吉林省和龙抽水蓄能电站上水库库址比选

陈全宝，徐唯强，刘震震

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 工程概况

吉林省和龙抽水蓄能电站位于吉林省延边朝鲜族自治州和龙市西城镇中乡村附近，电站装机容量1 800 MW，单机容量300 MW。站址区属图们江水系，上水库位于华集沟南分水岭外侧古洞河支岔，流域面积为0.95 km2，正常蓄水位1 144.00 m，死水位1 112.00 m，调节库容1 526×104m3；下水库位于华集沟主河道上、三十三号沟下游处，流域面积为50.60 km2，正常蓄水位592.00 m，死水位568.00 m，调节库容1 759×104m3。电站额定水头532 m，上下水库之间的直线距离为3 930 m，距高比为7.2。

根据上水库库址附近的地形、地质条件，初步拟定两个上水库库址，分别为上水库北支沟和上水库南支沟，两库址坝轴线相距约900.00 m。两处库址库盆均为天然库盆，均三面环山，山体雄厚。

2 地形地质条件

2.1 上水库北支沟库址方案

上水库位于华集沟南分水岭外侧古洞河支岔北支洞顶部，为一南、北、东三面环山的洼地，由一条近南北向和一条东西向的小冲沟组成，库区呈“蝴蝶”形。正常蓄水位高程1 144.00 m，库周岸坡地形较缓，地形坡度一般为10°～15°。北库岸垭口最窄处正常蓄水位高程为258.00 m。

上水库库区林木茂盛，植被发育，未见基岩露头，地表被残破积物覆盖。钻探揭露库区基岩为灰黑色角闪片麻岩和灰白色花岗片麻岩，岩质坚硬，岩体较完整。覆盖层主要为坡残积的碎石混合土和粉土质砾等。未见大的区域断裂通过，钻孔揭露20 条断层，规模均较小，构造形式以节理裂隙为主。

2.2 上水库南支沟库址方案

上水库位于华集沟南分水岭外侧古洞河支岔南支沟顶部，为一南、北、东三面环山的洼地处，由一条南北向和一条近东西向的小冲沟组成，库区呈近似半圆形。

上水库库区林木茂盛，植被发育，亦未见基岩露头，地表被残破积物覆盖。库区基岩为灰黑色角闪片麻岩和灰白色花岗片麻岩，岩质坚硬，岩体较完整。覆盖层主要为碎石混合土和粉土质砾等。未见大的区域断裂通过，构造形式以节理裂隙为主。

3 库址比选方案枢纽布置

3.1 上水库北支沟库址方案

1）上水库

2）输水系统

输水系统由引水系统和尾水系统组成，引水系统总长1 056.80 m，尾水系统总长3 186.32 m，距高比为7.2。引水系统建筑物包括上水库进/出水口、引水主洞、引水岔管和引水支洞，尾水系统建筑物包括尾水支洞、尾水岔管、尾水调压室、尾水主洞和下水库进/出水口。

3）厂房发电系统

地下厂房距上水库进/出水口闸门井水平距离为410.00 m，埋深590.00 m。初拟地下厂房纵轴线为N73°W。

厂区建筑物主要由地下厂房、主变洞、尾闸洞、母线洞、交通洞、通风洞、排风兼出线洞（井）、排水廊道和地面GIS 开关站等组成。

4）下水库

下水库挡水建筑物采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程600.00 m，坝顶宽8.00 m，最大坝高63.64 m，坝顶长325.03 m。坝体上游坝坡坡比为1∶1.4，下游坝坡坡比为1∶1.6，下游坝坡分别在高程580.00 ，560.00 和540.00 m 处设置马道，马道宽3.00 m。大坝从上游向下游分为垫层区、过渡层区、主堆石区和下游次堆石区，坝体下游坝坡设40 cm 厚干砌石护坡，其中，堆石料来源于洞挖料和下水库进出水口开挖料。在下水库左岸设置溢洪道和泄洪放空洞。

3.2 上水库南支沟库址方案

1）上水库

人参免煎颗粒（批号6172536）、钩藤免煎颗粒（批号6283546），均购自广东一方制药有限公司，采用中药指纹图谱建立质控标准，人参的成人每日用药生药量为5 g，合人参免煎颗粒1 g；钩藤的成人每日用药量生药量是10 g，合钩藤免检颗粒0.5 g。卡托普利片（规格25 mg/片，北京京丰制药集团，批号160607）。

上水库主坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程1 148.00 m，坝顶宽8.00 m，最大坝高90.11 m，坝顶长921.87 m。坝体上游坝坡坡比为1∶1.4，下游坝坡坡比为1∶1.6，下游坝坡分别在高程1 128.00，1 108.00，1 088.00，1 068.00 和1 048.00 m 处设置马道，马道宽3.00 m。大坝从上游向下游分为垫层区、过渡层区、主堆石区和下游次堆石区，坝体下游坝坡设40 cm 厚干砌石护坡，其中，堆石料来源于库盆和上水库进出水口开挖料。在面板迎水面高程1 080.00 m 以下设石渣黏土铺盖区，黏土料和石渣的水平宽度均为3.00 m，坡度分别为1∶1.4和1∶2.0。

上水库副坝修建于库区南侧垭口处，采用混凝土心墙堆石坝。副坝坝顶高程1 148.00 m，坝顶宽8.00 m，最大坝高9.50 m，坝顶长297.18 m。坝体上、下游坡比均为1∶2。

2）输水系统

输水系统由引水系统和尾水系统组成，引水系统总长1 463.11 m，尾水系统总长3 298.89 m。距高比为8.1。引水系统建筑物包括上水库进/出水口、引水主洞、引水岔管和引水支洞，尾水系统建筑物包括尾水支洞、尾水岔管、尾水调压室、尾水主洞和下水库进/出水口。

3）厂房发电系统

地下厂房距上水库进/出水口闸门井水平距离为1 046.00 m，埋深577.00 m。初拟地下厂房纵轴线为N73°W，输水线路正进斜出厂房，斜出角度为74°。

4）下水库

下水库布置同北支沟库址方案。

4 上水库库址比选

从方案布置看，两方案的下水库相同，上水库枢纽格局基本相同，均采用库内料场开挖筑坝方式。

从上水库挡水建筑物分析：挡水建筑物均为混凝土面板堆石坝，南支沟库址方案上水库坝轴线略长，坝体填筑量比北支沟库址多51 万m3，库内料场开挖较北支沟库址多26 万m3。南支沟库址方案在库区南侧存在局部低矮垭口，需在垭口修建副坝挡水。因此，从上水库挡水建筑物布置、工程量和技术难度分析，上水库北支沟库址方案优于上水库南支沟库址方案。

从输水系统分析：两方案的主要差别在于上水库进/出水口位置及输水隧洞布置不同。两方案输水隧洞结构形式、衬砌断面形式、断面尺寸等均相同，上水库北支沟库址输水洞线总长度较上水库南支沟库址短约590.00 m。因此，输水系统布置方面，上水库北支沟库址库址优。

从厂房发电系统分析：根据地形地质条件，综合考虑枢纽总体布置，在满足附属洞室坡度要求的基础上，洞线长度基本相当。因此，厂房系统布置方面，两库址基本相近。

综合比较，上水库北支沟库址方案在上水库地质地形条件、枢纽布置、工程总体投资方面均优于上水库南支沟库址方案，其中输水系统长度起决定作用；上水库北支沟库址方案工程静态投资比上水库南支沟库址方案节省11 081 万元，经济指标较优。因此，推荐上水库北支沟库址方案。

5 结语

在抽水蓄能电站工程建设中，工程方案的设计要充分考虑多方面因素，制定多个可行性方案，然后对各种方案进行对比分析，选出最佳的工程设计方案，以期实现抽水蓄能电站工程建设效益的最大化。本文结合吉林省和龙抽水蓄能电站工程实际情况，对上水库库址进行了详细的对比分析，最终确定了上水库北支沟库址方案。工程建成后对吉林省电力调峰调频和吉林电网稳定均起到积极作用。因此，吉林和龙抽水蓄能电站选址是合理可行的，也为同类工程提供参考经验。