葛洲壩水電站

洲壩水電站班級.建筑工程學(xué)院港口09■姓名.石啟波■學(xué)號.090713109■基本情況葛洲壩水電站位于長江西陵峽出口、南津關(guān)以下3km處的湖北宜昌市境內(nèi)，是長江干流上修建的第一座大型水電工程，是三峽工程的反調(diào)節(jié)和航運梯級。壩址以上控制流域面積100萬km2,為長江總流域面積的55.5%。壩址處多年平均流量14300m3/s,平均年徑流量4510億m3。多年平均輸沙量5.3億t,平均含沙量12kg/m3,90%的泥沙集中在汛期。葛洲壩工程具有發(fā)電、改善航道等綜合效益。電站裝機(jī)容量271.5萬kW,單獨運行時保證出力76.8萬kW,年發(fā)電量157億kW-h（三峽工程建成以后保證出力可提高到158萬?194萬kW,年發(fā)電量可提高到161億kW?h）。電站以500kV和220kV輸電線路并入華中電網(wǎng)，并通過500kV直流輸電線路向距離1000km的上海輸電120萬kW。庫區(qū)回水110?180km，使川江航運條件得到改善。水庫總庫容15.8億m3,由于受航運限制；近期無調(diào)洪削峰作用。三峽工程建成后，可對三峽工程因調(diào)洪下泄不均勻流量起反調(diào)節(jié)作用，有反調(diào)節(jié)庫容8500萬m3。相關(guān)數(shù)據(jù)建設(shè)地點湖北宜昌所在河流長江控制流域面積1000000km2多年平均流量14300m3/s設(shè)計洪水流量86000m3/s總庫容15.8億m3裝機(jī)容量271.5萬kW主壩壩型混凝土閘壩最大壩高47m壩頂長度2561m壩基巖石砂巖粉砂巖礫巖壩體工程量580萬m3（一期混凝土）主要泄洪方式泄水閘通航標(biāo)準(zhǔn)（三江航道）設(shè)計船隊：近期最大船隊為“三駁一頂”，即一艘2000馬力拖輪頂推三艘1500、1000噸船梭型船隊，三峽樞紐建成后最大船隊為“四駁一頂”,即一艘4000馬力拖輪推四艘3000噸駁船的船隊。通航流量三江正常通航航流量：45000m3/s；三江近期最大通航流量：60000m3/s；大江最大通航流量：200003/s；通航水位上游：V66±0.5米下游： 最高水位：V61米最高通航水位：V54 位：V39米修建背itlrl］興建葛洲壩水電站有其歷史原因。1960年代中期雖有“文革”、“備戰(zhàn)”等制約因素，但是，自毛澤東1964年五六月間提出“要下決心搞三線建設(shè)”的方針之后，翌年10月全國計劃會議提出1966年國民經(jīng)濟(jì)計劃按照“大小三線建設(shè)和一、二線國防工業(yè)、戰(zhàn)備工程”為重點優(yōu)先的安排的意見。宜昌及鄂西地區(qū)，十堰及鄂北地區(qū)都成為三線建設(shè)地區(qū)。至1967年夏已有十多個大中型企業(yè)興建于宜昌。之后，一大批國防軍工企業(yè)和科研單位落戶于宜昌山區(qū)。一下子增加這么多用電大戶，湖北全省及鄰近省份陷于電力嚴(yán)重短缺的困境。1970年5月，為了緩解華中地區(qū)工業(yè)用電十分緊缺的局面，武漢軍區(qū)和湖北省革命委員會向中央建議先修建葛洲壩工程。中央在研究了葛洲壩工程與三峽工程的關(guān)系，并聽取了對先建葛洲壩工程的不同意見后，于1970年12月26日批準(zhǔn)興建葛洲壩工程，并指出這是有計劃、有步驟地為建設(shè)三峽工程作實戰(zhàn)準(zhǔn)備。長江三峽段，坡度陡，落差大，峽長谷深，不但水利資源豐富，又有優(yōu)良的壩址，是建設(shè)大型水利樞紐工程的理想地點。毛澤東曾為此寫下了“高峽出平湖”的壯麗詩篇。葛洲壩水利樞紐工程位于宜昌市區(qū)西部的長江干流上，壩址距三峽出口南津關(guān)2.3公里，距三峽大壩壩址37千米，距宜昌市中心4千米，因壩址橫穿江心小島葛洲而得名。這里的江中有葛洲和西壩洲兩個小島，把長江分割成三條水道。周恩來向全國人民提出了“為充分利用中國五億四千萬資源和建紐的遠(yuǎn)大目標(biāo)而奮斗”，同時他還指出：“若不修建長江三峽水力樞紐工程，長江防洪就得不到徹底解決，也更談不上綜合利用問題。我們修建三峽大壩，就是為了從根本上解決洪水的威脅，實現(xiàn)毛主席’高峽出平湖’的宏偉理想，使它永遠(yuǎn)造福于人民?！?958年二、三月間，周春、李的陪同下，從武漢溯江而上，視察了三峽，踏勘了三峽的兩個壩區(qū)，之后便確定了長江的近期治理和遠(yuǎn)景規(guī)劃。1970年冬，周恩來親自主持中央政治局會議，研究和討論了長江三峽樞紐工程的組成部分——葛洲壩水利樞紐工程的有關(guān)問題。隨后，毛澤東批示“贊成興建此壩”。這年12月30日，正式開始建設(shè)葛洲壩水利樞紐工程。大壩建成后，抬高了長江水位，有效地改善了三峽天然航道?！俺o白帝彩云間，千里江陵一日還。兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山?！币巡辉偈窃娙说目鋸埡兔篮玫幕孟?，如今已成為活生生。主要結(jié)構(gòu)葛洲壩水利樞紐工程由船閘、電站廠房、泄水閘、沖沙閘及擋水建筑物組成。船閘為單級船閘，一、二號兩座船閘閘室有效長度為280米，凈寬34米，一次可通過載重為1.2萬至1.6萬噸的船隊。每次過閘時間約50至57分鐘，其中充水或泄水約8至12分鐘。三號船閘閘室的有效長度為120米，凈寬為18米，可通過3000噸以下的客貨輪。每次過閘時間約40分鐘，其中充水或泄水約5至8分鐘。上、下閘首工作門均采用人字門，其中一、二號船閘下閘首人字門每扇寬9.7米、高34米、厚27米00噸。壩頂過車的矛盾，在二號和三號船閘橋墩段建有鐵路、公路、活動提升橋，大江船閘下閘首建有公路橋。兩座電站共裝有21臺水輪發(fā)電機(jī)組，其中：大江電站裝機(jī)14臺、單機(jī)容量12.5萬千瓦，二江電站裝機(jī)7臺（17萬千瓦2臺、12.5萬千瓦5臺），總裝機(jī)容量271.5萬千瓦，每年可發(fā)電157億千瓦時。電能用分別用500千伏和200千伏外輸。二江泄洪閘是葛洲壩工程的主要泄洪排沙建筑物，共有27孔，最大泄洪量83900立方米/秒，采用開敞式平底閘，閘室凈寬12米，高24米，設(shè)上、下兩扇閘門，尺寸均為12x12米，上扇為平板門，下扇為弧形門，閘下消能防沖設(shè)一級平底消力池，長18米。大江沖沙閘為開敞式平底閘，共9孔，每孔凈寬12米，采用弧形鋼閘門，尺寸為12x19.5米，最大排泄量20000立方米/秒。三江沖沙閘共有6孔采用弧形鋼閘門，最大泄量10500立方米/秒。如果您是汛期到此，那么您將觀賞到：泄洪閘前，洪波涌起，驚濤拍岸。巨大的水頭沖天而起，濺起的水沫形成漫天水霧，即使您立于百米之外，也會感到水氣拂面，沾衣欲濕；如遇朗朗晴天，水霧反射的陽光，在泄洪閘前形成一道彩虹，直插江中，極為壯觀。三座船閘中，大江1號船閘和三江2號船閘為中國和亞洲之最。船閘各長280米、高34米，閘室的兩端有2扇閘門，下閘門兩扇人字型閘高34米，寬9.7米，重600噸，逆水而上的船到達(dá)船閘時上閘門關(guān)閉著，下閘門開啟著，上下游水位落差20米，船駛?cè)腴l室內(nèi)，下閘門關(guān)閉，設(shè)在閘室底部的輸水閥打開，水進(jìn)入閘室，約15分鐘后，閘室里的水與上游水位相平時，上閘門打開，船只駛出船閘。下水船過閘的情況下好相反。每次船只通過葛洲壩大約需要45分鐘。外形結(jié)構(gòu)葛洲壩水利樞紐工程位于湖北省宜昌市三峽出口南津關(guān)下游約3公里處。長江出三峽峽谷后，水流由東急轉(zhuǎn)向南，江面由390米突然擴(kuò)寬到壩址處的2200米。由于泥沙沉積，在河面上形成葛洲壩、西壩兩島，把長江分為大江、二江和三江。大江為長江的主河道，二江和三江在枯水季節(jié)斷流。葛洲壩水利樞紐工程橫跨大江、葛洲壩、二江、西壩和三江。建造利19經(jīng)始成樞紐工程是一項綜合利用長江水利資源的工程，具有發(fā)電、航運、灌溉等綜合效益。葛洲壩水利樞紐工程的興建，將使壩的上游水位提高20多米，向上游回水100多千米，形成一個蓄水巨大的人造湖，同時也有效地改善三峽航道的險惡之情。為了保證建壩后的順利通航，葛洲壩水利樞紐工程建有三座大型船閘，其中一號船閘建在大江上，面積相當(dāng)于兩個籃球場那么大，比著名的美國田納西河上的威爾遜人字門還要大，可謂“天下第一門”。葛洲壩水利樞紐工程的研究始于50年代后期。1970年12月30日破土動工。1974年10月主體工程正式施工。整個工程分為兩期，第一期工程于1981年完工，實現(xiàn)了大江截流、蓄水、通航和二江電站第一臺機(jī)組發(fā)電；第二期工程1982年開始，1988年底整個葛洲壩水利樞紐工程建成。在大壩合攏過程中，當(dāng)龍口只剩20米寬時，滔滔的江水咆哮著、怒吼著，25噸重的混凝土塊一投下去馬上就被發(fā)狂的江水輕易沖走，沖了再投，投了再沖，就這樣一直持續(xù)了兩個多小時，壩頭仍毫無進(jìn)展。后來截流大軍用粗實的鋼絲繩把四個25噸重的混凝土塊聯(lián)成“葡萄串”，兩岸同時把兩幢公眾200噸的“葡萄串”拋入龍口，大壩才終于合攏。建壩后由于航道水位提高，一掃過去三峽航道上的險灘，使貨運量由400萬噸左右猛增到5000萬噸上。發(fā)電是建壩的一個重要原因，現(xiàn)在大江和二江河道上各建一座低水頭經(jīng)流站，二江電站的機(jī)組是中國目前最大的低水頭轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組。葛洲壩水電站的電流不斷輸往湖南、湖北、河南等地。為了防止泥沙淤積，大壩兩邊還建造了兩座沖沙閘，用來束水沖沙。若無此裝置，壩的上游只需100年就會被泥沙填平，整個工程全部報廢。為了在特大洪水時泄洪，葛洲壩還具有泄洪閘，既又對作程度下壩不僅僅是一項重要的水利工程，同時也是一座縱貫?zāi)媳钡拈L江大橋，其壩頂建有鐵路、公路和人行道，連接了鄂西地區(qū)的南北道路。游人參觀葛洲壩，可先到葛洲壩工程局接待室動流彩色紀(jì)錄片，然后上壩飽覽壯麗的大壩風(fēng)光。設(shè)施壩軸線長2595.1米，設(shè)計蓄水位高程66米，壩頂高程70米。大壩使上游水位抬升20多米，控制流域面積100萬平方公里，總庫客15方米水110多公里，到達(dá)巴東以上；枯水季節(jié)回水210多公里，到達(dá)奉節(jié)縣城，可將三峽暗礁險灘淹沒，改善了川江航道。 兩座電站的廠房，分設(shè)在二江和大江。二江電站設(shè)2臺17萬千瓦和5臺12.5萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量為96.5萬千瓦。大江電站設(shè)14臺12.5萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為175萬千瓦。電站總裝機(jī)容量為271.5萬千瓦。二江電站的17萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)，直徑11.3米，發(fā)電機(jī)定子外徑17.6米，是當(dāng)前世界上最大的低水頭轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組之一。二江泄水閘共27孔，是主要的泄洪建筑物，最大泄洪量為83900米3/秒。三江和大江分別建有6孔9孔沖沙閘，最大泄水量分別為10500米3/秒和20000米3/秒，主要功能是引流沖沙，以保持船閘和航道暢通；同時在防汛期參加泄洪。擋水大壩全長2595米，最大壩高47米，水庫庫容約為15.8億立方米。此工程已成了宜昌市的一個主要的參觀點，每年都要接待數(shù)以萬計的參觀者。這座工程共需開挖回填土石方1.13億立方米，這等于是把一座高山搬走。澆灌混凝土共達(dá)1113萬立方米。如果說一輛卡車可運5立方米混凝土的話，那么這么多混凝土就需要200多萬輛卡車才能運完。所需金屬共7.75萬噸。這些金屬用來造船的話，可造萬噸輪七八艘。葛洲壩的功能之一是防洪。大壩總庫容量15.8億立方米，控制壩上流域面積100平方公里。大壩剛建成，于1981年7月出現(xiàn)了百年來最大洪水7.2萬秒立方米的考驗，安然無恙。葛洲壩另一功能是發(fā)電。整個工程有兩座發(fā)電廠分設(shè)在二江和大江上，共裝機(jī)21臺，總271.5萬千瓦，年平均發(fā)電量為141億度，是世界大型水電站之一。葛洲壩建船閘三座和兩條航道，可通過萬噸級的輪船，為當(dāng)今世界最大的船ti問題泥沙問題解決壩區(qū)引航道泥沙淤積，是保證航運暢通的首要問題。根十五料泥沙.26億噸。根據(jù)顆粒分析：其中小于0.1毫米的沖瀉質(zhì)泥沙4.64億噸；0.1?1.0毫米以上的粗沙、礫石、卵石約57萬噸，全部推移。懸移質(zhì)汛期占90%，推移質(zhì)更集中在汛期，枯季只占1?2%。為了解決水流條件與泥沙淤積的矛盾，參照我國多年來治河工程以及水庫沖淤的經(jīng)驗，結(jié)合長江水量豐沛、含沙量不大的特點，考慮采用防淤堤把引航道與主流分開，并設(shè)置沖沙閘，形成有利于束工航水過船，動水沖沙，的途徑，解決引航道淤積問題。通航問題川江航道全長660公里，水流湍急，灘險很多，有些灘險在洪枯期需設(shè)絞過灘，通過能力受到限制。葛洲壩水利樞紐建成后，汛期大洪水時，回水110公里，到巫峽下口的官渡口；非汛期回水180公里，到瞿塘峽下的黛溪?；厮?，正是川江航道最艱險的一段，這段航道得到了改善。建壩后，對于通航問題，除防止航道淤積問題已如前述外，主要有：引航道布置問題；船閘規(guī)模問題和南津關(guān)航道整治問題。一、 引航道布置問題據(jù)長航資料，川江航運近期最大駁船為1500噸，吃水2.6米?，F(xiàn)在營運的最大船隊組成，為二艘1500噸駁船，一艘800噸駁船，加拖輪，三駁一頂，船隊長163米，寬27米，要求航道最小水深2.9米，最小寬度90米，規(guī)劃遠(yuǎn)景最大船隊為四艘3000噸駁船加拖輪，天平形船隊，長230米，寬31.6米，吃水3.30米。上游引航道直線段長度為1000米，三江下游航道寬為150米，水深減為4.5米，可以滿足通航要求。二、 二、關(guān)于船閘規(guī)模地方航運部門規(guī)劃，一九九等過壩貨運量為473萬噸（其中下水440萬噸）。三、 三江船閘選用一大一小方案，大船閘長280米，寬34米，檻上水深5米；小船閘長120米，寬18米，檻上水深3.5米。四、 三、南津關(guān)航道整治問題建壩后，船隊出南津關(guān)進(jìn)入三江和大江航道，需繞開泡旋區(qū)或穿過泡旋區(qū)，航行有困難。五、 整治標(biāo)準(zhǔn)：考慮到遠(yuǎn)景三峽樞紐建成后，百年一遇下泄流量不超過45000秒立米。因此要求在5000秒立米時，能正常通航近遠(yuǎn)期最大船隊，上游口門外500米范圍內(nèi)，航道寬度為200米，能保證船隊安全航行。要求縱向流速不大于2米/秒，橫向流速不大于0.3米/秒。最高通航流量為60000秒立米，考慮船隊減駁減載，要外5，航道寬度為120米。導(dǎo)流截流問題二江泄水閘消能防沖和導(dǎo)流截流問題三江泄水閘承擔(dān)著以下主要任務(wù)：1、 永久性長期泄洪時，有良好的上下游水流銜接條件，保持有利的河勢；2、 2、大江截流時過水，保證勝利截流；3、 3、二期導(dǎo)流時，通過絕大部分的水流，消能防沖問題得到很好解決，保證建筑物安全；4、 4、排泄推移質(zhì)泥沙；5、 5、加大導(dǎo)流過水能力，降低二期大江上游圍堰施工強(qiáng)度，使圍堰能在汛前搶修至設(shè)計高程。通過一九七三年以來的模型試驗研究和分析計算，二江泄水閘數(shù)量以25?28孔為宜，截流水頭可降為3米左右，采用一定措施，可以實現(xiàn)勝利截流，當(dāng)通過71100秒立米流量時，單寬流量約120?140秒立米，下游消能防沖條件得到改善，可以做到安全導(dǎo)流。（1）發(fā)電方面設(shè)計裝機(jī)容量271.5萬千瓦，多年平均發(fā)電量157億度，實際運行結(jié)果，最大出力和多年平均發(fā)電量均可超過設(shè)計值，與火電比較，每年可節(jié)約原煤約1000萬噸左右，大體上相當(dāng)于3?5個荊門熱電廠（裝機(jī)容量62.5萬千瓦）、一個平頂山煤礦（1979年年產(chǎn)量1047萬噸）、一條焦枝鐵路（近期綜合通過能力約1100萬噸）近期的功能。電量 葛洲壩水利樞紐工程近期具有發(fā)電、改善峽江航道等效益。它的電站發(fā)電量巨大，年發(fā)電量達(dá)157億千瓦時。相當(dāng)于每年節(jié)約原煤1020萬噸，對改變?nèi)A中地區(qū)能源結(jié)構(gòu)，減輕煤炭、石油供應(yīng)壓力，提高華中、華東電網(wǎng)安全運行保證度都起了重要作用。僅發(fā)電一項，在1989年底就可收回全部工程投資。（2）航運方面葛洲壩工程建成后改善了川江200公里三峽峽谷航道條件，淹沒了100公里內(nèi)的青灘、泄灘等急流灘21處，崆嶺等險灘9處，取銷單行航道和絞灘站各9處，使這一航道的水面比降降低，航道流速減小，為航運發(fā)展提供了有利條件，航運安全度增加，宜昌至巴東的航行時間縮短區(qū)間；航運成本降低及小馬力船拖帶量提高。但也增加船舶（隊）過壩的環(huán)節(jié)和時間。三條船閘設(shè)計年通航時間320天。每于過閘時間51?57分鐘（大船閘）和30?40分鐘（中船閘），三江航道汛期停航流量60000秒立米（施工期45000