地理位置
王(wang)甫(fu)洲水(shui)(shui)(shui)利(li)樞(shu)紐屬于漢江(jiang)中下游的大型水(shui)(shui)(shui)庫(ku),位于湖北省老(lao)河口市郊。1995年(nian)2月(yue)基礎開挖工程開工,2000年(nian)5月(yue)第一臺機(ji)組(zu)發電,2003年(nian)11月(yue)通過工程竣工初步(bu)驗收(shou)。王(wang)甫(fu)洲水(shui)(shui)(shui)利(li)樞(shu)紐集水(shui)(shui)(shui)面積95886平方千米,控制60%的漢江(jiang)流域(yu)面積。
水利樞紐特征
王甫洲水利(li)樞紐校(xiao)核洪(hong)水位為89.3米(mi),設(she)計洪(hong)水位88.11米(mi);總(zong)庫容(rong)為3.095億立方(fang)米(mi),正常庫容(rong)1.495億立方(fang)米(mi),相應(ying)水面面積(ji)42018平方(fang)千米(mi);死水位85.48米(mi),死庫容(rong)1.207億立方(fang)米(mi),調節庫容(rong)0.28億立方(fang)米(mi)。無調節洪(hong)水能(neng)力(li)。
工程概況
樞紐(niu)主(zhu)要建筑(zhu)物有右(you)(you)岸谷(gu)城土石壩(ba),船閘,重力壩(ba),電站(zhan)廠(chang)房和老河(he)道左、右(you)(you)岸土石壩(ba)。最大壩(ba)高33.9m。擋水前沿總(zong)長約19km。
泄水(shui)閘位于主河(he)道左岸、王甫洲右(you)邊灘(tan)地(di)上,共(gong)23孔平底閘,閘孔凈寬(kuan)14.5m,高15.17m,地(di)基(ji)為(wei)(wei)砂(sha)礫石。在設計(ji)及校核水(shui)位條件下,最大(da)下泄流量分別(bie)為(wei)(wei)16870立方(fang)米(mi)/秒和20800立方(fang)米(mi)/秒。
電(dian)站廠房位于老河道出口約800m處。安裝4臺奧地(di)利制(zhi)造的燈泡貫流(liu)式機組(zu),總(zong)裝機109MW,轉輪直徑(jing)7.2m。廠房尺寸(cun)(長(chang)×寬×高)為132.65×81.96×47.67m。建基面(mian)為粘土(tu)巖。
300t級船(chuan)閘(zha)(zha)位于電站廠房右側(ce),中間隔有(you)64.4m長的混凝土重(zhong)力壩。重(zhong)力壩壩高33.9m。船(chuan)閘(zha)(zha)閘(zha)(zha)室尺(chi)寸(長×寬×吃水深)為120×12×2.5m。地基為粘土巖。
樞紐工程(cheng)由水利部和(he)湖北(bei)省合資興建。主體工程(cheng)于1995年2月(yue)開工,2000年11月(yue)首臺機(ji)組發電(dian),2001年12月(yue)最后一(yi)臺機(ji)組發電(dian)。總投資約20億(yi)元(yuan)。
工程特點
王(wang)(wang)(wang)(wang)甫洲(zhou)電(dian)(dian)站(zhan)為(wei)逕流(liu)式(shi)(shi)電(dian)(dian)站(zhan),壩址位于(yu)平原河(he)谷,河(he)谷寬廣,地(di)形復雜(za),上游(you)有(you)(you)建(jian)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)具有(you)(you)巨大(da)調節庫(ku)(ku)容(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)丹江口水利樞(shu)紐,為(wei)王(wang)(wang)(wang)(wang)甫洲(zhou)水利工程的(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)建(jian)創造(zao)了有(you)(you)利條件;使得王(wang)(wang)(wang)(wang)甫洲(zhou)洪峰流(liu)量大(da)為(wei)減(jian)少(shao);增加了電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)調節流(liu)量、裝機容(rong)量和(he)發電(dian)(dian)量;和(he)基本不存在泥沙(sha)淤積對發電(dian)(dian)、航運影(ying)響的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。但逕流(liu)式(shi)(shi)電(dian)(dian)站(zhan)普遍存在單(dan)位裝機和(he)單(dan)位電(dian)(dian)能的(de)(de)(de)(de)(de)工程量偏大(da)、造(zao)價較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)點(dian),王(wang)(wang)(wang)(wang)甫洲(zhou)工程尤為(wei)突出(chu)。因此,工程要(yao)求在安(an)全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia)盡量降低造(zao)價。此外,老河(he)口市(shi)城區(qu)位于(yu)壩址上游(you)約3km處(chu),如何減(jian)免水庫(ku)(ku)蓄(xu)水后給城區(qu)帶來的(de)(de)(de)(de)(de)淹沒和(he)浸沒,也是需要(yao)解決(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。
別具一格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi) 王(wang)(wang)甫洲(zhou)水(shui)利樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)壩(ba)址位于平原河(he)(he)谷,地(di)(di)形復雜(za),河(he)(he)道(dao)(dao)在此分叉為(wei)(wei)主河(he)(he)道(dao)(dao)和(he)老河(he)(he)道(dao)(dao)兩(liang)支(zhi),中(zhong)間為(wei)(wei)王(wang)(wang)甫洲(zhou),洲(zhou)長約7km,寬約3km。枯水(shui)期老河(he)(he)道(dao)(dao)不過(guo)水(shui)。因此,樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)格(ge)外復雜(za)。樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)考(kao)慮(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)主要因素是:最大限度地(di)(di)滿(man)足(zu)(zu)發(fa)電和(he)通(tong)航要求;少(shao)(shao)淹河(he)(he)谷灘地(di)(di)和(he)王(wang)(wang)甫洲(zhou)灘地(di)(di);便于施(shi)工;從而達(da)(da)到滿(man)足(zu)(zu)工程任務(wu)要求和(he)降低造價的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)。在樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工作(zuo)中(zhong),設計做了大量的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo),包括選(xuan)壩(ba)線(xian)和(he)建筑物選(xuan)型(xing)。通(tong)常所(suo)見到的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),其壩(ba)軸(zhou)線(xian)較短,建筑物布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在一直(zhi)線(xian)上,以達(da)(da)到工程量最少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)。但王(wang)(wang)甫洲(zhou)樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)最終(zhong)選(xuan)用的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)(wei)“口袋式”。其壩(ba)軸(zhou)線(xian)較通(tong)常的(de)(de)(de)(de)(de)長了約10余km,這種奇特的(de)(de)(de)(de)(de)樞(shu)(shu)(shu)紐(niu)(niu)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是適應(ying)自然條件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)結果。
對低水(shui)頭大(da)流量的水(shui)電站而言,其(qi)水(shui)頭顯得十分寶貴(gui)。王甫洲樞(shu)紐在(zai)(zai)(zai)泄洪情況下(xia),上下(xia)游水(shui)位(wei)差小,造成泄洪時難以(yi)發電。為(wei)此,在(zai)(zai)(zai)樞(shu)紐布(bu)置中利用(yong)了(le)壩(ba)址區老河道的地形條件,將(jiang)擋水(shui)壩(ba)和(he)泄水(shui)閘布(bu)置在(zai)(zai)(zai)靠王甫洲洲頭的主河道上,將(jiang)電站廠(chang)房和(he)船閘布(bu)置在(zai)(zai)(zai)靠王甫洲洲尾的老河道上,兩者(zhe)相距(ju)約(yue)7km,沿老河道兩岸用(yong)低土石壩(ba)(圍堤)連接。這種布(bu)置雖然延(yan)長了(le)壩(ba)軸線(xian)10余(yu)公里,但有以(yi)下(xia)優點:
⑴ 利用這段河道天然(ran)落差提高了電(dian)站(zhan)水(shui)頭2.5m,占提高后的(de)設計(ji)水(shui)頭7.5m的(de)1/3,在宣泄各(ge)種頻(pin)率(lv)洪水(shui)時均能(neng)發電(dian),大(da)(da)大(da)(da)提高了發電(dian)量。
⑵ 23孔泄(xie)水閘布置在主河道灘地上,簡化了施工(gong)(gong)導流工(gong)(gong)程,取(qu)消了主河床(chuang)圍(wei)堰,縮短(duan)了工(gong)(gong)期(qi),節(jie)約了工(gong)(gong)程投資。
⑶ 船(chuan)閘布置在(zai)老河道上靠近電站(zhan)處,利(li)用(yong)電站(zhan)下泄(xie)流量通(tong)航,船(chuan)只進出便利(li),不受泄(xie)水閘泄(xie)洪(hong)影響。
⑷ 沿老河道兩岸的(de)低(di)土石(shi)壩(圍(wei)(wei)堤(di)),利用(yong)泄水閘開挖的(de)棄(qi)料(砂礫(li)料)填筑,不僅解決了棄(qi)料堆放問題,所(suo)修建(jian)的(de)圍(wei)(wei)堤(di)造價也低(di)。
采用先(xian)進(jin)技術(shu),土石壩防滲材(cai)料選用復合土工膜 在1993年初步設計中,經(jing)方案比較后,確定老河(he)道(dao)兩岸土石壩(圍(wei)堤)采用復合土工膜防滲,經(jing)實施并運行后,取得了良好效果(guo),為我國土石壩防滲選材(cai)開創了一條新的(de)道(dao)路(lu)。
老河道(dao)(dao)兩岸土石(shi)壩(ba)(ba)(圍堤),長約(yue)13km,壩(ba)(ba)高7-9m,壩(ba)(ba)體(ti)為(wei)砂(sha)礫石(shi),壩(ba)(ba)基為(wei)中細砂(sha)和(he)砂(sha)礫石(shi),防滲(shen)(shen)型(xing)(xing)式采用(yong)(yong)復(fu)(fu)合(he)(he)土工(gong)(gong)膜斜墻(qiang)加水(shui)平(ping)(ping)鋪(pu)蓋,其防滲(shen)(shen)面(mian)積約(yue)110萬平(ping)(ping)方米。1999年被水(shui)利部(bu)列為(wei)土工(gong)(gong)合(he)(he)成(cheng)材料(liao)應(ying)用(yong)(yong)示(shi)范(fan)工(gong)(gong)程。同(tong)年10月在(zai)老河口市由水(shui)利部(bu)國(guo)際合(he)(he)作與(yu)科技司主持鑒定會(hui),會(hui)議認為(wei):“設計(ji)單位根據工(gong)(gong)程具(ju)體(ti)條件,充(chong)分利用(yong)(yong)當(dang)地(di)材料(liao),選用(yong)(yong)了(le)復(fu)(fu)合(he)(he)土工(gong)(gong)膜防滲(shen)(shen)方案是(shi)適宜的(de)(de)(de)和(he)先(xian)(xian)進的(de)(de)(de),所(suo)進行的(de)(de)(de)復(fu)(fu)合(he)(he)土工(gong)(gong)膜的(de)(de)(de)選型(xing)(xing)試(shi)驗、接(jie)(jie)(jie)縫方法研(yan)究、邊坡(po)穩定和(he)滲(shen)(shen)流分析等工(gong)(gong)作,保證了(le)方案的(de)(de)(de)技術可靠性(xing)(xing)和(he)經(jing)濟合(he)(he)理(li)性(xing)(xing)”;“采用(yong)(yong)兩膠三(san)縫粘接(jie)(jie)(jie)方式解決了(le)PE和(he)PVC膜間連接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)難(nan)題,在(zai)國(guo)內尚無先(xian)(xian)例(li)”;“經(jing)復(fu)(fu)核土工(gong)(gong)膜防滲(shen)(shen)工(gong)(gong)程決算,與(yu)原設計(ji)粘土防滲(shen)(shen)心(xin)墻(qiang)加水(shui)平(ping)(ping)鋪(pu)蓋方案比較,節(jie)省直接(jie)(jie)(jie)投資(zi)3300萬元,約(yue)占原防滲(shen)(shen)方案的(de)(de)(de)46%,此外,從(cong)減少料(liao)場臨時征地(di)、運輸道(dao)(dao)路修建以及節(jie)約(yue)能源等方面(mian),還具(ju)有顯著的(de)(de)(de)間接(jie)(jie)(jie)經(jing)濟效益和(he)社會(hui)效益,同(tong)時縮短(duan)了(le)工(gong)(gong)期”;“復(fu)(fu)合(he)(he)土工(gong)(gong)膜在(zai)漢江王甫洲水(shui)利樞紐圍堤防滲(shen)(shen)工(gong)(gong)程中的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)成(cheng)果總體(ti)上達(da)到了(le)國(guo)內領先(xian)(xian)水(shui)平(ping)(ping),具(ju)有示(shi)范(fan)作用(yong)(yong)和(he)推廣價值”。
選用燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)組(zu)(zu) 王甫(fu)洲(zhou)水(shui)(shui)電站(zhan)水(shui)(shui)頭范圍為3.7-10.3m,適(shi)應此(ci)水(shui)(shui)頭段的(de)水(shui)(shui)輪機(ji)有軸流(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。以往燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)組(zu)(zu)在(zai)冷卻(que)、通風、止水(shui)(shui)、軸承支承結構(gou)和過(guo)渡過(guo)程(cheng)的(de)反水(shui)(shui)錘等方面存在(zai)一系列復雜技術(shu)難題,隨著(zhu)科技的(de)進(jin)步(bu),上述(shu)問題已得到較(jiao)好的(de)解決。在(zai)王甫(fu)洲(zhou)電站(zhan)機(ji)組(zu)(zu)選擇工作中(zhong),我(wo)們對燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)組(zu)(zu)與(yu)軸流(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)組(zu)(zu)進(jin)行了(le)詳細的(de)技術(shu)經(jing)濟(ji)比較(jiao)。與(yu)軸流(liu)(liu)(liu)轉(zhuan)漿式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)輪機(ji)相比,燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)比轉(zhuan)速高約40%;轉(zhuan)輪直(zhi)徑(jing)小18%;額定點(dian)效率高3%;機(ji)組(zu)(zu)總重量減少(shao)(shao)31%;廠房總長度減少(shao)(shao)37%;土石(shi)方開挖量減少(shao)(shao)35%;混凝土工程(cheng)量減少(shao)(shao)31%。王甫(fu)洲(zhou)燈泡貫(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機(ji)組(zu)(zu)轉(zhuan)輪直(zhi)徑(jing)為7.2m,單機(ji)容(rong)量27.25MW,這在(zai)當時是我(wo)國(guo)最大的(de)。其單機(ji)最大過(guo)流(liu)(liu)(liu)能(neng)力為420立方米/秒。
船閘(zha)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)系統采用(yong)集(ji)中(zhong)(zhong)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)倒(dao)口(kou)消(xiao)能(neng)(neng)不(bu)設(she)鎮靜(jing)段的布置(zhi)型(xing)式(shi) 王甫洲船閘(zha)上(shang)下游(you)水(shui)位差(cha)最大(da)為10.3m。通(tong)常采用(yong)的集(ji)中(zhong)(zhong)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)倒(dao)口(kou)消(xiao)能(neng)(neng)都要設(she)置(zhi)鎮靜(jing)段,因而(er)增(zeng)加(jia)了(le)閘(zha)室(shi)長度(du)和(he)降低了(le)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)效率。通(tong)過水(shui)工(gong)模型(xing)試驗,對集(ji)中(zhong)(zhong)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)倒(dao)口(kou)消(xiao)能(neng)(neng)的多(duo)種方案研究后(hou),提(ti)供了(le)一(yi)種新的倒(dao)口(kou)消(xiao)能(neng)(neng)型(xing)式(shi),它可以不(bu)設(she)鎮靜(jing)段。與分散式(shi)輸(shu)(shu)(shu)水(shui)系統相比,在閘(zha)室(shi)內不(bu)設(she)廊道,從而(er)可抬高閘(zha)底(di)板建基(ji)面高程(cheng),節省了(le)基(ji)巖挖方和(he)混(hun)凝土工(gong)程(cheng)數量,閘(zha)室(shi)結構也(ye)簡(jian)單。
移民安置
王甫洲壩區(qu)用地(di)(di)和(he)庫區(qu)淹沒面積涉及(ji)老(lao)河口(kou)市(shi)、谷城(cheng)縣的6個(ge)(ge)鄉鎮(zhen)、23個(ge)(ge)行政村(cun)、98個(ge)(ge)村(cun)民小組(zu)。樞紐實(shi)際用地(di)(di)1968.92公頃(qing),其中耕地(di)(di)581.31公頃(qing),林地(di)(di)285.2公頃(qing)。拆遷各類房屋面積7789.93平方米,進行生產安置人口(kou)4866人,另外(wai)涉及(ji)兩縣市(shi)10個(ge)(ge)工礦企業、1個(ge)(ge)事業單位、28個(ge)(ge)村(cun)組(zu)副業。水庫淹沒區(qu)無文物古(gu)跡。