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凤滩水电站
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Fengtan Shuidianzhan
凤滩水电站(Fengtan Hydropower Station)
  位于中国湖南省沅陵县境内、长江水系沅江支流酉水下游,为坝式水电站。凤滩水电站以发电为主,兼有防洪、航运、灌溉等综合效益。电站装机容量40万kW,保证出力10.3万kW,多年平均年发电量20.43亿kW·h。用2回220kV输电线路向常德和益阳送电,3回110kV输电线向周围地区送电。水库正常蓄水位205m,死水位170m,总库容17.33亿m3,调节库容3.3亿m3,具有季调节性能。通过水库调节,可减轻下游尾闾洪水灾害,灌溉下游农田4400hm2,改善水库上下游的航运条件,也为库区养殖业发展提供条件。

    址以上流域面积1.75万km2,多年平均流量504m3/s、年径流量159亿m3,1000年一遇洪峰流量29400m3/s,5000年一遇洪峰流量34800m3/s。坝址区岩层为前震旦系板溪群砂岩夹少量板岩,岩性致密坚硬,有泥化夹层,且断层节理发育,风化较深。坝区地震基本烈度为Ⅵ度。

    工程由混凝土拦河坝、厂房和筏道组成。为适应坝址河谷狭窄、洪水流量大、坝址地质条件复杂等具体情况,采用了空腹重力拱坝、坝顶溢流、空腹内设置厂房的布置方式。最大坝高110m,底宽65.5m,是当时世界上最高的空腹坝。坝顶弧长488m、中心角115°,底部弧长200m左右。拱冠左侧的空腹中布置有主厂房、安装场;在右空腹中布置有220kV变电开关站。空腹拱坝采用定圆心布置,坝轴线半径243m,共分27个坝段,每个坝段长16m—24m。8号~20号坝段为溢流坝,其中9号~12号坝段空腹中布置有主厂房,每个坝段长24m,5号~7号坝段也是空腹坝。空腹总长255.8m,最大空腹高40.1m、宽28.7m,顶拱为两心圆曲线,整个空腹容积18.4万m3。厂房尾水管穿过空腹后腿,由10.9m×4.08m(宽×高)矩形变至7m×9.15m(宽X高)城门洞形。空腹重力拱坝的应力分布较为复杂,设计时采用了三维有限元分析、拱梁法分析、石膏模型试验和光弹模型试验4种方法相互验证,考虑的荷载有:水、淤沙压力,自重,温度荷载及施工过程中的附加作用荷载。综合分析成果显示:在上述荷载作用下,坝的梁向应力分布于坝踵处,有少量拉应力,空腹上游侧则是压应力,后腿坝趾附近压应力较大,拱向应力分布良好。

    大坝按1000年一遇洪水设计,相应库水位209.56m;5000年一遇洪水校核,库水位211.44m,相应下泄流量32600m3/s。泄洪设施有13个溢流孔和1个放空泄洪底孔。溢流坝段弧长255m,向心角约61°,每个溢流孔净宽14m,设14m×l2m(宽X高)弧形工作闸门,堰顶高程193m,采用相间的高低鼻坎挑流消能,计7个低鼻坎,坎顶高程144.06m(厂房坝段)和142.77m(溢流坝段);6个高鼻坎,坎顶高程170.441m。由于采用高低坎挑流空中碰撞消能,可消去约50%的能量,减少了下游冲刷深度,经水工模型试验和10余年运行实践证明,消能防冲效果良好。溢流坝段右侧设放空泄洪底孔,进口高程145m,出口处设6m×7m(宽×高)弧形工作闸门,最大泄量1236m3/s。凤滩水电站平面布置、坝和厂房剖面见图。

    空腹内厂房长85m、宽20.5m、高40.1m,内装有单机容量10万kW混流式水轮发电机组4台,额定水头73m,2×300 t双小车桥式起重机1台。水轮机转轮直径4.1m。引水口底坎高程155m,单机单管,由4条引水管沿上游坝面垂直下伸,然后穿过坝体,坝内压力钢管直径5.6m。

    过坝船筏道采用垂直加斜面升船机,可通过50t级船只,年过坝能力计木材10万m3、货物10万t。

    工程于1970年开工,1978年第1台机组发电,1979年机组全部投产。主体工程量:土石方开挖203万m3,混凝土浇筑136万m3。水库淹没耕地493 hm2,移民12300人。工程总投资3.4亿元。

    工程由水利电力部中南勘测设计研究院设计,湖南省凤滩指挥部施工。

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