翻板闸门在爱河流域水电站工程中的应用

李世永

（辽宁省丹东市振安区水利水产局，辽宁 丹东 118001）

翻板闸门在爱河流域水电站工程中的应用

李世永

（辽宁省丹东市振安区水利水产局，辽宁 丹东 118001）

爱河流域有丰富的水能资源，水能蕴藏量 25 万 kW，目前开发利用程度低，有待进一步开发。文中以石桥电站为例，根据坝址的地形、地质、枢纽布置、施工条件、水库运用管理条件、工程量投资等几个方面进行了综合比较，得出结论：翻板闸门原理独特、结构简单、制造方便、运行安全、造价合理，适于在爱河流域广泛应用。

爱河流域；闸门；水电站

0引言

爱河流域有丰富的水能资源，水能蕴藏量 25 万 kW，可开发的水能资源 8.00 万 kW，而流域内现已建成 9 座电站，总装机 9 368 kW，仅占可开发水能资源的 12%，开发利用程度低，有待进一步开发。

小水电是可再生、无污染的绿色能源，随着国民经济的跨越式发展，目前现有的电力能源已满足不了经济发展的需要，尤其是农村用国家大电网电力，供电距离远，电量损失大，从而造成农村用电电价较高，影响和制约了农村经济的发展。开发爱河流域小水电可降低农村电量损失，降低农村电价，提高农村的用电积极性。改烧木材、烧煤为用电，净化了空气，又改善了农民的生活质量，同时刺激了农民对家电的需求，有利地促进地区经济的发展。翻板闸门在爱河流域小水电的应用，既节省了投资，也促进和加快了爱河流域水能资源的开发利用。

1 流域概况

1）自然概况

爱河是鸭绿江较大支流之一,也是丹东市境内最大的一条河流，东接蒲石河，南临鸭绿江，西与大洋河相邻，北以太子河分水岭为界，发源于宽甸双山子镇老木垛子岭，流经宽甸县，凤城市和丹东市振安区，于九连城汇入鸭绿江。干流全长 181.95 km，流域面积 5 902 km2。

爱河水系发育良好，主要支流有旧帽山河、牛毛生河、八道河、草河、饮马河等，其中草河最大，流域面积 2 230 km2。爱河水量丰沛，拥有丰富的水资源，多年平均径流32.57 亿 m3。爱河河道蜿蜒，弯曲度达 1.77，且比降较大，水能蕴藏量 25 万 kW。

2）气象与水文

爱河流域属于中温带气候区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，多年平均气温 7.9 ℃。该地区多年平均降雨量为1 100 mm 左右，多年平均降雨量从上游向下游递增，大部分降雨集中在 6—9 月份，约占全年降雨量的 70%以上，暴雨多发生在 7—8 月份。多年平均蒸发量为 1 232.8 mm。极端最低气温为-32.4 ℃，极端最高气温为 36.2 ℃。该地区平均风速为 2.3m/s，6—9 月最大风速为 19m/s，最大风速平均值 13.0 m/s。最大冻层深度为 1.38 m。

3）地质

流域内地势由东北向南西成阶梯状降落，山地和丘陵地势陡峻，地形被切割成零乱分布，基岩部分裸露，受自然剥蚀较大，山上植被较发育。盆地和河谷平原地势较平坦，沉积了较薄的第四系地层。

流域内出露的地层有前震旦系侵入岩、前震旦系混合岩、震旦系沉积岩、元古界辽河群变质岩、寒武系沉积岩、奥陶系沉积岩、石碳系沉积岩、二迭系沉积岩、三迭系侵入岩、侏罗系沉积岩、侏罗系侵入岩、早白垩系侵入岩、上第三系及第四系。其中以震旦系和侏罗系地层最为发育。

2 水力发电站总体规划

此次爱河流域水力发电规划 39座电站，总装机容量86 273 kW，年发电量 25 215.9 万 kW· h。已建 9 座电站总装机容量 93 68 kW，年发电量 3 471 万 kW·h；拟建 30 座电站总装机容量 76 905 kW，年发电量 21 744.9 万 kW·h。总投资 32.31 亿元。

3 翻板闸门的应用

3.1 原理及主要特点

水力自控翻板闸门它是利用水力和闸门重量平衡的原理，增设阻尼反馈系统来达到闸门随上游水位升高，而逐渐开启泄流；上游水位下降，而逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在要求的范围内即上游正常水位。

其主要特点有：原理独特、作用微妙、结构简单、制造方便、运行安全；施工简便、造价合理；自动起闭，自控水位准确，运行时稳定性良好，管理方便安全，省人、省事、省时、省力；门体为预制钢筋混凝土结构，仅支承部分为金属结构。维修方便，费用低；由于能准确自动调控水位、就当前水资源短缺，在合理使用和利用水资源方面有其独到之处。

3.2 应 用

在爱河流域水力发电规划的 39 座电站中，有 20 座电站的拦河坝拟采用水力自控翻板闸门，总投资约 66 452 万元。以石桥电站为例，将翻板闸门方案和平板闸门方案进行比较。

1）工程简介

石桥水利枢纽工程位于爱河下游、凤城市东汤镇石桥村，距凤城市 32 km，坝址处控制流域总面积 4 839 km2，占总流域面积的 82%。它是以发电为主，以河道整治、水产养殖及旅游开发等为辅的中型水利枢纽工程。

正常蓄水位 47.9m，防洪限制水位与正常蓄水位齐平，死水位为 45.75 m。拦河坝长 332.97 m，其中电站坝段长 49.87 m、冲砂闸坝 段长 35.5 m、翻板闸门坝段长 195.9 m、溢流堰坝段长 22.7m、挡水坝段长 29 m，翻板闸门坝段最大坝高为 13.75 m。

2）方案比较

翻板闸门方案和平板闸门方案工程量、投资比较见表 1。

3）闸型比较及选择

①施工方法：平板闸门方案的施工难度大，工期长。

②水库运用条件：平板闸门方案易于管理，但管理费用高，运行费用高。

③工程量：平板闸门方案增加了启闭设备及相应的混凝土和土建工程量，翻板闸门方案的工程量少。

④工程投资：翻板闸门比平板闸门方案节省 3 175 万元，翻板闸门方案优势明显。

综合分析，翻板闸门方案工程量小、投资少、施工方法简单、运行和维护管理方便，因此推荐翻板闸门方案做为设计方案。

4 结语

爱河流域水能蕴藏量丰富，爱河汛期洪峰量值较高，大多数坝址处都需要较大的行洪断面，从调洪演算成果、坝址河道地形、地质条件分析，大多不存在修建岸边溢洪道的条件，采取开敞式的河道泄洪比较合适。根据坝址的地形、地质、枢纽布置、施工条件、水库运用管理条件、工程量及投资等几个方面进行综合比较，翻板闸门原理独特、结构简单、制造方便、运行安全、造价合理，适于在爱河流域广泛应用。

［1］SL 265-2001，水闸设计规范［S］.

［2］SL 201-97，水利工程水利计算规范［S］.

［3］丹东市水利勘测设计研究院.爱河流域规划报告［R］.

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2013-09-24