资水大洋江航电枢纽工程预可行性研究报告
第5章工程方案
5.1工程级别与标准
资水大洋江航电枢纽正常蓄水位为166.78m，水库相应库容0.93
3
亿m，电站装机36MW，航道等级为Ⅳ级，设计通航船舶吨级500t。
5.1.1工程等别
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000中的水利水电工程分等指标标准：按水库静水总库容标准，本枢纽工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型；按电站装机总容量标准，本枢纽工程等别为Ⅳ等，工程规模为小（1）型。
根据《渠化工程枢纽总体布置设计规范》JTS 182-1-2009的有关规定：按通航规模指标标准，本枢纽工程等别为三等；按水库总库容指标标准，本枢纽工程等别为三等；按电站装机总容量规模指标标准，本枢纽工程等别为四等。
当同一枢纽按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。故本枢纽工程等别确定为Ⅲ等，工程规模为中型。 5.1.2水工建筑物级别
本枢纽工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，Ⅲ等工程相应永久水工建筑物级别为：主要永久建筑物3级，次要永久建筑物4级，临时水工建筑物5级。
根据《渠化工程枢纽总体布置设计规范》JTS 182-1-2009，三等工程相应永久水工建筑物级别为：主要永久建筑物3级，次要永久建筑
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物4级，临时水工建筑物5级。
综上所述：本工程主要永久建筑物为3级，次要永久建筑物为4级，临时水工建筑物为5 级。 5.1.3 主要建筑物的设计标准
本工程主要永久建筑物为3级，次要永久建筑物为4级，临时水工建筑物为5 级。
本枢纽工程地处山区，永久性主要水工建筑物的挡水高度约23.5m，上、下游最大水头差为8.7m。按前述规范规定，据1962年~2011年新化站实测洪水位统计，洪水位超过171.00m年份仅有4年，即1988年、1994年、1996年和1998年，171.05m、176.18m洪水位分别为171.88m，和171.17m，且上游梯级浪石滩电站永久性主要水工建筑物设计洪水标准为50年一遇，因此，本项目永久性主要水工建筑物设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇；永久性次要水工建筑物设计洪水为30年一遇，校核洪水为200年一遇。
主要建筑物的设计标准分述如下：
通航建筑物采用Ⅳ(4)级船闸，按通航500吨级机动舶标准设计。根据《船闸总体设计规范》JTJ305-2001，最高通航水位采用3年一遇GB50139-2004，洪水标准（按山区性河流考虑）；根据《内河通航标准》通航净高采用8.0m。船闸上闸首为挡水建筑物的一部分，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。
泄水建筑物：上坝址泄水闸设17孔，每闸孔净宽16m；下坝址泄水闸设17孔，每闸孔净宽16m。设计洪水重现期采用50年一遇，校核洪水重现期采用500年一遇；消力池设计洪水标准采用30年一遇、校核洪水标准采用200年一遇。
河床式电站厂房：总装机36MW，安装3台单机12MW灯泡贯流
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式机组，电站厂房属挡水建筑物的一部分，其上游防洪标准与泄水建筑物相同，按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核；其下游防洪标准按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。
枢纽上下游航道尺度：上下游航道等级采用Ⅳ(4)级，最高通航水位为3年一遇洪水位，最低通航水位保证率P=95%，通航净高8.0m，双线通航宽度50m，航道水深1.90m，弯曲半径330m。
工程区地震动参数：地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，不考虑抗震设防。
根据选定的工程等别及主要建筑物的级别，确定枢纽水位流量特征值如下表5-1。
水位、流量特征值表表5-1
水位名称 水库正常蓄水位 水库死水位 设计洪水位 校核洪水位 船闸最低通航水位 频率 2% 0.2% 上坝址(m) 166.78 166.00 176.50 178.44 171.47 166.00 176.32 178.28 171.43 158.40 下坝址(m) 166.78 166.55 175.94 177.93 170.88 166.00 175.80 177.73 170.83 157.88 相应流量(m3/s) 12670 17720 5970 上游水位 下游水位 上游水位 下游水位 船闸最高通航水位 3.33% 注：船闸上游最低通航水位采用枢纽死水位166.00m。
5.2枢纽工程场址 5.2.1场址选择
根据《湖南省内河水运规划》，资水干流14级（已建10级，在建1级，待建2级，规划1级）开发的规划，资水大洋江航电枢纽为资水干流梯级开发从上至下的第6个梯级，本工程上一个梯级为浪石滩电站，下一个梯级为柘溪电站，该两个梯级均已按规划建成，其间距为148km。资水大洋江航电枢纽的选址必需与已建成的上、下游枢纽相衔
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接，首先满足航运要求，并兼顾发电、灌溉等需要。
柘溪水电站坝址位于湖南省安化县城上游12km处，其正常挡水位2008年扩机后水库死水位为149.78m。为166.78m，柘溪电站具有年不完全调节性能，因其防洪调节库容较大，导致年际水位变动很大。正常蓄水位时166.78m时可回水至上游148km的冷水江浪石滩，而每年4月1日～7月20日，通常维持在汛期限制水位（4月1日～6月156月16日～7月20日为164.78m）7月下旬开始蓄水，日为162.78m，。逐步蓄至正常蓄水位166.78m，8、9、10月份尽量维持在较高水位运行，供水期水库水位逐步消落至死水位149.78m。故除8、9、10等月份外，其余月份均不能保证处于库尾区和回水变动区浪石滩至琅塘航道水深，尤其11月至翌年4月，浪石滩～琅塘航段水深最浅时不足0.6m，严重影响通航安全。
新建大洋江航电枢纽，拟正常蓄水位与柘溪电站相同，其目的主要是渠化柘溪电站回水变动区和库尾区航道条件，使之渠化后库区航道达到Ⅳ(3)级。据娄底资水航道调查成果，资水干流新化以下干流回水变动区大小滩险达到26处之多，其中约20处滩险集中在新化县城至油溪30km航道内。据推算，柘溪电站扩机后死水位回水可达到琅塘至油溪江段，而油溪上下游约4km范围内4A级景区梅山龙宫核心保护区，不宜修建坝址，故坝址选择确定为新化县城至白溪（油溪以上河段约5km）之间的29km河段。
经过对该河段的踏勘、勘察和调查，根据地形地貌及地质条件、主要建筑物的布置要求、施工组织、施工导流条件等主要选址原则，结合地方城镇的规划，选取了上坝址和下坝址。两坝址分别位于浪石滩电站下游36km和浪石滩电站下游61km处，两坝址相距约25km。上坝址和下坝址比较结果汇总于下表5-2：
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上坝址与下坝址综合比较表表5-2 项目 上坝址 坝址位于游家镇上游，坝址位于微弯河段上，右岸为凸岸；坝址上游约500m有大洋江汇入，河道河床呈U形，河床右侧为主河道，河床底高程约155.0m～157.0m。河道水面宽340～380m，枯水期水深0.4～1.0m。现该河段砂卵石乱采乱堆情况严重。坝址左、右岸坝线处为Ⅰ、Ⅱ级阶地，地形较为开阔。 下坝址 地形 条件 坝址位于微弯河段上，右岸为凸岸；坝址下游约500m处为接近90°的急弯河段。河道中有一江心洲，洲长约1350m、宽约55m，洲顶标高约162.0m；河床左汊为主河道，河床底高程约150.0m～152.0m。左汊河道水面宽约260m，右汊河道水面宽约110m。 坝址左岸Ⅰ级阶地与山地相接；坝址右岸处在资水Ⅰ、Ⅱ级阶地，地形较为开阔。 两坝址均具备筑坝建闸的基本地形条件。比较而言，上坝址更有利于枢纽建筑物的布置。 上、下游坝址区内均未见断层发育，坝址附近的区域性断层均为非活动性断层；新构造运动以不均衡抬升运动为主，新构造运动微弱。勘探区内平坦稳定的中硬场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度为VI度。因此，上、下游坝址区的场地稳定性较好，适宜建坝。 从工程地质角度来看：上游坝址基岩呈单斜倾向资水右岸，坝址岩性复杂，岩质软硬不均，浅部岩溶较发育，坝基稳定性一般。下游坝址存在一断层，与坝轴线大角度相交，断层倾角较陡，断层影响带内岩体破碎，岩溶发育。 两坝址水文地质条件相近，上覆砂卵石层为强透水层，下伏基岩为相对隔水层，基岩透水性受岩溶通道控制明显。 勘察区工程地质条件较复杂，从工程地质角度来看：上游坝址方案相对较优，下游坝址方案次之。 上、下坝址船闸均布设于右岸台地，平面布置及与上、下游航道线的连接无明显差别，下坝址距规划琅湄高速公路邓家溪水大桥推荐桥位仅2km，桥跨布置对下坝址下引航道与主航道平顺相接存在一定影响。从船闸通航条件来说，上坝址优于下坝址。 渠化上游航道里程36km，枢纽下游航道通过渠化上游航道里程63km，枢纽下游航道主要26个滩水量调节和航道整治，与柘溪库区相衔接。 险得到渠化，与柘溪库区相衔接。 两坝址均能与上浪石滩梯级相衔接，但下游航道需通过调节和航道整治才能与柘溪库区相衔接，相对而言，下坝址航道整治工程量远小于上坝址。 两坝址均采用分期导流方式，两期施工，施工工期基本相同。但下坝址受江心洲的影响，施工相互干扰，施工较为复杂。 33 土方开挖：71.3万m 土方开挖：75.4万m33石方开挖： 248.1万m 石方开挖； 267.5万m 33混凝土： 52.7万m 混凝土： 63.1万m 钢筋：1.15万t 钢筋：1.19万t 3333疏浚： 29.2万m（炸礁5.1万m） 疏浚： 5.8万m（炸礁0.9万m） 金结及启闭设备： 8200t 金结及启闭设备： 8400t 灌浆：1.70万m 灌浆：1.73万m 总投资： 15.2亿元 总投资： ****亿元 下坝址比上坝址总投资多****亿元 上坝址装机36万kW，年发电量1.45万度。 下坝址比上坝址每年发电量多0.02亿度。 下坝址装机36万kW，年发电量1.47亿度。 地质 条件 船闸通航条件 梯级 衔接 施工 条件 主要工程量及工程投资 年发电量 征地拆迁 湖南省交通规划勘察设计院 5-5