近些年来，由于我国国内的水电开发几近饱和，水电市场转向国外发展，如东南亚、非洲等地，而因为对所在国的设计习惯、设计理念和审查制度缺乏了解，导致设计中出现许多问题，影响了设计进度和设计质量，所以在承接设计任务前，有必要理清所在国的外部条件，掌握较为切实可靠的设计资料并加以消化吸收并认真分析，以较好的完成设计工作。 1 工程概况 印尼Bone水电站位于印度尼西亚哥伦打洛省(Gorontalo)Bone Bolango县Bone河上，工程开发任务为发电，以缓解该地区的电力供需矛盾。初拟坝址位于Suwawa Timur镇Poduwoma村上游1.0 km处，距离哥伦打洛市大约28 km左右。印尼通常采用国际大坝委员会标准、美标或日标进行大坝工程设计，根据合同要求，该工程按中国标准设计完成概念设计，并需满足当地审查要求。 本工程原有印尼当地公司作的可研报告，概念设计阶段对其进行了复核，确定坝址多年平均径流量为46.9 m3/s(测流复核值)，200年一遇校核[1]洪峰流量为1 172 m3/s，OBE设计动参数为0.25g。枢纽主要由拦河坝、左岸坝式进水口及河床式厂房、输出线路等组成，采用河床式开发，最大坝高26.5 m，坝轴线长177.1 m，正常蓄水位95.0 m，总库容177.58万m3，为Ⅳ等小(1)型工程[2]，泄水建筑物采用2孔6.6 m×8.5 m(宽×高)泄洪兼拉沙闸，机组引用流量83.6 m3/s，河床式厂房装机2台，总装机容量9.9 MW。 2 设计要点 国外水电设计中，受制于所在国的社会政治、经济条件，合理外围参数的确定较为困难，但因其对设计成果影响较大，需要慎重对待。概念设计阶段，结合现场水文、地质地形条件、水文调查及现场测流成果，对印尼当地公司先前作的可研报告进行认真评估分析，尤其是对工程影响较大的为水文、地震及边坡条件等重新进行研究评价，以期获得较为合理的设计资料。 2.1 水文 1)径流。径流流量关系到电站的规模和经济指标，是水电站设计中的重要参数，其数据主要来自于对实测成果的分析整理。经调查，坝址以上流域内无水文、气象测站，坝址下游设有Tulabolo水文站、Alale水文站和Talumolo 水文站，但收集到的水文资料时段较短，一致性较差。印尼原可研成果采用的坝址多年平均流量(中值流量)为150.3 m3/s(为测流复核值的约3倍)，其来源系按新加坡DHI公司在2012年作的小水电评估报告进行分析，考虑山地迎坡雨、季风等影响，对坝址下游水文站由水深推得的流量成果做了较大修正。根据Bone河河道实际流量初步分析，该值偏差较大，可信度较低。 概设阶段经对收集到的水文资料相关性、合理性及代表性进行进一步分析，结合水文站流量率定、实际测流成果，对坝址流量予以复核，以确定合理的径流流量。经分析，Bone坝址控制集水面积为1 000.9 km2，Tulabolo水文站在坝址下游，控制集水面积为1 003 km2，2007～2016年多年平均降雨量为2 307 mm，同时通过现场调查及相关资料，按Tulabolo水文站降雨资料的径流系数为0.7，确定多年平均流量为51.3 m3/s，该值与后来现场测流取得的成果较为接近且相互印证，最终选用现场测流成果46.7 m3/s为坝址多年平均流量。 2)洪水。洪峰流量取值合适与否直接影响到坝体安全及防洪建筑物规模，并对坝体枢纽布置和电站经济指标有重要影响，需认真分析。根据印尼原可研成果，洪峰流量系根据Tolabolo水文站3年的逐日平均流量推得，100年一遇洪水的洪峰流量682 m3/s，200年一遇的洪峰流量为765 m3/s，取值偏小，可靠性偏低且不安全。因该流域无实测洪水资料，经收集并结合该岛临近水电工程(Lasolo水电站、Sembakung水电站、Tandung水电站)设计成果，考虑多年平均降雨因素，进行洪峰模数类比，推得100年一遇洪水的洪峰流量989 m3/s，200年一遇的洪峰流量为1 172 m3/s，作为坝址设计特征流量。 2.2 设计地震 根据《2017年印尼地震风险图》，工程区100年重现期地震动峰值加速度为0.2～0.25g，200年重现期地震动峰值加速度为0.25～0.3g。本工程为低坝，结合工程实际情况并参考国际类似工程经验[3]，地震设防采用运行基本地震(OBE)标准[4]，地震动峰值加速度取0.25g，抗震设防类别为丁类。 2.3 枢纽布置 印尼原可研成果采用引水式开发，左岸滚水坝+右岸冲沙闸+右岸引水系统+地面厂房的布置方案。枢纽滚水坝顶高程93.0 m，坝轴线长57.0 m，建基面高程74.0 m，最大坝高19.0 m；冲沙闸采用2孔2.5 m×3.0 m(宽×高)；引水渠全长440.0 m，压力前池长54.0 m。因场区河床天然落差较小，引水式开发优越性不明显，且右岸为覆盖层边坡，自身稳定性较差，引水明渠施工时开挖支护工程量显著，同时压力前池占地及混凝土工程量亦相当可观，该方案投资较大，经济性较差。 概设阶段，经优化分析，拟采用河床式开发。由于场址拟选坝址处右岸覆盖层较厚，边坡稳定性较差，而左岸地势相对较缓，适合布置厂房，故采用左岸河床厂房+泄洪拉沙闸+右岸非溢流坝的枢纽布置格局，各建筑物布置紧凑，管理运行方便。坝顶高程98.0 m，坝轴线长177.5 m，建基面高程73.0 m，最大坝高26.0 m；泄洪拉沙闸采用2孔6.6 m×8.5 m(宽×高)。枢纽平面布置见图1。 2.4 边坡处理 坝址左坝肩边坡现为自然边坡，现状稳定；右坝肩边坡高程105 m以上为2015年前后由人工开挖形成，边坡坡角40～50，高程105 m以下为自然边坡，边坡坡角30～40，人工开挖边坡现状基本稳定，原开挖断面大多完好，局部由于暴雨的冲刷发生塌滑，坝址现状见图2。 结合边坡分析软件计算成果，拟定的边坡处理方案为：左岸设两级边坡，每级坡高15 m、坡比1∶1，马道宽2 m，坡面设间、排距2.5 m系统锚杆(φ28，L=9 m)；右岸设两级边坡，第一级坡高15 m，第二级坡高20 m，坡比均为1∶1.5，马道宽2.0 m，坡面设间、排距2.5 m系统锚杆(φ28，L=6 m)。经计算，边坡按此处理后，各工况下均能满足稳定要求。 图1 枢纽平面布置图 图2 坝址现状图(上游视) 2.5 送出问题 本工程拟新建20 kV架空线路约2 km(出线至电网接入点)，改造升级20 kV架空线路约20 km(原设计容量6 MW)，该部分工程已由承包商委托当地企业设计、施工。经分析，若按中国标准采用240 mm2导线，线路年损耗电量高达8%，线损较高。后期需进一步根据附近高电压等级接入变电站情况及容量，研究加大导线截面、采用多回路输电线路、新建高等级变电站及升降压输电线路等方案，择优选定经济合理的送出方式。 3 印尼大坝安全委员会审查要求 印尼大坝安全委员会是印尼大坝工程的管理和审批机构，根据该委员会的规定，从基底起算，坝高超过15 m均被界定为大坝，需要提交行政要求和技术要求两部分文件进行审查，审查通过方能开工建设。行政要求主要涉及设计批准书及施工实施许可证，技术要求主要涉及可行性研究报告、详细设计报告等。通常审批需要8～12个月，时间较长，工程投资建设时需提前作好准备。 4 结 语 国外小水电常常基础资料较为匮乏，外部条件复杂，在进行建设时，往往需要根据工程自身特点及所在国的条件及实际经验，在保证工程安全的条件下，尽最大可能提高工程效益。本文以印尼Bone水电站为实例，通过分析该工程概设阶段的设计要点，结合搜集到的设计资料及现场勘测成果，从工程水文、地震、边坡、枢纽布置等多个方面进行综合比较分析，最终较好的确定了工程外部参数，为项目的顺利推进创造了条件，也为类似工程设计提供了经验参考。 [1]GB 50201-2014, 防洪标准[S] [2]DL 5180-2003, 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准[S] [3]NB 35047-2015, 水电工程水工建筑物抗震设计规范[S] [4]黄向春.国内外水利水电工程抗震标准初探[J].资源环境与工程, 2014, 28(4): 573-578 近些年来，由于我国国内的水电开发几近饱和，水电市场转向国外发展，如东南亚、非洲等地，而因为对所在国的设计习惯、设计理念和审查制度缺乏了解，导致设计中出现许多问题，影响了设计进度和设计质量，所以在承接设计任务前，有必要理清所在国的外部条件，掌握较为切实可靠的设计资料并加以消化吸收并认真分析，以较好的完成设计工作。1 工程概况印尼Bone水电站位于印度尼西亚哥伦打洛省(Gorontalo)Bone Bolango县Bone河上，工程开发任务为发电，以缓解该地区的电力供需矛盾。初拟坝址位于Suwawa Timur镇Poduwoma村上游1.0 km处，距离哥伦打洛市大约28 km左右。印尼通常采用国际大坝委员会标准、美标或日标进行大坝工程设计，根据合同要求，该工程按中国标准设计完成概念设计，并需满足当地审查要求。本工程原有印尼当地公司作的可研报告，概念设计阶段对其进行了复核，确定坝址多年平均径流量为46.9 m3/s(测流复核值)，200年一遇校核[1]洪峰流量为1 172 m3/s，OBE设计动参数为0.25g。枢纽主要由拦河坝、左岸坝式进水口及河床式厂房、输出线路等组成，采用河床式开发，最大坝高26.5 m，坝轴线长177.1 m，正常蓄水位95.0 m，总库容177.58万m3，为Ⅳ等小(1)型工程[2]，泄水建筑物采用2孔6.6 m×8.5 m(宽×高)泄洪兼拉沙闸，机组引用流量83.6 m3/s，河床式厂房装机2台，总装机容量9.9 MW。2 设计要点国外水电设计中，受制于所在国的社会政治、经济条件，合理外围参数的确定较为困难，但因其对设计成果影响较大，需要慎重对待。概念设计阶段，结合现场水文、地质地形条件、水文调查及现场测流成果，对印尼当地公司先前作的可研报告进行认真评估分析，尤其是对工程影响较大的为水文、地震及边坡条件等重新进行研究评价，以期获得较为合理的设计资料。2.1 水文1)径流。径流流量关系到电站的规模和经济指标，是水电站设计中的重要参数，其数据主要来自于对实测成果的分析整理。经调查，坝址以上流域内无水文、气象测站，坝址下游设有Tulabolo水文站、Alale水文站和Talumolo 水文站，但收集到的水文资料时段较短，一致性较差。印尼原可研成果采用的坝址多年平均流量(中值流量)为150.3 m3/s(为测流复核值的约3倍)，其来源系按新加坡DHI公司在2012年作的小水电评估报告进行分析，考虑山地迎坡雨、季风等影响，对坝址下游水文站由水深推得的流量成果做了较大修正。根据Bone河河道实际流量初步分析，该值偏差较大，可信度较低。概设阶段经对收集到的水文资料相关性、合理性及代表性进行进一步分析，结合水文站流量率定、实际测流成果，对坝址流量予以复核，以确定合理的径流流量。经分析，Bone坝址控制集水面积为1 000.9 km2，Tulabolo水文站在坝址下游，控制集水面积为1 003 km2，2007～2016年多年平均降雨量为2 307 mm，同时通过现场调查及相关资料，按Tulabolo水文站降雨资料的径流系数为0.7，确定多年平均流量为51.3 m3/s，该值与后来现场测流取得的成果较为接近且相互印证，最终选用现场测流成果46.7 m3/s为坝址多年平均流量。2)洪水。洪峰流量取值合适与否直接影响到坝体安全及防洪建筑物规模，并对坝体枢纽布置和电站经济指标有重要影响，需认真分析。根据印尼原可研成果，洪峰流量系根据Tolabolo水文站3年的逐日平均流量推得，100年一遇洪水的洪峰流量682 m3/s，200年一遇的洪峰流量为765 m3/s，取值偏小，可靠性偏低且不安全。因该流域无实测洪水资料，经收集并结合该岛临近水电工程(Lasolo水电站、Sembakung水电站、Tandung水电站)设计成果，考虑多年平均降雨因素，进行洪峰模数类比，推得100年一遇洪水的洪峰流量989 m3/s，200年一遇的洪峰流量为1 172 m3/s，作为坝址设计特征流量。2.2 设计地震根据《2017年印尼地震风险图》，工程区100年重现期地震动峰值加速度为0.2～0.25g，200年重现期地震动峰值加速度为0.25～0.3g。本工程为低坝，结合工程实际情况并参考国际类似工程经验[3]，地震设防采用运行基本地震(OBE)标准[4]，地震动峰值加速度取0.25g，抗震设防类别为丁类。2.3 枢纽布置印尼原可研成果采用引水式开发，左岸滚水坝+右岸冲沙闸+右岸引水系统+地面厂房的布置方案。枢纽滚水坝顶高程93.0 m，坝轴线长57.0 m，建基面高程74.0 m，最大坝高19.0 m；冲沙闸采用2孔2.5 m×3.0 m(宽×高)；引水渠全长440.0 m，压力前池长54.0 m。因场区河床天然落差较小，引水式开发优越性不明显，且右岸为覆盖层边坡，自身稳定性较差，引水明渠施工时开挖支护工程量显著，同时压力前池占地及混凝土工程量亦相当可观，该方案投资较大，经济性较差。概设阶段，经优化分析，拟采用河床式开发。由于场址拟选坝址处右岸覆盖层较厚，边坡稳定性较差，而左岸地势相对较缓，适合布置厂房，故采用左岸河床厂房+泄洪拉沙闸+右岸非溢流坝的枢纽布置格局，各建筑物布置紧凑，管理运行方便。坝顶高程98.0 m，坝轴线长177.5 m，建基面高程73.0 m，最大坝高26.0 m；泄洪拉沙闸采用2孔6.6 m×8.5 m(宽×高)。枢纽平面布置见图1。2.4 边坡处理坝址左坝肩边坡现为自然边坡，现状稳定；右坝肩边坡高程105 m以上为2015年前后由人工开挖形成，边坡坡角40～50，高程105 m以下为自然边坡，边坡坡角30～40，人工开挖边坡现状基本稳定，原开挖断面大多完好，局部由于暴雨的冲刷发生塌滑，坝址现状见图2。结合边坡分析软件计算成果，拟定的边坡处理方案为：左岸设两级边坡，每级坡高15 m、坡比1∶1，马道宽2 m，坡面设间、排距2.5 m系统锚杆(φ28，L=9 m)；右岸设两级边坡，第一级坡高15 m，第二级坡高20 m，坡比均为1∶1.5，马道宽2.0 m，坡面设间、排距2.5 m系统锚杆(φ28，L=6 m)。经计算，边坡按此处理后，各工况下均能满足稳定要求。图1 枢纽平面布置图图2 坝址现状图(上游视)2.5 送出问题本工程拟新建20 kV架空线路约2 km(出线至电网接入点)，改造升级20 kV架空线路约20 km(原设计容量6 MW)，该部分工程已由承包商委托当地企业设计、施工。经分析，若按中国标准采用240 mm2导线，线路年损耗电量高达8%，线损较高。后期需进一步根据附近高电压等级接入变电站情况及容量，研究加大导线截面、采用多回路输电线路、新建高等级变电站及升降压输电线路等方案，择优选定经济合理的送出方式。3 印尼大坝安全委员会审查要求印尼大坝安全委员会是印尼大坝工程的管理和审批机构，根据该委员会的规定，从基底起算，坝高超过15 m均被界定为大坝，需要提交行政要求和技术要求两部分文件进行审查，审查通过方能开工建设。行政要求主要涉及设计批准书及施工实施许可证，技术要求主要涉及可行性研究报告、详细设计报告等。通常审批需要8～12个月，时间较长，工程投资建设时需提前作好准备。4 结 语国外小水电常常基础资料较为匮乏，外部条件复杂，在进行建设时，往往需要根据工程自身特点及所在国的条件及实际经验，在保证工程安全的条件下，尽最大可能提高工程效益。本文以印尼Bone水电站为实例，通过分析该工程概设阶段的设计要点，结合搜集到的设计资料及现场勘测成果，从工程水文、地震、边坡、枢纽布置等多个方面进行综合比较分析，最终较好的确定了工程外部参数，为项目的顺利推进创造了条件，也为类似工程设计提供了经验参考。参考文献：[1]GB 50201-2014, 防洪标准[S][2]DL 5180-2003, 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准[S][3]NB 35047-2015, 水电工程水工建筑物抗震设计规范[S][4]黄向春.国内外水利水电工程抗震标准初探[J].资源环境与工程, 2014, 28(4): 573-578
文章来源：国外医学 网址: http://gwyx.400nongye.com/lunwen/itemid-30625.shtml
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