灌河

西峡县老灌河水电站厂房设计

摘要：水电站厂房设计的发展随着生产力的发展而不断发展,且随着人们生

活水平的提高有新的发展趋向,近年向以人为本的方向发展，厂房设计的方法随

着计算机的发展有很大的改善。水电站厂房设计影响因素过于复杂，本文结合老

灌河区域条件进行分析；

关键词：西峡县；水电站；厂房设计；

引言

水电站厂房是水工建筑物、机械及电气设备的综合体，是水能转化为电能的

生产场所，也是运行人员进行生产和活动的场所。其任务是通过一系列工程措施，

将水流平顺的引入水轮机，使水能转换成为可供用户使用的电能，并将各种必需

的机电设备安置在恰当的位置，创造良好的安装、检修及运行条件[1]，为运行人

员提供良好的工作环境。

1.工程任务简介

属河南省西峡县境内，位于丹江支流老灌河上，该处地形、地质条件良好，

水力资源丰富，可供修建大中型水库和电站。流域下游为该县的主要产粮区和工

业发展区，由于受电力不足的影响，严重制约了该地区的经济发展。为了解决该

地区用电紧张问题和合理开发老灌河水力资源，拟定修建水电站，以发电为主，

结合防洪、城市供水、农田灌溉及水产等进行综合利用。

1.1老灌河流域概况

老灌河全长254Km，流域面积4219Km2，总落差1340m，河床平均比降约5.2%，

坝址位于老灌河中游，距西峡县城约10Km。坝址以上控制流域面积约2580Km2，

多年平均降雨量6.635亿m3.坝址下游约1.8Km处有小电站，装机600KW。在小和

之间的小水库库容约100万m3，有效库容60万m3.

1.2交通条件

在枢纽左岸有一条简易公路沿河向下游大约3Km处和通向县城的主干公路相

交;枢纽右岸山的另一边距坝址约2Km处有一条通向县城的主干公路。

1.3气候条件

⑴气温：该地区年平均气温15.1℃，最高气温42℃，最低气温-14.2℃。

⑵降水：多年平均降水量约900㎜，降水量在时间和空间上分布很不均匀，

一般是深山多于浅山和丘陵区，降水量的61.8%集中于6～9月，其中7～8月占

年降雨量的41.5%。

⑶风向和风速：多年平均最大风速为7.63m/s，相应风向为北东向。

1.4水电站综合功能

⑴水库特征水位及相应库容如下表：

表1水库特征水位及相应库容

水位（m）

相应库容（万

m3）

校核洪水

位

294.948910

设计洪水

位

291.567380

正常蓄水

位

288.005200

发电死水

位

271.801800

⑵泄洪流量及下游水位与流量关系

大坝主要采用坝顶溢流泄洪，溢流坝净长度为143m，溢流坝坝顶高程为

288m。5年一遇洪水下泄流量为1500m3/s，20年一遇洪水下泄流量为3050m3/s，

50年一遇洪水下泄流量为4100m3/s，500年一遇洪水下泄流量为7700m3/s。水库

下游河道与流量关系见下表：

表2水库下游河道与流量关系

水位

（m）

2

46

2

47

2

48

2

49

2

50

2

51

2

52

2

53

2

54

2

55

流量

（m3/s）

03

30

9

10

1

670

2

730

4

700

5

470

7

700

8

850

1

0750

⑶电站装机容量

电站装机容量拟在9000kW左右，主要作调峰运行。

1.5地形地质条件

⑴地形

老灌河在坝址区为北东流向，该处河谷狭窄，主要为中高山区，相对高度多

在100～200m，最高可达700m，山坡较陡峻，基岩裸露，河谷呈“V”字型，河

谷宽度一般在80～180m，坝址处约为140m，河床底高243～246m。山坡坡度左岸

40～45°，右岸约为30°。

⑵地层岩性

坝址周围为太古界太华群及海西期侵入岩体，基岩裸露，第四系沉积很薄，

残坡积也不发育，太华群岩性主要为云母石英片岩及石英片岩，多为中薄层，层

间结合较好，坚硬，风化较轻。海西期侵入岩体主要为混合花岗片麻岩，角闪片

麻岩等，岩石坚硬，完整密实。河床冲积层为近代漂砾、卵石、粗砂组成，厚约

1～5m。总体上讲，工程地质条件比较简单，没有明显不利的工程地质问题[2]。

2.厂区选址影响因素

站址选择要考虑：厂房形式的选择、交通条件、开挖方量、施工场地的选择、

泄洪产生的影响、生活区和管理区位置的协调、及对其他工程的协调影响。

⑴厂房形式：根据已知资料，电站正常蓄水位为288米，下游河道最低水

位为246米。所以最大水头差约为42米。属中水头厂房范围30-100米。若考

虑采用河床式厂房或坝内式厂房，则由各方面资料可知，对于小型水电站来说，

这两种型式都过于复杂，需要考虑的因素太多，而且也不经济，所以不予采用，

应考虑采用坝后式厂房。

⑵交通条件：由资料知，在枢纽的左岸有一条简易公路沿河向下游大约3

千米处和通往县城的主干相交；枢纽右岸山的另一边，距坝址约2千米处有一条

通向县城的主干公路。若将厂房设在大坝的右岸，就需要修建一条盘山公路与2

千米外的通向县城的主干公路相衔接，工程量较大。若不修路而改架桥通向左岸

的简易公路，这样又不太经济，所以应考虑将厂房设在大坝左岸，那么，那条简

易公路可修建为进站公路[3]。

⑶开挖方量：考虑开挖马房沟一地建厂房，直接打一条引水隧洞由大坝处

引水。这样大约可以形成7到8米的水头差，这对电站来说是很有利的，但考虑

到马房沟的开挖量大约在30万立方以上，开挖量过大，经济成本高，而且本项

工程是起调峰电站的作用，如此设计，则下游的小电站将关闭，那他对本项工程

的反调节作用也就没有了，而且对下游的诸多电站也都会造成影响。

若厂房紧贴坝后，太靠近岸边，会受到挑流影响，靠岸里侧一些，则进水口

需要加宽，增大了山体开挖量。暴雨季节，山体滑坡，进水口会逐渐淤死。若设

冲沙闸于厂房下部，又使大坝的结构、管道布置等问题过于复杂。

在左岸从坝轴线向下游100米左右，山体坡度较缓，开挖方量小，不易引起

滑坡，而且护坡较为方便。若直接在大坝下游紧靠大坝建电站，则由于山体坡度

较大，而开挖方量较大，再者，由于厂房与坝上游进水口的距离短，则有压进水

管不宜采用分叉式，用独立式布置投资又较大。所以考虑将厂房布置在距离大坝

约100米处的凹向左岸的山窝处，初步估计最远挑距为120米，厂房稳定性可不

受影响。但是会有水雾现象，若再将距离拉远一些，引水距离又显得过长了。

⑷施工场地的选择：在左岸由于坝下游400米左右处的地形较为平缓，易

于布置施工设备，进行厂房施工备料[4]。

⑸泄洪产生的影响：站址确定在下游左岸，距坝轴线的距离应适当，否则

泄洪产生的水雾可能会影响发电机组的正常运转，厂房应面对下游布置，可以避

免大坝泄洪时的水流不稳定、水位不稳定，及对尾水位的影响。

⑹生活区和管理区位置的协调：在坝下游左右岸地形条件相比，左岸的袁

家庄地形很平缓，到施工场地的距离也合适，适宜建设生活区和管理区。

结束语

老灌河区域水资源丰富，本文结合老灌河当地特殊的地形、地质、气候条件

建立水电站厂房，可以缓解该地区的用电紧张问题，能够使得老灌河的水利资源

得到合理开发。

参考文献：

[1]索丽生、任旭华、胡明.水利水电工程专业毕业设计指南.北京：中国

水利电力出版社，1998年7月.29～38，158～196

[2]郭雪莽主编.课程设计和毕业设计指南.北京：中央广播电视大学出版社，

2001.10.3～5

[3]刘玺廷、熊军远、斯良钊.小型水电站发电机设备手册.北京：水利水

电出版社，1982年7月.1～15，135～180，220～224，236～239，270～274

[4]袁光裕主编.水利工程施工.三版.北京：中国水利电力出版社，2003年

7月.241～245