低水头小水电站规划设计的分析与思考

【摘要】本文主要从流域的水力资源规划、电站水能的开发模式设计、拦河坝的坝型合理选择三个方面，对低水头小水电站的规划设计予以综合分析与思考。从而能够更好的依据低水头小水电站工程项目的实际情况与要求，进行低水头小水电站的合理规划设计，提升低水头小水电站总体的规划设计水准，保障低水头小水电站工程的综合质量与效率。

【关键词】低水头小水电站；规划设计；分析；思考

前言：

低水头小水电站（lowheadhydro-electricstation），其主要是指水头在40ml以下的一类水电站。通常情况下，也会将仅有水头2-4m的一类水电站列为极地水头的水电站范围。这种低水头的小水电站，其多数会建立于迫降较为平缓的一些中下游的河段中。它具有着便捷性的交通环境、良好的施工条件、与用电中心距离较接近等优势。随着我国对水电开发建设项目的重视程度愈加提升，低水头效水电站建设项目逐渐展露头角，呈现着规模性的发展趋势。基于这种发展背景下，为了能够保障低水头效水电站的建设质量与效率，就需要对低水头效水电站予以有效的规划设计分析。从而能够更好的把握低水头效水电站的优势，提升低水头效水电站的建设质量，为我国水电开发建设项目的持续性进展奠定基础。

1、分析低水头效水电站的规划设计

1.1 流域的水力资源规划

1.1.1 梯级电站布局

对于流域水资源的规划，应当与其所在地区流域的总体规划、城市建设总体规划、国土利用总体规范、社会经济发展等相协调。流域水资源管理，其主要涉及到的是梯级的电站布局。在一定程度上，梯级布局的关键在于各个电站坝址的位置选定。那么，对于站坝址的位置选定，应当考虑到其上下两集的两岸城镇、耕地淹没、农村防洪等因素予以合理的选择。同时，各级电站的坝址都应当适当移动至其下游位置，以将尾水疏浚及饮水渠道长度减少，切实的提升该电站水头实际利用具有稳定性，尽量节省该工程的投资成本。

1.1.2 梯级电站水位衔接

梯级电站的上游电站尾水位，其与下游的电站蓄水位存之间关系到该流域水资源规划布局的总体效果。因而，在这一方面应当尤为注重对梯级电站水位的衔接。基于低水头电站其机组装的台数一般是2-6台左右，上游电站包含着对地的尾水位、加权平均的尾水位、平均尾水位、正常的尾水位等。其下游的电站包含着活动坝起的翻水位及正常的水位。那么，从这种实际情况来分析，有些地方就需要考虑到上游的正常水位及下游的正常蓄水位相互衔接的规划方案；有些地方就需要考虑到上游的平均尾水位及其下游的正常蓄水位相互之间的衔接规划方案；有些地方需要考虑到上游的加权平均尾水位及正常的蓄水位相互衔接的规划方案等。针对当地实际水文情况的不同，低水头小水电站工程项目的要求不同，就需要考虑到不同的梯级电站水位衔接规划方案。从而切实的提升低水头小水电站实际规划设计的科学性与合理性。而从我国目前的实际情况来看，上游的加权平均尾水位及下游的正常蓄水位相互衔接的规划方案是最佳的规划方案。它不仅能够实现对上级电站所有水资源的合理利用，还能够将下级区间的两岸淹没处理难度降低。对于水位的相互衔接可通过天然的互道水，以回水曲线为主要程序进行合理的水位推算。在推算前期，应当对沿程的河床断面予以精准的测量，其断面的间隔应定依据该河床实际的坡度情况予以合理设置，将其控制在200-1000m范围内。在运用天然的河道水面相应的回水曲线程序及对水面线的实测情况，拟订出主要参数并推算出水位。在计算出最为结果后，应当保留0.1-0.2m的余度，保证该区域上下游的两级电站能够保持着稳定的运行状态。

1.2 电站水能的开发模式设计

从目前我国目前的低水头小水电站工程实施情况来看，在进行电站水能的开发模式设计时最为常用的就是引水式的水能开发设计方案。在一定程度上，此种规划设计方案比较适用于历史较为悠久的引水渠道老电站的改造机局部走向为U型的相关河流。但是，这种水能开发设计方案存在着一定的弊端，并不能够与我国目前的低水头小水电站工程项目实际的要求相吻合。在较为顺直的一些山区河流中，若采用这种水能开发设计方案会导致工程投资的实际成本增加，且存在着较为复杂的后续维护及管理问题，更会影响其周边的生态环境平衡。因而，依据我国目前的低水头小水电站工程的实际情况与相关要求，应当选择下游河道的疏浚河床式水能开发设计方案。在一定程度上，这种水能开发设计方案不仅能够达到电站水头增加的目的，还能够节省引水渠道及前池的工程投资成本，减少对河滩地及土地的占用面积。

1.3 拦河坝的坝型合理选择

从我国目前的低水头小水电站工程的实际落实情况来看，常用的拦河坝坝型包含着橡胶坝与翻版坝。在一定程度上，这两种拦河坝坝型，都具有着各自的优缺点。橡胶坝具有着跨度大、较大的过水位能力、对下游冲刷力相对较小、漏水量小等特点，但其实际的抗磨损与抗冲击力却较差、易老化与损坏，必须安排专人对其进行操作管理；翻版坝，其具有着自动化操作特点，无需人为进行操作，施工较为方便、实际的运行成本较低、使用寿命较长等特点。但是，其也具有着一定的缺点，如其受洪水影响变大，漏水量就会逐渐扩大，知识其实际的密封性变低。基于橡胶坝与翻版坝各自所具有的优缺点，经过实践应用表明，翻版坝相比较于橡胶坝来说优势较大，若能够选用高质量的翻版阀门，并对于上游摊面予以及时清理，保障其实际的平整度，就能够必须相关问题的发生。因而，在对低水头小水电站进行规划设计过程中，可将翻版坝作为拦河坝的坝型。

2、结语

综上所述，随着我国对小型水电站的日益重视，低水头小水电站犹如雨后春笋一般发展较为迅速。那么，为了能够更好的保证低水头小水电站工程项目的综合质量与效率，就需要通过不断地实践探索来优化低水头小水电站的规划设计。从而以高水准的低水头小水电站规划设计方案，切实地保障低水头小水电站工程项目的整体质量，为我国小型水电站事业的蓬勃发展奠定基础。

参考文献：

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