一種增大水頭落差的水電站結構及其施工方法技術

本發明專利技術涉及水電站領域，特別是一種增大水頭落差的水電站結構及其施工方法。一種增大水頭落差的水電站結構，其特征是：在水電站的廠房機組（1）下游尾水渠（2）的末端開始增加尾水增加區域（3），尾水增加區域（3）的開挖深度是0.5～15m。本發明專利技術結構是在廠房機組下游的尾水渠末端的區域進行開挖，所以適用于各種利用水力發電的河道水電站結構。通過采用挖泥船或挖掘機水下開挖尾水河道，降低電站尾水水位，從而可多利用水頭，增加裝機容量，增加發電量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水電站領域，特別是。
技術介紹
一條河流按照水電規劃開發，常常因為一些限制因素致使部分水頭無法通過建壩或引水開發。目前水電站現有水頭利用主要存在二個問題:一是一條河流規劃數個電站水頭已經很好的銜接；二是一條河流規劃數個電站水頭局部不能很好的銜接，還存在可利用的水頭。通過本專利技術的開挖尾水增大水頭落差可以很好利用水頭獲得效益。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，布置了該結構的水電站可以增大裝機容量，顯著提高經濟效益。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是:，其特征是:在水電站的廠房機組下游尾水渠的末端開始設置有尾水增加區域，尾水增加區域的開挖深度是0.5 15m。所述的尾水增加區域的長度是350 10000m。所述的尾水增加區域的底部的開挖坡降是0% 1%。所述的尾水增加區域的開挖底部為平緩降坡結構。所述的尾水增加區域的施工方法步驟分為前期分析步驟以及后期實施施工步驟。所述的前期分析包括如下步驟: (1)對水電站庫尾河段進行勘測工作； (2)結合水電站庫尾河段具體的地形地質條件、社會環境條件初步擬定比選方案； (3)對初步擬定的各比選方案按0.5 15m的不同尾水增加區域3進行數值分析計算，得出各方案電站尾水斷面水位 流量關系曲線，并與該斷面天然水位 流量關系曲線進行比較，各初選方案中選定合理的尾水增加區域3 ; (4)結合電站尾水河段具體的地形地質條件、對周圍設施的影響、施工條件、運行維護管理、項目實施難度、水資源合理利用，對各尾水河道的尾水增加區域3開挖初選方案進行綜合比較，最終擬定電站尾水河道開挖比較方案； (5)結合各比較方案電站尾水斷面水位 流量關系，確定裝機容量參數，從樞紐布置、機電設備、施工組織設計、環境影響、工程占地、工程投資、水能利用方面進行綜合經濟技術比較，確定尾水河道開挖方案。所述的后期的實施施工步驟是采用挖泥船或挖掘機進行水下開挖。所述的泥船水下開挖是采用挖泥船或挖掘機在設計范圍內按照設計底坡進行開挖。所述的泥船水下開挖與水電站主體工程同步施工或者水電站建成以后進行開挖清淤。本專利技術的有益效果是:水電站的布置型式雖然有很多種類型，但本專利技術結構是在廠房機組下游的尾水渠末端的區域進行開挖，所以適用于各種利用水力發電的河道水電站結構。通過采用挖泥船水下開挖尾水河道，降低電站尾水水位，從而可多利用水頭，增加裝機容量，增加發電量。附圖說明下面結合實施例附圖對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術結構示意 圖中:1、廠房機組；2、尾水渠；3、尾水增加區域；4、第一開挖結構線；5、第二開挖結構線；6、水頭位置。具體實施例方式實施例1 本專利技術的增大水頭落差的水電站結構及其設計方法，如圖1所示，在水電站的廠房機組I下游尾水渠2的末端開始設置有尾水增加區域3，通過采用挖泥船水下開挖尾水河道，尾水增加區域3的深度是0.5 15m，長度是350 10000m，尾水增加區域3的底部的開挖坡降是0% 1%。如圖1所示，廠房機組I下游側的尾水渠2末端的第一開挖結構線4是原先的尾水區域深度位置，因此原先的水頭差為水頭位置6至第一開挖結構線4之間的高度差H1，本專利技術在第一開挖結構線4的位置基礎上向下開挖0.5 15m至第二開挖結構線5的深度位置，此時的水頭差為水頭位置6至第二開挖結構線5之間的高度差H2，從而增加了水頭差Λ H。水電站的布置型式雖然有很多種類型，但本專利技術結構是在廠房機組I下游的尾水渠2末端的區域進行開挖，所以適用于各種利用水力發電的河道水電站結構。其原理是:在廠房機組I安裝高程不變的情況下，由于尾水水位降低，增大了上下游水位差，達到了充分利用水頭的目的。實施例2 尾水增加區域3的開挖底部一般為平緩降坡結構，該結構不影響電站其它結構的布置，適合于規劃中電站或者已建成電站需要進行尾水開挖增大水頭的專利技術利用方案。其中尾水增加區域3的施工方法步驟分為前期分析步驟以及后期實施施工步驟。前期分析包括如下步驟: (1)對水電站庫尾河段進行勘測工作； (2)結合水電站庫尾河段具體的地形地質條件、社會環境條件初步擬定比選方案； (3)對初步擬定的各比選方案按0.5 15m的不同尾水增加區域3進行數值分析計算，得出各方案電站尾水斷面水位 流量關系曲線，并與該斷面天然水位 流量關系曲線進行比較，各初選方案中選定合理的尾水增加區域3 ; (4)結合電站尾水河段具體的地形地質條件、對周圍設施的影響、施工條件、運行維護管理、項目實施難度、水資源合理利用，對各尾水河道的尾水增加區域3開挖初選方案進行綜合比較，最終擬定電站尾水河道開挖比較方案；(5)結合各比較方案電站尾水斷面水位 流量關系，確定裝機容量參數，從樞紐布置、機電設備、施工組織設計、環境影響、工程占地、工程投資、水能利用方面進行綜合經濟技術比較，確定尾水河道開挖方案。后期的實施施工步驟是采用挖泥船進行水下開挖，挖泥船為鏈斗式挖泥船從上游至下游開挖。采用鏈斗式挖泥船開挖河槽規則、平整，誤差極小，最適合航道、水工建筑物基槽的工程施工。開挖時間沒有限制，可以與水電站主體工程同步施工，不占直線工期；或者水電站建成以后進行開挖清淤。實施例3 經過建模運算，根據各開挖深度、長度、坡降結構例子參見下表:權利要求1.一種增大水頭落差的水電站，其特征是:在水電站的廠房機組(I)下游尾水渠(2)的末端開始設置有尾水增加區域(3)，尾水增加區域(3)的開挖深度是0.5 15m。2.根據權利要求1所述的一種增大水頭落差的水電站，其特征是:所述的尾水增加區域(3)的長度是350 10000m。3.根據權利要求1所述的一種增大水頭落差的水電站，其特征是:所述的尾水增加區域(3)的底部的開挖坡降是0% 1%。4.根據權利要求1所述的一種增大水頭落差的水電站，其特征是:所述的尾水增加區域(3)的開挖底部為平緩降坡結構。5.根據權利要求1所述的一種增大水頭落差的水電站的尾水增加區域的施工方法，其特征是:分為前期分析步驟以及后期實施施工步驟。6.根據權利要求5所述的一種增大水頭落差的水電站的尾水增加區域施工方法，其特征是:所述的前期分析包括如下步驟: (1)對水電站庫尾河段進行勘測工作； (2)結合水電站庫尾河段具體的地形地質條件、社會環境條件初步擬定比選方案； (3)對初步擬定的各比選方案按0.5 15m的不同尾水增加區域3進行數值分析計算，得出各方案電站尾水斷面水位 流量關系曲線，并與該斷面天然水位 流量關系曲線進行比較，各初選方案中選定合理的尾水增加區域3 ; (4)結合電站尾水河段具體的地形地質條件、對周圍設施的影響、施工條件、運行維護管理、項目實施難度、水資源合理利用，對各尾水河道的尾水增加區域3開挖初選方案進行綜合比較，最終擬定電站尾水河道開挖比較方案； (5)結合各比較方案電站尾水斷面水位 流量關系，確定裝機容量參數，從樞紐布置、機電設備、施工組織設計、環境影響、工程占地、工程投資、水能利用方面進行綜合經濟技術比較，確定尾水河道開挖方案。7.根據權利要求5所述的一種增大水頭落差的水電站的尾水增加區域施工方法，其特征是:所述的后期實施施工步驟是采用挖泥船或挖掘機進行水下開挖。8.根據權利要求7所述的一種增大水頭落差的水電站的尾水增加區域施工方法，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增大水頭落差的水電站，其特征是：在水電站的廠房機組（1）下游尾水渠（2）的末端開始設置有尾水增加區域（3），尾水增加區域（3）的開挖深度是0.5～15m。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：焦健，吳峻峰，費秉宏，王凡，甄燕，王衛國，
申請(專利權)人：中國水電顧問集團西北勘測設計研究院，
類型：發明
國別省市：