4.3 水利和動能
§4.3.1 水庫水位選擇
1、正常蓄水位
根據本工程庫區淹沒損失情況及規劃比較，水庫的正常蓄水位確定在
102m時，其影響範圍較小，同時庫區移民、徵地等政策處理工程量相對較小。因此，本階段正常蓄水位取102m。
本次初設採用的水庫特性曲線採用1／5000地形圖量算而得按其量算
面積，計算其庫容。水庫特性曲線詳見下表4.13。
新建水庫特性曲線表4.13
2、死水位選擇
根據相關資料統計，本水庫來沙量很小,攔河壩設定排沙放空涵，水庫
淤積將不會非常嚴重。考慮洩洪設施要求，堰頂高程為95m。洪水期溢流堰也可參與排沙。
結合發電進水口布置要求，由於進水口的地形條件限制，考慮進水口的淹沒要求，最低死水位為95m，本階段擬定死水位95m、98m兩個方案進行比較，根據不同死水位進行徑流調節計算，成果如下表4.14。
水電站死水位方案比較表4.14
從表4.14中可看出:兩個方案的年發電量相差很少，方案一年發電量比方案二少47萬故選定水庫死水位為98m。
由庫容曲線可知，本電站水庫正常蓄水位102m時，相應正常蓄水庫容 541萬m3，死水位98m，相應死庫容264萬m3，調節庫容277萬m3，水庫多年平均入庫徑流量3.27億m3，庫容係數為0.008，具有周調節效能。
4.3.2洩洪調節和特徵水位
本工程擋水方為重力式砼壩方案，設計洩洪設施採用有閘門控制的壩頂溢流，堰頂高程95m，設5孔寬10m的閘門，總淨寬為50m，其洩流能力按下式計算： q=1.90×b×(z-95)1.
5 (m3/s)
式中：q──溢流堰下洩流量(m3/s)
b──溢流堰淨寬(m)
z──水庫水位(m)。
水庫下游無防洪要求，其調洪原則：按溢流堰洩流能力下洩，控制壩前庫水位，以不影響庫區政策處理以外的耕地、居民為控制。如果庫區內防洪壓力過大，超過政策處理範圍，則洩洪閘全開。
根據洪水計算成果，水庫各頻率洪水位計算成果見表4.15。
水庫各頻率洪水位計算成果表4.15
§4.3.3 裝機容量選擇
1 、基本資料
水電站徑流調節計算採用本次報告的水文分析資料。根據水文分析成果，電站入庫徑流採用具有代表性的長系列徑流為1958～2023年共30年逐日入庫徑流過程，年入庫徑流量3.27億m3，多年平均入庫流量10.
37m3/s。
徑流過程見水文章節，水庫蒸發及滲漏損失水量按0.05m3/s計。
2 、徑流調節計算的原則及方法
徑流調節計算採用資料為第二章水文徑流計算成果，則古角站經插補延長後移植到新建壩址的徑流資料成果。從該成果30年徑流系列上按p=10%、p=50%、p=90%的保證率選取豐平枯三個特定年份作為設計代表年，按三個典型年的年內徑流分配代表設計年徑流年內分配，再將年內分配徑流扣除各典型年灌溉用水量後按從大至小打亂重新排列，計算各保證率下的出力與電能，電站的出力計算採用下式逐時段進行調節計算：
n=a×q×h
式中：n ── 電站出力(kw)
a ── 機組綜合出力係數，取a=8.5
q ── 調節流量(m3/s)
h ── 水頭(m)
3 、裝機容量擬定
本次設計的電站為引水式布置，電站正常尾水位考慮與下游河道水位相銜接，取70m。引水系統水頭損失按平均2.0m計算。
根據徑流情況和可利用水頭進行容量擬定，經徑流調節與電能計算及比較，認為裝機容量為6400kw時較為合理，其方案比較見表4.16。
新建引水電站裝機容量方案比較表表4.16
由上表可見兩裝機方案機組電氣方面投資相差較少，主要投資差距發生在引水系統，而方案ⅱ能取得較多的峰期電量，適應電網需求，且利用有限的水利資源更充分，推薦採用方案ⅱ。
4 、水電站額定水頭和機組機型選擇
本電站非汛期上游水位受調節影響，正常蓄水位102m，死水位98m；下游水位一般變化不大，取70m；汛期則上游水位受洪水影響，均**，但電站最大和最小靜水頭仍由正常執行時調節控制，其最大靜水頭為32m，最小靜水頭為26.0m，加權平均水頭為28.8m。
經過比選，引水電站機組機型選用水輪機為hl820—lj—130， 發電機sf—j3200—16/2600，機組額定水頭 28.50m，額定流量13.1m3/s。
電站各動能指標見表4.17。
引水電站工程主要水能特性表表4.17
4.3.4壩後灌溉電站
根據工程實際,新建水利樞紐還應承擔下游灌溉供水任務,其灌溉保證率為90%時,年灌溉水量僅為4567.7萬m3，佔枯水年來水量的21.5％左右。
因此，本次設計考慮為充分利用水力資源，結合灌溉要求，建設一台灌溉供水的發電機組，作為壩後電站，其尾水接灌溉渠道，可得毛水頭約13.6m。根據灌溉流量要求和水頭利用情況，確定電站裝機容量為一台500kw，不再進行方案比較。
為盡可能地利用水力資源，除灌溉用水由壩後電站發電外，其餘水量考慮由引水電站發電。壩後電站的技術經濟指標見表4.18。
壩後配套電站技術指標表表4.18
4.4水庫泥沙衝淤分析
本工程原有攔河支墩壩庫區植被良好,水土流失輕微,原有庫尾、庫區及庫前未發現淤積嚴重狀況，本工程建成後，堰頂比原有堰頂高僅6.6m，攔河閘壩按來水量洩洪，水庫不致引起岸坡崩塌，泥沙淤積不趨嚴重。
4.5水庫回水計算
4.5.1水庫庫區回水計算範圍
本工程壩址以上為河道形水庫,至上游參田水電站壩址河段區間無大支流匯入。
根據《水利水電工程建設徵地移民設計規範》（sl290-2003），耕地徵用線採用按2年一遇洪水（q=842m3/s）標準，移民搬遷按10年一遇洪水（q=1433m3/s）標準，林地、草地淹沒線用正常蓄水位(z正=102.00m)。
4.5.2回水計算基本資料
1、 河道縱橫斷面
本工程河道斷面採用廣州中煤江南基礎工程公司2023年4月測量的河道斷面資料，壩址以上共布設9個斷面，斷面最大間距1.796km，最小間距0.895km，平均間距1.329km。
2、 河段沿程糙率
回水計算採用和沿程糙率根據回水影響河段範圍及河段特性，根據經驗取值n=0.035~0.04。
3、 回水淹沒尖滅點設定
根據規程規範採用回水水面線與其同頻率的天然洪水水面線作繭自縛
為回水曲線淹沒尖滅點位置。
4.5.3回水計算
1、 計算方法
回水計算方法採用pc1500程式集的d-14「天然河道水面曲線計算程
序」。程式原理：已知天然河道各橫斷面的地形點資料，各個斷面平均糙率以及起始斷面水位，按照伯努里方程，逐段向上游推算，求出各斷面水位。
2、 水庫回水計算成果
根據上述情況，作水庫回水計算，成果見表4.19。
水庫回水計算成果表表4.19
由上表計算成果可見，水庫回水尖滅點在野芋村至嘆花村區間。
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