大通河江源水电站引水枢纽初步设计 - 图文

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

目 录

摘要 ................................................................................................................................................. 4 关键词 ............................................................................................................................................. 4 Abstract .......................................................................................................................................... 5 Key words ....................................................................................................................................... 5 1 综合说明 ..................................................................................................................................... 6 1.1 绪言 ..................................................................................................................................... 6 1.1.1 工程地理位置、工程任务和兴建理由 ........................................................................ 6 1.2 自然条件 ............................................................................................................................. 6 1.2.1 地理及气候 .................................................................................................................... 6 1.2.2 水文 ................................................................................................................................ 7 1.2.3 泥沙 ................................................................................................................................ 7 1.2.4 冰情 ................................................................................................................................ 7 1.3 工程地质 ............................................................................................................................. 8 1.4 工程任务和规模 ................................................................................................................. 8 1.5 工程布置及建筑物 ............................................................................................................. 8 1.5.1 工程等别及标准 ............................................................................................................ 8 1.5.2 坝线的选定 .................................................................................................................... 9 1.5.3 推荐方案工程总体布置 ................................................................................................ 9 1.5.4 建筑物的布置、型式及主要尺寸 ................................................................................ 9 1.6 机电及金属结构 ................................................................................................................. 9 1.7 施工 ................................................................................................................................... 10 1.8 水库淹没及工程永久占地 ............................................................................................... 10 1.9 环境保护和水土保护 ....................................................................................................... 11 1.10 工程管理 ......................................................................................................................... 11 1.11 结论及建议 ..................................................................................................................... 11 1.11.1 结论 ............................................................................................................................ 11

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

1.11.2 建议 ............................................................................................................................ 11 2 水文气象 ................................................................................................................................... 12 2.1 流域概况 ........................................................................................................................... 12 2.2 气象 ................................................................................................................................... 12 2.3 基本资料 ........................................................................................................................... 13 2.4 年径流 ............................................................................................................................... 13 2.4.1 径流特性 ...................................................................................................................... 13 2.4.2 径流系列的还原插补 .................................................................................................. 13 2.4.3 径流系列代表性分析 .................................................................................................. 14 2.4.4 径流计算 ...................................................................................................................... 14 2.4.5 径流年内分配 .............................................................................................................. 14 2.5 洪水 ................................................................................................................................... 22 2.5.1 洪水特性 ...................................................................................................................... 22 2.5.2 历史洪水 ...................................................................................................................... 22 2.5.3 历史洪水重现期 .......................................................................................................... 22 2.5.4 设计洪水计算 .............................................................................................................. 23 2.5.5 分期洪水 ...................................................................................................................... 23 2.6 泥沙 ................................................................................................................................... 24 2.7 坝区水位流量关系 ........................................................................................................... 24 2.8 冰情 ................................................................................................................................... 24 3 工程地质条件 ........................................................................................................................... 25 3.1 工程区域地质概况 ........................................................................................................... 25 3.1.1 地层岩性 ...................................................................................................................... 25 3.1.2 地质构造 ...................................................................................................................... 25 3.1.3 水文地质 ...................................................................................................................... 25 3.2 库区工程地质条件 ........................................................................................................... 26 3.3 坝址区工程地质条件 ....................................................................................................... 26 4 工程任务和规模 ....................................................................................................................... 27 4.1 河流规划和地区社会经济发展概况 ............................................................................... 27 4.2 工程建设的必要性 ........................................................................................................... 27

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5 蓄水位和洞径的选择 ............................................................................................................... 28 5.1 洪水调节计算 ................................................................................................................... 28 5.2 正常蓄水位选择 ............................................................................................................... 28 5.3 经济洞径的选择 ............................................................................................................... 30 6 挡水建筑物 ............................................................................................................................... 31 6.1 设计依据 ........................................................................................................................... 31 6.1.1 工程等别、主要建筑物级别及洪水标准 .................................................................. 31 6.1.2 设计基本资料 .............................................................................................................. 31 6.2 工程选址 ........................................................................................................................... 32 6.2.1坝址区地形地质条件 ................................................................................................... 33 6.3 坝线的选择 ....................................................................................................................... 33 6.4 重力坝 ............................................................................................................................... 34 6.5 土坝 ................................................................................................................................... 35 7 泄水建筑物 ............................................................................................................................... 36 7.1 泄水建筑物的型式 ........................................................................................................... 36 7.2 泄水建筑物的设计 ........................................................................................................... 36 7.3 泄水建筑物的消能设计 ................................................................................................... 38 7.4 枢纽建筑物设计计算 ....................................................................................................... 39 8 引水建筑物 ............................................................................................................................... 47 8.1 引水建筑物的组成 ........................................................................................................... 47 8.2 线路的选择 ....................................................................................................................... 47 8.3 进水口 ............................................................................................................................... 47 8.4 引水管道和隧洞 ............................................................................................................... 48 8.5 调压井 ............................................................................................................................... 49 8.6岔管 ..................................................................................................................................... 50 参考文献 ....................................................................................................................................... 51 致 谢 ........................................................................................................................................... 52

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

摘要：江源水电站位于青海省门源县仙米乡境内大通河干流上，为低坝无调节引水式水电站，装机容量42MW。设计包括大坝基本设计和引水枢纽设计。

大坝总长161.3m，沿坝轴线从左依次布置有土坝、泄洪冲沙闸、表空泄洪闸（实用堰）、溢流

坝和重力坝，采用闸坝集中布置的方式，正向泄洪排沙、斜向进水。进水口布置在泄冲闸上游处，闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00m；设有1孔泄冲闸于河道左岸的主河槽内，闸室段长31.755m；实用堰和溢流堰堰型均为WES剖面堰，堰顶高程分别为2615.00m，2622.00m。

引水系统由进水口、砼压力管道、引水隧洞、调压井和压力管组成。进水口位于枢纽口左岸，由栏污栅段、进水闸两部分组成；砼管和隧洞均为有压圆形断面，内径6.5m，设计引水流量104.4m3/s,线路总长6821m，砼管长48m，隧洞总长6773m；调压井为阻抗式，位于大通河IV级阶地前缘斜坡段，距厂房180m直径18m，阻抗口直径3.2m，总高度32.5m；机组采用一机多管，卜形多岔供水，压力管主管管径5.8m，岔管管径3.00m。

关键词：水电站 枢纽 隧洞

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

The Tonghe Jiang Yuan Hydropower Water Diversion Project

in preliminary design

Abstract: Jiang Yuan station is located in the Datong River in Qinghai Province Menyuan County cents, rural territory, for the low dam regulate the diversion type hydropower station, installed capacity of 42MW. The

design includes a hub for design and plant design.

The hub of the power station for a comprehensive building, the total length of 161.3m, arranged along the dam axis from left to turn earth dam flushing sluice spillway table empty sluice (Weir), spillway and gravity dam, Locks and Dams centralized arrangement way forward spillway sediment oblique water. Inlet was arranged at the upstream of the vent red gate, gate (weir) pier at the top to determine the elevation 2625.00m; has a hole to vent the red gate in the main channel of the river left bank of the chamber of segment length 31.755m; weir and

overflow weir type are WES profile weir crest elevation 2615.00m, 2622.00m.

The diversion system consists of inlet, concrete pressure pipe, diversion tunnel, surge shaft and pressure tube. Intake is located in the left bank of the hub port is composed of two parts column sewage grid segment, intake; concrete pipe and tunnel were pressure round-section, the inner diameter of 6.5m, Diversion of 104.4m3 / s, the line length of 6821m, the concrete pipe 48m long, tunnel length of 6773m; surge shaft impedance, located in Datong River class IV terraces leading edge of the slope segment from the plant 180m diameter of 18m, the impedance of the mouth diameter of 3.2m, the total height of 32.5m; unit using a machine, multi-barrel, BU The fork-shaped multi-water supply, the head of pressure tube diameter 5.8m, bifurcated pipe diameter of 3.00m.

Key words: Hydropower Station tunnel

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

1 综合说明

1.1 绪言

1.1.1 工程地理位置、工程任务和兴建理由

江源水电站位于青海省门源县仙米乡的大通河上，距县城70km，是《大通河流域梯级规划》报告中所规划的第七座电站。其枢纽距上游在建的仙米水电站厂房约7km，厂房距下游雪龙滩水电站约5km处，工程内有青冈公路穿过。

江源水电站是一座低坝无调节引水式水电站，为IV等小（1）型工程，装机容量42MW。其主要供电对象为门源县，根据负荷预测，因国家西部大开发战略的实施，地区经济发展迅速，县、乡镇企业不断新起，高耗能工业日趋增多，门源县电力系统负荷在2010年大幅度增长，消耗较大的电量。因此，江源水电站的建设带动了地区经济发展，提高了人民生活水平。

1.2 自然条件

1.2.1 地理及气候

大通河属黄河流域，是湟水的最大一级支流，黄河的二级支流，发源于青海省的木里山，源头还把高程4320m，整个流域面积15130km2，河道总长度520km，主河道平均坡降4.52‰。自西北向东南流经青海省刚察、祁连、海晏、门源、互助、民和等县和甘肃省的天祝、永登两县，最后于甘青两省交界处的享堂峡汇入湟水，然后汇入黄河。

流域形状似一窄长矩形，水系呈羽毛状分布，流域北岸为祁连山，南岸为大通河、达板山，地势西北高而东南低。河流上段地势较高，气候寒冷，浅山和滩地上覆盖着湿寒植物。河源处植被覆盖率达100%；河流中段，河长192km，该河段山势高耸，林木成片，峡谷连着峡谷，在天堂寺一下，森林减少，耕地增多，河道呈阶梯状；河流下段，河长40km，植被稀少，连成至享堂间，河岸阶地上均为灌溉良田，径流由降水、冰雪融化和地下水补给，以降水补给为主。大通河年径流变化不大，切上游植被良好，水土流失较少，悬移质含沙量较小，水流清澈。

工程区为位于河段中段，门源县县城下游60多公里，门源县多年平均气温0.50℃，

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年降水量525mm，年蒸发量1137.4mm，年日照时数2657h，最多风向为西北和东南风，最大风速22m/s，最大积雪深度19cm，最大冻土深度大于2.0m，年绝对无霜期51天。工程区的河流呈蛇形弯曲，整体流向为东南向，河谷多呈“U”型，河流两岸山势陡峻，地形起伏大，呈现高山河谷地貌特征。 1.2.2 水文

江源水电站无实测水文资料，尕大滩、天堂、连城、享堂水文站是江源水电站水文分析的主要参证站。

电站下游享堂站具有52年（1950—2001）的径流系列，上游尕打探站具有47年（1955—2001）实测资料，利用享堂站还原后的径流系列将尕大滩站径流系列的延长至1950—2001年，共52年的系列。

以此通过频率分析计算，计算得江源水电站设计年径流，成果见表1-1

江源水电站设计年径流成果表 （表1-1） F （km2） 10176 均值 m3 Cv 0.20 Cs/Cv 2.0 不同保证率的设计值（m3/s） 15% 77.1 25% 72.0 50% 63.1 75% 54.9 85% 50.8 63.9 江源水电站设计洪峰流量均值由尕大滩站和天堂站均值按流域面积双对数内插得Qm=576m3/s，Cv按流域面积直线内插得Cv=0.56、Cs/Cv=3.0。洪峰设计流量成果见表1-2

江源水电站设计洪峰流量成果表 （表1-2） 均值 m3 576 Cv 0.56 Cs/Cv 3.5 各种频率设计值（m3/s） 0.3% 2000 0.5% 1880 1% 1680 2% 1480 3.3% 1330 5% 1210 10% 1000 20% 790 1.2.3 泥沙

江源水电站悬移质根据尕大滩站与连城站悬沙成果推求，侵蚀模数230.7t/km3，多年平均悬移质输沙量121万t，多年平均含沙量06.0kg/m3，多年平均推移质输沙量为30万t，多年平均输沙量为151万t。 1.2.4 冰情

工程区一般10月下旬～11上中旬开始结冰，3月中旬4月上中旬全部融化。流冰花时间较长，一般在11月上旬开始至次年4月初，流冰花时间150天左右。

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1.3 工程地质

1>工程区大地构造部位位于“祁吕贺”山字形构造体系的西翼，玉龙滩背斜东北翼，未见有大型断裂及活动断层由区内通过，根据《中国地震动峰值加速度区划图》（1/400万50年超越概率10%），工程区地震动峰加速度值为0.2g（相当于地震基本烈度八度）。 2>坝址岩性以第四系冲—洪积含孤石、漂石沙砾层为主。

3>水库区工程地质条件简单，成库条件较好，没有重大工程地质问题存在。

4>隧洞主要由奥陶系的板岩、中薄层砂岩、中厚层含砾砂岩及巨厚层砂砾岩构成，隧洞最大埋深431m，分别有III、IV和V类围岩构成，其中III类占51.38%；IV类占42.88%；V类（含土洞）占5.75%。

5>厂房位于大通河左岸II级阶地之上，厂房区第四系松散覆盖层厚度为22～25m。 6>工程所需各类天然建筑储量丰富，可满足工程的需要量。 7>大通河河水，水质良好，对普通水泥无侵蚀性，可作为施工用水。

1.4 工程任务和规模

大通河水量充沛、河床比降大、落差易集中，水能资源极为丰富，水资源的开发，不仅为地区经济发展提供电力，而且对带动地区其他资源的开发有积极作用，同时还可作为少数民族地区的一个支柱产业，对促进地区经济的持续发展和人民生活水平的提高有着重要意义。

江源水电站为IV等小（1）型工程，装机42MW，多年平均年发电量约1.806kW·h。根据《小水电水能设计规程》（SL76—94），电站的设计水平年采用第一台机组投产后的4-7年并和国民经济五年计划相适应，则设计水平年选为2015年。

根据电站在电力系统中的作用及规模，参照《小水电水能设计规程》（SL76—94）的规定，本电站的设计保证率采用P=85%。

1.5 工程布置及建筑物

1.5.1 工程等别及标准

电站装机容量42MW，依《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），工程等别为IV等，工程规模为小（1）型。洪水标准按山区、丘陵区标准执行。主要建筑物级别为4级，次要及临时建筑物为5级。

枢纽洪水标准：设计[重现期（年）]为50年（P=2%），校核[重现期（年）]为200年（P=0.5%）。消能建筑物洪水标准：[重现期(年)]为20年（P=5%）。厂房标准：设计[重现

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期(年)]为50年（P=2%）,校核[重现期（年）]为100年（P=0.1%）。 1.5.2 坝线的选定

本阶段选择了三条坝线，上中两坝线相距160m，中下坝线相距1154m。为保证装机容量不变的条件，上中坝线的正常档水位均为2522.00m，下坝线的正常挡水位2622.80m，主要通过库区淹没、枢纽建筑物和引水建筑物投资的综合比较，确定上坝线为本阶段的推荐方案。

1.5.3 推荐方案工程总体布置

江源水电站由枢纽、引水系统和厂区建筑物三大部分组成。

枢纽为一综合建筑物，负担着引水、泄水和冲啥等任务，引水系统在大通河的左岸，有一孔进水口、砼压力管道、压力隧洞，总长6820.998m。直径均为6.50m，调压井一座，内径18m。

调压井为阻抗式，前接隧洞，后经过一段隧洞与厂房压力管道相连，机组供水采用一管三机。

厂区由主厂房、副厂房、尾水渠、升压站和管理区等建筑物组成。尾水渠采用梯形断面，末端与大通河相接。

管理区设在厂房上游II级阶地上，通过新建的跨大通河桥可与青冈公路相连接。 1.5.4 建筑物的布置、型式及主要尺寸

1>枢纽总长163.1m，从左到右一次布置有土坝、泄洪冲砂闸、表孔泄洪闸（实用堰）、溢流坝和重力坝，进水口布置在泄冲闸上游处。闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00m。 2>引水系统由进水口、砼压力管、引水隧洞、调压井和压力钢管组成。进水口位于书虐左岸，砼管和隧洞均为有压力圆形断面，内径6.50m，线路总长6821m，其中砼管长48m，隧洞总长6773m。

调压井为阻抗式，直径18m，阻抗口3.20m，总高度为32.50m。

机组采用一管多机，卜形分岔供水，主管管径5.8m，岔管直径为3.00m，管道外包砼的钢管。

1.6 机电及金属结构

金属结构依据工程区水文气象、冰情及各部位金属结构特点，设有不同类型不同规格的闸门、拦污栅6类十套。金属结构总的用钢量为336t，起闭设备总重72.5t。

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1.7 施工

1>交通

本工程枢纽区河谷较为狭窄，施工营地拟规划四处，分别在枢纽附近、厂房附近和两个支洞旁。工程区距省会西宁市175km，距门源县城60km。青冈公路通过工程区，对外交通条件十分便利。工程所用水泥采用甘肃省永登水泥厂，钢材采自西宁，木材可从门源县采购。

2>导流标准和方案

导流建筑物级别为5级，枢纽工程一期、二期围堰挡水标准均选用设计洪水重现期5年，其相应全年最大洪水流量790m3/s，汛前枯水期最大洪水流量449790m3/s（6月）。

采用河床内分期导流施工方式，一期工程首先利用枯水期草土围堰和土石围堰挡水，河水由束窄后的右岸河床通过，完成泄洪闸、进水闸及泄冲闸和实用堰之间的闸坝及上下游纵向浆砌石围堰的施工。导流是时段为第一年11月～第二年9月底，相应最大流量为970m3/s。

二期工程利用右岸上下游横向土石围堰和纵向浆砌石围堰挡水，第二年11月～第三年5月底的流量由一期完成的泄冲闸通过，完成溢流坝、重力坝和截渗墙2612.2m高程以下和上下游铺盖、消力池及海墁的施工，相应时段最大流量为240m3/s。汛期（6月～9月）来临时，容许基坑过水，暂停施工，待洪峰过后，继续进行坝体砼浇筑；10月～12月流量由已经浇筑完成的坝体挡水，泄冲闸过流，期间完成枢纽所剩余的工程。

厂区导流标准亦按5年一遇洪水设计。利用尾水渠上的预留砂砾石坎挡水，厂房基坑全年施工。 3>总进度

根据本工程的枢纽特点和施工条件，确定本工程的施工进度计划总工期为28个月，其中施工准备期为2个月，主体工程施工期25个月，完建期1个月。

1.8 水库淹没及工程永久占地

设计洪水标准：P=50%，重现期2年，洪峰流量489m3/s；校核洪水频率标准按10%，重现期10年，洪峰流量1000m3/s。库区回水长度4.17km，按照泄水建筑物的泄洪能力，在正常挡水位的条件下，可满足校核洪水标准，考虑冰盖的影响和起闭闸门所需的时间水位，淹没按坝前的正常挡水位＋1.0m确定，即2623.00m。

工程永久占地28亩，库区淹没耕地31亩，浸没耕地62亩，公路改建475m，搬迁人

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家1户。

1.9 环境保护和水土保护

江源水电站由于规模小，有少量土地淹没和浸没，对社会环境无大的不利影响。工程的兴建，必将增加当地群众的就业机会，清洁能源的利用也将有利于减少对林木的砍伐，进而促进自然环境的改善。因此，工程的修建对环境的有利影响远远大于不利影响。

环境保护设计主要内容有：弃渣厂保护、工程区渣厂整治与利用。恢复植被，水质保护等。环境保护和水土保持投资暂按300万元计。

1.10 工程管理

江源水电站属5等，为低坝无调节引水式电站，不承担防洪任务，枢纽对洪水无调节作用。拦河坝、发电系统和厂房，以及金属结构，均应定期维护、检查和检修。工程管理由电站自身承担，电站设电长一人，统一管理电站的生产运行、生活。运行班的职责是负责电站的生产与运行，包括闸门启闭、拦污机的清污、厂房内机组的运行等。

1.11 结论及建议

1.11.1 结论

1>江源水电站的建设能充分利用大通河水能资源，工程规模较小，自然条件和地质条件基本清楚，建设条件好。

2>工程区水文资料是由上游尕大滩站、下游天堂站、连城站、享堂站较长系列实测数据分析插补还原而得，精度高，成果可靠。

3>工程区无突出不良工程地质问题，当地建筑材料丰富，易于开采。 4>电站兴建后，对环境无不利影响。 5>电站装机容量42MW。 6>工程建设总工期28个月。 1.11.2 建议

由于引水系统较长，建议做调压井的波动试验，验证调压井断面的合理性，并为隧洞结构计算提供较为准确的数据。

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2 水文气象

2.1 流域概况

大通河属黄河流域，地处青藏高原东北边缘。是湟水的最大一级支流，黄河的二级支流，发源于青海省的木里山，源头海拔高程4320m，整个流域面积15130km2，河道总长度520km，主河道平均坡降4.52‰。自西北向东南流经青海省刚察、祁连、海晏、门源、互助、民和等县和甘肃省天祝、永登两县，最后于甘青两省交界的享堂峡汇入湟水，然后汇入黄河。

流域形状似一窄长矩形，水系呈羽毛状分布，流域北岸为祁连山，南岸为大通河、达板山，地势西北高而东南低。河源至门源为上段，河长322km，该段地势较高，气候寒冷，浅山和滩地上覆盖着湿寒植物。河源处植被覆盖率达100%；河流中段，河长192km，该河段山势高耸，林木成片，峡谷连着峡谷，在天堂寺一下，森林减少，耕地增多，河道呈阶梯状；河流下段，河长40km，植被稀少，连成至享堂间，河岸阶地上均为灌溉良田，径流由降水、冰雪融化和地下水补给，以降水补给为主。大通河年径流变化不大，切上游植被良好，水土流失较少，悬移质含沙量较小，水流清澈。

江源水电站位于大通河中游，枢纽位于青海省门源回族自治县仙米乡龙浪村，厂房位于仙米乡久干村，距下游雪龙滩水电站（已建成）枢纽5km处。江源水电站枢纽断面以上集水面积10176km2。大通河流域水系及江源水电站位置示意图见图2-1。

2.2 气象

大通河流域深居西北内陆，气候受东南海洋季风的影响和蒙古高压的控制，具有冬长暑短、雨热同期、日照时长、年降水少、蒸发量大、垂直分布明显和昼夜温差大的大陆性气候特点。

江源水电站邻近有门源县气象站，根据门源县气象站点观察资料统计，多年平均气温0.50℃，年降水量525mm，年蒸发量1137.4mm，年日照时数2657h，最多风向为西北和东

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南风，最大风速22m/s，最大积雪深度19cm，最大冻土深度大于2.0m，年绝对无霜期51天。

2.3 基本资料

大通河干流上设有尕日得、尕大滩、天堂、连城、享堂等水文站。其中享堂水文站始建于1940年，经黄委会整编后的完整连续资料自1950年至今，为观察系列最长的站。

江源水电站距下游的天堂水文站约66.0km，距上游的尕大滩水文站约98.0km，江源水电站河段无实测水文资料，尕大滩、天堂、连城、享堂水文站是江源水电站水文分析计算的主要参证站。大通河干流主要水文站一览表见表2-1。

河名 大通河 大通河 大通河 大通河 大通河 站名 尕日得 尕大滩 天堂 连城 享堂 大通河干流主要水文站一览表 （表2-1） 至河口距离（km） 集水面积（k㎡） 建站日期 备注 372 264 100 40 1.9 4576 7893 12574 13914 15126 1973.1 1953.8 1958.1 1947.5 1940.1 2.4 年径流

2.4.1 径流特性

江源水电站坝址以上径流主要来源于大气降水，且以雨水补给为主，雪水补给为辅。全年可分为3月中、下旬至5月为春汛期，由上游冰雪融水和降水补给；6～9月为夏秋洪水期，以大面积降水补给为主，有的年份可延长至10月上旬；10～11月为秋季平水期以地下水补给及河槽储蓄量为主；12月至次年3月初为冬季枯水期，以地下水补给为主，水量小而稳定。径流年内分配6～9月占年径流比例最大约66%，2月份最小。最小流量出现在12月下旬～2月下旬。 2.4.2 径流系列的还原插补

江源水电站年径流计算的依据站为尕大滩站和天堂站，其下游的享堂站具有1950～2001年52年年径流系列，且具有良好的代表性。因此均选用享堂站为参证站进行插补延长。

尕大滩站具有1955～2001年47年实测系列资料，利用享堂站还原后的径流系列将尕大滩站径路系列延长至1950～2001年共52年；天堂站具有1958～1961、1977～2001年29年实测系列资料，利用享堂站还原后的径流系列将天堂站径流系列延长至1950～2001

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

年共52年天然径流系列。 2.4.3 径流系列代表性分析

天堂水文站年径流时序曲线和差积曲线见图2-2、图2-3。一个较好的样本资料一般应该包括上升期、下降期和平稳期，有图可见，1950～2001年年径流系列具有较好的代表性。 2.4.4 径流计算

对尕大滩站1950～2001年径流系列进行频率分析，得多年平均流量为49.85m3/s 。对天堂站1950～2001年共52年天然径流系列进行频率分析，得多年平均流量为78.8 m3/s 。

由尕大滩站与天堂站年平均流量统计参数按面积直线内插得江源水电站径流成果表，见表2-2。

F （km2） 10176 均值 m3 Cv 0.20 江源水电站径流成果表 （表2-2） 不同保证率的设计值（m3/s） Cs/Cv 15% 25% 50% 75% 85% 2.0 77.1 72.0 63.1 54.9 50.8 63.9 2.4.5 径流年内分配

径路年内分配采用1～12月日历年度，按典型年的年径流量和枯水期的径流量分别接近设计频率的径流量为原则，分别选取天堂站1961、1966、1999、1987.1977年为P=15%、25%、50%、75%、85%各代表年的典型年，按设计频率的年平均流量与典型年年平均流量之比比值修真典型年的月、日平均流量得江源水电站各代表年的逐月、日平均流量，见表2-3～表2-8。

图2-1 14 大通河江源水电站引水枢纽初步设计

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

大通河江源水电站径流年内分配成果表

单 位：m/s （表2-3） 月份 项目 年 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 3

1961年 典型 P=15% 丰水年 1966年 典型 P=25% 丰水年 1999年 典型 20.6 20.8 25.3 78.4 84.0 118 224 208 143 89.7 49.1 27.0 91.2 17.4 17.6 21.4 66.3 71.0 99.8 189 176 121 75.8 41.5 22.8 77.1 18.0 17.3 20.9 55.5 106 111 159 258 133 66.9 36.2 20.8 84.0 15.4 14.8 17.9 47.6 90.9 95.1 136 221 114 57.3 31.0 17.8 72.0 19.2 20.5 25.8 40.4 43.8 150 254 144 101 61.7 39.2 21.8 77.1 16

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

P=50% 平水年 1987年 典型 P=75% 枯水年 1977年 典型 P=85% 枯水年 15.7 16.8 21.1 33.1 35.8 123 208 118 82.7 50.5 32.1 17.8 63.1 14.3 14.7 18.1 36.9 70.5 185 136 130 73.3 43.0 27.3 17.9 64.2 12.2 12.6 15.5 31.6 60.3 158 116 111 62.7 36.8 23.3 15.3 54.9 10.5 9.70 19.0 41.6 71.9 106 160 160 118 59.7 29.1 17.5 65.0 8.21 7.58 14.8 32.5 56.2 82.8 125 125 92.2 46.7 22.7 13.7 50.8

大通河江源水电站P=15%代表年逐日平均流量表

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单位：m （表2-4） 月 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 日 1 17.1 17.8 17.8 20.3 58.5 81.2 171 112 149 81.2 56.5 28.6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19.0 17.8 19.0 17.1 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 15.2 16.5 19.0 16.5 17.1 15.9 19.6 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 17.1 18.4 17.8 17.1 16.5 19.0 16.5 15.9 14.2 17.8 15.9 17.8 16.5 16.5 15.9 16.5 17.1 17.8 19.6 19.0 24.7 26.4 21.6 27.9 21.6 26.4 26.0 25.4 25.4 32.6 34.7 36.4 45.0 42.3 48.7 68.5 96.4 104 109 67.3 62.6 77.1 104 98.1 86.2 90.5 78.5 89.6 69.7 54.4 69.7 72.0 63.7 70.8 79.8 62.6 49.6 46.8 42.3 41.4 41.4 43.1 46.8 57.5 60.5 60.5 57.5 56.5 50.6 163 184 233 189 236 208 152 122 129 149 366 374 305 293 217 117 93.8 85.4 85.4 85.4 167 195 177 272 212 178 169 167 193 220 139 131 118 110 145 150 143 136 133 138 139 139 145 145 143 86.2 85.4 85.4 82.5 79.8 78.5 75.7 74.4 75.7 81.2 85.4 82.5 82.5 92.1 89.6 56.5 53.4 52.4 51.5 52.4 57.5 56.5 54.4 48.7 43.1 41.4 43.1 41.4 39.7 38.9 28.6 27.9 27.9 27.9 27.9 25.4 23.5 22.8 22.8 22.8 22.8 22.8 21.6 22.8 22.1 17

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 平均 15.2 15.9 16.5 15.9 17.1 17.8 13.7 19.0 17.8 18.4 19.6 19.6 19.0 21.6 21.0 17.4 17.1 16.5 19.0 19.0 17.8 17.8 17.8 19.0 19.0 20.3 19.0 17.8 17.6 35.5 26.4 25.4 24.1 26.4 24.7 24.1 24.1 22.1 22.1 22.1 21.0 17.8 20.3 19.6 21.4 82.5 104 102 118 150 145 101 70.8 54.4 46.8 51.5 58.5 74.4 64.9 66.3 69.7 85.4 82.5 75.7 85.5 46.8 45.0 54.4 75.7 83.9 72.2 56.5 56.5 56.5 69.7 71.0 48.7 74.4 92.1 99.8 78.5 64.9 60.5 87.9 123 207 243 381 318 233 99.8 171 143 125 122 157 276 276 206 163 150 139 127 112 109 115 189 197 174 161 147 194 235 259 211 192 171 200 221 200 187 169 176 138 125 118 117 112 104 96.4 93.8 89.6 87.9 85.4 85.4 83.9 79.8 121 85.4 83.9 82.5 77.1 74.4 70.8 67.3 66.1 63.7 61.5 60.5 60.5 59.5 59.5 58.5 75.8 39.7 39.7 38.0 34.7 31.3 31.3 31.3 32.0 32.0 32.0 29.3 29.3 29.9 28.6 41.5 21.6 22.1 22.8 22.8 21.6 21.6 20.3 21.0 21.6 22.1 21.6 19.6 19.6 19.0 18.4 22.8 大通河江源水电站P=25%代表年逐日平均流量表

3

单位：m （表2-5） 月 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15.8 15.7 15.7 15.8 15.7 15.7 15.7 15.7 15.7 15.7 15.5 15.4 15.4 15.5 15.6 15.7 12.3 12.2 12.3 12.3 12.1 12.2 12.3 13.1 14.1 14.2 14.9 15.3 15.4 15.9 13.1 16.2 16.3 16.3 16.2 16.5 16.6 16.7 16.9 17.1 17.1 17.2 17.2 17.3 17.3 17.5 17.6 17.6 21.9 21.7 21.7 21.7 22.1 21.8 21.9 22.4 22.5 22.5 23.1 24.7 25.3 25.3 26.7 27.2 80.8 87.4 102 114 121 92.6 65.7 64.3 75.7 75.9 74.1 80.3 70.3 58.7 58.8 64.0 117 90.9 79.3 72.8 85.7 98.6 78.5 75.2 81.4 89.1 86.6 79.4 76.3 77.9 86.6 117 84.8 88.3 129 226 217 175 150 164 209 295 201 140 111 96.0 87.4 83.9 181 145 116 96.9 88.3 85.5 105 297 341 339 262 212 161 133 117 105 166 177 217 207 179 155 156 155 144 131 122 110 102 97.7 93.4 90.0 80.7 79.5 74.7 70.5 68.9 68.1 66.9 65.1 63.2 61.9 59.7 58.4 59.3 59.6 58.5 57.3 41.2 41.1 40.5 40.3 39.7 39.6 39.6 39.5 38.9 38.5 38.1 37.5 38.0 38.4 38.4 36.3 18.3 18.3 19.2 20.2 20.6 19.0 17.8 17.7 17.7 17.7 17.7 17.3 17.7 17.7 17.2 17.2 18

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 平均 15.7 15.7 15.7 15.7 15.6 15.1 15.1 15.1 14.7 14.7 14.7 14.6 14.9 15.2 14.7 15.4 16.3 16.0 15.9 15.9 15.91 16.0 16.2 16.3 16.4 16.2 16.4 16.4 16.3 14.8 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.7 17.9 18.6 19.4 20.1 20.6 21.0 21.4 21.6 17.9 31.8 56.7 74.9 84.9 67.2 64.3 75.9 75.8 75.2 88.3 90.9 87.4 91.7 90.0 47.6 79.0 85.0 85.7 101 108 96.9 85.3 91.7 98.6 116 114 114 118 118 124 90.9 125 138 182 165 111 90.0 72.0 65.1 63.6 82.1 91.7 87.4 92.6 98.6 95.1 89.1 93.4 83.9 78.3 74.1 71.8 69.2 74.0 101 118 130 170 253 197 171 136 96.9 90.0 90.9 109 123 147 273 368 648 587 439 338 319 255 195 221 90.0 89.1 88.3 86.6 86.6 84.2 82.0 80.1 75.9 73.3 70.9 70.9 69.9 75.5 114 56.1 54.9 54.7 52.7 51.5 51.3 50.2 48.0 47.1 44.8 43.7 42.9 42.7 42.0 41.6 57.3 28.9 24.9 24.8 24.1 23.9 23.2 21.6 20.3 19.7 19.6 19.0 18.7 18.3 18.3 31.0 17.7 18.0 18.3 18.3 18.3 17.6 17.2 17.0 16.7 17.0 17.1 16.7 16.5 16.5 16.7 17.8 大通河江源水电站P=50%代表年逐日平均流量表

单位：m （表2-6） 月 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 日 1 17.2 17.1 18.7 22.8 34.2 54.3 180 96.6 66.9 54.4 39.5 24.0 3

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17.1 16.9 16.7 16.7 16.7 16.7 16.3 16.3 16.0 16.0 15.6 15.6 14.8 11.5 17.1 16.7 16.7 16.3 16.3 16.3 16.5 16.7 17.1 17.1 17.1 17.1 16.7 16.7 18.7 18.7 18.6 18.7 18.9 18.9 19.2 19.2 18.7 19.1 21.1 22.6 22.7 21.9 23.2 23.2 22.5 22.8 22.2 21.6 22.7 24.5 27.6 32.5 32.7 43.4 43.4 42.1 33.6 36.7 32.2 34.5 32.7 36.8 41.7 41.7 39.6 39.7 42.0 30.2 21.7 32.6 75.6 73.4 71.1 106 147 160 128 130 125 110 104 104 142 196 150 125 104 98.2 128 297 379 269 219 298 254 187 161 147 98.2 81.4 82.7 104 194 277 196 154 141 118 99.0 103 121 123 69.9 76.5 74.1 69.3 73.2 77.0 71.6 79.1 96.6 111 114 119 129 133 53.6 53.5 52.7 52.1 58.3 52.9 51.3 54.2 54.1 53.6 53.3 53.4 53.3 54.0 39.7 33.0 37.1 41.2 40.3 39.1 39.0 38.3 37.1 33.8 32.5 32.4 31.3 30.8 25.0 18.5 11.8 18.9 16.9 16.2 16.2 16.9 18.3 17.9 17.3 18.7 17.8 19.6 19

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 平均 11.4 10.9 14.0 12.3 12.9 16.2 16.3 16.5 16.7 16.7 16.9 17.1 17.1 17.4 17.1 17.1 15.7 16.7 16.5 16.0 15.7 15.6 15.6 16.3 17.3 17.5 17.5 17.2 17.8 18.3 16.8 22.7 23.6 22.6 22.4 22.4 22.8 22.8 23.2 21.9 21.2 21.3 21.9 21.9 22.3 23.3 23.3 21.1 46.2 43.7 41.0 37.1 38.2 34.8 34.9 38.4 42.1 46.7 47.1 37.2 31.3 30.8 33.2 33.1 31.4 40.5 46.0 43.1 37.5 24.8 36.0 34.1 33.9 31.8 33.1 28.6 33.1 32.8 44.1 50.3 35.8 166 169 140 105 106 108 95.8 106 113 119 107 137 161 145 158 123 218 460 411 367 289 212 160 141 165 192 174 152 152 129 121 106 208 113 113 142 155 136 115 108 99.0 94.1 93.3 92.5 86.8 82.7 77.8 71.0 68.6 118 122 105 89.2 86.8 77.5 72.9 68.9 65.0 64.5 61.7 67.7 65.1 56.5 53.6 57.5 82.7 53.5 52.8 52.6 51.9 51.7 51.0 50.8 49.8 49.0 46.8 45.1 44.4 41.4 40.8 39.8 39.7 50.5 30.4 30.3 28.8 28.6 28.3 28.1 28.0 28.0 27.7 27.7 27.7 27.6 26.7 26.6 26.6 32.1 18.6 17.8 16.8 16.3 16.7 17.6 18.3 17.4 17.2 18.5 14.8 10.7 17.3 18.9 19.9 20.9 17.8 大通河江源水电站P=75%代表年逐日平均流量表

单位：m （表2-7） 月 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 日 1 12.7 13.2 12.2 22.1 46.2 52.6 136 119 51.7 49.8 29.1 16.5 3

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15.5 12.7 13.8 13.8 14.4 13.3 12.2 11.1 10.4 11.1 11.1 9.8 10.7 13.2 13.7 13.7 14.1 15.0 10.7 13.2 12.7 12.3 12.3 12.0 11.5 12.0 12.7 12.7 13.3 13.8 14.9 14.4 14.9 13.8 13.8 14.4 15.1 14.9 15.5 22.7 20.8 22.1 26.8 29.7 28.9 31.9 35.8 35.1 33.4 26.7 28.3 27.5 39.3 31.9 30.4 29.7 28.2 41.7 55.6 46.2 40.9 47.0 44.4 40.9 50.6 51.7 58.6 83.0 95.5 113 124 106 87.2 89.8 132 206 187 161 126 129 109 115 117 102 97.5 103 151 121 106 100 96.6 134 219 212 196 227 239 179 138 108 109 119 117 115 50.6 63.0 69.4 70.6 68.1 70.6 69.4 66.9 68.1 63.0 59.5 73.1 73.1 48.0 48.0 46.2 45.3 43.5 43.5 41.7 40.0 39.3 39.3 38.4 37.5 36.7 29.9 28.3 27.5 26.1 25.2 26.0 26.0 26.8 26.0 26.0 26.8 25.2 24.5 15.9 16.5 17.6 15.9 14.9 14.9 13.8 13.8 13.8 15.4 15.9 16.5 17.0 20

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 平均 11.3 12.3 12.3 12.3 11.5 12.0 12.3 13.2 9.4 10.8 12.7 12.3 12.0 10.3 14.1 14.1 13.2 12.2 11.1 11.5 11.1 11.5 13.8 13.3 13.8 12.2 12.7 12.2 12.2 12.7 12.7 12.2 12.6 14.9 14.9 14.9 15.5 15.5 15.5 16.3 16.6 17.2 17.2 16.0 16.6 16.6 17.2 17.8 19.5 21.5 15.5 26.8 22.7 25.3 29.7 36.7 35.1 28.2 26.8 35.8 45.3 45.3 37.5 33.4 31.9 38.4 45.3 31.6 47.0 51.7 53.6 63.0 70.6 85.5 91.5 100 108 93.2 71.8 65.6 75.9 83.0 69.4 57.6 60.3 48.2 161 147 119 121 122 111 119 180 196 244 366 417 261 284 192 153 158 95.8 108 119 115 183 190 219 165 122 100 88.9 81.6 78.8 69.4 66.9 77.6 99.2 116 109 95.8 88.9 84.4 78.8 73.1 71.8 68.1 65.6 64.3 61.8 64.3 68.1 61.8 57.6 54.6 53.6 111 74.6 80.2 74.6 69.4 64.3 60.5 57.6 56.6 55.6 54.6 53.6 54.6 52.6 53.6 51.7 50.6 62.1 36.7 35.8 35.8 34.2 33.4 32.5 32.5 32.5 31.6 30.8 29.1 29.1 29.1 29.9 29.9 29.1 29.9 36.8 24.5 24.5 23.9 22.5 18.7 18.7 19.3 19.9 19.9 19.9 20.6 20.6 20.6 18.7 17.6 15.9 23.3 15.4 15.4 14.9 15.9 17.0 14.9 13.1 14.3 14.3 15.3 15.3 14.8 15.3 15.3 16.8 14.8 14.8 15.3 大通河江源水电站P=85%代表年逐日平均流量表

单位：m （表2-8） 月 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 日 1 10.2 8.36 7.21 20.2 33.2 36.6 100 73.5 44.4 68.4 43.2 14.2 3

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

10.6 10.7 10.6 10.7 10.6 10.6 10.9 10.2 6.64 6.74 6.74 6.74 6.81 7.97 8.05 7.97 7.97 7.97 7.89 7.89 7.82 7.71 7.63 7.67 7.56 7.35 6.89 6.87 6.79 13.1 13.3 8.91 12.7 13.6 15.1 17.4 16.1 14.8 15.5 22.4 23.8 22.4 22.0 24.5 23.1 21.6 21.6 23.1 26.7 29.9 33.2 37.4 29.9 29.9 33.2 39.2 40.9 42.7 53.8 69.6 70.9 70.9 72.2 60.0 44.4 33.2 30.7 35.7 50.9 51.9 50.9 49.9 49.0 43.5 41.7 49.9 50.9 45.3 21

149 145 143 122 110 120 110 104 143 147 151 136 107 139 278 168 198 271 229 263 264 206 171 153 143 132 45.3 44.4 44.4 56.9 84.4 87.5 83.6 145 188 140 112 99.3 99.3 63.5 56.9 61.2 60.0 60.0 58.9 55.8 52.8 50.9 49.0 48.1 47.1 45.3 32.4 30.7 30.7 30.7 29.9 29.9 28.3 27.5 26.0 23.8 23.1 23.8 22.4 14.2 15.5 14.8 15.5 16.1 16.7 15.5 13.6 13.6 13.6 13.6 13.6 13.6 大通河江源水电站引水枢纽初步设计

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 平均 6.81 6.87 6.87 6.89 6.92 6.92 9.89 7.02 6.87 7.21 7.53 7.75 7.82 7.89 8.05 8.36 8.36 8.21 7.28 7.35 7.32 7.32 7.42 7.05 7.32 7.28 7.32 7.46 7.49 7.32 7.32 7.35 7.58 16.7 17.4 15.5 16.1 16.1 14.8 13.6 13.0 8.36 10.6 17.4 18.1 23.8 29.1 22.4 19.5 19.5 14.8 36.6 36.6 34.0 31.5 33.2 37.4 40.0 38.3 43.5 53.8 56.9 46.3 37.4 32.4 33.2 33.2 32.5 54.8 60.6 55.8 60.0 57.9 64.6 76.2 78.9 64.6 63.5 55.8 57.9 76.2 70.9 61.2 51.9 41.7 56.2 51.9 57.9 70.9 86.8 141 136 159 161 149 143 120 113 132 123 112 97.7 82.8 96.1 94.6 96.1 93.0 88.3 82.9 82.8 72.2 88.3 88.3 87.5 73.5 64.6 69.6 94.1 87.5 82.8 104 116 102 96.1 93.0 86.0 76.2 71.2 67.1 60.0 56.9 54.8 52.8 50.9 50.9 49.9 47.1 46.3 125 99.3 138 174 141 115 104 93.0 82.8 78.9 73.5 65.8 63.5 63.5 64.6 65.8 69.6 92.2 44.4 44.4 42.7 41.7 40.9 40.9 40.9 40.0 39.2 38.3 37.4 36.6 37.4 37.4 35.7 35.7 34.9 46.7 20.9 20.9 20.9 19.5 18.8 18.1 18.1 18.1 18.8 18.1 18.1 18.1 16.1 16.1 15.1 14.2 22.7 14.8 13.6 12.3 13.0 12.3 13.0 14.8 13.6 13.0 12.3 11.2 12.3 13.6 13.0 13.0 11.2 12.3 13.7 2.5 洪水

2.5.1 洪水特性

大通河大洪水主要由暴雨形成，大通河流域地处深山峡谷区，由于受东南海洋季风的影响和内蒙古高压的控制，流域降水随高程的增加有明显递增的特点。暴雨期为7～9月，尤其以7、8月最多，故年最大洪峰流量也多发生在此时间内。每年4、5月份有春汛洪水，主要为融冰化雪所造成，一般较暴雨洪水洪峰小，且洪水过程涨落缓慢。 2.5.2 历史洪水

历史洪水调查结果以以往工程设计洪水分析中的调查结果为依据。天堂站1919年的洪水调查结果为1700m3/s ，尕大滩水文站调查有1919年、1944年等几次历史洪水，其中1919、1925年洪水无量值，1944年洪水洪峰值为1420m3/s。 2.5.3 历史洪水重现期

根据大量调查分析，天堂站历史洪水出现的年代排位顺序是1847、1898、1919年，截止2001年实测期内再没有超过1919年的洪水，因此1919年洪水可按照1847年至2001年的调查考证期150年中的后50年来考虑，另若按1919年至今，该洪水重现期可定为80

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

年，，综合考虑，1919年洪水重现期为50～80年。

距考证尕大滩历史洪水排位顺序为1919、1925.1944年，在尕大滩年最大洪水系列中已实测到1973年1280 m3/s ，1988年1030 m3/s的大洪水，两次实测洪水均已接近调查值，经分析考虑，1944年洪水加入实测系列，按联系系列分析计算。 2.5.4 设计洪水计算

尕大滩站 实测系列延长为1950～2001年共52年系列，得Qm=560 m3/s、Cv=0.54、Cs/Cv=3.0。天堂站实测系列插补延长后的系列加入1919年洪水设计频率分析计算，得Qm=590 m3/s、Cv=0.58、Cs/Cv=3.0。则江源水电站设计洪峰流量均值由尕大滩站和天堂站均值按流域面积双对数内插得Qm=576 m3/s， Cv按流域面积直线内插得Cv=0.56、Cs/Cv=3.0。江源水电站设计洪峰流量成果见表2-9

江源水电站设计洪峰流量成果表 （表2-9） 均值 （m/s） 576 3各种频率设计值（m3/s） Cv Cs/Cv 0.3% 0.56 3.0 2000 0.5% 1880 1% 1680 2% 1480 4% 1280 5% 1210 10% 1000 20% 790 2.5.5 分期洪水

江源水电站施工洪水按月分期，主汛期7～9月，用年最大值成果，其他各月根据尕大滩和天堂站分期洪水各月最大流量均值按流域面积双对数内插求得，Cv按面积直线内插求得。尕大滩有1955～2001年共47年实测各月最大洪峰流量系列，天堂站有1958～1961、1977～2001年共19年实测各月最大洪峰流量系列，经频率分析计算得各月最大洪峰流量成果。江源水电站各月分期洪水成果见表2-10。

均值 （m3/s） 13.2 126. 28.5 118 173 321 江源水电站施工洪水成果表 （表2-10） 不同频率设计值（m3/s） Cv Cs/Cv P=5% P=10% P=20% 0.37 0.35 0.48 0.78 0.61 0.64 2.5 2.5 3.0 3.0 3.0 3.0 22.3 20.8 55.1 303 382 729 19.7 18.5 46.8 235 312 590 16.9 16.0 38.1 168 240 449 月份 一 二 三 四 五 六 23

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

七～九 十 十一 十二 576 110 44.1 21.2 0.56 0.53 0.29 0.28 3.0 3.0 3.0 2.5 1210 224 67.8 32.0 1000 187 61.2 29.1 790 149 54.0 25.9 2.6 泥沙

大通河连城水文站以上流域为石山林区，植被条件较好，因而大通河河水含沙量较小。因天堂站基本无实测泥沙资料，江源水电站悬沙成果根据尕大滩站和连城站悬沙成果推求。

尕大滩站多年平均悬移质输沙量68.0万t，连城站多年平均悬移质输沙量207万t，尕大滩站至连城站区间产沙条件一致，区间侵蚀模数230.9t/km2,因此江源水电站多年平均悬移质输沙量为尕大滩站输沙量加上尕大滩站至江源水电站区间输沙量，共计121万t ，多年平均悬移质含沙量0.60kg/m3。因是山区河流，推移质沙量较大，但无实测资料，按推悬比估算。推悬比根据实地勘察和经验取0.25，则江源水电站多年平均推移质输沙量为30万t，多年平均输沙总量为151万t。

2.7 坝区水位流量关系

大通河江源水电站上坝线断面、中坝线下游104m处断面、下坝线断面及尾水处的水位流量关系是根据本次实测的横断面资料，计算出各断面水位～面积关系，以实测河段睡眠纵比降及测时流量为控制，用水力学曼宁公式（C?11/6R）计算出水位～流量关系。经n过与上下游水文站及各断面之间比较，选用的糙率基本合理，水位～流量关系具有一定的精度。

2.8 冰情

大通河流域处在高寒山区，冰期较长，江源水电站位于尕大滩站和天堂站之间，其冰情资料以尕大滩站和天堂站为依据。工程区一般10月下旬～11月中旬开始结冰，3月中旬至4月上旬全部融化。流冰花时间较长，一般11月上旬开始至次年4月初，流冰花时间150天左右。

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

3 工程地质条件

3.1 工程区域地质概况

江源水电站位于大通河中游高山峡谷区，河谷两侧山体呈北西-南东向展布，与大通河流量一致。河谷为“U”型河谷，谷底宽400～1000m，其内发育大通河I～IV级阶地，地势北高南低，海拔高程2567～2640m，工程区大通河河床多呈槽型，宽80～150m，河水水位2585～2625m左右。 3.1.1 地层岩性

工程区出露的地层岩性为：奥陶系及第四季中更统以来的松散堆积物。 3.1.2 地质构造

工程区地质构造主要受玉龙滩复式背斜及雪龙滩纵向斜冲断裂控制，岩层以单斜岩层为主，走向一般为NW280～340o，岩层中小的褶皱、断裂及节理裂隙发育。区内新构造运动主要表现为地壳的垂直升降运动及沿老构造线的继承性运动。工程区地震动峰加速度值为0.2g（相当于地震基本烈度八度）。 3.1.3 水文地质

工程区地下水按其赋存条件分为基岩裂隙水和第四系孔隙性潜水两类。水质良好，为

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

重碳酸钙镁型水，对普通水泥无侵蚀性。

3.2 库区工程地质条件

电站上、中、下三条坝线水库区均处于大通河下聚羊滩～桥滩的河段上，设计正常蓄水位均为2622m，水库蓄水后，库水多围限在大通河“U”字型河槽及低阶地中，属河谷河床式水库。电站库床由河床沙砾卵石层组成，两侧岸坡多由II级阶地的沙砾卵石构成，库盆为基岩基底。水库蓄水后，存在小范围的库岸再造，塌岸对右岸的青冈公路个别区段有部分影响；库区渗漏主要为坝基渗漏和绕坝渗漏;库区淤积物主要为大通河洪水期所携带的推移质、悬移质和少量的塌岸物质，淤积数量不大；库区有小面积浸没发生，范围较小，但中、下坝线浸没对龙浪村部分房舍影响较大；库区淹没I～II级阶地上少量耕地，同时还包括淹没右岸青冈公路500m，下坝线淹没范围最大，其淹没区域包括左岸龙浪村及右岸桥滩村。

3.3 坝址区工程地质条件

电站坝址区位于桥滩村附近，坝址区大通河由北西向东南穿过，上中坝线间河道顺直，中下坝线间河流凸向右岸，呈弧状弯曲。坝址区发育II～III级阶地，两侧为浑厚基岩山区，左岸最高山体海拔3202m，右岸为3188m。坝址区河床宽90～150m，呈槽状，河水位2600～2605m，两侧岸坡40～65o，岸坡高度7～30m，多由II级阶地砂砾石构成，下坝线左岸有少量基岩岸坡。坝址区岸坡稳定，无坍塌滑落现象。两岸II级阶地阶面高程26096～2625m，后缘与III级阶地前缘或基岩山体相界。坝址区两岸发育洪水沟道三条，沟口部位发育有洪积扇，一般规模较小。

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

4 工程任务和规模

4.1 河流规划和地区社会经济发展概况

根据《青海省大通河流域水利水电规划报告》，大通河干流在青海省境内河长464.42km，落差2030m，水能蕴含量658.3MW。江源水电站属上述报告中的一座水电站。

江源水电站是一座径流式无调节水电工程，坝址位于大通河中游青海省门源回族自治县境内桥头村，枢纽距县城70km，厂房距县城78km，工程区内有青冈公路通过。枢纽距上游的仙米水电站厂房7km，厂房距下游雪龙水电站月5km。

门源回族自治县有15个乡（镇），100个行政村，总人口14.21万人，其中农牧业11.16万人，非农牧业3.05万人，聚居有汉、藏、回、土、蒙古族等，少数民族占55%左右。全县现有耕地174.73万亩，非利用土地45.76万亩。门源回族自治县是以农业为主，农牧结合的县，门源县的西部即大通河的上游以牧业为主，兼有农林业；门源县的东部即大通河的中游则以农业为主，门源盆地土地平整肥沃模式青海省重要的油菜基地。

4.2 工程建设的必要性

大通河水量充沛、河床比降大、落差易集中，水能资源极为丰富，水资源开发，不仅为地区经济发展提供电力，而且对带动地区其他资源的开发和人民生活水平的提高有着重

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

要的意义。

江源水电站为IV等小（1）型工程，装机42MW，多年平均发电量为1.806亿kW·h，建设工期28个月。本项目工程规模小，建设工期短，投资较少，无环境和移民问题，对上下游电站无不利影响，且距负荷中心较近，与大电网的互补性号。因此，无论从地区电力建设和负荷发现需要看，还是从地区经济发展的趋势看，提高少数民族地区综合社会水平，稳定社会发展，都十分必要。

5 蓄水位和洞径的选择

5.1 洪水调节计算

1>洪水标准：本电站装机容量42.0MW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），工程等级为IV等，工程规模为小（1）型。挡水建筑物防洪标准按50年一遇设计，相应洪峰流量为1480m3/s，200年一遇校核，相应的洪峰流量为1880m3/s。 2>洪水特性：大通河年降水量较多，径流年际变化不大，较为稳定。暴雨期为7～9月，尤以7、8月最多，故年最大洪峰流量也多发生在此段时间里。

3>泄水建筑物：江源水电站泄水建筑物有泄洪冲沙闸、泄洪闸、溢流坝，布置于主河床上。

4>设计校核洪水位：由于江源水电站水库无能力调节洪水，防洪特征水位由洪峰流量及泄水建筑物的泄流能力确定。经计算挡水坝设计洪水位、校核洪水位分别为2621.85m、2623.50m。

5.2 正常蓄水位选择

为了充分利用本河段的水头，尽可能获得较大利益，按一下原则初选枢纽正常蓄水位： 1>任何水位均不影响仙米水电站的正常运行（仙米水电站最低尾水位2633.0m）。

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

2>考虑水库淹没及公路加高的问题，仅从动能经济方面来比较方案。

在此基础上，根据枢纽地形及库区淹浸没情况，枢纽正常蓄水位拟定为2619.00m、2622.00m及2625.00m三个方案作比较。随着引水枢纽正常蓄水位的增加，库区的浸没和淹没面积也将增加。

按同一引用流量104.4m3/s、同一引水发电洞径6.5m控制不同方案的装机规模，对正常蓄水位2619.00m、2622.00m及2625.00m三个方案进行动能经济比较论证，选择经济合理的引水枢纽正常蓄水位各方案主要水能参数及动能经济指标比较见表4-1。

比较中可以看出，正常蓄水位由2619.0m提高到2622.0m时，发电机容量增加2.7MW，电站投资增加459万元，而保证出力增加0.401MW，年发电量增加1080万kW·h，按现行上网电价0.227元/kW·h计算，其差额投资内部收益率△IRR=49.8%，远高于水电站工程社会折现率IS=10%，说明正常蓄水位2622.0m有利；当正常蓄水位由2622.0m提高到2625.0m时电站装机容量增加2.7MW，电站投资增加1857万元，而保证出力增加0.401MW，年发电量增加1020万kW·h，按现行上网电价0.227元/kW·h计算，其差额投资内部收益率△IRR=7.38%，小于电站工程社会折现率IS=10%，说明正常蓄水位2622.0m有利。

综上分析说明，从动能经济角度来看，正常蓄水位2622.0m有利，本次设计选择正常蓄水位为2622.0m方案。

不同正常蓄水位主要水能参数及动能经济指标比较表 （表4-1） 方 案 单位 方案 I 方案 II 方案 III 项 目 1 2 3 4

序 号 枢纽正常蓄水位 最大净水头 最小净水头 加权平均净水头 水轮机额定水头 装机容量 机组台数 水轮机型号 发电机型号 水轮发电机组总重量 额定引用流量 m m m m m MW 台 t m3/s 2619.00 52.99 39.2 45.97 42.75 39.3 3 HL(296)-LJ-197 SF13.1-22/4250 606 104.4 29

2622.00 55.99 42.2 48.95 45.77 42.0 3 HL(296)-LJ-196 SF14-20/4250 612 104.4 2625.00 58.99 45.2 51.93 48.91 44.7 3 HL(297)-LJ-191 SF14.9-20/4250 621 104.4 大通河江源水电站引水枢纽初步设计

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 保证出力（P=85%） 多年平均发电量 装机年利用小时 淹没公路 淹没耕地 浸没耕地 可恢复耕地 装机容量增值 年发电量增值 装机增值年利用小时数 静态总投资差值 水电站补充千瓦投资 差额投资内部收益率 动能经济评价 MW 亿kW·h H M 亩 亩 亩 MW 万kW·h h 万元 元/kW % 7.014 1.698 4321 150 18.5 0 0 2.7 1080 4000 459 1700 49.8 有利 7.415 1.806 4300 475 31 62 43 7.816 1.908 4268 1068 137 68 0 2.7 1020 3778 1857 6878 7.38 不利 5.3 经济洞径的选择

依据《水工设计手册》（第7册水电站建筑物），有压隧洞经济流速一般为2.5～4.5m/s，根据经济流速范围和电站装机容量42MW，大通河江源水电站有压隧洞洞径初选为6.2～6.8m。

对于引水发电隧洞洞径来说，隧洞断面越大其投资越高，但水头损失越小。因此在设计引用流量不变的情况下，比较后选择此工程引水发电隧洞洞径D=6.2m。

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

6 挡水建筑物

6.1 设计依据

6.1.1 工程等别、主要建筑物级别及洪水标准

本电站装机容量42MW，依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），工程等别为IV等，工程规模为小（1）型。洪水标准按山区、丘陵区标准执行。枢纽、引水系统和厂房等永久性主要建筑物级别为4级，次要及临时建筑物为5级。

枢纽洪水标准：设计[重现期（年）]为50年（P=5%）；校核[重现期（年）]为200年（P=0.5%）

消能建筑物洪水标准：[重现期（年）]为20年（P=5%）。 6.1.2 设计基本资料 1>特征水位及洪峰流量

（1）校核水位和相应的洪峰流量：

枢纽上游校核水位：▽2623.50m； Q=1880m3/s(p=0.5%) （2）设计洪水位和相应的洪峰流量：

枢纽上游设计洪水位：▽2621.85m； Q=1480m3/s(p=2%) （3）正常挡水位：

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枢纽正常挡水位：▽2622.00m 2>水文气象

多年平均流量：63.9 m3/s 多年平均悬移质输沙量：121万t 多年平均推移质输沙量：30万t 多年平均含沙量：0.60kg/m3

多年平均输沙总量：151万t 历史极端最高气温：27.7℃

历史极端最低气温：-34.1℃ 多年平均气温：0.5℃

最大冻土深度：1.98m 平均风速：1.90m/s 最大风速：22m/s 3>地震设防烈度

根据《中国地震动峰值加速度区划图》，地震动峰值加速度为0.2g（相当于地震基本烈度八度）；场地动反应谱特征周期为0.45，本工程建筑物按八度地震烈度设防。 4>地基特性

进水闸基础：砂卵砾石层 泄洪冲砂闸基础：砂卵砾石层 实用堰基础：砂卵砾石层 溢流坝基础：砂卵砾石层 调压井基础：板岩

压力管道基础：碎石土、砂卵砾石层 厂房基础：砂砾石层 5>设计参数

砂砾石层地基与砼摩擦系数为0.5～0.55。 砂砾石层地基允许承载力为0.25～0.35MPa

6.2 工程选址

1989年青海省水利厅编写了《大通河流域梯级规划》中，共规划了十三座梯级电站，江源电站是报告中所规划的第七座。目前其下游已建成了雪龙滩、多伦、东旭、寺沟口和

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

学科滩等五座电站，其上游只有米仙站。通过现场勘查，根据地形、地质条件以及《大通河流域梯级规划》报告，在门源县米仙乡桥滩村附近选择了坝址区。根据雪龙滩库区的回水，初选了两个厂址进行方案比较，上厂址青冈公路160km，下厂址位于青冈公路159km，上下厂址相距约900m。下厂址尾水出口距雪龙滩库区回水末端约1500m。 6.2.1坝址区地形地质条件

电站坝址区长2.0km，区内大通河由北西-南东向穿过，上中坝线间河道顺直，中下坝线间河流凸向右岸，呈弧状弯曲。河谷为“U”型河谷，底宽300～800m，其内发育II～III级阶地，两侧为浑厚基岩山区，左岸最高山体海拔3202m，右岸为3188m，河床宽900～150m，呈槽状，和水位2600～2605m，两侧岸坡40～65o，岸坡高度7～30m，多由II级阶地砂砾石构成，下坝线左岸有少量基岩岸坡。左岸为龙浪村，大通河右岸为青冈公路，傍山而建，路面高程大部分在2622m以上。

坝址区岸坡稳定，无坍塌滑落现象。两岸II级阶地阶面高程2609～2625m，后缘与III级阶地前缘斜坡或基岩山体相界。坝址区两岸发育洪水沟道三条，沟道位置发育成洪积扇，一般规模较小。坝址区出露的地层主要为奥陶系和第四系两套地层。奥陶系岩性以砂岩为主，层中夹薄层板岩；第四系主要由河床及II级阶地冲积含砂砾卵石层组成。

6.3 坝线的选择

坝线的选定要从工程运行的安全性、投资多少、施工的难易性以及施工工期等多方面考虑，根据本工程的特点，主要从工程投资和淹没补偿两方面考虑。坝址区选择上、中、下三条坝线进行比较，上中坝线相距460m，中下坝线相距1154m。上、中、下坝线枢纽（含引水系统）的比较见表5-1、5-2、5-3。

上、中、下坝线引水系统对照表 （表5-1） 建筑物 坝 线 上坝线 中坝线 下坝线 上、中、下坝线库区浸没及公路改造比较表（单位：万元） （表5-2） 项 目 淹没面积（亩） 浸没面积（亩） 林地（亩） 搬迁人口（户） 公路长度（m） 坝 线 压力管道（m） 48 880 30 隧洞（m） 6773 5552 5254.2 相同洞线（m） 4503 4503 总长（m） 6821 6432 5284.2 33

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

上坝线 中坝线 下坝线 31 73 420 62 64 180 51 51 3 1 10 30 475 695 875

上、中、下坝线（含引水系统）总投资比较表（单位：万元） （表5-3） 项 目 枢纽建筑物 金属结构 淹没补偿 引水系统 总投资 坝 线 上坝线 中坝线 下坝线 2482 2700 5100 921 921 768 685 962 1976 11189 11012 10886 15277 15595 18730 从比较表中可以看出，下坝线比上坝线投资多了3135万元，故首先否定下坝线。上中坝线左右坝肩均搭接在II级阶地之上，坝肩边坡稳定。但中坝线因左岸阶地地面高程低于蓄水位2～3m，需修建一条由坝头至上游洪积缀前缘长251m的挡水堤，最大提高7m，以拦截水库外渗、浸没的发生。综合考虑本阶段选择上坝线方案。

6.4 重力坝

本工程河道狭窄，在主河道上布置着泄水建筑物，重力坝布置在溢流堰的右侧，位于II级阶地上，宽20.0m，作为挡水建筑物。坝基础为冲积块石碎石土，坝体为C15砼，为防止绕坝渗流，在重力坝右侧设有10.05m的砼刺墙。 1>坝顶高程

坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙的高程应高于波浪顶高程。防止设计洪水位或校核洪水位的高差△h为：

△h=h′+hz+hc

式中h′为累计频率为1%时的波浪高度，取0.1m；

hz波浪中心线高于静水位的高度，取0.1m； hc为安全加高，查取资料取为0.2m； 则得△h=0.4m。

坝顶放浪墙顶高程为：

H=设计洪水位+△h=2621.85+0.4=2623.25m H=校核洪水位+△h=2623.5+0.4=2623.90m

取其中的较大值2623.90m，但因为本工程枢纽有交通要求，考虑到桥梁高度，取坝顶

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高程为2625.00m。 2>坝顶宽度

一般取坝顶高的8%～10%，且不小于0.2m，并满足安装门机轨道的要求。重力坝段位于II级阶地上，坝基高程2608.50m，则重力坝高h=H-2608.50=16.5m，所以坝顶宽度B=16.5×（8%～10%）=1.32～1.65m

为满足安装门机轨道的要求，取为4.5（含回填土），坝顶砼结构宽1.0m。 3>坡度

上游为铅直面，下游边坡坡率根据规范取0.7，则边坡为1:0.7，坝后坡面回填碎石土，坡度取1:1.5。 4>坝底宽度

沿流水方向坝底宽度B=16.5×0.7=11.454m

6.5 土坝

泄冲闸左侧的台地高程为2619～2623m，低于坝顶高程，结合进水闸，土坝接进水左闸墩末端，长坝轴线平行，坝顶高程2625.00m，同重力坝，为满足交通要求，顶宽17.25～32.58。

土坝长77.45m，坝壳为砂砾石，基础为压力管道回填的砂砾石，最大坝高5.0m，最低4.5m，迎水面边坡1:2.5，背水面边坡1:1.25，由于坝顶较宽，坝面铺设干砌石，只做防冲，不做防渗处理。

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7 泄水建筑物

7.1 泄水建筑物的型式

泄水建筑物负担着泄洪冲沙的任务，目前，大通河上已建成的水电枢纽均采用闸坝相结合的布置方式，布置方式为：一孔泄洪冲砂闸+三孔表孔泄洪闸+溢流坝

泄洪冲砂闸布置于主河槽左岸，孔口尺寸8.00×4.50m（宽×高），表孔泄洪闸（实用堰）共设3孔，每孔净宽10.00m，紧挨泄洪冲砂闸布置在主河槽上。主要特点是在宣泄各种频率洪水时，具有开启灵活，运行方便等特点，闸门开一孔或多孔，可以将河道上的漂浮物迅速排到下游，堰前铺盖材料可以降低标准；金属结果部分投资较少。

7.2 泄水建筑物的设计

1>建筑物的布置

枢纽总长161.3m，从左到右一次布置有土坝、泄洪冲砂闸、表孔泄洪闸（实用堰）、溢流坝和重力坝，进水口布置在泄洪闸上游处，按规定要求，校核水位+风壅增高+0.20（安全超高）为闸（堰）墩顶的控制高程的工况，经计算墩顶高程2623.9m，因本工程枢纽有交通要求，考虑桥梁高度，闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00.

进水闸与泄冲闸相交，与泄冲闸呈74o19′38.4\的夹角，为防止漂浮物进入引水道，进水口前设一道拦污栅。根据泄洪闸底板高程和引水管道的进口高程，为防止泥沙进入隧洞，拦污栅底板高程为2609.00,m，比泄冲闸底板高程高出5.00m，可将沉积在拦污栅前的泥沙

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更好地导入泄冲闸排走。 2>泄洪冲砂闸

为了保证进水闸不淤积泥沙，在主河槽内，左岸设1孔潜没式的泄洪冲砂闸。根据主河床高程和地质条件，闸底板高程顶为2604.0m，闸段宽13.00m，底板厚2.50m，边墩厚2.00m，左边墩底部宽3.0m。空口尺寸（宽×高）为8.00×4.50m。闸室段长31.755m，闸段前端为公路桥。泄洪冲砂闸工作闸门为弧形钢闸门，固定启闭机启闭，启闭机置于闸墩上的闸室内，弧门前设以扇平板检修门，为坝面的整洁，门槽中心线与实用堰的工作门槽在同一水平面上，启闭机与实用堰启闭机室联为一起。

为防止推移质的冲磨，闸底板表面30cm和闸墩底部1.50m的范围内采用C40的高强度粉煤灰混凝土。

泄洪冲砂闸和实用堰左边墩之前设有导水墙，墙顶高程2609.00m，高于弧门0.50m，长度60m。在正常情况下，使泄洪冲砂闸前形成“袋装”的沉沙槽，当泄洪冲沙闸开启时，冲沙槽内形成较高的流速，使槽内的淤沙迅速与冲走，并使冲刷影响到上游河床的一定范围，从而在泄洪冲砂闸前形成相对稳定的主河槽。 3> 表孔泄洪闸（实用堰）

实用堰由三孔带平板闸门的堰体组成，布置在泄洪冲砂闸的右侧。泄冲闸相邻一孔与泄洪冲砂闸和其他两孔设有5cm的沉降缝，缝之间设有双道止水带，右边墩与溢流堰的左边墩也设有5cm的沉降缝，缝中填塞水泥沥青砂浆。

堰体采用重力式砼结构，堰面主要由上游曲线段、堰顶WES曲线、底部的反弧段和用于连接WES曲线和反弧段的斜直线段四段组成。

WES曲线方程为Y=0.0854X1.85 ，底流反弧半径大小与坝址水流流速、坝前水头有关，经计算反弧半径选用R=12.0m，中心角29o9′33\，斜直线的坡度由结构强度和实用堰的稳定性确定，采用1:1。以上由曲线和斜直线的水平投影累加得到堰体总宽度31.755m，堰体材料选用C15埋石砼，由于该工程区冬季气温低，比较寒冷，堰体暴露面和冰盖以上采用0.80m厚的C20。

按照宣泄校核洪峰的条件，堰顶高程确定为2615.00m。实用堰的单宽（10.0m）、边墩、中墩和缝墩厚度分别为1.50m、2.00m和1.50m。 4>溢流坝

为减少闸门的频繁开启，在实用堰右侧布置了长23.50m的溢流坝段，平均河道来水量略大于引用流水量时，可不开启闸门，多余水量可通过溢流坝自由下泄，给将来的允许

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和管理带来了一定的方便。

溢流坝堰型为WES标准刨面堰，WES曲线方程为Y=0.2295X1.85，堰体材料为C15埋石砼，溢流堰面为C20，以增加堰面的抗冻性和耐磨性。堰顶下部1:1陡坡与反弧段相连，反弧段与下游消力池衔接。堰顶高程2622.00m，同正常挡水位。 5>上游铺盖

泄洪建筑物上游均有铺盖，按满足闸（堰）稳定和渗流要求确定铺盖长度。泄洪冲沙闸闸前流速较高，铺盖采用钢筋混凝土结构。为满足防渗要求，铺盖下设复合土工膜，铺盖前缘和底板前齿做砼防渗墙。上游铺盖长60m，纵坡1:50，泄洪冲砂闸铺盖厚0.60m，实用堰和溢流堰壤土铺盖厚0.40m。 6>基础处理

建筑物的基础均为砂砾石层，厚度在20m左右，其下为岩石，由于建筑物尚属低坝，只要地基承载力和渗流满足要求即可，建筑物前段（齿墙）由于防渗墙的开挖，扰动了闸（堰）的部分原始基础，故防渗墙两面需夯填，其余部分开挖到建基高程即可。

7.3 泄水建筑物的消能设计

1>设计标准

根据《水利水电工程等级规划及洪水标准》，本工程的下游消能建筑物防洪标准为20年一遇（P=5%）,洪峰流量1210m3/s。按可能出现的运行工况，进行消能计算。 2>消能计算

本电站的水头和单宽流量与仙米站接近，在消力池的设计和计算上充分利用仙米电站的成果。

（1）泄洪冲砂闸全开（最大泄量Q=532 m3/s）

该闸在电站运行中启动最为频繁，从小流量到该闸所能过的最大流量，均有可能发生，因而，此闸消能设计在本工程中最为重要。根据该闸的底板高程并参考仙米工程的消能方式，采用第六十综合消能方式，下游水深按只有泄洪冲砂闸单独泄流的情况计算，根据下游河床宽和单宽流量，的消力池深4.5m（池底高程2599.50m），池长60m，池坎1.00m，为砼结构。池内设辅助消能墩，为保证池内掺气充分，在泄冲闸底板末端设分流工，泄洪冲砂闸末端以1:4的坡度和消力池连接，根据分流墩的结构要求，斜坡前端低于泄冲闸底板1.0m。为减少水流漩辊对临近建筑物（实用堰）的破坏，在泄冲站和实用堰之间设有导墙，墙顶高程2612.00m，导墙长60m，同消力池长度。

消力池底板基础为砂砾石层，底板厚度分别为2.00m、1.50m，材料为C20，辅助消能

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工材料为高强度粉煤灰砼（HF50）。

辅助消能工在平面上为T型断面，高2.00m。 （2）表孔泄洪闸（三孔全开，最大泄洪量Q=952 m3/s）

该闸只能够在汛期洪水较大或在校核洪水时，和泄洪冲砂闸联合使用。同时，当河道漂浮物较多时，为了减轻拦污栅清污机的工作强度，可以开启一孔或多孔闸孔。

仙米电站的模型表明，在溢流面上增加分流墩，不但能使池中水流平稳，还能减短消力池长度，为此本电站借鉴仙米电站成果，计算得消力池深4.5m（与泄冲闸消力池保持同一高程，池底高程2599.50），池长4.5m，钢筋混凝土结构。考虑对泄洪冲砂闸消力池的影响，消力池后的护坦长度同泄洪冲砂闸。

消力池底板基础及底板厚度砼泄洪冲砂闸消力池。 （3）溢流堰（最大泄洪量Q=102 m3/s）

溢流堰单宽流量小，在天然来流量较小，由多于发电引用流量，但不足以开启泄洪冲砂闸时，堰顶可自由过流，在泄流建筑物中该建筑物的过流时间最长。

溢流堰堰面通过反弧段直接与消力池底板相切，利用底流消能方式，为钢筋混凝图消力池，池深2.00m，池长26715m，池底高程2602.00m。

溢流坝上游与实用堰之间设导流墙，导墙长45m，导墙顶部高程2611.00m。 以上各消力池后均有海漫和防冲槽，底板均设有排水孔，每2.0m设一孔，呈梅花状分布。为满足防渗要求，底板下设有反滤层，材料为土工布。为防止各泄水建筑物宣泄洪水时的余能冲刷，消力坎后分别设有海漫，海漫面高程2604.00m，在海漫末端设深齿墙并填抛砼四面体。

泄洪建筑物的消能计算，采用的公式一部分为经验公式，特别是参照了仙米的模型成果，由于两高程地形有所差异，应在施工图阶段还需通过水工模型试验，进一步验证消能建筑物的结构尺寸及消能效果。

7.4 枢纽建筑物设计计算

1>水利计算

（1）泄洪冲砂闸泄流计算

泄洪冲砂闸为平底宽顶堰，因此按堰流公式:Q?nb0??m2gH0

式中：Q—过闸流量（m3/s）

m—流量系数

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s—淹没系数 e—侧收缩系数

n—闸孔数 b0—闸单孔净宽度（m） H0—堰上全水头（m）

闸门不同水位开度的计算结果见表5-4、表5-5、表5-6。

泄洪冲砂闸水位（正常挡水位）～泄量计算表 （表5-4） 闸前水位 （m） 2622.00 2622.00 2622.00 2622.00 2622.00 闸门开度e（m） 1.00 2.00 3.00 4.00 4.50 净水头H （m） 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 全水头H0 （m） 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 流量系数 (m) 0.816 0.816 0.816 0.816 0.816 泄流量 （m3/s） 132.7 258.4 376.8 487.7 540.1

泄洪冲砂闸水位（正常挡水位+1.0m）～泄量计算表 （表5-5） 闸前水位 （m） 2623.00 2623.00 2623.00 2623.00 2623.00 闸门开度e（m） 1.00 2.00 3.00 4.00 4.50 净水头H （m） 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 全水头H0 （m） 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 流量系数 (m) 0.816 0.816 0.816 0.816 0.816 泄流量 （m3/s） 136.4 266.1 388.6 503.8 558.6 40

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

泄洪冲砂闸水位（校核水位）～泄量计算表 （表5-6） 闸前水位（m） 闸门开度e（m） 1.00 2.00 3.00 4.00 4.50 净水头H（m） 全水头H（ 0m）流量系数 (m) 0.816 0.816 0.816 0.816 0.816 泄流量 （m3/s） 138.2 269.8 394.4 511.7 567.6 2623.50 2623.50 2623.50 2623.50 2623.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 19.50 （2）实用堰泄流计算

实用堰按泄流公式计算：Q??mnb02gH03/2 式中：Q—过闸流量（m3/s）

m—自由溢流的流量系数 e—侧收缩系数 n—闸孔数

b0—闸单孔净宽度（m） H0—堰上全水头（m） 计算结果见表5-7

实用堰水位～泄量计算表 （表5-7） 闸前水位（m） 闸门开度（m） 净水头H（m） 全水头H0（m） 流量系数(m) 2615.00 2616.00 2617.00 2618.00 2619.00 2620.00 2621.00 全开 全开 全开 全开 全开 全开 全开 0 1 2 3 4 5 6 0 1.02 2.04 3.05 4.08 5.10 6.13 0 0.425 0.425 0.425 0.438 0.452 0.463 泄流量（m3/s） 0 48.0 135.8 249 396 571 769 41

大通河江源水电站引水枢纽初步设计

2622.00 2623.00 2623.50 全开 全开 全开 7 8 8.5 7.16 8.19 8.70 0.472 0.479 0.481 987 1224 1346 （3）溢流坝泄流计算

溢流坝泄流时为堰流，计算公式同实用堰 计算结果见表5-8。

溢流堰水位～泄量计算表 （表5-8） 堰上水位（m） 2622.00 2622.50 2623.00 2623.50 净水头H（m） 0 0.5 1.00 1.50 全水头H0（m） 0 0.51 1.02 1.54 流量系数（m） 0 0.436 0.436 0.464 泄流量（m3/s） 0.00 18.4 52.1 102 （4）泄水建筑物联合泄流水位～泄量计算结果见表5-9。 建筑物联合泄流水位～泄量计算表 （表5-9） 水位 2622.00 2622.00 2623.00 2623.50 泄洪冲砂闸 540.1 549.4 558.6 567.6 实用堰 987 1102 1224 1346 溢流坝 0.00 18.4 52.1 102 进水闸 合计（m3/s） 1527 1670 1835 2016 2>防冲消能计算 （1）消力池长度、深度

泄洪冲砂闸、溢流坝采用消力池形式消能，消力池的长度按以下公式计算：

L=L0+(0.7～0.8)Lj

式中：L—消力池长度（m） \\

Lj—水跃长度（m）

L0—消力池斜坡段投影长度（m） 消力池的深度计算按以下公式计算：S=sht\-ht-△Z 式中：S—消力池深度（m）

ht\—跃后水深（m）

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

ht—下游水深（m）

s—安全系数 △Z—出池落差（m） （2）海漫长度计算

海漫长度按以下公式计算：Lp=ks[q\△H\1/2]1/2

式中：Lp—海漫长度（m）

q\—消力池末端单宽流量（m3/s） ks—海漫长度计算系数

△H\—泄水时上下游水位差（m） 3>稳定及应力计算 （1）荷载工况

枢纽建筑物主要有泄水冲砂闸、实用堰和溢流坝。有基本组合和特殊组合。 I．基本组合概况 ①完建情况：自重。

②正常挡水位：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力 ③冬季运行：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+冰压力 II．特殊组合

①地震工况：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力+地震荷载 ②校核水位：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力 （2）抗滑稳定和基底压力计算 ① 泄洪冲砂闸抗滑稳定计算 a．抗滑稳定计算

按下式计算闸室基础底面的抗滑稳定：kc?f?G式中：kc—抗滑稳定安全系数

f—砼基础底面与地基之间的摩擦系数

?H

?H—作用在闸室上的全部水平方向荷载（kN） ?G—作用在闸室上的全部竖向力（kN）

计算结果见表5-10

泄洪冲砂闸抗滑稳定计算成果 （表5-10）

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

安全系数 工况 计算值 工况② 基本组合 工况③ 工况① 特殊组合 工况② 1.64 1.05 1.25 1.13 1.20 1.00 1.42 规范允许值 1.20 计算结果表明，泄洪冲砂闸抗滑稳定指标能满足规范要求。 由计算可知：基本荷载工况③是抗滑稳定的控制工况。

maxb．泄洪冲砂闸闸室地基应力计算：Pmin??G/A??M/W max式中：Pmin—闸室基底压力的最大值或最小值（kPa）

A—闸室基础底面的面积（m2）

?M—作用在闸室上的全部竖向和水平荷载对基础底面垂直水流方向的形心

轴的力矩（kN·m）

W—闸室基础底面对该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）

计算结果见表5-11。

泄洪冲砂闸地基应力计算成果 （表5-11） 荷载组合 计算值 基本组合 正常挡水位情况 设计挡水位情况 校核挡水位情况 地震情况 1.51 0.99 1.23 1.51 Pmax/Pmin 允许值 2.0 2.0 2.5 — 地基承载力（MPa） 计算值 0.275 0.230 0.252 0.276 允许值 0.35-0.4 0.35-0.4 0.35-0.4 0.30-0.35 特殊组合 结果表明，泄水冲砂闸地基应力指标能满足规范要求。 ② 实用堰抗滑稳定计算 a．抗滑稳定计算

计算公式同泄洪冲砂闸，计算结果见表5-12。

实用堰抗滑稳定计算成果 （表5-12）

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大通河江源水电站引水枢纽初步设计

安全系数 工况 计算值 基本组合 工况② 工况③ 工况① 工况② 1.24 1.09 1.11 1.12 规范允许值 1.05 1.05 1.00 1.00 特殊组合 结果表明，实用堰抗滑稳定指标能满足规范要求。 b．实用堰地基应力计算

计算公式同泄洪冲砂闸，计算结果见表5-13。

泄洪冲砂闸地基应力计算成果 （表5-13） 地基承载力（MPa） Pmax/Pmin 计算值 基本组合 正常挡水位情况 设计挡水位情况 校核挡水位情况 特殊组合 地震情况 2.02 1.24 1.58 1.91 允许值 计算值 0.265 0.219 0.242 0.26 允许值 0.3-0.35 0.3-0.35 0.3-0.35 0.3-0.35 荷载组合 结果表明，实用堰地基应力指标能满足规范要求。 ③ 溢流坝抗滑稳定和地基应力计算 a．溢流坝抗滑稳定计算

计算公式同泄洪冲砂闸，计算结果见表5-14。

溢流坝抗滑稳定计算成果 （表5-14） 安全系数 工况 工况② 工况③ 计算值 1.10 1.14 规范允许值 1.05 1.05 基本组合 45

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