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橡胶坝技术在径流低水头电站中的应用

2017-03-25 16:07

径流低水头电站由于没有库容或库容较小，无法进行径流调节。电站发电运行调度主要决定于天然来水量，丰枯水量差别十分悬殊。特别是汛期，防洪标准要求高，发电与防洪矛盾十分突出，直接影响着电站工程的开发效益。因为对径流低水头电站开发而言，在规划设计上总想尽可能高一点取得发电水头，以提高单机容量和发电出力，尽可能降低档水建筑，减少淹没损失，保证两岸渡汛安全。因此，为了解决这一矛盾，过去一般都靠设置钢闸门或水力自动转轴、翻倒闸门进行挡水控制，平时关闸档水发电，汛期到来开闸泄流，以满足防洪与发电的需要。橡胶坝是一项较新型的水利水电技术，它除有钢闸门、自动转轴、翻倒闸门档水泄流功能之外，还同时具有以下许多优点，可以较好的弥补上述闸门较难兼顾的一些技术缺陷，提高径流低水头电站的发电效益。

　　l.1在同等溢流断面下橡胶坝较其它闸门泄流能力大橡胶坝的一个显著结构特点是坝袋强度仅只与坝袋高度有关，与坝袋长度无关，所以，其跨度可以很长，多数情况下不需要设置中间闸墩。我区已建橡胶填单跨长度50m，坝高1.5m，泄流塌落后只有一薄层橡胶皮贴在砼基上，与未建坝一样，基本没有阻水问题。而钢闸门和其它闸门因受结构条件限制，不可避免地要建造闸墩，这必定就要减少有效溢流断面，并且闸墩侧面对水流的收缩作用还要影响溢流能力，因此，与钢闸门等其它闸门相比，采用橡坝泄流具有更好的效果。

　　1.1.1如果下泄流量一定，采用橡胶坝可以缩小过流断面，节约工程价。

　　1.1.2如果下泄流量一定，且过流断面也相同，采用橡胶坝可心以提高溢流能力，减少淹没损失。

　　1.2在同等防洪标准下，橡胶坝较其它闸门取得水头高。在一次洪水过程中，橡胶坝与闸门控制的溢流道下泄流量虽然都随着上游水位的增加而增大，都会达到最大的下泄流量。但由于闸门边界条件的差异，下泄流量能力的差异值，橡胶坝下泄流量最大值发生时间要比闸门控制的下泄流量提前一个时段，由此分析可以得出心以下两个结论；

　　1.2.1在同等防洪标准下，橡胶坝泄流较其它闸门的滞库容小，库内淹没损失相应减少。

　　1.2.2在同等防洪标准下，橡胶坝较其它闸门达到相同的滞洪库容，那么运用橡胶坝挡水可取得较高的发电水头。

　　1.3在同等运行功能下，橡胶坝较其它闸门具有更多的优点。

　　1.3.1施工简便

　　橡胶坝袋由厂家专业化生产。现场施工只有砼坝基平整止漏及充、排水设施和钢锚固件的制做予理。一座30一50m轴长的坝袋一般只要7一10天就可以安装完成。

　　1.3.2节省三材

　　橡胶坝整个档水体积除有薄薄的胶布之外，都是水或空气，可说是以水挡水，三材用量很少，据已建橡胶坝与其它闸门分析比较，一般可节省钢材30－75％、水泥20－80％、木材69％。

　　1.3.3止水优良

　　橡胶坝体是用不透水的（气）胶布制成的，坝袋周围连接采用密封锚固处理，没有滑动止水带。特别是斜坡式坝，止水性能更加优良。

　　1.3.4抗震性能好。

　　1.3.5运行灵活、可靠。

　　1.3.6冲沙效果显著。

　　2径流低水头电站运用橡胶坝造价及效益

　　2.1造价分析

　　橡胶坝结构简单，一般中间不需设置任何支承，操作系统可用手动闸阀，不用起臂设备，因此，其工程造价是比较低的。而对低水头电站，充、排水设施容易布置，取水方便造价更低，根据经验分析，橡胶坝造价介于钢闸门与自动多铰间门之间，低于钢闸门，高于自动多铰间门，居于中等水平。我区已建三座坝袋高1.5m、轴长分别50m、30m、25m的橡胶坝，其平均单位米造价为1600元。自1990年以后，橡胶坝袋厂家已翻倍长价，钢材、水泥等材料价格也数倍增长，所以现在建同样一座橡胶坝的造价也会翻番，但仍然远少于钢闸门价格。另一方面，橡胶坝单位米造价与坝袋挡水长度有关，长度越长，单位米造价也会相应降低。综上所述，在径流低水头电站开发中，橡胶坝除具有其它类型闸门应有的功能和自身独有的特点之外，在造价分析上也是比较合理的。