为溢流坝,大坝设11孔钢制弧形闸门,最大坝高24m,坝顶总长度201.5m。厂房系河床式,厂内装有2台单机容量12.5MW的灯泡贯流式水轮发电机组。通航建筑物采用双向斜面升船机,靠岸边斜交坝轴线布置方案,航都7级,建筑物级别为4级,年通航能力30万t。

永兴一级电站主体工程1991年10月动工,1994年4月26日正式投产发电。

电站机组在设计时水轮机留有余量,电站运行几年后,进行增容改造,将发电由原来的单机额定容量12.5MW,提高到15MW。

永兴水电站工程特性见表3-2-23。

二十四、永兴二级水电站

永兴二级水电站工程位于湖南省湘江的第二大支流耒水中上游,系耒水流域梯级开发的第十级电站,上有永兴一级电站,下有耒中水电站。工程地处郴州市永兴县境内的塘门口镇马仰坪村,距永兴县城13.5km,距郴州市约60km。坝址控制流域面积8922km2,占耒水流域面积11783km2的76%,是一个以发电为主,兼具航运、灌溉、养殖、旅游等综合效益的水利水电枢纽工程。

工程由闸坝、厂房、斜面升船机、输变电工程、公路桥等部分组成。工程属Ⅳ等工程,工程规模为小(1)型。永久性建筑物闸坝、电站厂房、升船机属4级建筑物,临时建筑物属5级。闸坝防洪标准为30年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核;电站厂房(河床式)为挡水建筑物一部分,其上游防洪标准与闸坝相同,下游防洪标准为30年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核。

电站装机容量20MW,多年平均年发电量8840万kW·h,具有日调节能力。电站在电网内枯水期或枯水日可位于峰荷位置,汛期主要位于腰基荷位置。工程概算静态投资1.64亿元,总投资1.69亿元。

电站经水利部、湖南省政府批准规划,湖南省计委批准立项,于2001年12月8日动工兴建。

永兴二级水电站工程特性见表3-2-24。

二十五、上堡水电站

上堡水电站位于湘江一级支流耒水中游,湖南省耒阳市黄市镇上堡村。坝址以上控制流域面积9018km2,占耒水流域面积的76.5%,水库正常蓄水位89.6m,总库容为3317万m3。电站装机14.1MW,保证出力2.5MW,多年平均年发电量0.6563亿kW·h,是一个以发电为主,兼顾航运等综合利用的水利水电枢纽工程。

枢纽主要建筑物从左至右依次为左岸土坝段、电站厂房、溢流闸坝段、斜面升船机及右岸土坝段,坝顶总长414.0m,其中左右两岸土坝分别为137.2m和142.4m。最大坝高24.4m。电站厂房为河床式,厂房内装有3台单机容量为4.7MW的灯泡贯流式水轮发电机组。

该工程2005年10月正式动工,2009年正式投入生产。

上堡水电站工程特性见表3-2-25。

二十六、耒中水电站

耒中水电站工程位于耒水中游的湖南省耒阳市境内,距耒阳市3km。该电站是耒水干流规划中9个梯级开发方案的第5级,上衔上堡梯级,下接遥田梯级。坝址以上控制流域面积9642km2,多年平均流量268m3/s,总库容8966万m3,正常蓄水位84.50m,装机容量40.5MW,设计多年平均年发电量1.827亿kW·h,是一个以发电为主,兼有航运、灌溉等综合利用的水利枢纽工程。

枢纽工程主要由溢流坝、非溢流坝、引水渠、厂房、船闸和开关站等主要建筑物组成,大坝为闸坝型式,最大坝高22.5m,坝顶总长度355.5m。引水式电站厂房,厂房内装有3台单机容量为13.5MW的灯泡贯流式水轮发电机组。船闸按Ⅳ级100t船闸设计。

耒中水电站工程1999年3月8日正式开工,至2000年5月,由于资金不落实等原因,工程被迫停工。改换业主后,工程于2002年1月7日恢复开工,2003年4月8日首台机组发电,2004年6月工程全面竣工。

耒中水电站工程特性见表3-2-26。

二十七、遥田水电站

遥田水电站工程是湘江主要支流耒水13个梯级开发中的第12个梯级,上承耒中水电站工程,距耒阳市26km,距东江水电站118km,下接白渔潭水电站工程,距衡阳市73km。

工程属Ⅲ等工程。枢纽由拦河坝部分的右岸土坝、溢流坝、左岸格箱坝及引水系统中的引水渠、电站厂房、船闸、开关站、尾水渠、公路桥等主要建筑物组成。

遥田水电站是湖南省目前最大的县级自办水电站,兼有通航、灌溉、养殖等综合效益。电站设计总装机容量为4×12.5MW,年设计发电量为2.2亿kW·h,总投资1.42亿元。工程于1976年10月破土动工,其间因故停工缓建。1986年1月正式复工。从1988年12月第1台机组建成发电,至1993年11月,4台机组已全部建成投产。1998年发电1.86亿kW·h,全年通航量100多万t,灌溉面积6000余亩。耒水水能蕴藏量大,开发价值高,特别是耒水上游蓄水81亿m3的东江水库,使耒水汛期流量减少,枯水季节不枯,其优越的调节性能,全国屈指可数。耒阳市现以遥田电站为基地,在耒水实行多级开发,把耒阳建成湘南重要的水电能源基地。

遥田水电站工程特性见表3-2-27。

二十八、白渔潭水电站

白渔潭水电站是湖南省第一座河床式径流电站,位于湖南省衡阳市东北郊的湘江支流耒水河下游,距耒水河口约16km,是耒水河11级水电开发的最下游梯级电站,上距东江水电站约269km,下距湘江大源渡航电枢纽约72km。坝址以上控制流域面积11170km2,占耒水流域面积的94.8%,多年平均流量为301m3/s,多年平均年径流量94.92亿m3。工程开发任务以发电为主,兼顾航运。

水库正常蓄水位58.00m(吴淞高程,下同),死水位57.00m,设计洪水位64.36m,校核洪水位65.95m,总库容2.65亿m3,有效库容0.10亿m3。电站安装8台轴流转桨式水轮发电机组,总装机容量21.9MW,设计多年平均年发电量1.06亿kW·h(未考虑东江调蓄),最大水头8.00m,最小水头4.00m,额定水头6.20m。

电站枢纽建筑物由溢流坝、厂坝导墙、非溢流坝(引水坝段)、主副厂房、船闸、左岸泄洪闸等组成。溢流坝为浆砌石圬工重力坝,属无闸门控制的溢流堰,位于原河床中部,长182.35m,堰顶高程58.00m,最大坝高为16.50m(堰顶以下),采用鼻坎挑流消能。厂坝导墙位于溢流坝右侧,导墙垂直于坝轴线布置,宽8.0m,长59.5m,顶部高程65.50m。非溢流坝(引水坝段)为浆砌石圬工重力坝,位于厂坝导墙右侧,坝段总长93.72m。坝体为矩形断面,高19.50m,宽16.0m,坝顶高程65.50m。坝段内共埋置8根4m×4.6m的矩形钢筋混凝土输水管,其进口底部高程为50.5m,出口底部高程为44.68m。主厂房在非溢流坝的下游,为钢筋混凝土结构,长101.22m,水下部分宽23.9m。中央控制室及变压器场置于非溢流坝坝顶,布置其他辅助设备的副厂房设在导墙上与中央控制室相接,开关站布置在非溢流坝右端的台地上,位于主厂房右侧。船闸位于溢流坝左侧,为单级Ⅵ级船闸。闸室净宽7.4m,净长60m。上闸首沿水流方向长度12.0m,下闸首长15.5m,船闸全长87.5m,上下闸首为钢人字闸门。船闸的上、下游均有引航道。闸室按通过2×50t驳船+44.7kW拖船,或1×100t驳船+74.6kW拖船设计,设计年货运量为100万t,船闸进口底板高程52.5m,出口底板高程48.50m,最高通航水位为60.00m。泄洪闸布置在左岸石湾冲垭口处,为开挖形成的绕过溢流坝左端小山包的弓形明渠,渠道全长702m,渠底宽40.40m。泄洪闸布置4孔泄洪闸,闸底板高程56.00m,由4扇4m×8m平板钢闸门控制。泄洪闸下游的泄水渠、右岸挡墙及消力池于2002年全部完建,按照船闸的运行要求,只能在上游水位超过60.00m时才能开启闸门泄洪。

工程于1958年12月动工兴建,但至1959年6月才获得原湖南省计委批准,属于典型的“三边”工程(边勘测、边设计、边施工)。1960年10月第1台机组(8号机组)投产发电,1961年4月土建工程基本竣工,但位于左岸的泄洪闸只开挖成一条底高程为58.50m,宽约38m的不规则渠道。1984年1月该水电站开始枢纽完善化的建设,至1996年8月全部机组安装完毕,2002年4月泄洪闸下游的泄水渠、右岸挡墙及消力池全部完建。

工程由中南勘测设计研究院设计,湖南省机电工程局进行发电设备安装。2002年12月31日前由湖南省电力公司管理,之后转交至中国大唐集团公司管理。

白渔潭水电站工程特性见表3-2-28。

二十九、宝沙水电站

宝沙水电站位于湖南省汝城县壕头乡境内,据县城32km,属于东江上游沤江水系。宝沙电站是汝城县第一家股份制电站。采用引水式发电,总装机容量为12.6MW。

电站大坝为27m高的重力坝,正常水位516.00m,总库容为72.2万m3,有效库容14万m3。坝址控制流域面积830km2,多年平均年径流量9.08亿m3,引水隧洞长781m,设计水头36.40m,引用流量40m3/s,发电经110kV线路送土桥变电站,电站采用微机监控。

电站于2001年1月10日破土开工,经过1年零11个月的精心工作后,于2002年11月16日18时第1台机组正式投运,第2台机组于2003年1月21日投运,设计年利用小时数达4450h。电站管理采用董事会领导下的站长负责制,由站长统一负责全站的生产运行和管理,电站机构设一办、两科、五班,基本少人值班,力争实现安全、经济、高效的运行管理。

宝沙水电站工程特性见表3-2-29。

三十、渔仔口水电站

渔仔口电站位于沤江一级支流淇江下游,属汝城县南洞乡管辖,距离县城32km。淇江全流域面积473km2,干流全长72km,河道坡降9.1‰,渔仔口电站是该流域水能开发量最大的一个梯级,是郴州市地方电网规划中的重要电源点,也是淇江流域装机最大、调节能力最强、最重要的一个梯级,是郴州市地方电网中有较大调节库容的调峰骨干电站,对地方电网时段调频调峰也有着非常重要的作用。电站大坝控制流域面积417km2,占总流域面积的88%,总库容3571万m3,调节库容2165万m3,死库容1082万m3,正常蓄水位484.00m,设计洪水位484.00m,校核洪水位486.14m,死水位464.00m;设计洪水位时最大泄量1540m3/s,校核洪水时最大泄量2232m3/s;坝址多年平均流量14.5m3/s,多年平均年降雨量1483mm;电站最大水头63m,最小水头40m,加权平均水头61.4m,设计水头55m;电站装机2×9MW,单机引用流量18.56m3/s,多年平均年发电量5993万kW·h。

渔仔口电站枢纽工程包括:混凝土重力坝(溢流坝段、两岸挡水坝段),发电引水隧洞、厂房、副厂房、升压站、上坝公路、码头等主要建筑物。

(1)溢流坝段:溢流坝坝顶高程489.00m,堰顶高程475.00m,建基面高程420.00m,最大坝高69m挑流鼻坎高程434.25m,溢流坝段总长39m,设3孔10m×9m溢流堰,装设三扇10m×9m弧形闸门,溢流坝两侧为两岸挡水坝段。

(2)两岸挡水坝段:坝顶高程487.00m,坝顶宽5m,最大坝高67m,坝顶设置1.0m高防浪墙。溢流坝段、两岸挡水坝段加在一起坝轴线长184.0m(左岸81.5m,右岸63.5m,溢流坝39.0m)。

(3)发电引水隧洞:发电引水洞进水口型式为塔式,进口底板高程442.00m,发电引水隧洞纵坡1.25%,尾水渠底最底处高程为418.68m。导流引水隧洞洞径6.0m,发电引水隧洞在导流隧洞基础上进行衬护,衬砌厚度0.6m,即发电引水隧洞洞径为4.8m,主隧洞长384.2m。

(4)厂房:电站厂房布置于发电引水隧洞出口,主厂房尺寸为32m×14.9m(长×宽),其中安装场尺寸为14.9m×12.5m(长×宽),机组间距9.0m,水轮机层地面高程424.03m,安装2台HLA551-LJ-145型水轮机。发电机层安装高程430.00m,厂房设计安装2台SF9000-14/3250型发电机组,2台机组之间不设缝,主厂房与安装场之间设伸缩缝。

(5)副厂房:副厂房位于厂房后侧,与主厂房位于同一轴线,尺寸为32m×9.0m(长×宽),分3层:一层布置电缆及母线;二层主要布置开关室及中控室;三层为总工室及会议室,各层楼面高程分别为425.30m,430.00m,434.50m。

(6)升压站:升压站位于主副厂房上游侧,与主、副厂房地面同高。尺寸为45m× 35.0m(含公路宽6.5m)(长×宽),地面高程为430.00m。

(7)上坝公路:上坝公路起于厂区围墙外,终点位于码头末端,上坝公路经大坝右端,电站进水口启闭机房行人桥末端至码头末端。

(8)码头:码头布置于大坝右岸上游420m山弯处,起点控制高程484.00m,宽8.0m,坡降10%,总长140m,终点高程470.00m。

渔仔口水电站工程特性见表3-2-30。

三十一、淇南水电站

淇南水电站位于沤江一级支流淇江下游,位于汝城县南洞乡境内,坝址距离南洞乡政府1km。淇江全流域面积473km2,干流全长72km,河道坡降9.1‰。淇南电站是该流域水能开发中的一个梯级,是电网规划中的重要电源点,电站坝址控制流域面积424km2,占总流域面积的88%。“十五”计划中,汝城县委、县政府制定了“以林养水、以水养电、以电兴工、以工富农”的经济发展战略,决定依托水电的发展带动全县经济的飞跃。为此,汝城县委、县政府决定兴建淇南电站。

2004年5月县水利局邀请各专业专家对淇南河段进行考查和必要勘测,重新对淇江流域作了规划,即淇江水系汝城境内分三级开发,一级为渔仔口水电站,二级为淇南电站,三级为老坡口电站。

淇南水电站为Ⅳ等工程,主要建筑物级别为4级,次要建筑物为5级。主要建筑设计洪水标准为重现期30年,校核洪水标准为重现期200年,相应设计、校核洪水流量为1310m3/s、1901m3/s;水库正常蓄水位为420.00m,设计洪水位421.00m,校核洪水位为422.00m,总库容15万m3;大坝为混凝土闸坝,坝高15m,顶长70m;引水隧洞长7005m,宽为6m,高为6.13m,城门型横断面;引水式电站厂房长31.5m,宽14.5m;电站装机2×9MW,多年平均年发电量5868万kW·h。

淇南水电站工程特性见表3-2-31。

三十二、老坡口水电站

老坡口水电站工程位于湖南省汝城县境内,为淇水流域规划开发的最后一个梯级电站,也是淇江流域水能开发量最大的一个梯级,坝址以上控制流域面积468km2,占总流域面积的98.94%,多年平均流量16.4m3/s。

坝址位于湘江二级支流淇江下游出口河段,下距河口(淇水与湘江一级支流沤江汇合处)5.7km。距汝城县约31km,有乡级公路与106国道相连。厂址位于东江库区的沤江右河岸,控制集雨面积1673km2,距汝城县约19km,通过发电引水隧洞从淇江引水发电。老坡口水电站是以发电为主,兼有灌溉、养殖、旅游等综合效益的小(1)型水利水电工程。

老坡口水电站正常蓄水位确定为356.00m,相应库容160万m3,校核洪水位357.67m,相应库容182.82万m3,死水位350.00m,相应库容75万m3。电站厂房位于沤江岸边,通过发电引水隧洞引水发电,装机容量2×12MW。最大净水头84m,最小发电净水头60m,额定水头68m。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)规定,本工程为Ⅳ等小(1)型工程,主要建筑物级别为4级,次要建筑物级别为5级。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,大坝按4级建筑物设计,其防洪标准为30年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核;电站厂房及发电引水隧洞按4级建筑物设计,其防洪标准为30年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核;消能防冲标准按20年一遇洪水设计。

老坡口水电站工程特性见表3-2-32。

三十三、满天星水电站

满天星水电站位于浙水下游(湘江二级支流),地处湘粤赣三省交界处的汝城县外沙乡境内,距省道324线13km,距汝城县城29km,坝址控制流域面积435km2,坝址多年平均流量为13.1m3/s,总库容1420万m3,是一座具有季调节性能的中型水库。工程以发电为主,兼顾防洪等综合利用。

水库正常蓄水位570m,正常库容1180万m3,设计水头142.5m,最大水头177m,电站装机2×15MW,多年平均发电量1.20亿kW·h。动态投资为1.52亿元,静态投资为1.147亿元。该电站具有水头高、淹没损失小、不需移民、技术经济指标好等特点。

电站主要由大坝、发电引水洞、厂房三大部分组成。大坝布置于满天星施工电站上游165m峡口处。发电引水隧洞入口位于大坝上游右岸70m处。电站厂房位于蕉坪溪出口处,距大坝7km。大坝为混凝土双曲薄拱坝,最大坝高63m,最大底宽9.5m,坝顶宽2.5m,坝顶弧长189.2m,采用坝身中孔泄洪,设3扇6m×6m平板钢闸门,引水洞全长2105m,设计流量24.4m3/s。

1994年5月签订合同,7月5日主体工程开工。1995年2月,砂石料生产系统投产,8月全自动电脑控制配方的拌和系统投产,9月8日大坝开盘浇筑。1996年12月22日下闸蓄水,1997年6月22日提前23天实现双机发电,同年工程竣工。

满天星水电站工程特性见表3-2-33。

三十四、过船轮水电站

过船轮水电站位于耒水上游支流浙水上,在资兴市黄草坪乡西南,坝址在耒水上游左岸支流浙水下游的丝茅坪,距上游浙江水电站约3.8km,距资兴市106km,坝址流域面积763.2km2,多年平均流量23.5m3/s,多年平均年径流量7.41亿m3。电站厂房在浙水注入东江水库入口处以下约420m的水库右岸岸边,距坝址河道全长约8.1km,为引水式水电站。

工程的主要效益是发电。水库正常蓄水位354.00m,相应库容194.4万m3,有效库容41.5万m3。

枢纽由拦河坝、引水系统、厂房、开关站等组成。

拦河坝为浆砌石重力坝,坝顶长103.5m,坝顶高程358.00m,底宽22m,坎高30m,引水隧洞布置在右岸,隧洞全长3642m(其中斜洞43.7m),内径D=4.5m。

发电厂房布置在右岸,厂房尺寸35.15m×22.6m×28.92m(长×宽×高)。装有2台单机8MW,转轮直径为125cm的竖轴混流式水轮发电机组,总装机容量16MW,保证出力3MW,多年平均年发电量8056万kW·h。

升压变电站为露天式,引出电压为110kV两回线接入电力系统。

过船轮水电站工程特性见表3-2-34。

三十五、九节带水电站

九节带水电站位于湘江二级支流滁水中游的汝城县文明乡境内,坝址位于秀水河的快乐村曹家户组山口河段,厂址位于在长策河的塘下村曹家坪组上游700m处。从山口大坝水库开凿一条3500m的低压隧洞和一条500m的压力钢管与厂房水轮机连接,发电尾水与东江水库尾水衔接。

滁水全流域面积399km2,干流全长42km,已建设3个梯级电站:文明水库电站为第1级,其水库控制流域面积207km2;第2级为文明寒田小水电站;九节带水电站属第3个阶梯电站,是地方电网中的重要电源点。电站水库设计正常蓄水位432.5m,电站厂房水轮机最低高程278.00m,电站最大水头154.50m,装机容量2×6300kW,电站110kV输电线路经文明110kV开关站与市网邓满110kV线路“T”接联网,对电网起着基荷和时段调峰的重要作用。

电站区域包括大坝、引水隧洞、压力钢管、厂房、升压站、输电线路等6部分。大坝为混凝土拱坝,坝基高程408.00m,坝高高程434.00m,坝高26m,长度为69.5m,装有3扇5m×8m弧形钢闸门。水库总库容106万m3,有效库容60万m3。引水隧洞布置在大坝右岸上游20m处,隧洞进水口地板高程420.00m,隧洞长3500m,洞径3m;压力管道长480m,管径2m;调压井直径6m,高26m。主厂房尺寸36m×16m×24m(长×宽×高),开关站为地面式32m×14m(长×宽)。该工程设计单位为郴州水电勘察设计院,施工单位是中铁十一局和郴州水电建设公司,安装单位是湖南省小水电安装公司。

九节带水电站总投资4800万元,是由郴州华明发电有限公司(港资)、汝城县小水电总公司、郴州市水电局、郴州市电力有限责任公司四家单位投资。工程于2001年7月开工,2004年6月竣工,多年平均年发电量0.5134亿kW·h,售电收入1300万元,上缴税利150万元,是文明乡唯一重点纳税大户,也是文明乡重点保护企业。

九节带水电站工程特性见表3-2-35。

三十六、荣桓水电站

荣桓水电站位于湘江一级支流洣水的高湖渡口,被誉为“洣水上一颗璀璨的明珠”。坝址控制流域面积9446km2,占全流域面积10305km2的91.66%。多年平均年径流量79.80亿m3,多年平均流量253m3/s,设计洪水位70.25m,设计洪水流量8140m3/s,校核洪水位72.71m,校核洪水流量12100m3/s,设计水头4.30m,上游设计水位66.00m,实际正常蓄水位65.50m,正常水位库容1800万m3。具有调洪、发电、通车、通航、改善洣水中游航道与灌溉条件等综合效能(表3-2-36)。

电站枢纽由发电厂、溢流闸坝、船闸、公路桥等主要建筑组成。电厂位于大坝左岸,为河床式电站,隧洞式进厂公路,主厂房长45m、宽43.5m、高32.55m,安装4台卧式灯泡贯流式机组,总装机容量10MW,最大水头5.50m,最小水头2.00m,设计水头4.30m,单机额定流量68.40m3/s。保证出力2030kW,多年平均年发电量5059万kW·h。

船闸位于溢流闸坝第3孔与第4孔之间的主航道上,闸室宽8m,长60m,最大水头5.5m,设计年运输能力50万t,上、下闸首分别安装两扇钢平板人字门,过闸时间27min/次。

荣桓水电站是自己设计、自己施工、自筹资金、自制设备、自己安装的“五自”工程,于1990年9月动工修建,1992年主体工程竣工并第1台机组投产发电,1995年4台机组全部安装到位,工程配套结束。

荣桓水电站先后被授予“市一星级文明单位”“市二星级文明单位”“市民主管理先进单位”“市园林式单位”“市重合同守信用单位”等市级荣誉称号,多次获得了县文明单位、县综合治理先进单位、县先进党组织、县纳税先进单位、县四防先进单位等荣誉。

荣桓水电站工程特性见表3-2-36。

三十七、洮水水电站

洮水水电站位于茶陵县洣水支流沔水末端,是洣水流域防洪体系中的骨干水利枢纽,水库设计坝高102.5m,总库容5.15亿m3,防洪库容1亿m3;电站装机容量为69MW,多年平均年发电1.5亿kW·h;水库设计移民1733户、7146人;核定工程总投资75310万元。

该工程于2003年通过国家批准立项,2006年水利部评审通过了《洮水水库初步设计报告》,并向国家发展和改革委员会报送了《洮水水库工程初步设计核定概算的函》(水规计〔2006〕244号);12月国家发改委正式核定了洮水水库工程初步设计概算(发改投资〔2006〕2745号);2006年12月18日实现截流,主体工程开工。2009年底工程建设全面竣工,移民工作满足大坝主体工程建设进度要求,2009年底完成移民生产安置任务,移民搬迁安置工作全面结束;复建工程全面结束。

洮水水电站工程特性见表3-2-37。

三十八、甘溪水电站

甘溪水电站是一座以灌溉为主,兼顾发电、防洪、通航功能的综合性农村水利枢纽工程。1966年动工修建,1968年开始部分投产。电站位于湘江一级支流洣水下游,距洣水注入湘江河口32km,距衡东县城11km,是洣水梯级开发倒数第2个电站。坝址以上干流长度264km,控制流域面积为9869km2,占洣水流域面积的95.8%。上游37km为装机10MW的荣桓水电站,下游20km为装机9MW的洋塘水轮泵水电站。正常蓄水位为60.50m,设计水头为10.50m。多年平均年降雨量为1343.3mm,多年平均年流量为250.6m3/s,多年平均年径流量为79亿m3。设计库容为4830万m3,原设计为日调节水库,但由于上游淤塞严重,实际上已无调节作用。

甘溪水利水电枢纽工程主要由溢流闸坝、非溢流坝、右岸主厂房、左右岸两级共4处水轮泵厂房、船闸、左岸土坝和公路桥等建筑物所组成。根据水利部《水利水电工程等级划分和设计标准》(SL252—2000)的规定,甘溪水利水电枢纽工程的主要建筑物为3级,次要建筑物为4级,设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为500年一遇。

溢流坝为克-奥工型堰,坝轴线长度为199.2m,堰顶高程54.50m。设有泄流闸17孔,编号自右向左装有16扇10m×6.3m(宽×高)钢制弧形闸门和1扇(第17号闸孔)钢丝网薄壳混凝土弧形闸门。溢流坝依地形条件分为2个坝段高度,坝高分别为8.5m和6.7m,坝底宽分别为10.5m和6.7m。非溢流坝段轴线长度为23.93m,坝顶高程66.00m,最大坝高18m。右岸土坝轴线长度88.5m,坝顶高程67.50m,坝顶宽8.2m。正常挡水位为60.5m,设计洪峰流量为8390m3/s,相应设计洪水水位为62.90m,校核洪峰流量为12000m3/s,相应校核洪水位为65.25m。

溢流坝顶弧形闸门启闭台高程为76m,装有2×25t移动式弧形闸门启闭机2台。坝顶设有过坝公路桥,桥面高程66m,桥面宽度6.24m,连接两岸形成交通网络。船闸设在左岸,为单级船闸型式,闸室尺寸55m×8m(长×宽),年运输量为50万t。

现装有ZD510-LH-180型1250kW容量的水轮发电机组10台,发电机总装机容量12.5MW;装有主要用于灌溉提水的D100-9S型水轮泵16台;建站初期就在水轮泵上装有252kW发电机2台,当不需灌溉提水且主电厂满发后有余水时使用(2010年在泵站改造时拆除,暂未恢复)。电站以35kV线路与国家电网公司联网,以10kV线路供应近区负荷。灌区有干渠2条(东风、红旗),全长64km,支渠15条,全长149km,设计灌溉面积7.6万亩。属于以电养水,自收自支的国有事业单位。

主发电厂的机电设备,已运行40多年,从未进行过系统的更新改造,包括水轮发电机组主机在内的几乎所有设备都已超过了报废年限,效率低、能耗高、故障多,安全隐患严重。绝大部分设备因性能落后,都已是国家明令淘汰的产品,备品备件已无从购买。由于建站当时技术条件的限制,甘溪水电站装机容量明显偏小。原设计多年平均年发电量为7680万kW·h,年均设备利用小时为6144h。经统计,近20年实际多年平均年发电量为7275万kW·h,设备年均利用小时5820h;最高一年(2002年)发电量为8932万kW·h,设备年利用小时数达7146h。水量利用率不到50%,水能浪费严重。

增效扩容改造:在保留原机组的进水廊道、蜗壳、尾水管和固定座环等混凝土和预埋部件的基础上,把现有的10台ZD510-LH-180型额定容量为1250kW的水轮发电机组改造为ZD660-LH-180型额定容量为1600kW的水轮发电机组;在现有的16台D100-9S抽水发电两用水轮泵上加装单机容量为250kW的发电机;增设电站进水口自动清污机以降低水头损失,更换温升严重超标、损耗严重的主变压器,改进增加电站的自动化控制功能等。经水能计算,按以上方案改造完成后,在不影响现有的灌溉功能的前提下,保证出力(保证率P=90%)能从3575kW提高到4290kW;机组多年平均利用小时可以从6144h减少到5347h;水能利用系数可从现在的44.8%提高到62.5%;多年平均年发电量能提高到10694万kW·h,与原设计年均发电量7680万kW·h比较增加3014万kW·h,增幅达39.2%;与原实际年均发电量7275万kW·h比较增加3419万kW·h,增幅达47%。同时因为更换了一批效率低、能耗高、故障多、安全隐患严重、已淘汰的机电设备,大大提高了电站的可靠性、安全性和标准化程度。增效扩容改造总投资6210.73万元。单位kW改造投资按改造后总装机容量计算为3105元/kW,按改造后新增装机容量计算为8281元/kW;单位电量改造投资按改造后年均发电总量计算为0.58元/kW·h,按改造后新增年均发电量计算为1.82元/(kW·h)。

甘溪水电站工程特性见表3-2-38。

三十九、青年水电站

青年水电站位于茶陵县浣溪镇铁甲山下,洣水上游,距县城35km、衡炎高速入口约3km。水库控制流域面积1784km2,水库正常蓄水位167m,死水位159.00m,防洪限制水位166.00m,总库容2654万m3,正常库容2207万m3,属日调节电站。电站装机容量12.6MW(3200kW×3台+3000kW×1台),设计年发电量6000万kW·h,年均发电量为5313万kW·h,近3年年均发电量4901万kW·h,年利用小时4762h。电站发电机出口电压为6.3kV,升压站高压侧以2回35kV线路分别接入茶陵云阳变电站和茶盘形变电站。电站一次主接线形式为内桥式分段接线,是一座以灌溉为主,兼有发电、防洪、航运、旅游等综合效益的水电枢纽工程。

枢纽工程由大坝、发电厂房、筏道3部分组成,大坝枢纽由混凝土坝、溢洪道、启闭机台、防洪坝等建筑物组成。所有建筑物除大坝按3级标准设计外,其余均为4级,即50年一遇设计,500年一遇校核。大坝全长242.5m,其中混凝土坝长178.5m,土坝长64m,最大坝高30m,混凝土坝从左至右分为1~16号坎块,左边为电站坝段,右边为溢流坝段;溢流坝上安装8扇10m×8m(宽×高)的钢质弧形闸门。坝顶设有工作桥和交通桥,坝内设有1.2m×2.0m的检修廊道,在7号坎块设有放空底孔,厂房为坝后式,位于河床左岸,由主厂房、安装间组成。

工程勘测设计工作始于20世纪70年代,1975年9月开工建设,1978年3月基本完成,第1台机组投入运行,第2台、第3台、第4台机组分别于1979年5月、1980年3月、1984年8月安装完工投产,并相继与国家电网并网。

枢纽工程由湖南省水利电力勘测设计院设计,县委直接领导,工地成立工程建设指挥部并组织具体施工。

投产运行30多年来,机电设备锈蚀、磨损、老化程度日趋严重,故障率增高,机组效率下降,现在实测机组综合效率为73%,大部分机电设备已属淘汰产品,配件采购困难,运行维护成本高,设备自动化程度低,协联性能差等一系列问题。

自2013年青年电站增效扩容改造工程被批准后,工程于2014年1月1日正式开工,在不增加机组台数的基础上,对4台水轮发电机组及其辅助设备,全站所有高、低压电气设备(包括高压电缆、低压控制电缆以及微机保护自动化),以及工业监控、调度自动化等进行增容改造(增容后为14MW)和更新升级,更新改造后年发电量6158万kW·h;全厂所有附属设备及相应土建主、副厂房内、外墙装修、防渗、防腐、防漏处理等项目工程施工。2015年2月10日主体工程全部完工。

增效扩容改造工程由湖南南方水利水电勘测设计院设计,湖南省洞庭水电咨询监理公司监理,江苏圣通建设集团有限公司施工和安装。

青年水电站工程特性见表3-2-39。

四十、欧阳海水电站

欧阳海水电站位于湖南省郴州市桂阳县湘江支流。枢纽工程是一个以灌溉为主,兼有发电、航运等效益的综合利用工程,其主要建筑物有:混凝土双曲拱坝、下游砌石二道拱坝、左右干渠渠首建筑物、斜面升船机、电站厂房和引水系统等。坝体混凝土工程量约6.4万m3。2014年2月进行了一次大维护保养,包括大坝加固,淤泥清除。

坝址以上流域面积5409km2,多年平均年降雨量1474mm,多年平均流量130m3/s,多年平均年径流量42.29亿m3,设计洪水流量4370m3/s,校核洪水流量7210m3/s,水库设计蓄水位近期为125.50m,远期为130.00m,校核洪水位为133.40m,总库容4.24亿m3。设计灌溉面积72.74万亩,实际灌溉面积达90万亩;电站总装机容量36MW,多年平均年发电量2亿kW·h;过坝货运量20万t。

大坝为混凝土双曲拱坝,坝高59m,坝顶高程134.00m,坝顶弧长230.56m,最大中心角116°40',坝顶厚3.26m,坝底厚13.88m,厚高比0.239,弧高比3.98。坝体分12个坝段,分缝设在孔口闸墩中间,缝内埋设灌浆设备,以便在混凝土达到稳定温度以后进行封拱灌浆。水库采用坝体开大孔口泄洪。

1966年动工兴建,1970年发电。

欧阳海水电站进行了扩机工程。扩机工程的总投资1.02亿元,工程由578m长,直径为9m的压力隧洞、发电厂房及附属物组成,扩机容量30MW,多年平均年发电量6300万kW·h。扩机后的总装机容量66MW,多年平均年发电量2.63亿kW·h,工程于2006年5月完工,并投产发电。

该拱坝工程曾荣获1982年国家优质工程银质奖、国家优秀设计奖和湖南省科技大会奖,是我国第一座大孔口泄流双曲拱坝工程。

欧阳海水电站工程特性见表3-2-40。

四十一、水府庙水电站

水府庙水库位于湘水一级支流涟水中游双峰县杏子铺镇溪口下游0.5km的双峰、湘乡、娄星3县(市、区)交界处。控制集雨面积3160km2,占涟水流域面积的44%。流域多年平均年降雨量1367.6mm,一般集中在4—6月,占全年雨量的44.3%。坝址多年平均流量71.4m3/s,多年平均年径流量22.5亿m3。水库总库容5.6亿m3,正常蓄水位94.00m相应库容3.71亿m3,死水位85.50m,有效库容2.63亿m3,库容系数为0.12,属不完全年调节水库。

枢纽工程由大坝、电站厂房、船闸3部分组成。大坝为浆砌石重力坝、坝轴线全长242.05m,其中溢流坝段长141.75m,占全长的60%,溢流坝为非真空剖面,堰顶高程88.80m,安装15孔8m×5.2m(宽×高)钢质弧形闸门,采用连续式鼻坎消能,最大泄洪能力6070m3/s;坝后式电站厂房位于右岸非溢流坝下游,装有4台单机容量7500kW机组,由4条管径3.5m,长50m通过坝体的引水管从库内直接取水,每管最大引用流量35.7m3/s;船闸布置在大坝左岸山坳,为单线双级,总水头28m,由上、下引航道,一、二、三闸首,一、二闸室及过渡段等8部分组成,系浆砌石钢筋混凝土结构,船闸设计年货运量70万t,由于多种原因船闸运行近30年,年货运量不到1万t。

水库以灌溉为主,兼顾发电、防洪、航运、养殖等综合利用效益。下游18km建有洋潭坝引水枢纽,1966年6月韶山灌区建成通水后,引用44.5m3/s流量,灌溉百万亩农田;电站原设计多年平均年发电量和保证出力分别为1.09亿kW·h、5350kW,经复核,由于原设计径流量偏大、尾水位抬高、下游灌溉用水量增加,加大了补偿调节流量等原因,分别减少到0.886亿kW·h和4700kW;水库因受上游淹没限制,设计未预留防洪库容,只能利用正常高水位以上库容滞洪调蓄,削减部分洪峰,并考虑下游湘乡允许安全泄量和与侧水错峰,以尽量减少下游洪水危害。

工程于1958年9月开工,1959年9月大坝建成,1960年7月水库蓄水,同年9月第1台机组投产发电,1963年2月船闸竣工。

水府庙水电站工程特性见表3-2-41。

四十二、晒北滩水电站

晒北滩水电站处湖南省永州市祁阳县境内,位于湘江一级支流白水上游河段,坝址上距晒北滩乡政府约2.5km。

白水河为湘江中游一级支流,坝址控制流域面积324km2,电站装机容量35MW,设计多年平均年发电量1.1708亿kW·h。总库容为10855万m3,调节库容9060万m3,正常蓄水位300.00m,是具有年调节性能的水库,工程开发的总任务是:以发电为主,兼有防洪、灌溉、旅游等综合利用。电站水库建成后,使白水河下游防洪标准和与相邻支流的内下水库联合调度运行能力提高10倍。电站接入湖南省电力系统的永州电网,主要供电范围为永州市。

工程大坝形式为碾压混凝土重力坝,坝轴线长213.80m(不包括右岸混凝土截渗墙段),最大坝高97m。厂房系引水式岸边地面厂房,主厂房尺寸为23.2m×15.40m,装机为2×17.5MW的混流式水轮发电机组,机组型号为HL190-LJ-142。

枢纽布置方案由左岸非溢流坝、中部溢流坝、右岸非溢流坝,右岸发电引水隧洞和左岸防空洞等主要建筑物组成。该工程等级为Ⅱ等。永久性主要建筑物级别为2级,次要建筑物级别为3级,临时性建筑物级别为4级,响应洪水标准为:大坝、引水发电隧洞、放空洞等永久性主要建筑物的设计洪水重现期为100年,校核洪水重现期为1000年,面板堆石坝、溢洪道或泄洪洞的校核洪水重现期为2000年;电站主、副厂房、变电站等建筑物的设计洪水重现期为50年,校核洪水重现期为200年;下游消能防冲建筑物的洪水重现期为50年。设置3孔12.0m×8.0m钢质弧形闸门。

工程于2004年5月29日动工,总工期3年,第1台机发电工期33个月。

设计单位为湖南省水利水电勘测设计研究总院,施工单位为中国葛洲坝集团公司第六工程公司。

晒北滩水电站工程特性见表3-2-42。

四十三、内下二级水电站

内下二级水电站是湖南省湘江一级支流白水流域大黄司河梯级开发中的二级电站。该电站位于永州市金洞管理区小金洞乡土坳村,为内下电站的二级电站,距祁阳县城85km,距金洞管理区28km。电站于1985年动工修建,1989年基本建成,为引水式电站,原设计电站主要由引水坝、隧洞、渡槽、明渠、压力前池、压力管道、厂房和开关站组成。电站原设计装机3台单机容量8MW的立式混流式水轮发电机组,电站总装机容量24MW,现电站实际装机容量26MW,分别为2台单机容量9000kW的立式混流式水轮发电机组和1台单机容量为8000kW的立式混流式水轮发电机组。电站设计年发电量1.3040亿kW· h,实际多年平均发电量为0.9928亿kW·h。

内下二级水电站工程特性见表3-2-43。

四十四、株树桥水电站

浏阳株树桥水电站位于湘水一级支流浏阳河南源小溪河下游高坪镇株树桥村,属大(2)型水库,下距浏阳市28km,距长沙市区约80km。地处浏阳市境内,下距县城33km。

库区长31m,坝顶高程171.00m,最大坝高78m,坝顶长245m,顶宽8m,库容2.78亿多m3,水库集雨面积564km2,正常蓄水位165.00m,是长沙市最大的水库。

防洪标准按100年一遇洪峰流量2980m3/s设计,10000年一遇洪峰流量5540m3/s校核。水库总库容2.78亿m3,坝址多年平均年径流量5.55亿m3,多年平均流量17.8m3/s,正常水位165.00m,相应库容2.29亿m3,死水位136.00m,有效库容1.9亿m3,库容系数0.343,属年调节水库。水库回水长30.5km,淹没土地16050亩,迁移人口3560人。

枢纽建筑物由钢筋混凝土面板堆石坝,溢洪道及引水发电隧洞、电站厂房、升压站等部分组成。面板堆石坝坝顶高程171.00m,最大坝高78m,坝顶长245m,顶宽8m,坝后式厂房靠大坝下游布置,安装3台单机容量为8000kW机组,单机引用流量16.5m3/s,设计水头58m,多年平均年发电量7260万kW·h。水库以发电为主,兼有灌溉、放木、防洪、供水等综合效益。

1986年10月兴建,1992年10月竣工。

株树桥水电站工程特性见表3-2-44。

四十五、华严湖水电站

华严湖水电站是湖南境内建设的第一座水电站,电站位于衡阳市南岳区,于1955年12月8日动工建设。华严湖水电站由华严湖水库、电站引水渠道、木质压力管道、机组和厂房等组成。华严湖水库集雨面积8.63km2,正常库容27.7万m3。水库坝址设立在原络丝潭水库坝址上游,大坝坝顶高程198.20m,坝高26.92m,坝顶宽2.4m,坝长71.3m,坝底宽21.6m。水库泄水孔为条石拱涵,放水孔为条石箱涵。因当时钢材、水泥物质紧缺,压力水管由红松制成,长176m,直径0.6m,引用流量0.6m3/s。华严湖水电站利用水头65m,多年平均年发电量70万kW·h,装有两台机组共325kW,其中一台200kW,另一台为125kW。1956年8月机组安装时,由于200kW发电机组未及时交货,湖南省水利厅临时调来一台96kW机组配套,于9月20日发电(200kW机组最终于1957年7月安装)。电站建成时无自动调节电压、频率装置,由人工手动操作调节机组电压和频率,运行人员时时刻刻眼盯仪表,终日操作,十分繁忙与紧张。工程共完成土方6853m3,石方11269m3,混凝土545m3,三合土62m3,使用木材163.6m3,工程总投资55.4万元,全部由国家投入。华严湖水电站建成后,向南岳镇供电,同时水库兼灌田333.3hm2。