CN115075205A - 抽水蓄能电站上水库布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽水蓄能电站上水库布置结构，属于水电工程技术领域。本发明包括设于河道内的第一挡水坝，在第一挡水坝的上游侧设置有第二挡水坝，由第一挡水坝、第二挡水坝及两岸山体围挡形成上水库，在上水库的底部预埋有泄水涵管，泄水涵管为水平向涵管或者倒虹吸涵管，泄水涵管的进水口设置在第二挡水坝的上游侧河道内，泄水涵管的出水口设置在第一挡水坝的下游侧河道内。第一挡水坝和第二挡水坝的高程可根据实际库容要求进行设计。假设存在重要村庄等建筑物，只要确保第一挡水坝和第二挡水坝的位置均位于重要村庄下游即可。本发明在满足工程发电所需库容的前提条件下，可避免重要村庄被淹没，减少移民安置投资。

Description

抽水蓄能电站上水库布置结构

技术领域

本发明涉及一种抽水蓄能电站上水库布置结构，属于水电工程技术领域。

背景技术

随着风电、光伏等新能源大规模发展，逐步构建以新能源为主体的新型电力系统，这对灵活性调节电源的需求更加迫切。抽水蓄能电站具有调峰、调频等作用，能够保障电力系统安全、促进系能源大规模发展和消纳。

抽水蓄能电站一般包括上水库、下水库、输水系统、发电厂房等。上水库、下水库一般需要约几百万或上千万立方米的库容，电站运行分为抽水工况和发电工况,用电低谷时把多余的电力用可逆式泵水发电两用机组来抽水，把下水库的水抽到上水库，用电高峰时再放水发电。在进行抽水蓄能电站布置时，往往会受到地形地质条件及环保、移民等因素的影响。例如，在选择上水库时，一般会利用天然冲沟地形，在适当位置筑坝，并利用盆周山岭挡水，形成足够的有效库容。然而，当水库拟定坝址上游有重要村庄时，若使筑坝挡水形成足够的有效库容，可能会因为挡水水位较高而淹没上述重要村庄；若使挡水水位低于重要村庄，又可能不具备足够的有效库容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种既能不淹没上游重要村庄、又能确保具备足够有效库容的抽水蓄能电站上水库布置结构。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：抽水蓄能电站上水库布置结构，包括设于河道内的第一挡水坝，在第一挡水坝的上游侧设置有第二挡水坝，由第一挡水坝、第二挡水坝及两岸山体围挡形成上水库，在上水库的底部预埋有泄水涵管，泄水涵管为水平向涵管或者倒虹吸涵管，泄水涵管的进水口设置在第二挡水坝的上游侧河道内，泄水涵管的出水口设置在第一挡水坝的下游侧河道内。

进一步的是：第一挡水坝、第二挡水坝的顶部高程相同。

进一步的是：泄水涵管的进水口底部设置有拦砂坎。

进一步的是：泄水涵管的进水口内设置有拦污栅。

进一步的是：泄水涵管的进水口布置于混凝土结构平台内，混凝土结构平台与第二挡水坝上游侧之间的区域设置有土石回填结构层，土石回填结构层的顶部、第二挡水坝的上下游迎水面以及第二挡水坝顶面设置有整体结构的混凝土面板，混凝土面板与混凝土结构平台连接成整体。

进一步的是：泄水涵管的出水口底部设置有块石护底结构。

进一步的是：泄水涵管的出水口顶部在靠近第一挡水坝下游坝面的区域设置有土石回填护脚结构。

进一步的是：上水库采用半挖半填的方式修建而成，泄水涵管为倒虹吸涵管。

本发明的有益效果是：利用天然冲沟地形，在适当位置修筑两道挡水坝，利用上下游两道挡水坝及左右两岸山体挡水形成上水库，第一挡水坝和第二挡水坝的高程可根据实际库容要求进行设计。假设存在重要村庄等建筑物，只要确保第一挡水坝和第二挡水坝的位置均位于重要村庄下游即可。上游河道多余的水量可通过预埋的泄水涵管直接排泄至下游，确保上游重要村庄的安全。本发明在满足工程发电所需库容的前提条件下，可避免重要村庄被淹没，减少移民安置投资。

附图说明

图1为本发明的平面示意图。

图2为本发明的立面示意图。

图3为本发明中的泄水涵管进水口位置结构详图。

图中标记：1-上水库、2-重要村庄、3-泄水涵管、31-进水口、32-出水口、4-第一挡水坝、5-第二挡水坝、6-拦砂坎、7-拦污栅、8-混凝土结构平台、9-土石回填结构层、10-混凝土面板、11-块石护底结构、12-土石回填护脚结构、13-原始地面线。

具体实施方式

为便于理解和实施本发明，选本发明的优选实施例结合附图作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明包括设于河道内的第一挡水坝4，在第一挡水坝4的上游侧设置有第二挡水坝5，由第一挡水坝4、第二挡水坝5及两岸山体围挡形成上水库1，在上水库1的底部预埋有泄水涵管3，泄水涵管3为水平向涵管或者倒虹吸涵管，泄水涵管3的进水口31设置在第二挡水坝5的上游侧河道内，泄水涵管3的出水口32设置在第一挡水坝4的下游侧河道内。在具体实施时，泄水涵管3埋置在坝体内也是可以的，只不过土石坝与埋管之间需要做处理，优选的是在天然地面挖沟槽后再埋置泄水涵管3。由于上水库1一般高程较高，其集雨面积较小，产生的洪水一般不会太大，采用涵管即能够满足泄水防洪流量要求。上游最高水位应低于重要村庄2，可通过调整泄水涵管3的数量来确保水位满足要求，优选设计为并排布置多根。大坝高程根据实际库容要求进行设计即可，为充分发挥大坝的蓄水作用，第一挡水坝4、第二挡水坝5的顶部高程相同，坝顶高程高于水库正常蓄水位(水库正常蓄水位+安全超高＝坝顶高程)，挡水坝迎水面可采用混凝土面板10防渗，以保证结构安全。假设存在重要村庄2等建筑物，本发明实施时，只要确保第一挡水坝4和第二挡水坝5的位置均位于重要村庄2下游即可。本发明在满足工程发电所需库容的前提条件下，可避免重要村庄2被淹没，减少移民安置投资。

考虑土石方挖填平衡，上水库1优选采用半挖半填的方式修建而成，所以库底有部分开挖，此种情况泄水涵管3为倒虹吸涵管。当然，如果不开挖，直接筑坝成库，即库底埋设水平向涵管而非倒虹吸涵管，本方案同样适用。

为减小泥沙淤积堵塞泄水涵管3的风险，优选在泄水涵管3的进水口31底部设置有拦砂坎6。上游集雨面积小、洪水小、淤砂问题不突出，拦砂坎6顶高程高于原始地面线13一定距离，即可确保有一定的淤砂库容。

为减小杂物堵塞泄水涵管3的风险，泄水涵管3的进水口31内设置有拦污栅7。可以理解的是，拦砂坎6和拦污栅7可以组合使用，以起到更好的防堵塞效果。

进水口31顶高程一般应高于上游最高水位，确保进水口31不翻水。优选地，泄水涵管3的进水口31布置于混凝土结构平台8内，混凝土结构平台8与第二挡水坝5上游侧之间的区域设置有土石回填结构层9，土石回填结构层9的顶部、第二挡水坝5的上下游迎水面以及第二挡水坝5顶面设置有整体结构的混凝土面板10，混凝土面板10与混凝土结构平台8连接成整体。这样即使发生超标准洪水，洪水可以翻坝进入上水库1，采用混凝土硬化后，坝体就不会被洪水冲毁，然后进入上水库的水再通过输水发电系统下泄，确保工程安全。

为防止冲刷破坏，泄水涵管3的出水口32底部设置有块石护底结构11。为进一步提高出水口32结构可靠性，泄水涵管3的出水口32顶部在靠近第一挡水坝4下游坝面的区域设置有土石回填护脚结构12。

Claims (8)

1.抽水蓄能电站上水库布置结构，包括设于河道内的第一挡水坝(4)，其特征在于：在第一挡水坝(4)的上游侧设置有第二挡水坝(5)，由第一挡水坝(4)、第二挡水坝(5)及两岸山体围挡形成上水库(1)，在上水库(1)的底部预埋有泄水涵管(3)，泄水涵管(3)为水平向涵管或者倒虹吸涵管，泄水涵管(3)的进水口(31)设置在第二挡水坝(5)的上游侧河道内，泄水涵管(3)的出水口(32)设置在第一挡水坝(4)的下游侧河道内。

2.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：第一挡水坝(4)、第二挡水坝(5)的顶部高程相同。

3.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：泄水涵管(3)的进水口(31)底部设置有拦砂坎(6)。

4.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：泄水涵管(3)的进水口(31)内设置有拦污栅(7)。

5.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：泄水涵管(3)的进水口(31)布置于混凝土结构平台(8)内，混凝土结构平台(8)与第二挡水坝(5)上游侧之间的区域设置有土石回填结构层(9)，土石回填结构层(9)的顶部、第二挡水坝(5)的上下游迎水面以及第二挡水坝(5)顶面设置有整体结构的混凝土面板(10)，混凝土面板(10)与混凝土结构平台(8)连接成整体。

6.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：泄水涵管(3)的出水口(32)底部设置有块石护底结构(11)。

7.如权利要求1所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：泄水涵管(3)的出水口(32)顶部在靠近第一挡水坝(4)下游坝面的区域设置有土石回填护脚结构(12)。

8.如权利要求1至7任意一项所述的抽水蓄能电站上水库布置结构，其特征在于：上水库(1)采用半挖半填的方式修建而成，泄水涵管(3)为倒虹吸涵管。

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