伏尔加格勒水电站位于俄罗斯伏尔加格勒市以北的伏尔加(Волга)河上。大坝为土坝/
混凝土重力坝混合坝型,土坝最大坝高47m,坝顶长3249m,混凝土重力坝,最大坝高44m,坝顶长725m。水库总库容315亿立方米,有效库容82亿立方米,水库面积3165平方公里,为季调节水库。总装机容量256.3万 kW,多年平均发电量111亿kW·h。工程以发电为主,兼有航运和灌溉等综合经济效益。该工程于1950年动工,1958年第一台机组开始发电,1962年工程竣工。
英文名称
Volgograd Hydropower Station,Волгоградская ГЭС
地理水文
坝址地处开阔的滩地河谷,河床右岸地形陡峻,左岸地势平缓。左岸基岩上部为坚硬的沉积岩,下部滩地砂土层厚15~25m,夹有透镜体和粘土夹层。坝址河宽4000m,枯水期河床水面宽700~900m。河谷西段地势隆起,由胶结不良的粉砂岩、泥质岩和砂岩粉砂岩互层组成,向东南微倾斜。河谷东段地势较低,上伏第四纪砂岩和粘土岩,总厚度15~20m。
坝区属
大陆性气候,最低气温-10~16℃,最高气温20~25℃,全年无霜期200d,年平均降水量350mm。坝址控制
流域面积135.2万平方公里。多年平均流量8000立方米/秒。平水年径流量2510亿立方米,相应的流量7960立方米/秒,枯水年径流量1620亿立方米,相应的流量5140立方米/秒,多水年径流量3830亿立方米,相应的流量12145立方米/秒。最大实测流量59000立方米/秒,夏季最小日常流量1710立方米/秒,冬季最小流量1330立方米/秒。千年一遇最大设计洪水流量64500立方米/秒,万年一遇校核洪水流量77600立方米/秒,河床最大水位变幅11.8m,坝址年输沙量2500t。正常蓄水位30.0m,大坝下游最高水位15.9m,最低水位3.0m,水库长约600km,水库面积3470平方公里。
枢纽布置
枢纽主要建筑物由
水电站厂房、混凝土溢流坝、土坝和通航建筑物等组成。
水电站为低水头混合式厂房,布置在右岸土坝与混凝土溢流坝之间。厂房长736.3m,宽90m,高80m。厂房内共布置25台机组,其中22台单机容量11.5万kW,为ПЛ-587-ВБ-930型竖轴转桨式水轮机组,转轮直径9.3m,转速68.2r/min,另3台机组单机容量1.1万kW,发电机为立式同步CBZ200-88型,主轴直径14.3m。设计水头19m,最大水头27m,最小水头14m。
厂房由11个机组段和一个安装厂组成,机组段宽60m,布置两台单机容量各为11.5万kW的
水轮发电机组和4个泄水底孔,安装场宽72m。泄水底孔下游用中隔墩从中间分开,装有2.4m高和宽4.35m的平板闸门,泄水道设计宣泄流量700立方米/秒。
水轮机总过流量13300立方米/秒,泄水底孔总过流量15400立方米/秒,厂房坝段总泄量28700立方米/秒,拦污建筑物由基础板和闸墩组成,拦污栅净宽10.9m、高27.5m。栅前和栅后均有栅槽,拦污栅上游装有结构独特的抓斗,下游还设有备用的拦污栅,用两台门吊操作拦污栅。厂房上游闸室只设检修闸门,泄水道事故闸门和蜗壳工作门门槽。全部闸门均用两台跨度13m、起重量200t的门吊进行起闭。厂房下游设有泄水道闸门和尾水管闸门,采用12.5/50t的门机进行操作。输电线电压为400kV和500kV,高压出线采用架空线引出,220kV引出线采用电缆引出。
溢流坝由27孔组成,每孔净宽20m、高10m,用温度沉陷缝分成14个坝段,每个坝段宽62m,总长度736m。溢流孔装有平板闸门,由起重量125t的门机进行起闭。溢流坝坝基设有两道防渗板桩,下游设有流土防护板。防渗铺盖与基础板相联接,长53m,厚0.4m。消力池长55m,底板厚4.5m。池内布置两排消力墩和一道消力墙。海漫冲刷段底板厚4.5~3m,下游段底板厚3m,倾斜段底板厚1m。海漫总长196m,末端消力戽抛有块石护底。为了降低坝下扬压力,在溢流坝和消力池下部布置有水平排水设施,而在消力池范围内,为了降低基础有压水位,设有两排垂直排水井。枢纽设计洪水(千年一遇)经上游水库调节后为61000立方米/秒,除混合式厂房泄水底孔及发电机组共宣泄28700立方米/秒外,还有30800立方米/秒流量是由溢流坝宣泄。溢流孔孔口单宽流量55立方米/秒,护坦单宽流量45立方米/秒。万年一遇校核洪水溢流孔孔口单宽流量81立方米/秒,护坦单宽流量65立方米/秒。
河床土坝用当地均质细砂填筑的。土坝下游坡脚设有支承棱体和分层排水设施。土坝迎水面铺有
钢筋混凝土护板,板厚55cm,按涌浪4m设计的,最大平面尺寸为12m。滩地土坝迎水面防浪板厚减到40cm。土坝右岸布置有防渗帷幕和下游反滤层。通航建筑物为双线两级船闸,共有4个闸室,各宽30m,长290m,包括上、下游异墙在内,最大水头27m,闸室水深分别为18.5m和19.5m,闸室有效容积63.9万立方米。船闸及导墙建筑物混凝土浇筑量138.9万立方米。
工程施工
土石方总量1.49亿立方米,混凝土和钢筋混凝土量550.19万立方米,反滤层和排水以及块石量401.7万立方米,钢筋构件安装20.10万t,钢板桩工程量2.37万t,钢结构和机械安装量8.5万t。
设有两座混凝土拌合厂,1座配有4台各为2.4立方米的拌合机,另一座配有2台相同容量的拌合机,年总生产能力270万立方米,钢筋加工厂每台班生产能力280t,预制构件厂每年生产8.5万立方米的构件,木材加工厂每年生产21万立方米的木模板。
1958年10月河床截流,截流设计流量6000立方米/秒,实测流量4500立方米/秒,围堰龙口宽330m,最大落差2.07m,最大流速5.8m/s,抛投材料为块石和重10t的混凝土锥形体,采用浮桥平堵进占,两岸端进龙口抛石平堵,利用10t的自卸卡车运料,最大日抛投强度63000立方米,费时72h。浮桥长291m,车道宽20m,动用600t驳船8只、150t20只、150t定锚船9只,架桥河床流速3m/s。
土方工程量由挖泥船完成71.9%,由挖掘机和自卸卡车完成28.1%。发电厂房和溢流坝混凝土浇筑主要是利用栈桥,其总长度达1735m,钢结构总量达13333t。栈桥上装有起重量10t的门机17台,起重量40t的塔机2台。船闸闸首底板的头3层混凝土,用汽车栈桥浇筑,其他的部位用履带式起重机,塔机配3立方米吊罐浇筑。整个工程混凝土运输铁路占36%,汽车占64%。厂房、溢流坝和船闸所用钢筋桁架重量分别为40t、10t和15t,主要取决于起重机的起重量。混凝土最大日浇筑强度1.38万立方米,最大月浇筑强度27.63万立方米,最大年浇筑强度240万立方米。