临江水电站开发方案比选研究
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摘要：鉴于临江水电站正常蓄水位425m方案水库淹没补偿投资较大，致使工程效益指标变差，导致工程迟迟不能开工建设。为了使该工程能够早日上马立项，造福中朝两国人民，拉动地方经济，本文对临江水电站的开发方案进行比选研究，探索出一个新的开发思路，突破当前临江水电站开发建设瓶颈。
关键词：临江水电站；开发方案；比选研究
中图分类号：TV文献标识码： A
1前言
临江水电站正常蓄水位425m方案，设计洪水位为425.61m，校核洪水位为428.26m，相应总库容18.00×108m3。是一座以发电为主，兼顾养鱼及旅游等综合利用的大（1）型水电枢纽工程。
临江水电站枢纽工程由混凝土重力坝、溢流坝、坝后式厂房及变电站等组成。电站装机4台，总装机容量为300MW，多年平均发电量为8.44×108kW・h。
鉴于临江水电站正常蓄水位425m方案水库淹没补偿投资较大，致使工程效益指标变差，导致工程迟迟不能开工建设。为了使该工程能够早日上马立项，造福中朝两国人民，拉动地方经济，本文以临江水电站正常蓄水位20年一遇水库回水不淹没六道沟镇为原则，确定临江水电站正常蓄水位方案，并对开发方案进行比选研究，推荐一个最优的开发建设方案。
2 比选原则
2.1全面分析河流的自然条件和特点，在地形、地质条件允许的情况下，选择坝址和研究开发方式；
2.2从电网电源及地区能源结构实际出发，尽量形成较大的电源点，集中向系统送电及增加系统调峰容量；
2.3尽最大可能不破坏河道生态环境。
2.4尽量使梯级水位衔接，充分利用水能资源；
2.5在合理利用水力资源的前提下，尽可能减少对耕地及较大居民点的淹没，特别是降低对六道沟镇的影响；
2.6对各方案的水库正常蓄水位控制要求：百年回水不能淹没朝方铁路。
3方案拟定
3.1 临江水电站（425m方案）
临江水电站位于中朝界河鸭绿江干流的上游、吉林省临江市上游约12km处，水库控制面积19313km2，坝址处多年平均流量161.8m3/s。正常蓄水位425m，该水位经中朝水力发电公司第四十次理事会会议批准。水库死水位397m，水库调节库容10.37×108m3，是一个具有年调节性能的水库。电站装4台水轮发电机组，50周波、60周波机组各两台，分别投入中朝两国电力系统，总装机容量为300MW，多年平均发电量8.44×108kWh，装机利用小时数2812h，水量利用系数为92 %。
该方案水库淹没较大，淹没耕地面积15613.91亩，园地4009.58亩，林地4315.36亩，人口3667户，18538人，房屋面积432858.12m2，淹没公路97.82km，输电线路404.67km，通信线路706.82 km。
工程等别为I等，工程规模为大（1）型，永久性主要建筑物碾压混凝土挡水坝、泄水建筑物按1级建筑物设计，厂房及开关站为2级建筑物，次要建筑物按2级建筑物设计。大坝按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核；坝后电站厂房、开关站按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。大坝坝型为碾压混凝土坝，坝顶高程为430.80m，最大坝高为102.80，坝顶长522m，上游面为铅直面，下游面坡度为1∶0.75，坝顶最小宽度7m。
坝址区主要由巨厚层状安山质碎屑凝灰岩组成，层理极不明显。右岸高程470m以上的中厚层状安山质碎屑凝灰岩中，岩层总体产状为走向N 40°～60°E，倾向NW，倾角15°～25°。坝基岩石主要为巨厚层状安山质碎屑凝灰岩，层理不明显，属块状结构岩体，岩质坚硬，饱和抗压强度多大于100MPa。岩石的水理性能好，无遇水溶解、膨胀等现象。
3.2临江水电站（395m方案）
临江水电站395m方案与425m方案是同一坝址，水库死水位384m，水库调节库容2.28×108m3，是一个具有不完全年调节性能的水库。电站装4台水轮发电机组，分别投入中朝两国电力系统，总装机容量为230MW，多年平均发电量5.55×108kWh，装机利用小时数2413h，水量利用系数为90.4%。
该方案水库淹没较小，淹没耕地面积8396.82亩，园地1759.71亩，林地1474.97亩，人口1672户，5090人，房屋面积132536.21m2，淹没公路71.03km，输电线路104.2km，通信线路452.5 km。
工程等别为II等，工程规模为大（2）型，永久性主要建筑物碾压混凝土挡水坝、泄水建筑物按2级建筑物设计，厂房及开关站为3级建筑物，次要建筑物按3级建筑物设计。大坝按500年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核；坝后电站厂房、开关站按100年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。大坝坝型为碾压混凝土坝，坝顶高程为400.5m，大坝最低建基高程330.00m。最大坝高为70.5m，坝顶长443.00m，坝顶最小宽度7m，上游面为铅直面，下游面坡度为1∶0.75。
坝址区主要由巨厚层状安山质碎屑凝灰岩组成，层理极不明显。右岸高程470m以上的中厚层状安山质碎屑凝灰岩中，岩层总体产状为走向N 40°～60°E，倾向NW，倾角15°～25°。坝基岩石主要为巨厚层状安山质碎屑凝灰岩，层理不明显，属块状结构岩体，岩质坚硬，饱和抗压强度多大于100MPa。岩石的水理性能好，无遇水溶解、膨胀等现象。
3.3六道沟水电站
六道沟水电站位于鸭绿江干流、吉林省临江市六道沟镇夹皮沟村上游约1.4km处。六道沟正常蓄水位以不影响上游规划的九道沟电站尾水和朝方铁路为限制，拟定正常蓄水位425m。水库死水位422m，水库调节库容0.19×108m3，是径流式电站。电站装4台水轮发电机组，分别投入中朝两国电力系统，总装机容量为100MW，多年平均发电量2.26×108kWh，装机利用小时数2260h，水量利用系数为86.0%。
该方案水库淹没较小，淹没耕地面积4033.05亩，园地1153.9亩，林地121.26亩，人口254户，1039人，房屋面积34459.75m2，淹没公路14.71km，输电线路21.91km，通信线路41.22 km。
工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，永久性主要建筑物常态混凝土挡水坝、泄水建筑物按3级建筑物设计，河床式电站厂房及开关站为3级建筑物，次要建筑物按4级建筑物设计。大坝按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核；河床式电站厂房、开关站按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。大坝坝型为常态混凝土坝，坝顶高程为431m，大坝最低建基高程387.00m。最大坝高为54.80m，坝顶长474.8m，坝顶宽7m，上游面为铅直面，下游面坡度为1∶:0.75。
坝址属于中山地形，右岸地形较平缓，地形坡度10°左右；左岸地形陡竣，一般坡度30°～45°，部分地段呈陡壁出现。坝址区冲沟发育，切割较深，河道弯曲，河流流向由北北东逐渐转为北东东向。河谷呈不对称“V”字型。坝址区岩性主要为花岗岩、花岗斑岩，岩石抗风化能力较差，风化相对较深。坝址区左岸地形较陡，基岩，右岸发育Ⅰ～Ⅱ级阶地，覆盖层较深厚。
4方案比选
根据开发原则、河段的自然地理特点、水文地质条件、耕地和居民点的分布情况，选择了临江水电站坝址、六道沟坝址并组成了如下两套开发方案进行综合比较。
方案一：临江水电站（425m方案）坝后式一级开发；
方案二：六道沟水电站（425m）河床式+临江水电站（395m方案）坝后式两级开发。
通过对方案中水文、地质、水库淹没、环境影响等综合分析，明确了开发方案二是十分理想的、经济的开发方案，该推荐方案拟定的电源点是理想的调峰电源点，对东北电网供电需求矛盾起到很大的缓解作用。该方案的水库淹没补偿投资较方案一减少11.37亿元，减少48%，且减少了工程迁移人口的安置难度，是推荐方案。
5 结论
5.1受淹没影响的集镇为六道沟镇和四道沟镇。方案一四道沟镇和六道沟镇全部搬迁，搬迁地点六道沟镇选择在腰房子，地点在白山参场以东的平岗上，该地比较平坦，缺点海拔较高为907m；四道沟镇选择在三合成到双顶山村的公路边，海拔804m。方案二只搬迁四道沟镇，同方案一。
5.2 通过对开发方案的单位千瓦投资和单位电能投资指标以及各开发方案的经济评价分析，在同等程度满足系统对电力、电量要求的前提下，方案二较方案一具有较好的现实可行性和经济、技术合理性，是本次临江水电站开发研究的推荐方案。
作者简介：孙木星(1983，09―)，男，(汉)，吉林省松原市，工程师，硕士，主要从事水利水电工程管理。
张永鑫(1983，11―)，男，(满)，辽宁省鞍山市，工程师，学士，主要从事水利水电工程施工管理。
米盛宇(1984，06―)，男，(汉)，吉林省辽源市，工程师，学士，主要从事劳动组织兼员工管理。
国健(1985，08―)，男，(汉)，黑龙江省七台河市，工程师，硕士，主要从事水利水电工程管理。