地理位置
王(wang)甫洲水(shui)利(li)樞(shu)紐屬于(yu)漢江中下游的(de)大型水(shui)庫,位于(yu)湖(hu)北省(sheng)老河口市郊。1995年(nian)(nian)2月(yue)基礎(chu)開挖工程(cheng)(cheng)開工,2000年(nian)(nian)5月(yue)第一臺機(ji)組發電(dian),2003年(nian)(nian)11月(yue)通過工程(cheng)(cheng)竣工初(chu)步驗收。王(wang)甫洲水(shui)利(li)樞(shu)紐集(ji)水(shui)面積95886平方千米,控制60%的(de)漢江流域(yu)面積。
水利樞紐特征
王甫(fu)洲(zhou)水(shui)利樞(shu)紐校核(he)洪(hong)水(shui)位為(wei)89.3米(mi)(mi),設計(ji)洪(hong)水(shui)位88.11米(mi)(mi);總庫容(rong)為(wei)3.095億(yi)立(li)(li)方米(mi)(mi),正常庫容(rong)1.495億(yi)立(li)(li)方米(mi)(mi),相(xiang)應水(shui)面面積42018平方千米(mi)(mi);死水(shui)位85.48米(mi)(mi),死庫容(rong)1.207億(yi)立(li)(li)方米(mi)(mi),調節(jie)庫容(rong)0.28億(yi)立(li)(li)方米(mi)(mi)。無調節(jie)洪(hong)水(shui)能力。
工程概況
樞(shu)紐主(zhu)要(yao)建筑物(wu)有右岸(an)谷城土(tu)石壩(ba)(ba),船閘(zha),重力壩(ba)(ba),電站廠房和老河道左、右岸(an)土(tu)石壩(ba)(ba)。最大壩(ba)(ba)高33.9m。擋水前沿(yan)總長約19km。
泄水(shui)(shui)閘(zha)位于主河(he)道左岸、王甫洲右邊灘地上,共(gong)23孔(kong)平(ping)底(di)閘(zha),閘(zha)孔(kong)凈寬(kuan)14.5m,高15.17m,地基(ji)為砂礫石。在(zai)設計及校核水(shui)(shui)位條件下(xia),最大下(xia)泄流量分(fen)別為16870立(li)方米(mi)/秒和(he)20800立(li)方米(mi)/秒。
電(dian)站(zhan)廠房(fang)位于(yu)老(lao)河道出口約800m處。安裝4臺奧地(di)利制(zhi)造的燈(deng)泡貫流式機組,總裝機109MW,轉輪直徑7.2m。廠房(fang)尺寸(長×寬×高)為132.65×81.96×47.67m。建基(ji)面為粘土巖。
300t級船(chuan)閘位(wei)于電(dian)站廠(chang)房右側,中間隔有64.4m長的(de)混凝土(tu)(tu)重力(li)壩(ba)。重力(li)壩(ba)壩(ba)高(gao)33.9m。船(chuan)閘閘室尺寸(長×寬×吃水深)為(wei)120×12×2.5m。地基為(wei)粘土(tu)(tu)巖。
樞紐工程由水利(li)部和(he)湖(hu)北省(sheng)合(he)資興建。主(zhu)體工程于1995年2月開工,2000年11月首(shou)臺(tai)機組發(fa)電(dian),2001年12月最(zui)后一臺(tai)機組發(fa)電(dian)。總(zong)投資約20億元(yuan)。
工程特點
王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)電(dian)站為逕(jing)流(liu)式(shi)電(dian)站,壩(ba)址(zhi)位(wei)于平原河(he)(he)谷,河(he)(he)谷寬廣,地形復雜,上游有(you)建成的(de)具(ju)有(you)巨大(da)(da)調節(jie)(jie)庫容的(de)丹江(jiang)口水(shui)利樞紐,為王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)水(shui)利工(gong)程(cheng)(cheng)的(de)興建創造了有(you)利條(tiao)件;使(shi)得(de)王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)洪峰流(liu)量(liang)大(da)(da)為減(jian)(jian)少(shao);增加(jia)了電(dian)站的(de)調節(jie)(jie)流(liu)量(liang)、裝機容量(liang)和(he)發電(dian)量(liang);和(he)基本不存(cun)在(zai)(zai)(zai)泥(ni)沙淤積(ji)對發電(dian)、航運(yun)影響的(de)問(wen)題。但(dan)逕(jing)流(liu)式(shi)電(dian)站普遍存(cun)在(zai)(zai)(zai)單位(wei)裝機和(he)單位(wei)電(dian)能(neng)的(de)工(gong)程(cheng)(cheng)量(liang)偏大(da)(da)、造價較高的(de)缺點(dian),王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)工(gong)程(cheng)(cheng)尤(you)為突出。因此(ci),工(gong)程(cheng)(cheng)要求在(zai)(zai)(zai)安(an)全的(de)前提(ti)下盡(jin)量(liang)降低造價。此(ci)外,老河(he)(he)口市城(cheng)區位(wei)于壩(ba)址(zhi)上游約(yue)3km處,如何減(jian)(jian)免(mian)水(shui)庫蓄(xu)水(shui)后給城(cheng)區帶來的(de)淹沒和(he)浸沒,也是需(xu)要解決的(de)問(wen)題。
別具(ju)一(yi)格(ge)的(de)(de)樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi) 王甫洲(zhou)(zhou)水利樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)壩(ba)(ba)址位于平原河(he)谷,地(di)形復雜,河(he)道(dao)(dao)(dao)在此分叉為主河(he)道(dao)(dao)(dao)和(he)老(lao)(lao)河(he)道(dao)(dao)(dao)兩(liang)支(zhi),中(zhong)間(jian)為王甫洲(zhou)(zhou),洲(zhou)(zhou)長(chang)約7km,寬約3km。枯水期老(lao)(lao)河(he)道(dao)(dao)(dao)不過水。因此,樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)格(ge)外復雜。樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)考慮的(de)(de)主要(yao)(yao)因素(su)是:最大(da)限度(du)地(di)滿(man)足發(fa)電(dian)和(he)通(tong)(tong)航要(yao)(yao)求;少(shao)淹(yan)河(he)谷灘(tan)地(di)和(he)王甫洲(zhou)(zhou)灘(tan)地(di);便于施(shi)工(gong)(gong)(gong);從而(er)達到滿(man)足工(gong)(gong)(gong)程任務要(yao)(yao)求和(he)降低造價的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。在樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)工(gong)(gong)(gong)作中(zhong),設計(ji)做了(le)大(da)量的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作,包(bao)括選(xuan)(xuan)壩(ba)(ba)線(xian)和(he)建(jian)筑(zhu)物選(xuan)(xuan)型。通(tong)(tong)常所(suo)見到的(de)(de)樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi),其壩(ba)(ba)軸線(xian)較短,建(jian)筑(zhu)物布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)在一(yi)直線(xian)上,以達到工(gong)(gong)(gong)程量最少(shao)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。但(dan)王甫洲(zhou)(zhou)樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)最終選(xuan)(xuan)用的(de)(de)樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)為“口(kou)袋式”。其壩(ba)(ba)軸線(xian)較通(tong)(tong)常的(de)(de)長(chang)了(le)約10余km,這種奇特的(de)(de)樞(shu)(shu)紐(niu)(niu)(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)是適應(ying)自然條件的(de)(de)結果。
對低(di)水(shui)(shui)頭大流量(liang)的(de)水(shui)(shui)電(dian)站而(er)言,其水(shui)(shui)頭顯得(de)十(shi)分寶貴。王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)樞紐在泄(xie)洪情(qing)況下,上下游(you)水(shui)(shui)位差小(xiao),造(zao)成泄(xie)洪時難以(yi)發電(dian)。為此,在樞紐布置(zhi)中利用了(le)壩(ba)址區老河(he)道的(de)地形條件,將擋水(shui)(shui)壩(ba)和泄(xie)水(shui)(shui)閘布置(zhi)在靠(kao)王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)洲(zhou)頭的(de)主河(he)道上,將電(dian)站廠房和船(chuan)閘布置(zhi)在靠(kao)王(wang)甫(fu)(fu)洲(zhou)洲(zhou)尾的(de)老河(he)道上,兩者相距約7km,沿(yan)老河(he)道兩岸(an)用低(di)土石壩(ba)(圍(wei)堤(di))連接。這種布置(zhi)雖然(ran)延長了(le)壩(ba)軸線10余公里,但有以(yi)下優(you)點:
⑴ 利用這段(duan)河道(dao)天(tian)然落差(cha)提高(gao)了電(dian)站水頭2.5m,占提高(gao)后的設計水頭7.5m的1/3,在宣泄各種(zhong)頻率(lv)洪(hong)水時均能發電(dian),大(da)大(da)提高(gao)了發電(dian)量(liang)。
⑵ 23孔(kong)泄水閘布置在主河(he)道灘地上,簡化(hua)了施工(gong)導流工(gong)程,取(qu)消了主河(he)床(chuang)圍堰,縮短了工(gong)期,節約了工(gong)程投資。
⑶ 船(chuan)(chuan)閘布置(zhi)在(zai)老河(he)道上靠近電站(zhan)處,利用(yong)電站(zhan)下泄(xie)(xie)流(liu)量通航,船(chuan)(chuan)只(zhi)進(jin)出便利,不受泄(xie)(xie)水(shui)閘泄(xie)(xie)洪影響。
⑷ 沿老(lao)河道(dao)兩岸的(de)低(di)土石壩(圍堤),利(li)用泄水閘開(kai)挖(wa)的(de)棄料(liao)(liao)(砂(sha)礫料(liao)(liao))填筑(zhu),不(bu)僅解決了棄料(liao)(liao)堆(dui)放問題(ti),所修建的(de)圍堤造價也低(di)。
采用先進技術,土石壩(ba)防滲(shen)材料選(xuan)(xuan)用復(fu)合(he)土工(gong)膜(mo) 在1993年初步設計中,經(jing)方案比(bi)較后(hou),確定老河道(dao)兩岸土石壩(ba)(圍堤(di))采用復(fu)合(he)土工(gong)膜(mo)防滲(shen),經(jing)實施并運行(xing)后(hou),取得了(le)良好效果,為我(wo)國(guo)土石壩(ba)防滲(shen)選(xuan)(xuan)材開創了(le)一條新(xin)的道(dao)路。
老(lao)河道(dao)兩(liang)(liang)岸土(tu)(tu)石(shi)(shi)壩(ba)(圍堤),長約(yue)13km,壩(ba)高(gao)7-9m,壩(ba)體(ti)為砂(sha)(sha)礫石(shi)(shi),壩(ba)基為中細砂(sha)(sha)和(he)砂(sha)(sha)礫石(shi)(shi),防(fang)滲(shen)(shen)型式采用(yong)復合(he)(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)膜(mo)(mo)(mo)斜墻(qiang)加水平鋪(pu)蓋(gai),其防(fang)滲(shen)(shen)面積約(yue)110萬平方米。1999年被水利(li)部列為土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)合(he)(he)(he)成材(cai)料(liao)應用(yong)示(shi)范工(gong)(gong)(gong)程(cheng)。同年10月在老(lao)河口(kou)市由水利(li)部國(guo)(guo)際合(he)(he)(he)作與科技(ji)司主持鑒定會,會議(yi)認為:“設計(ji)單位根據工(gong)(gong)(gong)程(cheng)具體(ti)條件,充(chong)分(fen)利(li)用(yong)當地材(cai)料(liao),選用(yong)了(le)復合(he)(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)膜(mo)(mo)(mo)防(fang)滲(shen)(shen)方案是適宜的(de)(de)和(he)先進(jin)的(de)(de),所進(jin)行的(de)(de)復合(he)(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)選型試(shi)驗、接縫方法研究(jiu)、邊坡(po)穩定和(he)滲(shen)(shen)流分(fen)析等工(gong)(gong)(gong)作,保(bao)證了(le)方案的(de)(de)技(ji)術可靠性和(he)經(jing)濟合(he)(he)(he)理(li)性”;“采用(yong)兩(liang)(liang)膠三縫粘(zhan)接方式解決了(le)PE和(he)PVC膜(mo)(mo)(mo)間(jian)連接的(de)(de)難題,在國(guo)(guo)內(nei)尚無先例(li)”;“經(jing)復核(he)土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)膜(mo)(mo)(mo)防(fang)滲(shen)(shen)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)決算,與原設計(ji)粘(zhan)土(tu)(tu)防(fang)滲(shen)(shen)心墻(qiang)加水平鋪(pu)蓋(gai)方案比較,節(jie)省(sheng)直(zhi)接投資3300萬元(yuan),約(yue)占原防(fang)滲(shen)(shen)方案的(de)(de)46%,此外(wai),從(cong)減少(shao)料(liao)場(chang)臨(lin)時征地、運輸道(dao)路修建以及(ji)節(jie)約(yue)能源等方面,還具有(you)顯著的(de)(de)間(jian)接經(jing)濟效益(yi)和(he)社會效益(yi),同時縮短了(le)工(gong)(gong)(gong)期”;“復合(he)(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)(gong)(gong)膜(mo)(mo)(mo)在漢(han)江王甫洲水利(li)樞紐圍堤防(fang)滲(shen)(shen)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)中的(de)(de)應用(yong)成果總體(ti)上達到了(le)國(guo)(guo)內(nei)領先水平,具有(you)示(shi)范作用(yong)和(he)推廣價值(zhi)”。
選用燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu) 王甫(fu)洲水(shui)電(dian)(dian)站水(shui)頭范圍為(wei)3.7-10.3m,適應此水(shui)頭段的(de)水(shui)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)有軸流(liu)轉(zhuan)(zhuan)漿(jiang)式(shi)(shi)(shi)和燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)。以(yi)往(wang)燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)在(zai)(zai)冷卻(que)、通(tong)風、止(zhi)水(shui)、軸承(cheng)支承(cheng)結構和過渡過程(cheng)的(de)反水(shui)錘(chui)等方(fang)面存在(zai)(zai)一系列復雜技(ji)術難題,隨著(zhu)科技(ji)的(de)進步,上述問題已得到較(jiao)好的(de)解決。在(zai)(zai)王甫(fu)洲電(dian)(dian)站機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)選擇(ze)工作中,我們對燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)與軸流(liu)轉(zhuan)(zhuan)漿(jiang)式(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)進行了詳細的(de)技(ji)術經濟比(bi)較(jiao)。與軸流(liu)轉(zhuan)(zhuan)漿(jiang)式(shi)(shi)(shi)水(shui)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)(ji)相(xiang)比(bi),燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)比(bi)轉(zhuan)(zhuan)速高約40%;轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)直(zhi)徑小18%;額定點效(xiao)率高3%;機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)總(zong)重量(liang)減(jian)(jian)少(shao)31%;廠房總(zong)長(chang)度(du)減(jian)(jian)少(shao)37%;土(tu)石方(fang)開挖量(liang)減(jian)(jian)少(shao)35%;混凝土(tu)工程(cheng)量(liang)減(jian)(jian)少(shao)31%。王甫(fu)洲燈(deng)(deng)泡(pao)(pao)貫(guan)(guan)流(liu)式(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)轉(zhuan)(zhuan)輪(lun)直(zhi)徑為(wei)7.2m,單機(ji)(ji)(ji)(ji)容量(liang)27.25MW,這在(zai)(zai)當時是我國最大(da)的(de)。其(qi)單機(ji)(ji)(ji)(ji)最大(da)過流(liu)能力為(wei)420立(li)方(fang)米(mi)/秒(miao)。
船閘輸水(shui)(shui)(shui)系(xi)統采(cai)用集中(zhong)(zhong)輸水(shui)(shui)(shui)倒(dao)口(kou)(kou)消能不設鎮(zhen)靜段的(de)(de)布(bu)置(zhi)型式 王甫(fu)洲船閘上下游水(shui)(shui)(shui)位差(cha)最大為10.3m。通(tong)常采(cai)用的(de)(de)集中(zhong)(zhong)輸水(shui)(shui)(shui)倒(dao)口(kou)(kou)消能都要(yao)設置(zhi)鎮(zhen)靜段,因而(er)增加了閘室長度(du)和降低(di)了輸水(shui)(shui)(shui)效率。通(tong)過水(shui)(shui)(shui)工(gong)模(mo)型試(shi)驗,對集中(zhong)(zhong)輸水(shui)(shui)(shui)倒(dao)口(kou)(kou)消能的(de)(de)多(duo)種方(fang)案研究后,提(ti)供(gong)了一種新的(de)(de)倒(dao)口(kou)(kou)消能型式,它可(ke)以(yi)不設鎮(zhen)靜段。與分散式輸水(shui)(shui)(shui)系(xi)統相(xiang)比,在閘室內不設廊道(dao),從而(er)可(ke)抬(tai)高(gao)閘底板(ban)建基面高(gao)程,節(jie)省(sheng)了基巖挖方(fang)和混凝土工(gong)程數量,閘室結構也簡單。
移民安置
王甫洲壩區用地和庫區淹(yan)沒(mei)面積(ji)(ji)涉及老(lao)河口市(shi)、谷城縣的(de)6個(ge)(ge)鄉鎮、23個(ge)(ge)行(xing)政村(cun)(cun)、98個(ge)(ge)村(cun)(cun)民小組。樞紐實際用地1968.92公(gong)頃,其(qi)中耕地581.31公(gong)頃,林(lin)地285.2公(gong)頃。拆遷各(ge)類房屋(wu)面積(ji)(ji)7789.93平方米,進行(xing)生(sheng)產安置人口4866人,另外涉及兩縣市(shi)10個(ge)(ge)工礦(kuang)企業(ye)(ye)、1個(ge)(ge)事業(ye)(ye)單位、28個(ge)(ge)村(cun)(cun)組副業(ye)(ye)。水庫淹(yan)沒(mei)區無(wu)文(wen)物古跡。