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吉牛水电站工程概况

www.bysj580.com / 2016-11-29
吉牛水电站工程概况
1.概述
1.1工程概况
四川省丹巴县革什扎河吉牛水电站(以下简称:吉牛水电站)位于甘孜州丹巴县革什扎河干流上,是革什扎河“一库四级”水电开发方案的最后一级,闸址位于独狼沟汇口下游约600m,集水面积2208 km2,厂房位于大渡河干流革什扎河汇口以上约200m。工程区内有县级简易公路(丹巴~丹东)通过,在革什扎河口处与省道S211线相连,闸、厂区距丹巴县城分别约30km和2.8km。距成都分别约479km和452km,对外交通较为方便。
吉牛水电站为低闸引水式电站。水库正常蓄水位2378.00m,总库容197.5万m3,具有日调节性能。引水线路全长22.377km,额定引用流量60.28m3/s。电站装机2台,总装机容量240MW,为单一发电工程,无灌溉、防洪等要求,并兼顾下游环境景观用水要求。
工程由首部枢纽、引水系统、厂房枢纽组成。
首部枢纽由左岸挡水坝段、进水口、冲沙闸、两孔泄洪闸及右岸挡水坝段组成,进水口坝段轴线长72.2m,闸坝轴线长约126.23m。闸坝建筑物均建于覆盖层上,闸顶高程为2380.0m,最大闸高23.0m,基础采用混凝土防渗墙防渗,最大深度约47.5m,两岸坝肩采用帷幕灌浆防渗,闸坝下有振冲桩增加地基承载力。
引水隧洞位于革什扎河左岸,全长约22.377km,隧洞进口底板高程2361.0m,调压井中心底板高程2311.0m,纵坡降2.24‰。隧洞断面为城门洞形,开挖断面尺寸为5.9~6.8m×5.95~6.8m(宽×高)。调压井采用埋藏双室式布置,压力管道为地下埋藏式。
厂房为地面厂房,位于革什扎河与大金川河交汇口附近的一级阶地上,主要由主机间、安装间、副厂房、GIS楼、尾水渠、进厂公路和厂区挡土墙等组成。厂房尺寸为46.73m×26m×41.91m(长×宽×高),共装2台冲击式水轮发电机组,总装机容量2×120MW。
 
2.工程防洪
3.1.3 水位流量关系曲线
吉牛水电站闸址河段独狼沟下游设立两组水尺,用于观测水位资料(上水尺水位变幅2364.77m~2366.80m,下水尺2359.15m~2361.38m),并收集了布科水文站同期水位流量资料(流量变幅9.41m3/s~366m3/s)。将布科水文站的实测流量采用面积比修正到吉牛水电站闸址水尺位置,中、低水以水尺观测水位及洪调点控制,高水则利用其大断面资料采用Q~AR1/2关系延长,再根据实测洪、枯水水面比降,将其推算至闸址下游护坦末端设计断面
3.1设计洪水成果
3.4.1 流域概况
革什扎河是大渡河上游右岸一级支流,河流主源起于金川县境内赫朴伦沟,自北向南经藏木道纳入玛耳沟后称格希沟,继续南流过热水塘,至丹东与右岸支沟雀儿沟汇合后称边耳沟,后流经三十班、热洛等地,在两河口右岸纳入党岭河后始称革什扎河。革什扎河折向东南,过边耳、火地,至二瓦槽于左岸纳入磨子沟,后经大桑、杨柳坪、布科等地,于索断桥汇入大渡河。
革什扎河地理位置介于北纬30°29′~31°29′,东经101°17′~102°12′,位于四川省西部,属岷山、邛崃山高山区,地势由西北向东南倾斜,流域四周高山环抱,分水岭高程大多在4000m以上,最高分水岭高程达5470m。革什扎河北与绰斯甲河支流太阳河、俄日河分水,东与大渡河为邻,西与雅砻江支流鲜水河相望,南与东谷河分界,域内地势高亢,群峰屹立,源头有高原海子分布,支流有温泉出露。因山高坡陡,沟壑纵横,河道比降大,水流湍急,系典型的高山峡谷地貌。
革什扎河全流域集水面积2533km²,干流全长94.4km,平均坡降31.0‰。其中,丹东到两河口河段河长16.4km,河流多弯曲,平均比降34.5‰;两河口至磨子沟汇口,河段长14.9km,河道较顺直,平均比降22.2‰;磨子沟汇口至大桑河段河长18.3km,平均坡降11.8‰;大桑至革什扎河河口全长14.4km,平均坡降27.0‰。
革什扎河水系发达,支流众多,主要支沟左岸有各尔沟、磨子沟、简历沟,右岸有雀儿沟、党岭河、独狼沟、燕窝沟、竹子沟等。其中最大支流磨子沟河长64.5km,平均坡降35.2‰,集水面积762km²;次大支沟党岭河河长35.5km,平均坡降47.1‰,集水面积412km²。
革什扎河流域的植被较好,除干流段两岸山坡地部分开垦外,中、上游以上绝大部分地区基本处于天然林状态,人类活动影响甚微。流域内地质构造复杂,加之河道坡降较陡,支沟易滑坡堵沟及发生泥石流。
吉牛水电站采用引水式开发,是革什扎河“一库四级”水电开发方案的最后一级。吉牛电站闸址位于独狼沟汇口下游约700m,集水面积2252km2,厂房位于大渡河干流革什扎河汇口以上约400m,集水面积43080km2。
3.4.2 水文基本资料
革什扎河干流河口上游4.1km曾建有布科水文站,大渡河干流革什扎河汇口上游设有大金水文站,革什扎河汇口下游5.2km处设有丹巴水文站。根据吉牛电站闸、厂址地理位置和水文资料条件,选取布科、大金、丹巴水文站作为吉牛水电站设计洪水计算的设计依据站,各站实测资料情况见表3.4-1。
布科、大金、丹巴水文站资料情况一览表
表3.4-1
河名 站名 集水面积
(km2)
实测资料年限(年、月)
水位 流量
革什扎河 布科 2519 1960.5~2013.12 1961.1~1967.12,1970.1~2013.12
大渡河 大金 40484 1957.1~今 1957.1~今
大渡河 丹巴 52738 1959.1~今 1960.1~今
 
(1)布科水文站
布科水文站是革什扎河的出口控制站,位于丹巴县革什扎乡布科村,距河口4.1km,集水面积2519km2。该站于1960年5月由原甘孜藏族自治州农牧处水文分站设立,后由四川省水文水资源勘测局领导。受吉牛水电站蓄水发电影响,布科水文站于2014年初撤销。
测验河段情况:布科水文站测验河段顺直长约240m,上游有弯道,下游是急滩,测验河段河床由卵石组成,单式断面较为稳定。基本水尺断面(兼测流断面)下游170m处有一铁索桥,两岸桥墩有束水作用。基下100~150m的岸边为人工干砌石堡坎,基上15m~基下10m为浆砌条石堡坎。
水位观测情况:布科水文站基面为假定基面,历年使用高程一致。水位观测按规范进行,枯季采用两段制观测,汛期平水段采用四段制观测,洪水期增加观测次数,能控制水位涨落过程。历年水位过程相应合理,洪水过程完整,未发现漏测现象。
流量测验情况:全年施测大断面2~3次,基本能反映断面变化情况。流量测验多为借用断面,以流速仪法测流为主,高水辅以浮标法测流。多年平均测流80多次,最多年达149次(1964年),建站第一年仅测32次(1961年)。流速仪法测流,垂线布设合理,能控制断面流速变化。浮标法测流,投放浮标较多,能控制断面流速的横向变化。各级水位均有流量测点控制。
资料整编情况:该站多数年份水位流量关系曲线为单一线,少数年份低水分支,高水合为一条。多数年份由于实测流量点据较多,各级水位变化控制较好,绘制的水位流量关系较为合理,高、低水基本不外延或外延很少,由此推流整编成果较为可靠。但建站初期的1961年等测点较少,其中浮标测次较多,据以绘制的水位流量关系曲线精度受到影响,整编成果可靠性略偏低。将历年水位流量关系点绘在同一图上,随着年代推移,水位流量关系曲线呈现出有规律的依时序从左至右移。这是由于逐年冲刷等因素,河底加深,断面扩大,其流速的变化不能与断面的变化相互补偿,因此,历年水位流量关系曲线呈现上述有规律的变化,尚符合本站实际。
(2)大金水文站
大金水文站位于大渡河干流革什扎河汇口上游,于1956年10月由四川水利厅设立,1957年1月开始观测水位流量至今。1959年因修公路将基线和水尺由右岸迁至左岸,仍在原断面观测,现由四川水文水资源局领导。
测验河段情况:大金站测验河段位于两弯道的过渡段,顺直河段长达400 m,无分流串沟,各级水位不漫滩。断面形状似梯形,较为稳定。左岸为乱石夹沙,右岸由块石、卵石、砂砾石组成。高水时河段呈上小下大的喇叭型,基上50m处左岸稍突出,高水有向右挑作用;下游400m 处有黄毛急滩,滩尾山势束狭,起中、低水控制;中、高水时由河槽控制。
水位观测情况:本站高程系统为假定基面,枯季(11月~翌年4月)每日定时观测2次,汛期观测4次,洪水时视水位变化增加测次,能控制水位涨落过程。
断面测量情况:每年一般施测断面1次,均在汛前2~4月施测,个别年份测2~3次,测次分布在汛前、汛后。由于本站测流断面较为稳定,能控制断面变化情况。
流量测验情况:本站测流采用流速仪和浮标相结合。建站初期的1957~1962年间,浮标测流占有相当比重,特别是1957、1958年以浮标法为主,大多为草把式,测流总次数在78~148之间。1963年起流速仪测流次数逐年增加,80年代末期浮标测流全年仅数次(其中1986年完全采用流速仪测流),测流总次数大多在100次上下 ,1964、1965年均超过170次,流速仪测流次数也已超过100次。浮标系数经过比测,根据风向顺、逆在0.81~0.83中取用。流速仪测流多采用0.6一点法,个别测次采用多点法,全断面布置12~18根垂线,各年测点密集,各级水位均有测点,能满足确定水位流量关系的定线要求。
(3)丹巴水文站
丹巴水文站于1959年1月由四川省水文总站设立,仅观测水位。1960年1月开始施测流量并将基本水尺断面上迁100米观测至今。该站控制集水面积52738km2
测验河段情况:测验河段位于大渡河干流、小金川汇口下游约500米之峡谷深槽段中,顺直河段长约300米。上游紧接弯道,下游约250米则为弯道和急滩。河床为岩石、乱石和卵石组成,两岸系陡坎岩石,较稳固,亦无崩塌现象。由于两岸坡不齐整,岩石凹进凸出,河底纵坡亦不平整,因而两岸边随着水位高低的不同而有范围大小不等的局部回流和反比降,浮标测流中,右岸至主流附近约三分之一的水面宽无浮标分布。
水位观测情况:该站80年代前采用直立式木质水尺观察,高程系假定,80年代后增设直立式水泥水尺观测,高程仍为假定。历年水位(为假定基面)观测按规范要求进行,枯期每日8、20时观测,汛期每日2、8、14、20时观测,涨水酌情加测,一般均能反映水位的变化过程。
流量测验情况:该站具有1960~今的流量资料,1963年前全系浮标测流,之后在浮标测流基础上增加流速仪比测,低水多采用流速仪多点法施测,中、高水以浮标施测为主。历年流量测次在80次左右,最多年份可达140次左右,流量测验均以借用断面为主,除个别年份(1976年)全年未施测大断面外,大断面施测每年一般为2~3次。流量测验虽以借用断面为主,但测流断面比较稳定,历年流量测次较多,仍能保证流量测验精度。
(4)资料复核
吉牛水电站初步设计阶段,通过对布科、大金、丹巴水文站基本资料进行复核,认为各站测验河段控制条件较好,断面较稳定,水位及流量测验均符合《水文测验规范》要求,水位观测资料连续,过程完整,年头年尾衔接,无突出现象,流量测点在各级水位分布较合理,控制较好,水位流量关系定线合理,各站基本资料整编精度和可靠性较好。与吉牛水电站初设阶段相比,本次对布科、大金、丹巴水文站新增水文资料进行了复核,认为资料测验和整编情况均符合有关规范要求。布科、大金、丹巴水文站基本资料满足工程设计要求,可用于吉牛水电站设计洪水计算。
3.4.3设计洪水计算
吉牛水电站闸、厂址设计洪计算所依据的布科、大金、丹巴水文站洪水资料均使用至2005年。

3.4.3.1 暴雨洪水特性

革什扎河流域地处高原,暴雨多由西南涡、冷锋、低气压等天气系统形成。当雨强较大时易形成较大洪水。由于雷雨形成的暴雨多是局部性的,一般不会造成较大洪水;另受地形和水汽条件的限制,流域内很少出现暴雨。因此革什扎河流域洪水主要由大雨形成,洪水出现时间与大雨时段相应。
根据布科水文站洪水资料统计,年最大洪峰流量出现在5~9月份。其中6、7月份出现次数最多,占全年的70.6%,6月份与7月份出现频次大致相当,见表3.4-2。年最大洪峰流量最早出现在5月28日(1989年,354m³/s),最晚出现在9月28日(1970年,216m³/s)。年最大流量系列最大值为386m³/s(1992年6月26日),最小值为152m³/s(1967年7月10日),两者之比仅为2.54倍,洪水年际变化较小。一次洪水过程一般历时10天左右,最长不超过15天,起涨约1~3天。
革什扎河布科水文站年最大流量各月发生频次统计表
表3.4-2
项目 5月 6月 7月 8月 9月 总计
次数 1 16 17 4 7 45
% 2.22 35.6 37.7 8.88 15.6
 
大渡河流域洪水主要由降水形成。因受高程、地形及地理位置的影响,上游大多数地区基本未出现过暴雨。由于集水面积大、流域形状狭长、支流多沿干流对称发育、汇流不集中、加之植被较好以及地表有利于下渗和滞流等原因,形成的洪水具有量大、峰不高,缓涨缓落,历时较长的特点,最大涨率每小时仅100m3/s左右。过程多呈复峰型且涨落缓慢,大中洪水一次历时一般5~11天。若遇大面积和长历时降雨可形成特大洪水,洪水历时会更长。
根据丹巴水文站洪水资料统计,年最大洪峰流量发生在6~9月,出现在7月份的机率最多,占总频次的50.0%左右,见表3.4-3。年最大洪峰最早发生在6月6日(2006年),流量为2390m3/s,最晚发生在9月20日(1974年),流量为3090m3/s。年最大洪峰系列最大值为5150m3/s(1992年6月29日),年最大洪峰系列最小值为2080m3/s(1991年8月15日)。

大渡河丹巴水文站年最大流量各月发生频次统计表
表3.4-3
项目 6月 7月 8月 9月 总计
次数 11 24 2 9 46
% 23.9 52.2 4.3 19.6
 

3.4.3.2 洪水系列插补延长

由于布科水文站1968、1969年流量资料缺测,且1969年6月28日洪水对河道造成较大冲刷,河床下切,因此采用1965~1967年综合水位流量关系推求1968年1月1日至1969年6月28日的流量,采用1970~1971年综合水位流量关系推求1969年6月29日至1969年12月31日的流量。经插补延长后,布科水文站具有1961~2005年共45年连序年最大洪峰流量系列。
大金水文站具有1957~2005年共49年实测年最大洪峰流量系列。
在大渡河干流猴子岩水电站可行性研究阶段,通过建立丹巴水文站与下游泸定水文站同期实测年最大洪水相关关系,推求得到丹巴水文站1952~1958年年最大洪峰流量。经插补延长后,丹巴水文站具有1952~2005年共54年年最大洪峰流量系列。

3.4.3.3 历史洪水及重现期确定

(1)布科水文站河段
1961年,成勘院在革什扎河布科村喇嘛寺附近进行了历史洪水调查,共访问到1925年、1940年、1953年历史洪水。根据访问到的历史洪水痕迹,采用比降法推流,并经四川省水电厅洪水分析计算办公室整编后刊印在《四川省洪水调查资料》中,成果见表3.4-4。
革什扎河布科水文站河段历史洪水调查成果表
表3. 4-4
历史洪水年份 1925年 1940年 1953年
历史洪水水位(m) 1977.82 1977.55 1977.23
洪峰流量(m3/s) 608 532 462
精度评价 供参考 供参考 供参考
 
据历史文献和调查资料分析,1925年洪水为1906年以来的革什扎河发生的最大洪水,重现期100年。1940年洪水为1906年以来的第二大洪水,重现期定为50年。1953年洪水为第三大洪水,重现期定为33年。
(2)大金水文站河段
为查明大渡河大金水文站河段历史洪水,四川省水文水资源勘测局(原四川省水文总站)和成都院先后进行了三次调查和复查,访问到首大洪水为1904年,以及1911年、1917年、1933年、1937年、1943年、1947年较大洪水。1904年洪水在大金水文站上游共获得3处洪痕,利用本站水位流量关系曲线延长推求1904年洪水洪峰流量为6630m3/s。其余年份洪水在调查时没有弄清序位,也未调查到洪痕,整编时未推流计算。
1904年洪水是大渡河上、中、下游反映相当普遍的一次历史洪水。由于大金水文站推流河段附近居民较少,访问条件较差,其洪水重现期可根据下游泸定河段调查访问情况,按泸定桥建桥(1706年)以来首大洪水考虑,重现期为300年。
(3)丹巴水文站河段
由于沿河居民居住位置较高,丹巴水文站河段调查访问条件较差。1956年来成都院及相关单位先后多次对该河段进行过历史洪水访问调查工作,当地居民对1904年等年份洪水均无清楚印象,仅个别被访问者听老人们讲模糊记得清朝年间涨过一河大水,具体洪痕位置说不清楚。
在大渡河干流上自大金、下至泸定河段访问时,沿河居民对1904年洪水均有很清楚的记忆,在金川县水打关帝庙,冲走县府大堂门上横匾,至泸定皇桥上可以洗脚,淹到桥头左方三步石梯,水浪到进桥的路上。从历史洪水调查资料分析,丹巴水文站河段应有1904年洪水。在大渡河猴子岩电站可行性研究设计中,根据大金、泸定水文站1904年历史洪水成果按面积线性内插,推求丹巴水文站1904年历史洪水洪峰流量为6990m3/s。1904年洪水是大渡河上、中、下游反映相当普遍的一次历史洪水,参照大渡河干流泸定河段历史洪水调查情况,丹巴站1904年历史洪水重现期为199年。

目录
1. 概述 2
1.1 工程概况 2
1.2 工程主要特性 3
2. 工程防洪 7
3.1.3 水位流量关系曲线 7
3.1 设计洪水成果 7
3.4.1 流域概况 7
3.4.2 水文基本资料 9
3.4.3设计洪水计算 12
3.2 河流泥沙 21
3.5.1 悬移质 21
3.5.2 推移质 24
3.3 主要特征水位复核 24
3.6.1 水库库容曲线 24
3.6.2 采用的特征水位 25
3. 工程地质 25
4.1 区域地质与地震 27
4.1.1 区域地质概况 27
4.1.2 地震 33
4.1.3 区域构造稳定性评价 35
4.2 水库工程地质条件 36
4.2.1 基本地质条件 36
4.2.2 主要工程地质问题及处理 37
4.3 闸址工程地质条件 38
4.3.1 基本地质条件 38
4.3.2 土体物理力学特征 45
4.3.3 岩体物理力学特征 51
4.3.4 前期勘察主要工程地质结论 55
4.3.5 开挖揭示工程地质条件复核及处理措施 57
4.3.5.1 开挖工程地质条件复核 57
4.3.5.2 主要工程地质问题处理措施 63
4.4 引水隧洞工程地质条件 69
4.4.1 基本地质条件 69
4.4.2 前期勘察主要工程地质结论 70
4.4.3 开挖揭示工程地质条件复核及处理措施 73
4.4.3.1 引水隧洞开挖方法及围岩支护情况 73
4.4.3.2 隧洞洞身段 74
4.4.3.3 开挖揭示各类围岩比例 82
4.5 厂房系统工程地质条件 83
4.5.1 基本地质条件 83
4.5.2 前期勘察主要工程地质结论 86
4.5.3 开挖揭示工程地质条件复核及处理措施 89
4.5.3.1 调压室系统开挖工程地质条件复核 89
4.5.3.2 压力管道开挖工程地质条件复核 91
4.5.3.3 地面厂房开挖工程地质条件复核 93
4.5.3.4 主要工程地质问题及处理措施 97
4.6 天然建筑材料 99
4.6.1 天然砂砾石料 100
4.6.2 人工骨料 100
4.6.3 围堰防渗料及固壁土料 101

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