地理位置
王甫洲水利樞紐屬于漢江中下游的(de)大型水庫,位于湖(hu)北省老河口市郊(jiao)。1995年2月基礎(chu)開(kai)挖工(gong)程開(kai)工(gong),2000年5月第(di)一臺機(ji)組發電,2003年11月通過工(gong)程竣工(gong)初(chu)步驗收。王甫洲水利樞紐集水面(mian)積(ji)95886平方千米,控制60%的(de)漢江流(liu)域面(mian)積(ji)。
水利樞紐特征
王甫洲水利樞紐校(xiao)核(he)洪水位為89.3米(mi)(mi),設計洪水位88.11米(mi)(mi);總庫容(rong)為3.095億(yi)(yi)立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)(fang)米(mi)(mi),正(zheng)常(chang)庫容(rong)1.495億(yi)(yi)立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)(fang)米(mi)(mi),相應水面面積42018平(ping)方(fang)(fang)(fang)(fang)千米(mi)(mi);死水位85.48米(mi)(mi),死庫容(rong)1.207億(yi)(yi)立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)(fang)米(mi)(mi),調節庫容(rong)0.28億(yi)(yi)立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)(fang)米(mi)(mi)。無調節洪水能力。
工程概況
樞(shu)紐(niu)主要建筑物有右岸谷城(cheng)土石(shi)壩,船閘,重力(li)壩,電站廠房和老河道左、右岸土石(shi)壩。最大壩高(gao)33.9m。擋水(shui)前沿(yan)總長約(yue)19km。
泄水閘(zha)(zha)位(wei)于主河道左岸(an)、王甫洲(zhou)右(you)邊灘地上,共(gong)23孔平底閘(zha)(zha),閘(zha)(zha)孔凈寬14.5m,高(gao)15.17m,地基為砂礫石(shi)。在設計及校核水位(wei)條件下(xia),最大下(xia)泄流量分別為16870立(li)方(fang)米/秒和20800立(li)方(fang)米/秒。
電站廠房(fang)位于老河道出口約800m處。安裝4臺奧地利制造的燈泡(pao)貫流式機(ji)組,總裝機(ji)109MW,轉輪直徑(jing)7.2m。廠房(fang)尺寸(長×寬×高)為(wei)132.65×81.96×47.67m。建基面為(wei)粘土巖。
300t級(ji)船(chuan)閘(zha)(zha)位于電(dian)站廠房右側,中間隔有64.4m長(chang)的混凝土(tu)重(zhong)力壩。重(zhong)力壩壩高33.9m。船(chuan)閘(zha)(zha)閘(zha)(zha)室尺寸(長(chang)×寬×吃水(shui)深)為120×12×2.5m。地基為粘土(tu)巖(yan)。
樞紐工(gong)程(cheng)由水利部和湖北省合資興建(jian)。主(zhu)體工(gong)程(cheng)于(yu)1995年(nian)2月(yue)開工(gong),2000年(nian)11月(yue)首臺(tai)機(ji)組(zu)發(fa)電(dian),2001年(nian)12月(yue)最后一臺(tai)機(ji)組(zu)發(fa)電(dian)。總投資約(yue)20億元。
工程特點
王(wang)甫(fu)洲電站為逕(jing)流(liu)(liu)式電站,壩址(zhi)位于平原河谷(gu),河谷(gu)寬廣,地形(xing)復雜(za),上游有建(jian)成的(de)(de)(de)具有巨大調節庫容的(de)(de)(de)丹(dan)江(jiang)口(kou)水(shui)(shui)利樞(shu)紐,為王(wang)甫(fu)洲水(shui)(shui)利工程的(de)(de)(de)興建(jian)創造(zao)了有利條件;使得王(wang)甫(fu)洲洪峰流(liu)(liu)量大為減少(shao);增加了電站的(de)(de)(de)調節流(liu)(liu)量、裝(zhuang)機(ji)容量和發電量;和基(ji)本不存在(zai)泥(ni)沙淤積對發電、航(hang)運影響(xiang)的(de)(de)(de)問(wen)題。但逕(jing)流(liu)(liu)式電站普遍(bian)存在(zai)單位裝(zhuang)機(ji)和單位電能(neng)的(de)(de)(de)工程量偏大、造(zao)價較高的(de)(de)(de)缺(que)點,王(wang)甫(fu)洲工程尤為突出(chu)。因此,工程要(yao)求在(zai)安全的(de)(de)(de)前提下(xia)盡(jin)量降低造(zao)價。此外,老河口(kou)市城(cheng)區位于壩址(zhi)上游約3km處,如何(he)減免水(shui)(shui)庫蓄水(shui)(shui)后給城(cheng)區帶來的(de)(de)(de)淹(yan)沒和浸沒,也是需要(yao)解(jie)決的(de)(de)(de)問(wen)題。
別具一(yi)格的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)紐布(bu)置 王(wang)甫(fu)洲(zhou)水(shui)利(li)樞(shu)紐壩址位于平原河谷(gu),地(di)形復(fu)雜,河道在(zai)此(ci)分叉為(wei)主(zhu)河道和(he)(he)老河道兩(liang)支,中(zhong)間為(wei)王(wang)甫(fu)洲(zhou),洲(zhou)長約(yue)7km,寬約(yue)3km。枯水(shui)期(qi)老河道不過水(shui)。因(yin)此(ci),樞(shu)紐布(bu)置格外復(fu)雜。樞(shu)紐布(bu)置考慮的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要因(yin)素是:最大(da)限(xian)度(du)地(di)滿足發電(dian)和(he)(he)通航要求;少(shao)淹河谷(gu)灘(tan)地(di)和(he)(he)王(wang)甫(fu)洲(zhou)灘(tan)地(di);便(bian)于施工;從而達(da)到滿足工程任務要求和(he)(he)降低造價的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)樞(shu)紐布(bu)置工作(zuo)中(zhong),設計做了(le)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo),包括選(xuan)壩線(xian)(xian)和(he)(he)建筑(zhu)物選(xuan)型。通常所見到的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)紐布(bu)置,其壩軸線(xian)(xian)較短,建筑(zhu)物布(bu)置在(zai)一(yi)直(zhi)線(xian)(xian)上,以達(da)到工程量最少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。但王(wang)甫(fu)洲(zhou)樞(shu)紐最終選(xuan)用的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)紐布(bu)置為(wei)“口袋式(shi)”。其壩軸線(xian)(xian)較通常的(de)(de)(de)(de)(de)長了(le)約(yue)10余km,這種奇特的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)紐布(bu)置是適(shi)應自(zi)然(ran)條件的(de)(de)(de)(de)(de)結果。
對低水(shui)頭大流量的水(shui)電站而(er)言,其(qi)水(shui)頭顯得十分寶貴。王(wang)甫(fu)洲樞(shu)(shu)紐在(zai)泄(xie)洪(hong)情況下,上(shang)下游水(shui)位差小,造成泄(xie)洪(hong)時難以(yi)發電。為此,在(zai)樞(shu)(shu)紐布置中利用(yong)了(le)壩址區(qu)老(lao)河(he)道(dao)的地形條件,將擋水(shui)壩和(he)泄(xie)水(shui)閘布置在(zai)靠(kao)王(wang)甫(fu)洲洲頭的主河(he)道(dao)上(shang),將電站廠房和(he)船閘布置在(zai)靠(kao)王(wang)甫(fu)洲洲尾的老(lao)河(he)道(dao)上(shang),兩(liang)者(zhe)相(xiang)距約7km,沿(yan)老(lao)河(he)道(dao)兩(liang)岸用(yong)低土石壩(圍堤)連接。這(zhe)種(zhong)布置雖(sui)然延長了(le)壩軸線10余(yu)公里,但(dan)有(you)以(yi)下優點:
⑴ 利用這(zhe)段河道(dao)天然(ran)落差(cha)提高(gao)了(le)電(dian)站水頭2.5m,占提高(gao)后(hou)的(de)設計(ji)水頭7.5m的(de)1/3,在(zai)宣泄各種頻(pin)率洪水時均能發(fa)電(dian),大(da)大(da)提高(gao)了(le)發(fa)電(dian)量。
⑵ 23孔泄水閘布(bu)置在主河(he)道灘(tan)地(di)上,簡化了施工(gong)導(dao)流(liu)工(gong)程(cheng),取消了主河(he)床圍堰,縮短了工(gong)期,節約了工(gong)程(cheng)投(tou)資。
⑶ 船閘布置在老(lao)河道上靠(kao)近電(dian)站處,利用電(dian)站下(xia)泄(xie)(xie)流量通航,船只進出便利,不受(shou)泄(xie)(xie)水閘泄(xie)(xie)洪(hong)影響(xiang)。
⑷ 沿(yan)老河道兩岸(an)的(de)低土石壩(圍堤),利(li)用泄水閘(zha)開挖的(de)棄料(liao)(liao)(liao)(砂(sha)礫料(liao)(liao)(liao))填筑(zhu),不僅解(jie)決了棄料(liao)(liao)(liao)堆放(fang)問題(ti),所修建的(de)圍堤造價也低。
采(cai)用先進(jin)技術,土(tu)(tu)石壩防(fang)滲(shen)材(cai)料選用復(fu)合(he)土(tu)(tu)工膜(mo) 在1993年初(chu)步(bu)設計中,經方案(an)比較后,確定老河道兩(liang)岸土(tu)(tu)石壩(圍(wei)堤)采(cai)用復(fu)合(he)土(tu)(tu)工膜(mo)防(fang)滲(shen),經實(shi)施并運行后,取得了(le)良好效果,為我國土(tu)(tu)石壩防(fang)滲(shen)選材(cai)開(kai)創了(le)一條新(xin)的道路。
老河道兩岸土(tu)石(shi)壩(ba)(圍堤),長約(yue)13km,壩(ba)高(gao)7-9m,壩(ba)體為(wei)(wei)砂礫石(shi),壩(ba)基為(wei)(wei)中細砂和(he)砂礫石(shi),防滲(shen)(shen)(shen)型式(shi)采(cai)用(yong)復(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)工(gong)膜斜墻加水(shui)平鋪蓋(gai),其防滲(shen)(shen)(shen)面積約(yue)110萬(wan)平方(fang)(fang)米(mi)。1999年被水(shui)利部列(lie)為(wei)(wei)土(tu)工(gong)合(he)(he)成材料應(ying)用(yong)示范工(gong)程(cheng)。同(tong)年10月在老河口(kou)市由水(shui)利部國(guo)際合(he)(he)作與科技司主持鑒定會,會議認(ren)為(wei)(wei):“設計(ji)單(dan)位根據(ju)工(gong)程(cheng)具(ju)體條(tiao)件,充(chong)分(fen)利用(yong)當地(di)材料,選(xuan)用(yong)了復(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)工(gong)膜防滲(shen)(shen)(shen)方(fang)(fang)案(an)(an)是適宜(yi)的(de)和(he)先(xian)進(jin)的(de),所進(jin)行的(de)復(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)工(gong)膜的(de)選(xuan)型試(shi)驗、接(jie)(jie)(jie)縫(feng)方(fang)(fang)法研究、邊坡穩(wen)定和(he)滲(shen)(shen)(shen)流(liu)分(fen)析等工(gong)作,保證(zheng)了方(fang)(fang)案(an)(an)的(de)技術可(ke)靠性和(he)經(jing)濟合(he)(he)理(li)性”;“采(cai)用(yong)兩膠三縫(feng)粘(zhan)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)式(shi)解決了PE和(he)PVC膜間連接(jie)(jie)(jie)的(de)難題,在國(guo)內尚無先(xian)例”;“經(jing)復(fu)(fu)核土(tu)工(gong)膜防滲(shen)(shen)(shen)工(gong)程(cheng)決算,與原設計(ji)粘(zhan)土(tu)防滲(shen)(shen)(shen)心墻加水(shui)平鋪蓋(gai)方(fang)(fang)案(an)(an)比較(jiao),節(jie)省直(zhi)接(jie)(jie)(jie)投資(zi)3300萬(wan)元,約(yue)占原防滲(shen)(shen)(shen)方(fang)(fang)案(an)(an)的(de)46%,此外,從減少(shao)料場(chang)臨(lin)時征地(di)、運輸道路修建(jian)以及節(jie)約(yue)能源等方(fang)(fang)面,還(huan)具(ju)有顯著的(de)間接(jie)(jie)(jie)經(jing)濟效(xiao)益和(he)社會效(xiao)益,同(tong)時縮短了工(gong)期”;“復(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)工(gong)膜在漢江王甫洲水(shui)利樞紐圍堤防滲(shen)(shen)(shen)工(gong)程(cheng)中的(de)應(ying)用(yong)成果總體上(shang)達到了國(guo)內領先(xian)水(shui)平,具(ju)有示范作用(yong)和(he)推廣(guang)價值”。
選用(yong)燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu) 王甫(fu)洲(zhou)水(shui)電站水(shui)頭(tou)范(fan)圍為(wei)(wei)3.7-10.3m,適應(ying)此水(shui)頭(tou)段(duan)的(de)(de)(de)水(shui)輪機(ji)(ji)有軸(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)和燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)。以往燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)在(zai)冷(leng)卻、通風(feng)、止水(shui)、軸(zhou)(zhou)承(cheng)支承(cheng)結構和過(guo)(guo)渡過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)反水(shui)錘等方(fang)面(mian)存在(zai)一系列復雜(za)技(ji)(ji)術難題,隨著(zhu)科技(ji)(ji)的(de)(de)(de)進步(bu),上述問題已得到較好的(de)(de)(de)解決。在(zai)王甫(fu)洲(zhou)電站機(ji)(ji)組(zu)(zu)選擇工作中(zhong),我們對燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)與(yu)(yu)軸(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)進行了詳細的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術經濟比(bi)較。與(yu)(yu)軸(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)水(shui)輪機(ji)(ji)相比(bi),燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)比(bi)轉(zhuan)速高約40%;轉(zhuan)輪直徑小18%;額定點效率高3%;機(ji)(ji)組(zu)(zu)總(zong)重量減(jian)(jian)少(shao)(shao)31%;廠房總(zong)長度減(jian)(jian)少(shao)(shao)37%;土(tu)石(shi)方(fang)開挖量減(jian)(jian)少(shao)(shao)35%;混(hun)凝土(tu)工程量減(jian)(jian)少(shao)(shao)31%。王甫(fu)洲(zhou)燈(deng)泡(pao)貫流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)機(ji)(ji)組(zu)(zu)轉(zhuan)輪直徑為(wei)(wei)7.2m,單(dan)機(ji)(ji)容(rong)量27.25MW,這在(zai)當時是我國(guo)最大的(de)(de)(de)。其單(dan)機(ji)(ji)最大過(guo)(guo)流(liu)(liu)(liu)(liu)能(neng)力為(wei)(wei)420立方(fang)米(mi)/秒。
船閘(zha)輸(shu)水系統采用集中(zhong)(zhong)輸(shu)水倒口(kou)消能(neng)(neng)不設(she)鎮靜段的布置(zhi)(zhi)型(xing)式(shi)(shi) 王甫洲船閘(zha)上下游水位差最大為(wei)10.3m。通常采用的集中(zhong)(zhong)輸(shu)水倒口(kou)消能(neng)(neng)都要設(she)置(zhi)(zhi)鎮靜段,因(yin)而增加了(le)閘(zha)室(shi)長度和(he)降(jiang)低了(le)輸(shu)水效率。通過(guo)水工模型(xing)試(shi)驗(yan),對集中(zhong)(zhong)輸(shu)水倒口(kou)消能(neng)(neng)的多種方(fang)案研(yan)究后(hou),提供了(le)一種新的倒口(kou)消能(neng)(neng)型(xing)式(shi)(shi),它可以不設(she)鎮靜段。與分散式(shi)(shi)輸(shu)水系統相比,在(zai)閘(zha)室(shi)內不設(she)廊道,從而可抬高閘(zha)底板(ban)建基面高程,節省了(le)基巖挖方(fang)和(he)混凝土工程數量,閘(zha)室(shi)結構也簡單。
移民安置
王甫洲(zhou)壩區(qu)(qu)用地和庫(ku)區(qu)(qu)淹沒面(mian)積(ji)(ji)涉及(ji)老河口市、谷城(cheng)縣的6個鄉鎮、23個行政(zheng)村(cun)、98個村(cun)民(min)小組(zu)。樞紐(niu)實際用地1968.92公頃(qing),其中耕地581.31公頃(qing),林(lin)地285.2公頃(qing)。拆遷各類房屋面(mian)積(ji)(ji)7789.93平方米,進行生產安置人(ren)口4866人(ren),另(ling)外涉及(ji)兩縣市10個工礦企(qi)業、1個事業單位、28個村(cun)組(zu)副業。水庫(ku)淹沒區(qu)(qu)無(wu)文物古跡。