基于大型水电工程初期蓄水影响因素及其对策

第4O卷第4期2014年4月水力发电大型水电工程初期蓄水景乏响因素及其对策李太成，魏志远。(1．中国水电工程顾问集团有限公司，北京100120；2．水电水利规划设计总院，北京100120)摘要：在总结近年来我国大型水电工程初期蓄水经验的基础上，系统分析了大型水电站初期蓄水的影响因素，如移民搬迁进度、工程形象进度、大坝安全、导流建筑物封堵安全、近坝库岸稳定、下游供水等，并提出相应对策，对拟定工程初期蓄水方案具有指导意义。关键词：大型水电工程；初期蓄水；影响因素；对策InfluenceFactorsandCountermeasuresofInitialReservoirImpoundmentofLarge-scaleHydropowerProjectsLITaicheng，WEIZhiyuan(1．HydroChinaCorporation,Beijing100120，China；2．ChinaRenewableEnergyEngineeringInstitute，Beijing100120,China)Abstract：BasedoninitialimpoundmentexperiencesofChinaSlarge--scalehydropowerprojectsinrecentyears,thefactorswhichaffectinitialreservoirimpoundmentaresystematicallysummarized,suchasresettlementschedule，projectprogress,damsafety,diversionstructureblockingsafety,reservoirbankstabilityanddownstreamwatersupply．Somecountermeasuresarealsoputforwardwhichwillbeinstructivetoformulateinitialimpoundmentprogram．KeyWords：large-scalehydropowerproject；initialimpoundment；influencingfactor,countermeasures中图分类号：TV622文献标识码：A文章编号：0559—9342(2014)04—0085—03大型水电工程初期蓄水的蓄水时间、控制蓄水泄水建筑物、渗控工程、导流建筑物封堵等施工进位、蓄水速度等可能受移民搬迁、工程形象进度、度满足工程蓄水要求的形象进度，即能够挡得住、工程安全、近坝库岸稳定、下游供水等诸多因素影泄得出库水。例如金安桥水电站原计划2011年汛前响．目前尚无明确的拟定蓄水方案的准则和要求。进行第二阶段蓄水，但由于大坝5扇溢流表孑L只完故本文在总结近年来我国大型水电工程初期蓄水经成了3扇，工程度汛要求至少完成4扇，故抬升库验的基础上，系统分析了大型水电站初期蓄水的影水位未能按计划进行．赶工全部完成5扇闸门的安响因素，提出了工程初期蓄水设计应遵循的要求，装后于2011年7月才进行第二阶段蓄水。对拟定初期蓄水方案具有指导意义。(3)大坝安全大坝挡、泄水建筑物、渗控工程中存在重大质量缺陷和安全隐患，将会对水库蓄水1主要影响因素分析提出制约性要求。例如某高拱坝受到大坝安全主导(1)库区征地移民搬迁进度。水库蓄水前必须因素的影响，导致水库初期蓄水历时较长；蜀河水完成库区蓄水位以下征地移民搬迁工作，但移民征电站由于泄洪闸闸墩预应力锚索及坝基帷幕灌浆施地工作的复杂性使其往往滞后于工程建设进度。例工质量缺陷，第一阶段蓄水限制在库水位210ITI。如瀑布沟水电站由于建设征地和移民搬迁未能如期(4)导流建筑物封堵安全。高坝大库水电站导完成。导致初期蓄水时间总体推迟11个月，且第一流建筑物下闸后，库水位快速上升，由于永久堵头阶段蓄水限定在死水位790．O0in，待790．O0m以上施工期较长，导流洞结构安全、闸门挡水安全直接移民搬迁及水库清理工作完成后再蓄水至正常蓄水影响封堵施工的成败及人员安全，故需要对控制蓄位850．O0In；白市、托口等水电站由于搬迁滞后．工程建成仍不能按计划蓄水发电。造成了较大的经收稿Et期：2013-09—04济损失。作者简介：李太成(197O～)，男，河南潢川1人，教授级高工(2)工程形象进度。水库蓄水前需要大坝挡、主要从事水电工程安全鉴定、咨询工作． 水位、下闸时机和下闸程序等提出限制性要求。例响，一般是一种或几种因素为主导，多种因素综合如糯扎渡水电站在第一阶段蓄水时。为满足4号导影响，制约因素的影响可能是短时性的，也可能贯流洞安全稳定运行、下闸水头要求和1—3号导流洞穿于整个初期蓄水过程。因此，在制定初期蓄水方堵头施工安全要求，控制蓄水位不超过672．5m：案时，应全面考虑这些影响因素，采取相应对策。锦屏一级水电站左岸导流洞进口段施工期发生较大2对策塌方，为保证封堵施工期安全，采取左岸导流洞先行下闸、完成临时堵头施工后右岸导流洞再下闸的根据近年来我国大型水电工程初期蓄水的经验，方案；水布垭水电站要求在导流洞堵头灌浆工程达针对上述制约蓄水的主要影响因素提出如下对策：到设计强度前库水位不超过289m。(1)征地移民。目前国内大型水电工程初期蓄(5)工程边坡及近坝库岸稳定。如果工程枢纽水受限于移民进度较为普遍，设计应根据工程防洪区和近坝库岸边坡存在较大规模的变形体，蓄水后度汛及蓄水发电要求，及早提出各阶段工程项目区可能危及工程安全，对蓄水过程构成制约性影响，(含库区)人口搬迁、库区专项工程复建的范围及控导致水库初期蓄水历时较长。例如锦屏一级水电站制进度要求，以便政府部门有明确的执行目标。对大坝左岸边坡1960ITI高程以上变形尚未收敛，故导流泄水建筑物下闸后水位抬升较高的工程．也应对死水位l800m以上蓄水时制订了1840、1880提出下闸前的人口搬迁和复建项目进度安排。对已IT1分阶段分台阶的蓄水方案．蓄水历时两年；拉西拟定分期蓄水但首期和后期蓄水水位差较小的工程，瓦、毛尔盖水电站近坝库岸存在规模较大变形体，或首期和后期蓄水间隔时间较短的工程，最好提出水库蓄水后近坝库岸发生持续和较大变形．蓄水过首期蓄水前应完成的搬迁进度目标。对移民进度已程大大延长造成较大影响的．有条件时应采取阶段性发电措施(6)下游供水要求。水库大坝蓄水短期截断水以减少工程损失。例如三峡工程分三期建设，受水流需满足下游航运、灌溉、发电、生产生活及生态库移民影响第一次蓄水仅蓄至库水位139m，利用水等综合用水需求。例如糯扎渡、溪洛渡水电站用围堰挡水发电。为满足下游综合用水需求，水库最小下泄流量分别(2)工程形象进度。形象进度特别是泄水建筑不小于650、1200m3／s；锦屏一级、毛尔盖等电站物及闸门尚未完成时，一般采取推迟蓄水或采用分需考虑本电站及下游梯级电站综合效益最大化，采阶段蓄水的对策。例如阿海水电站计划于2011年用及早或提前蓄水方案才能满足要求。下泄生态流l2月上旬进行导流洞下闸封堵，水库开始蓄水．按量要求是环保部门近年来提出的具体要求，一些近照工程施工对水位的控制要求，考虑到溢洪道及闸期蓄水的大型水电工程由于前期考虑不足，其初期门安装尚未完建．蓄水方案制定为初期蓄水至1492蓄水受到较大影响。由于环保部门批复的下游生态1TI和后期蓄水至正常蓄水位1504m。用水流量普遍较大，致使工程初期蓄水时必须先解(3)大坝安全。大坝挡、泄水建筑物存在影响决下游供水问题才能开始或持续蓄水，而水电工程工程蓄水安全隐患时，应根据大坝安全要求限定允一般在枯水期蓄水使得其蓄水过程大大延长。许最高蓄水位和蓄水速度，必要时采取试验性分阶(7)工程发电目标要求。例如瀑布沟水电站若段蓄水。高坝工程制定蓄水方案时，应充分考虑蓄选择在2009在年l2月1日进行2号导流洞下闸蓄水速度等因素对大坝安全的影响，根据]一程控制变水，由于来水量较少，蓄水至发电水位所需时间较形要求及大坝渗流安全，及大坝安全性态监测分析长，发电时间将推迟至2010年5月。为满足2009的要求，结合水库初期蓄水阶段划分，分阶段提出年年底发电目标，最终确定2号导流洞下闸时间在蓄水上升速度要求。高拱坝工程应开展施工期和蓄2009年11月初水期应力变形仿真分析，以及大坝监测成果反馈分(8)防汛要求。例如阿海水电站第二阶段蓄水析及安全性评价工作，及时评价和预测大坝工作性(由死水位1492ITI至正常蓄水位1504IYI)计划在态以指导工程蓄水，确保工程安全。例如锦屏一级2012年8月进行，由于金沙江防洪要求，7月初水电站在第二、三阶段蓄水后，均开展了枢纽工程至8月初水库限制在库水位1493．3m运行，故及库岸稳定性专项案例评价，以指导下阶段蓄水工选择水库蓄水时机为8月上旬之后的汛期，起蓄水位作。鉴于小浪底、三板溪、天生桥一级、水布垭、l493．3rn。瀑布沟、泸定、毛尔盖等一批高土石坝由于蓄水加总结近年来我国大型水电工程初期蓄水的经验，载速度较快，大坝存在较大沉降或变形导致面板或大型水电工程初期蓄水往往受到多种制约因素的影防渗体系局部损坏、工程漏水较多的情况，对高土 子Ll，号：／＼兰／J＼岜J一任苗／J＼tluj系，x石坝工程水库蓄水速度提出限制性要求。例如泸定立洲水电站在坝内埋设永久钢管下泄生态流量：西水电站根据大坝变形及渗流监测等对水位上升速度藏多布水电站环保批复生态供水流量达97．2m／s．和停顿时间做出要求：库水位1345～1350m按蓄占多年平均月流量的20％，由于流量较大，可研阶水上升速度≤1．5m／d控制；库水位1350～13601TI段将原9孔泄洪闸中的一孔闸改为两孔生态泄水闸。按蓄水上升速度≤1m／d控制：蓄水至13601TI后维②利用坝身临时或永久孔道或永久泄水建筑物解决持陔水位4～7d，并进行监测和资料分析，若无异常下游供水。金安桥、阿海水电站利用左岸冲沙底孔后继续蓄水；库水位1360m至初期发电水位1370下泄生态流量：泸定水电站初期蓄水至发电水位1370m按蓄水上升速度≤1m／d控制。nl期间，通过2号泄洪洞进口弧形工作门控制向下(4)导流建筑物封堵安全。为保证导流建筑物游泄放生态流量：向家坝水电站为满足下游地方用封堵安全．导流洞进口段、封堵段、闸门及门槽等水需求，在右非坝段布置供水孔口；糯扎渡水电站结构下闸前结构复核所采用的外水荷载、设计水头采用修建供水洞与4号、5号导流洞结合方案解决等应采用偏安全的设计参数。考虑到汛期下闸的可下游大流量供水要求。③利用下游水库解决下游供能性，闸门挡水可按全水头设计。高挡水水头导流水。瀑布沟水电站初期蓄水期间采取下游深溪沟工洞封堵可在永久堵头前端设置临时堵头等附加安全程围堰蓄水、泄洪洞闸门调控下泄流量的方案：锦措施并根据实际情况调整导流建筑物的下闸时机和屏一级水电站蓄水时利用下游提前蓄水的锦屏二级下闸程序。水库向下游供水以解决下闸短期断流问题；溪洛渡(5)工程边坡及近坝库岸稳定。高坝大库水电水电站下闸蓄水初期采取联合下游向家坝水库泄水站枢纽区工程边坡存在安全隐患时宜拟定分台阶蓄满足下游用水需要：糯扎渡水电站初期蓄水期部分水方案．并根据监测分析和逐步检验后，对蓄水方时段受泄流能力的限制不能满足下游供水要求．利案进行动态调控。近坝库岸稳定存在影响工程蓄水用下游景洪水库补充供水。④临时泄洪管(孔)。苏安全的重大隐患时应限制蓄水速度，汛前不宜抬高洼龙、托巴、双江口等水电站在导流洞进口段或闸水库蓄水位，必要时采取试验性分阶段蓄水。库水门一侧设临时生态泄放管(旁通洞)解决临时下放位骤降速度在正常工况下一般不应超过2．0m／d，非生态流量问题，后期进行闸门封堵：鲁地拉水电站常T况下一般不应超过1．0～1．5m／d。库区内大型不在左底孔下方设置临时生态放水孔，解决导流洞下稳定岸坡．应根据其规模大小和距离大坝的远近，闸至大坝底孔泄水期间断流问题。⑤没有下泄通道分析对工程安全的影响程度。对距离大坝较近、特的情况。功果桥水电站采用上下游围堰之间的基坑别是蓄水后下滑影响工程运行安全的水库岸坡，应内存水向下游供水，满足下游生态用水要求。临时提出治理设计。并在下闸蓄水前完成治理施工。例解决蓄水初期河道短期断流问题，当库水位超过上如雅砻汀牙根二级水电站针对大坝右岸上游分布的游围堰后，通过底孔敞泄下放生态流量。1号拉裂松动体(距坝址870m)和2号拉裂松动体3结语(距坝址130I1"1)，在可研阶段就提出了岩体稳定性及治理措施专题报告。大型水电工程初期蓄水是个非常复杂的过程．(6)下游供水。水电工程前期设计时就需考虑受诸多因素影响。因此，首先应分析各种影响因素初期蓄水期下游供水通道，最低目标是满足下泄下及其影响程度，提出约束性要求和对策。然后拟定游河道生态流量要求，避免河道断流。工程实践中初期蓄水方案的主要控制条件，如蓄水时机、蓄水有许多很好的解决方案，例如：①设置永久下泄设阶段、控制蓄水位、蓄水速度等，最后在此基础上施。锦屏二级水电站利用导流洞改建成生态流量泄拟定可行的蓄水方案，以保证工程初期蓄水安全和放洞，以满足下泄流量88m3／s的要求，不足部分通工程效益过开启泄洪闸闸门顶部预留舌瓣门下泄水流；江边、(责任编辑王琪)展水电事业峻WaterPowerVo1．40No．4囫