鄭群英

（浙江省嵊州市水利水電局，嵊州 312400）

1 工程概況及方案由來

浙江嵊州市下王鎮(zhèn)位于四明山麓，境內(nèi)群山環(huán)抱，溪澗密布，水能資源較為豐富，上世紀七、八十年代已建小水電站7處，裝機1365kW，人均裝機100W，年產(chǎn)值100萬元左右，小水電一直該鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）經(jīng)濟的支持產(chǎn)業(yè)。但下王鎮(zhèn)地處偏僻，是嵊州市欠發(fā)達的山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是上級有關(guān)單位結(jié)對幫困的扶貧鄉(xiāng)鎮(zhèn)。為了充分利用水資源，也為了最大限度地發(fā)揮農(nóng)村水電扶貧幫困的作用，使村鎮(zhèn)集體經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地滾動發(fā)展，下王鎮(zhèn)人民政府成立了 “十八都江水利水電開發(fā)有限公司”與受資助的九個村合股建設(shè)下王鎮(zhèn)石舍電站。

石舍水電站座落在曹娥江水系十八都江支流上游、下王鎮(zhèn)西南面2公里處的石舍村。工程包括攔水堰壩、電站廠房、沿山明渠及引水隧洞，是一座徑流式電站，以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、灌溉、生態(tài)旅游等綜合開發(fā)?？尚行匝芯繄蟾嬷型扑]的攔水壩為上壩址方案，經(jīng)專家審查評估認為：石舍電站的工程等別、洪水標準、廠址選擇、廠房布置基本上是合理的方案也是基本可行的，但引水隧洞太長、施工困難、投資巨大，值得商榷。最后結(jié)合專家組意見，經(jīng)過再次踏勘初設(shè)階段提出了下壩址引水方案 （廠址不變）。下王鎮(zhèn)石舍電站上、下壩址方案總布置見圖1。

2 石舍電站壩址方案比較

2.1 上壩址方案 （楊家山攔水壩）

上壩址方案設(shè)計采用楊家山攔水堰壩 （固定堰高1.5m、活動門高3m、堰長38.27m、堰頂高程90.00m）作為電站引水進口，控制十八都江支流集雨面積58.87km2，年徑流量4954.5萬m3。引水系統(tǒng)為明渠及隧洞：全長3292 m，縱坡為1/2000，設(shè)計流量 3.3m3/s。其中明渠長度為95m，采用梯形斷面，底寬2m，高1.7m，過水深 1.5m；隧洞長度 3197m、斷面為 2.8×2.7m。輸水至石舍村對岸的山腰前池 （前池正常水位88.35m，池寬5 m，池長18 m，池深2.85 m），形成毛水頭31.35m的落差。前池至水輪機采用二支各長43m、外徑820mm的壓力鋼管供水，電站廠址在石舍村對岸的江邊，廠房建筑面積 （長×寬×高））7.5×15×6m、廠房地面高程59.35m，尾水位57.00m。電站設(shè)計裝機容量2×320kW，安裝HL295-WJ-42(效率 87%)水輪機和SFWW320-6/850（轉(zhuǎn)速1000r/min、效率92%）發(fā)電機各二臺，S11-800/10升壓變壓器一臺。

設(shè)計年發(fā)電量175萬kWh，年利用小時2734.4h。

電站施工圖預(yù)算992.83萬元。

年電費毛收入：74.81萬元，扣除稅收和水資源費后，年凈收入68.83萬元。

2.2 下壩址方案 （下王橋攔水壩方案）

下壩址方案為攔水堰壩筑于下王公路橋下約100m處的老橋遺址處，即從原楊家山攔水堰壩向下移2.1公里左右。此堰壩蓄水后可形成一個人工湖，回水可上溯至下王鎮(zhèn)下王村的上橋頭，在下王村前河道形成人工湖。下壩址處的河床巖基裸露、致密堅硬，地質(zhì)條件好，河床底高程75.00m，攔河壩設(shè)固定堰高1m、堰上水力自控翻板門高1.5m，堰長50m，門頂高程77.50m。作為電站引水進口，控制十八都江支流集雨面積61km2， 年徑流量5133萬m3。

引水系統(tǒng)也由明渠與隧洞組成，全長1760 m，縱坡為1/2000、設(shè)計流量3.3m3/s。其中明渠長度為 580m，矩形斷面（寬×高）2.1×2.2m（渠頂超高0.4m）、砼襯砌三面光、過流能力3.3m3/s。隧洞長度約1180m，斷面為城門洞形 （寬×高）2.5×2.3m（水深 1.8m），過流能力 3.3m3/s。輸水至石舍村對岸的山腰前池（前池正常水位76.62m），形成毛水頭20.62m的落差。前池至水輪機采用二支各長30m、外徑900mm的壓力鋼管供水，電站廠址和廠房建筑面積不變，廠房地面高程58.8m，尾水位56.0m。電站設(shè)計裝機容量2×250kW，安裝HL295-WJ-50P（效率88%）水輪機和SFWW250-8/850（轉(zhuǎn)速850r/min、效率93%）發(fā)電機各二臺，S11-315/10升壓變壓器二臺。

設(shè)計年發(fā)電量122.5萬kWh，年利用小時2450h。

電站施工圖預(yù)算593.15萬元。

年電費毛收入：52.37萬元，扣除稅收和水資源費后凈收入48.18萬元。

3 上下壩址方案比選

3.1 比選的原則

壩址的選擇需要根據(jù)開發(fā)條件和工程自身的特點經(jīng)過綜合比較確定。由于此項目為扶貧項目，主要原則為滿足工程運用要求的條件下，合理使用扶貧資金，盡早回收投資，發(fā)揮效益。同時結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)延伸十八都江的生態(tài)旅游。

3.2 各要素的比選

（1）地形地質(zhì)條件：上、下壩址處河床巖基裸露、致密堅硬，地質(zhì)地形條件相當(dāng)；考慮到山區(qū)間隙性河流，洪水季節(jié)性較強，兩個方案壩型的選擇均為水力自控翻板門。

（2）施工條件：兩個方案施工現(xiàn)場均位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路的左右岸，交通便捷，施工方便。

（3）工程導(dǎo)流與渡汛條件：由于同屬于山區(qū)間隙性河流，攔水堰壩工程量也不大，兩個方案均可利用枯水季節(jié)一次性建造完工。

（4）工程量及投資：上、下壩址本身的工程量也相差不大，它們的主要差異在于引水系統(tǒng)的投資，具體參數(shù)見表1、表2。

表1 上、下壩址方案的主要投資比較表

表2 上、下壩址方案工程效益比較表

3.3 方案的選擇

3.3.1 投資效益比較分析

從表1表2我們可以看出，上壩址方案水頭高、裝機容量大、發(fā)電量多，但工程量大，單位千瓦造價和單位電能投資值較高，投資額大；下壩址方案單位千瓦造價和單位電能造價大為降低，集雨面積和年徑流量略有增大，機組的效率增加2個百分點。雖則裝機容量略有減小，但如果選擇下壩址方案，工程投資只為上壩址方案的42.16%，而發(fā)電效益卻為上壩址方案的70%，投資回收年限縮短了三分之一。

3.3.2 對生態(tài)景觀影響的比較分析

上壩址方案截流后將造成楊家山堰壩以下的下王鎮(zhèn)所在地下王村河道斷流、河床裸露，影響自然景觀及村民生活用水；還影響下王村部份農(nóng)田灌溉；下壩址方案基本不影響下王村段農(nóng)田灌溉，回水上溯可形成一個人工湖，可營造人工濕地和親水走廊，有利于美化山區(qū)小鎮(zhèn)的自然景觀，有利于新農(nóng)村建設(shè)；同時有了水的靈性，十八都江上游清溪的生態(tài)旅游也將得到延伸。

3.3.3 施工難度的比較分析

上壩址方案3197米隧洞需穿越山溝間隔的四、五處小山包，為避開沿線山溝低洼地段，需采用折線隧洞，線路長，施工難度大，工期長；下壩址方案隧洞縮減為1150米后，施工難度降低、工期將大大縮短。

4 結(jié)語

小水電建設(shè)及運行會擾動當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，造成一定的生態(tài)影響。水壩工程應(yīng)該尊重自然，順應(yīng)自然規(guī)律，盡量減少水壩工程對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的損害。因此壩址的選擇，在滿足工程運用要求的條件下，應(yīng)優(yōu)先選擇造價低、施工方便、易于樞紐布置、占地小，對環(huán)境影響小的方案。從石舍電站上、下壩址的方案論證分析可看出，無論從適度開發(fā)、建設(shè)環(huán)境友好的農(nóng)村小水電構(gòu)建和諧水利出發(fā)，還是從整合水能資源、優(yōu)化配置、高效利用，提高電站經(jīng)濟效益和扶貧項目及早見效等綜合因素考慮，下壩址的方案是合理的、經(jīng)濟的，優(yōu)于上壩址方案，建議采用下壩址裝機500kW的方案。

[1]張志會，游艷麗.樹立動態(tài)和諧的水利大壩大工程觀［J］.中國水能及電氣化， 2010,68(8)： 3-8.

[2]田中興.大力發(fā)展小水電為實現(xiàn)我國溫室氣體減排目標做貢獻 ［J］.中國水能及電氣化，2010，62 （1/2）： 22-23.

[3] 田中興.小水電的新使命［J］.小水電， 2010,153（3）：8-10.

[4]梁福慶.我國小水電開與環(huán)境保護 ［J］.小水電，2010,152(2)：47-49.