龙滩水电站——仅次于三峡电站的全国第二大水电站
龙滩水电站：
是仅次于三峡电站的全国第二大水电站
龙滩水电工程位于红水河上游的广西天峨县境内，距天峨县城15公里。
是“西电东送”的标志性工程，是西部大开发的重点工程。
电站2001年7月1日开工建设，2009年底全部投产建成。
龙滩水电站创造了中国世界纪录协会多项世界纪录，电站拥有三项世界之最：
一、最高碾压混泥土大坝，坝高为216.5米，坝顶长836米；
二、最大的地下厂房，主厂房藏于山腹中，厂房长为388.5米、宽28.5米、高74.4米；
三、提升最高的升船机，最高提升高度179米，全长1700米。
龙滩水电站 工程概况
龙滩水电工程坝址以上流域面积98，500平方公里，占红水河流域面积的71%，其装机容量占红水河可开发容量的35-40%，是国内在建的仅次于长江三峡的特大型水电工程。
龙滩水电工程规划总装机容量630万千瓦，安装9台70万千瓦的水轮发电机组，年均发电量187亿千瓦时，相应水库正常蓄水位400米，总库容273亿立方米，防洪库容70亿立方米，分两期建设。一期建设装机容量490万千瓦，安装7台70万千瓦的水轮发电机组，年均发电量156.7亿千瓦时，相应水库正常蓄水位378米，总库容162亿立方米，防洪库容50亿立方米。工程建成后，50%以上的电力送往广东，作为广东“十一五”期间的电源点纳入电力电量平衡。
龙滩水电工程主要由大坝、地下发电厂房和通航建筑物三大部分组成。它的建设将创造三项世界之最：最高的辗压混凝土大坝(最大坝高216.5米，坝顶长836.5米，坝体混凝土方量736万立方米)；规模最大的地下厂房(长388.5米，宽28.5米，高74.4米)；提升高度最高的升船机(全长1650多米，最大提升高度179米；分两级提升，其高度分别为88.5米和90.5米)。
枢纽布置
碾压混凝土重力坝方案的研究始于1990年2月。起初，着重研究的是大坝采用碾压混凝士的技术可能性和经济合理性。在原常态混凝士坝的坝体布置和坝体断面不变的情况下，用碾压混凝土代替内部常态混凝土，上下游均用常态混凝土包裹，碾压混凝土的高度控制在120米、150米或160米等范围内，建基面上是很厚的常态混凝土垫层。分析结果认为，龙滩重力坝采用碾压混凝士是完全可行的和经济的，坝体碾压混凝土量越多，施工速度越快，经济效益越显著，但按上述指导思想设计的碾压混凝土坝在胶凝材料用量、总投资和工期上，与常态混凝土重力坝差别不大，因此，建议调整枢纽布置，改进坝体断面和坝体结构设计，使其适应于碾压混凝土大仓面快速施工的要求。
原常态混凝土重力坝的总体布置是河床坝段布置泄水建筑物，右岸布置通航建筑物，发电厂房布置在河床溢流坝后，部分在左岸地下。由于河床坝段泄水孔口与发电引水系统重叠，坝体孔洞密集，施工干扰大，后期渡汛存在一定风险，不适应碾压混凝土筑坝的要求，使大规模采用碾压混凝土受到限制。因此，要调整枢纽布置，其原则是简化坝体结构，使厂房引水系统与泄水建筑物分离，使大坝采用碾压混凝土的部位相对集中。在设计院对枢纽布置方案进行大量比较研究的基础上，1992年12月，原能源部委托水利水电规划设计总院在北京主持专题会议，最终审定龙滩水电站厂房布置采用全地下厂房方案。该方案无坝后厂房，坝体结构简单，施工干扰小，最符合大坝采用碾压混凝土的坝体布置要求，从而为大规模采用碾压混凝土创造了条件。
大坝的断面设计
枢纽布置尤其是坝体布置确定之后，扩大坝体碾压混凝土范围的唯一途径是尽量提高碾压混凝土坝的高度。然而世界范围内正在建设中的碾压混凝土坝的最大高度仅150米，为了更多、更高、更快地应用碾压混凝土筑坝技术，"龙滩碾压混凝土重力坝结构设计及施工方法研究"被列为国家"八五"攻关的专题，经开展科研攻关和设计研究，已取得一些重大突破。
大坝断面设计原则遵循现行重力坝设计规范，特别强调碾压混凝土层面上的应力和稳定，在基本荷载工况下满足如下条件：任一层面上的抗剪断安全系数K'≥3．0；层面上任一点的垂直应力σn≥0．0；层面上任一点的应力不超出相应部位混凝土的容许应力。
由于分期建设，大坝的断面分为初期断面和最终断面，初期断面设计既要尽量减少初期建设时的坝体混凝土工程量，又要为后期加高创造必要的和有利的条件。经多方案对比和初设审查会议确定：大坝加高方式为平行后帮式（贴坡式）。重力坝的断面设计选择了若干典型断面，以建基面的应力和稳定要求为约束条件，以坝体混凝土总量最小为目标函数，采用优化设计方法求得两期断面的几何参数。然后根据层面扬压力计算假定和层面稳定要求，反算出不同高程的碾压混凝土层面设计要求的抗剪断强度参数。
对于上面给定的断面，大坝碾压混凝土高度越高，设计要求的层面抗剪断强度参数也越高。而选择层面抗剪断强度参数的设计值又取决于碾压混凝土配合比、气温条件、层间间歇时间、层面处理的工艺和质量控制等因素，是一个十分复杂的问题，关键是胶凝材料含量、层间间歇时间和气温条件。根据已经完成的现场碾压和原位抗剪断试验成果并考虑大坝实际施工时使用合理的碾压混凝土配合比，采用先进的设备和工艺，精心施工和严格控制质量，龙滩大坝在给定的设计体形下完全可以实现从底到顶的全高度碾压。
坝体应力及稳定复核
坝体应力及稳定分析，结合"八五"攻关，采用多种计算方法进行计算，并对基本参数进行了敏感性分析。
对坝体应力而言，无论是高坝应力条件还是由于分期建设带来的不利影响，均属局部强度要求问题，对大坝体形参数的选择不起控制作用。如大坝加高时，后帮混凝土的温降对坝踵应力的不利作用，可以通过提高该区域混凝土的抗拉强度和减少后帮混凝土温升等措施来解决。
对坝体稳定而言，沿坝体内碾压混凝土层面的抗滑稳定问题显得尤为突出。由于已往的设计经验不多，对荷载计算、选择层面抗剪（断）强度参数、计算公式以及安全系数（或者安全度）等问题做过较多的探索。综合分析的结论是，龙滩大坝采用全高度碾压，胶凝材料用量200千克/立方米左右，结合现场试验成果分析，沿层面抗滑稳定安全性是有保证的。即使由于施工不慎，c'值降低较多，大坝的整体稳定仍有相当高的安全度
坝体的结构设计
除了坝体体形之外，对维持大坝稳定起重要作用的还有坝体结构，如碾压混凝土层面结构和强度、材料分区、防渗排水结构、分缝与止水结构。合理的坝体结构设计，不仅应保证大坝安全，而且应方便施工。
碾压混凝土层面结构和强度，应结合混凝土配合比设计、施工方法和施工工艺的研究，确保沿层面抗滑稳定安全系数满足设计要求。对于坝体底部层面建议向上游倾斜2。左右，以利于提高大坝的抗滑稳定安全系数。坝体碾压混凝土的分区从底到顶分成三个区域，每个区域根据施工条件、坝体应力和稳定条件提出主要性能指标要求。防渗排水结构除要求坝体本身有较高的防渗性能外，上游面还应设置单独的防渗面层，紧接坝体防渗体后设置排水廊道和排水孔，并考虑河床坝段底部一些碾压混凝土层面上设排水孔与基础排水廊道相贯通，以确保坝体内部碾压混凝土层面上的扬压力低于设计值。坝体碾压混凝土横缝根据坝体结构和温控要求确定，坝体的防裂措施和温控标准尚在研究之中。
坝体止水设计，吸取常规混凝土重力坝横缝止水设计的经验教训，对止水结构布置及其与上游防渗结构和坝基岩体中的防渗帷幕的连接给予了足够的重视，从而可以保证整个上游面的不透水性能。
水能设计
龙滩水电站是广西壮族自治区红水河一级开发方案中的第四级，坝址流域面积98500平方公里，占该河总流域面积的71%，坝址多年平均径流量5l7亿立方米。
1、正常蓄水位
龙滩是我国能源规划战略项目之一，在河流规划阶段，电力部曾于1979年4月下文指示：龙滩正常蓄水位研究范围为375～440米。在可行性研究阶段，以375米、 400米、 440米三个方案进行了．比较分析。 1985年5月水电部受国家计委委托主持召开了龙滩可研报告审查会，由于会议对水位意见不一致，在会议纪要上报后，国家计委一直未作批复。在初设阶段，由于对水位仍不能取得一致意见， 1988年6月由广西、广东、贵州、原能源部、原能源投资公司五方领导出面协商后，签订了一份建设龙滩的意向书，其中明确载人"按正常蓄水位400米设计，375米建设"的意见。在此基础上，于1990年8月在京审查了龙滩初设报告，并在审查纪要中引用了对水位的上述意见。从此以后，在研究龙滩设计、施工和运行时都出现了一个前期与后期（或近期与远期）的问题。
龙滩前、后期总库容分别为162.1亿立方米与272.7亿立方米，兴利调节库容分别为l11.5亿立方米与205.3亿立方米，前期为年调节水库，后期则跨入多年调节。
龙滩前、后期装机容量分别为490万千瓦630万千瓦，分别占红水河十级总容量的35%与40%；年发电量分别为156.7亿千瓦时与187.1千瓦时。约占十级总发电量的30%。经龙滩对梯级补偿调节后（含天生桥一级水电站的作用），可使其下游6级的保证出力由77万千瓦增至220.6万千瓦与254．9万千瓦，年发电量分别增加约28%和38%。
2、装机容量 龙滩装机容量是根据梯级径流补偿调节成果按电力电量平衡方法确定的，设计水平年为2010年。
龙滩是华南地区最大的电站，对系统的作用较大，因此，着重对龙滩供电不同地区和不同组合的电源点等情况，进行了装机容量分析论证，以便综合选定合理的装机容量。这样，即使将来供电地区有变化，龙滩仍能适应，正常发挥应有的作用。所以，对龙滩的供电范围研究了供华南、供华南和华中（华中华南联网），供华南时又考虑了有无香港和澳门，供华南和华中时又考虑了有无三峡电站，有无已建的几个水电站扩机等等。综合以上各种情况，龙滩400米方案装机容量变化在450万～600万千瓦之间，最后权衡利弊，远近结合，全面兼顾，并结合选定的单机容量60万千瓦，选定龙滩最终装机规模为60X9万千瓦=540万千瓦。根据同样原则和方法，选定近期375米时装机容量为60X7万千瓦=420万千瓦。
防洪规划
根据《珠江流域规划报告》审定意见，龙滩水库要为下游担负防洪任务，防护区包括黔江、浔江和西江两岸，以及西、北江三角洲，总范围涉及广西与广东共27个县市，总防护人口约1050万人，总防护耕地约44.7万公顷。目前防护区现有堤防抗洪能力只有5年～20年一遇洪水不等。
根据规划，将来绝大部分防护区的堤防抗洪能力将提高至20年一遇洪水，下游防洪标准控制站梧州市20年一遇洪水流量为44600立方米/秒。龙滩为下游拦洪时，根据梧州市来水情况控制泄流6000立方米/秒 与4000立方米/秒，使梧州市流量不超过44600立方米/秒。根据洪水演算分析结果，龙滩400米水位时，预留70亿立方米防洪库容，可使绝大部分防护区的防洪标准提高至50年一遇洪水；375米水位时，因发电限制，预留50亿立方米防洪库容，可使下游防洪标准提高至40年一遇洪水。防洪库容预留时间为每年5月～7月，8月底水库允许蓄水至正常蓄水位。
龙滩防护区范围广，工农业较发达，防洪设施除堤防外，只有兴建大型防洪水库，而能提供大防洪库容且行之有效的水库首推龙滩，因此。龙滩工程也是西江水系的一个战略性防洪工程。
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