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贺州抽水蓄能电站工程库址选择

2024-08-23 166 上传者：管理员

摘要：介绍了广西贺州抽水蓄能电站工程库址选择的设计思路。从敏感因素、制约条件初步筛选，再到水文、地形地质、总体布置、施工、征地、投资等技术、经济综合比较分析，推荐库址方案为石羊冲上水库及永和村下水库。

关键词：
库址
方案比选
村下水库
设计思路
贺州抽水蓄能电站
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1、工程概况

广西贺州抽水蓄能电站位于贺州市八步区步头镇境内，距贺州市区直线距离约42 km。上库位于步头镇石羊冲附近，距步头镇里程约66 km；下库位于步头镇永和村附近，距步头镇里程约52 km。上、下库坝址均位于贺江一级支流湖罗河的上游。电站建成后主要是承担广西电网和桂东电网的调峰、填谷、储能、调频、调相和紧急事故备用等。初步考虑贺州抽水蓄能电站4台300 MW机组以1回500 kV电压等级输电线路接入广西电网。电站初选装机容量1200 MW，安装4台单机容量300 MW的单级立轴单转速可逆混流式水泵水轮机组，属Ⅰ等大（1）型工程。电站枢纽由上水库大坝和下水库大坝、输水道系统和地下厂房系统等建筑物组成。上、下水库钢筋混凝土面板堆石坝、下水库溢洪道、泄洪放水洞、输水系统建筑物、地下厂房洞室群、地面开关站及其附属建筑物、高压电缆出线洞等主要建筑物级别为1级；进厂交通洞、通风兼安全洞、排水廊道、自流排水洞等建筑物级别为3级。临时建筑物级别为4级。

2、库址选择

贺州抽水蓄能电站位于贺州市东南侧的金鸡顶山脉一带，山脉走向主要为近南北向。

上水库位于保和村大田屯石羊冲，天然库盆为中低山峡谷，峡谷呈“V”字形，谷底相对较狭窄，底部宽35～155 m，发育湖罗河河道，河道内四季有流水。天然库盆呈近南北走向，东西及北三面环山，山体较厚实，山脊较浑圆，山顶高程多在1170 m以上，山坡坡度一般28°～47°，库盆两侧山体雄厚。

下水库位于步头镇永和村西侧的湖罗河上，主河槽大致呈西北-东南走向，坝址位于东南侧谷口。河谷为宽缓不对称“U”型谷，谷底较窄，宽20～30 m，坝址处两岸均有伸向河床的山嘴；左岸坝肩为厚实山体，岸坡地形较陡，坡度20°～35°，地表植被为杉树林；右岸坝肩山体为纵向（上下游向）的条型山脊但接近厚实的端头，库内外岸坡地形坡度25°～35°。

2.1 库址比选原则

库址选择要根据工程区的水文气象条件、地形地貌、地质条件、环境保护、建筑物布置、施工条件及运行要求等因素，综合各建筑物的功能要求和自然条件，明确各建筑物的布局和相互关系。为保证比选结果的一致性，库址比选以满足相关功能建筑物布置的协调要求、技术可行、经济合理、方便施工等为基本前提进行方案设计。

(1）各方案装机规模均按1200 MW，建筑物采用相同的设计标准。

(2）充分考虑工程区的地形地势地质条件。利用现有有利天然条件，同时避开大的冲沟及泥石流沟等滑坡影响方案成立的不利地质条件。

(3）考虑水源条件。所选库址河水的降水或融水等补给水源充足，下库建坝后还要预留生态用水。

(4）注重环境保护，尽可能的避让自然保护地、生态红线等敏感性区域。

(5）充分避让750 kV高压线路。

(6）在满足蓄能发电调节库容的前提下，充分利用水头，尽可能地缩短上、下库的水平距离，一般距高比2～10为宜。

(7）根据电站的装机规模，在减少开挖或者不开挖的情况下，水库布置尽量满足正常运行所需的库容要求。

(8）工程开挖的土石方与坝体填筑尽量达到较好的平衡，尽量避免另开料场，减少工程弃渣，充分考虑开挖料再利用。

2.2 库址比选

2.2.1 库址初拟

根据地形图资料、奥维和现场踏勘情况，对规划选址5 km范围内可能成立的库址进行筛选，共筛选出了石羊冲、牛温顶、了望顶、金鸡顶、大窝肚等5个上水库库址和永和村、在望顶、保和村、大田、班义等5个下水库库址（见图1）。

根据相关规定，确需占用生态保护红线的国家重大项目，按照规定办理用地用海用岛审批，由自然资源部进行用地用海预审后，报国务院批准。报批过程需附省级人民政府基于国土空间规划“一张图”和用途管制要求出具的不可避让论证意见，说明占用生态保护红线的必要性、节约集约和减缓生态环境影响措施。广西生态保护红线2022年10月刚获批复，距下一次国土空间规划调整时间周期长，且调整的难度较大，而贺州抽蓄作为“十五五”重点实施项目之一，项目推进迫在眉睫，故本阶段对于侵占生态红线的方案不作为比选方案。

图1 初拟库址位置示意图

(1）上水库分析。大窝肚库址部分库区处于生态红线范围内，全库区处在上程风电场内，不作为库址方案。金鸡顶库址位于大田屯金鸡顶山顶谷地内，库址处山体相对薄弱，地形封闭条件差，两侧分水岭封闭较差，需对库盆防渗较差的部位采取防渗措施，相对于其他上库，该库址的引水系统线路最长，且大部分处于上程风电工程区域范围内，劣势明显。因此，金鸡顶库址不作为比选库址。

(2）下水库分析。班义库址全部处于生态红线范围内，不作为备选库址。大田库址位于大田屯山间小盆地的湖罗河上，地形封闭条件较好，局部出露全-强风化基岩，库盆内风化差异大，全风化层较厚。水库库区在835 m水位以上库容涉及生态红线区域淹没，若考虑避开生态红线，则需对大田水库库区进行扩库开挖，将正常蓄水位降低至835 m高程，正常蓄水位对应的天然库容为437万m3，需要扩库开挖土石方量约1574万m3，方可满足库容要求。该方案开挖量大，且发电水头小于300 m，投资大，不经济。因此，大田库址不作为下水库备选库址。

在排除涉及生态红线等制约因素后，对可能成立的石羊冲、牛温顶、了望顶3个上水库库址与永和村、在望顶、保和村3个下水库库址进一步分析比较。

2.2.2 下水库初拟

对筛查出来的永和村、在望顶、保和村3个下水库库址与规划站址方案的石羊冲上水库进行组合，分别为：方案A石羊冲+永和村、方案B石羊冲+在望顶、方案C石羊冲+保和村。3个下水库库址平面示意图见图2，从水能参数、距高比、工程规模、成库及征地条件等多方面对3个下水库方案进行初步筛选，结果见表1。

图2 下水库库址比选平面示意图

表1 下水库库址比选结果表

由表1可知，就水库蓄水及补水综合分析，方案A最优，方案C次之，方案B最差；从地形地貌、地质条件、不良地质体、固体径流及库底防渗评价等地形地质条件综合对比分析，方案A最优，方案C次之，方案B最差；从大坝填筑及扩库开挖工程量来看，方案A最小，方案B次之，方案C最大；就征地数量及难度而言，方案A最小，方案B最大，方案C介于二者之间。

综上对比分析，方案A石羊冲+永和村最优，选择永和村为下水库推荐库址。

2.2.3 上水库库址比选

从工程区地形、地质条件及枢纽建筑物布置，上水库与下水库之间的相对位置关系、距离、输水系统布置，水能参数、距高比、工程规模、成库及征地条件，初步筛选出的石羊冲库址、牛温顶库址、了望顶库址各有其优劣性，均适合作为水库库址。为进一步选定更为合适的上水库库址，将3个上水库库址方案与推荐的永和村库址进行组合，分别为：方案1石羊冲+永和村、方案2牛温顶+永和村、方案3了望顶+永和村，对3个方案进行初步筛选，3个组合方案的平面位置示意图见图3，比选结果见表2。

图3 上水库库址比选平面示意图

表2 上水库库址比选结果表

由表2可知，方案3相对于方案1及方案2虽然输水系统最短，但是该库址地形地质条件最差。①需要设置南北坝各1座进行挡水成库，2座大坝坝体填筑量是方案1的3.2倍；由于库址位置全风化层较厚，扩库开挖得到的有用料不能满足筑坝需求，需要从约8 km外的石羊冲开挖取料，筑坝成本高。②存在单薄分水岭，库址两侧分水岭地下水埋深50～90 m，均低于正常蓄水位，存在邻谷渗漏问题，坝址附近及低矮垭口需进行帷幕灌浆，并需对全库盆进行防渗处理，防渗工程量大。由图3可知，北坝坝址受生态红线影响，坝址位置无法再往北移动；南坝受生态红线及地形条件影响，坝址选择范围有限。南北坝轴线直线长度约470 m，库区范围较小，集雨面积只有0.44 km2，考虑水量损失后，方案3初期蓄水时间相对较长，蓄水保证率相对较低，不利于尽快发挥电站效益。综合分析判断，方案3在3个库址中劣势明显，不再进行详细的技术经济比选。

方案2虽然筑坝工程量及为取得库容而进行扩库开挖的土石方量较方案1大，但方案2输水系统长度较短，距高比较低，输水系统的工程量更为节省。对方案1和方案2进行定量对比分析，结果见表3。

表3 上水库石羊冲和牛温顶库址综合比较表

综合分析，上水库选择方案1石羊冲上水库（规划站址上库）为推荐库址。

2.2.4 库址比选结论

经综合比选，推荐库址方案为石羊冲上水库及永和村下水库。

3、结语

本文经多方面分析比较，确定了贺州抽水蓄能电站上、下水库库址，为下一步工作提供依据，也可为同类型项目提供参考。

文章来源:孟凡雷.贺州抽水蓄能电站工程库址选择[J].广西水利水电,2024,(04):68-72+76.