汾河一坝兰村水电站规划方案

常晓亮

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

汾河一坝兰村水电站规划方案

常晓亮

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

为减少资源浪费，充分利用水资源，经过对汾河一坝站上游河道来水、弃水分析，并根据现场勘察地形、地势选址，认为在该站处建设一座小型水电站是可行的。对电站工程布置提出了两种方案，分别从取水口条件、设计发电量、运行条件、投资等方面进行了比较，认为在鱼嘴滚水坝漫水桥上游右岸设取水口方案具有明显优势，选择该方案比较合理可行。

取水口；装机容量；经济技术比较；水电站；汾河一坝

1 工程概况

汾河一坝枢纽工程位于汾河灌区最北端的太原市上兰村西南，担负着太原市南北郊区2.058万hm2农田的灌溉和太原钢铁公司、太原第一热电厂和市区园林的供水任务。汾河一坝枢纽水闸工程由鱼嘴滚水坝（包括鱼嘴段和滚水坝段）、东西冲沙闸、中部冲沙闸、东西干进水闸组成。滚水坝（包括鱼嘴处垂直河道滚水坝段和顺水流向滚水坝段）总长约315m，坝高3.5～7m，坝顶高程800m，挡水水位800m。

2 工程建设可行性分析

汾河一坝枢纽东西干渠设计灌溉取水流量均为14.0m3/s，合计28m3/s，来水主要依靠上游汾河二库下泄。汾河一坝灌区多年运行方式为：灌溉用水高峰为春浇时段3—6月，东西干渠总取水量最大约12m3/s；7月为夏浇，灌溉用水约7m3/s；11月中旬至12月初为冬浇，灌溉用水约7m3/s。二库下泄流量一般大于灌溉所需流量，多余来水被弃往下游河道。为节约用水，减少资源浪费，提出利用汾河一坝除灌溉以外的弃水，结合地形高差，建设一座小型发电站。

选择2013年为典型年进行分析，根据汾河一坝站来水、用水数据，上游来水月份共8个月，分别为3月，4月，6月，7月，8月，9月，11月，12月，可利用天数200d。其中3月和4月一坝上游平均来水量27m3/s，除满足灌溉要求外，向下游河道弃水约13m3/s；6月和9月一坝上游平均来水量26m3/s，除满足灌溉要求外，向下游河道平均弃水约20m3/s；11月和12月一坝上游平均来水量16m3/s，除满足灌溉要求外，向下游河道平均弃水约12m3/s；以上月份最大来水量35m3/s，最小来水量7.0m3/s，最小可利用流量7.0m3/s。

综合分析表明，一坝站年弃水总量高达上亿方，水资源浪费比较严重，每年有8个月可利用弃水发电，因此，在一坝站建一座小型水电站是可行的。

3 工程布置方案

根据汾河一坝地形、地势及建站条件，经现场勘查，水电站厂房拟建在距滚水坝约800m下游河道隘口处的右岸滩地。该滩地处主河道高程788m，滩地地面高程791m。

发电厂房选定后，选择取水口位置成为能否充分利用地形高差、增大发电量的关键，经现场勘查，取水口方案有两个，方案一为在鱼嘴滚水坝漫水桥上游300m右岸设取水口；方案二为在鱼嘴滚水坝下游400m处主河床内新建滚水坝挡水取水，在该坝上游100m右岸设取水口。

3.1 方案一

依靠已建的鱼嘴滚水坝挡水取水，滚水坝挡水水位800m，水电站拟在鱼嘴滚水坝漫水桥上游300m右岸设取水口。在该处右岸滩地设一段钢筋混凝土箱涵式引渠，在引渠首端设控制闸门，进水口设在引渠末端，紧靠右岸堤防；输水采用直径2800mm的压力管道，管道穿越右岸堤防至堤外公路，然后沿公路南下至西干渠露头处再次穿越堤防拐入河道右岸滩地，沿滩地顺水流方向至电站厂房，管道长约1000m。取水口至厂房发电机组水位高差12m，净水头10m。

3.2 方案二

在已建的鱼嘴滚水坝下游400m处主河床内新建滚水坝挡水取水，滚水坝挡水高度2m，坝顶高程796.50m，挡水水位796.50m。水电站拟在该坝上游100m右岸设取水口。该方案在该处右岸滩地设一段钢筋混凝土箱涵式引渠，在引渠首端设控制闸门，进水口设在引渠末端，靠近右岸堤防；输水采用直径2800mm的压力管道，管道沿滩地顺水流向至电站厂房，管道长约600m。水电站厂房拟建在距该取水口约600m下游河道隘口处的右岸滩地。取水口至厂房发电机组水位高差8m，净水头7m。

3.3 水能计算及装机

根据以上布置，分别对以上两种方案电站水能及装机进行计算：根据汾河一坝管理站2013年来水量及来水天数统计，除满足下游灌溉用水外，水电站年平均过水天数125d，平均过水流量14.2m3/s。放水期间流量相对稳定，近90%天数内过水流量不小于7m3/s，发电流量基本可以保证。根据《小型水力发电站水文计算规范》，电能以丰、平、枯代表年的逐日平均流量计算。电站出力按照《小水电水能设计规程》计算。

经计算，方案一电站计算出力1129kW，为使电站在小流量来水时也能发电，增加发电量，确定为单机额定流量7.1m3/s，单机容量500kW，共装机2台，总装机1000kW，年发电量301.2万kW·h，年利用小时数301h。方案二电站计算出力790kW，为使电站在小流量来水时也能发电，增加发电量，确定为单机额定流量7.4m3/s，单机容量400kW，共装机2台，总装机800kW，年发电量241万kW·h，年利用小时数3012h。

3.4 方案比选

根据以上工程布置及计算结果，从取水口条件、设计发电量等方面对各方案选择技术经济比较，结果见表1。

表1 各方案选择技术经济比较表

从上表可知，方案一虽然输水管线较长，但可利用现有的滚水坝进行取水，不需要另建挡水建筑物，可利用地形高差较方案二大，工程安全性较高，单位千瓦投资较小，经济性较好。故本工程选择方案一为水电站规划推荐方案。

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1004-7042（2016）05-0036-02

常晓亮（1979-），男，2003年毕业于太原理工大学水利水电工程专业，工程师。

2016-03-17；

2016-04-20