王甫洲水庫工程

地理位置

王甫洲水利樞紐屬于漢江中下游的大型水庫，位于湖北省老河口市郊。1995年2月基礎開挖工程開工，2000年5月第一臺機組發電，2003年11月通過工程竣工初步驗收。王甫洲水利樞紐集水面積95886平方千米，控制60%的漢江流域面積。

水利樞紐特征

王甫洲水利樞紐校核洪水位為89.3米，設計洪水位88.11米；總庫容為3.095億立方米，正常庫容1.495億立方米，相應水面面積42018平方千米；死水位85.48米，死庫容1.207億立方米，調節庫容0.28億立方米。無調節洪水能力。

工程概況

樞紐主要建筑物有右岸谷城土石壩，船閘，重力壩，電站廠房和老河道左、右岸土石壩。最大壩高33.9m。擋水前沿總長約19km。

泄水閘位于主河道左岸、王甫洲右邊灘地上，共23孔平底閘，閘孔凈寬14.5m，高15.17m，地基為砂礫石。在設計及校核水位條件下，最大下泄流量分別為16870立方米/秒和20800立方米/秒。

電站廠房位于老河道出口約800m處。安裝4臺奧地利制造的燈泡貫流式機組，總裝機109MW，轉輪直徑7.2m。廠房尺寸（長×寬×高）為132.65×81.96×47.67m。建基面為粘土巖。

300t級船閘位于電站廠房右側，中間隔有64.4m長的混凝土重力壩。重力壩壩高33.9m。船閘閘室尺寸（長×寬×吃水深）為120×12×2.5m。地基為粘土巖。

樞紐工程由水利部和湖北省合資興建。主體工程于1995年2月開工，2000年11月首臺機組發電，2001年12月最后一臺機組發電。總投資約20億元。

工程特點

王甫洲電站為逕流式電站，壩址位于平原河谷，河谷寬廣，地形復雜，上游有建成的具有巨大調節庫容的丹江口水利樞紐，為王甫洲水利工程的興建創造了有利條件；使得王甫洲洪峰流量大為減少；增加了電站的調節流量、裝機容量和發電量；和基本不存在泥沙淤積對發電、航運影響的問題。但逕流式電站普遍存在單位裝機和單位電能的工程量偏大、造價較高的缺點，王甫洲工程尤為突出。因此，工程要求在安全的前提下盡量降低造價。此外，老河口市城區位于壩址上游約3km處，如何減免水庫蓄水后給城區帶來的淹沒和浸沒，也是需要解決的問題。

別具一格的樞紐布置 王甫洲水利樞紐壩址位于平原河谷，地形復雜，河道在此分叉為主河道和老河道兩支，中間為王甫洲，洲長約7km，寬約3km。枯水期老河道不過水。因此，樞紐布置格外復雜。樞紐布置考慮的主要因素是：最大限度地滿足發電和通航要求；少淹河谷灘地和王甫洲灘地；便于施工；從而達到滿足工程任務要求和降低造價的目的。在樞紐布置工作中，設計做了大量的工作，包括選壩線和建筑物選型。通常所見到的樞紐布置，其壩軸線較短，建筑物布置在一直線上，以達到工程量最少的目的。但王甫洲樞紐最終選用的樞紐布置為“口袋式”。其壩軸線較通常的長了約10余km，這種奇特的樞紐布置是適應自然條件的結果。

對低水頭大流量的水電站而言，其水頭顯得十分寶貴。王甫洲樞紐在泄洪情況下，上下游水位差小，造成泄洪時難以發電。為此，在樞紐布置中利用了壩址區老河道的地形條件，將擋水壩和泄水閘布置在靠王甫洲洲頭的主河道上，將電站廠房和船閘布置在靠王甫洲洲尾的老河道上，兩者相距約7km，沿老河道兩岸用低土石壩（圍堤）連接。這種布置雖然延長了壩軸線10余公里，但有以下優點：

⑴ 利用這段河道天然落差提高了電站水頭2.5m，占提高后的設計水頭7.5m的1/3，在宣泄各種頻率洪水時均能發電，大大提高了發電量。

⑵ 23孔泄水閘布置在主河道灘地上，簡化了施工導流工程，取消了主河床圍堰，縮短了工期，節約了工程投資。

⑶ 船閘布置在老河道上靠近電站處，利用電站下泄流量通航，船只進出便利，不受泄水閘泄洪影響。

⑷ 沿老河道兩岸的低土石壩（圍堤），利用泄水閘開挖的棄料（砂礫料）填筑，不僅解決了棄料堆放問題，所修建的圍堤造價也低。

采用先進技術，土石壩防滲材料選用復合土工膜 在1993年初步設計中，經方案比較后，確定老河道兩岸土石壩（圍堤）采用復合土工膜防滲，經實施并運行后，取得了良好效果，為我國土石壩防滲選材開創了一條新的道路。

老河道兩岸土石壩（圍堤），長約13km，壩高7-9m，壩體為砂礫石，壩基為中細砂和砂礫石，防滲型式采用復合土工膜斜墻加水平鋪蓋，其防滲面積約110萬平方米。1999年被水利部列為土工合成材料應用示范工程。同年10月在老河口市由水利部國際合作與科技司主持鑒定會，會議認為：“設計單位根據工程具體條件，充分利用當地材料，選用了復合土工膜防滲方案是適宜的和先進的，所進行的復合土工膜的選型試驗、接縫方法研究、邊坡穩定和滲流分析等工作，保證了方案的技術可靠性和經濟合理性”；“采用兩膠三縫粘接方式解決了PE和PVC膜間連接的難題，在國內尚無先例”；“經復核土工膜防滲工程決算，與原設計粘土防滲心墻加水平鋪蓋方案比較，節省直接投資3300萬元，約占原防滲方案的46%，此外，從減少料場臨時征地、運輸道路修建以及節約能源等方面，還具有顯著的間接經濟效益和社會效益，同時縮短了工期”；“復合土工膜在漢江王甫洲水利樞紐圍堤防滲工程中的應用成果總體上達到了國內領先水平，具有示范作用和推廣價值”。

選用燈泡貫流式機組 王甫洲水電站水頭范圍為3.7-10.3m，適應此水頭段的水輪機有軸流轉漿式和燈泡貫流式。以往燈泡貫流式機組在冷卻、通風、止水、軸承支承結構和過渡過程的反水錘等方面存在一系列復雜技術難題，隨著科技的進步，上述問題已得到較好的解決。在王甫洲電站機組選擇工作中，我們對燈泡貫流式機組與軸流轉漿式機組進行了詳細的技術經濟比較。與軸流轉漿式水輪機相比，燈泡貫流式比轉速高約40%；轉輪直徑小18%；額定點效率高3%；機組總重量減少31%；廠房總長度減少37%；土石方開挖量減少35%；混凝土工程量減少31%。王甫洲燈泡貫流式機組轉輪直徑為7.2m，單機容量27.25MW，這在當時是我國最大的。其單機最大過流能力為420立方米/秒。

船閘輸水系統采用集中輸水倒口消能不設鎮靜段的布置型式 王甫洲船閘上下游水位差最大為10.3m。通常采用的集中輸水倒口消能都要設置鎮靜段，因而增加了閘室長度和降低了輸水效率。通過水工模型試驗，對集中輸水倒口消能的多種方案研究后，提供了一種新的倒口消能型式，它可以不設鎮靜段。與分散式輸水系統相比，在閘室內不設廊道，從而可抬高閘底板建基面高程，節省了基巖挖方和混凝土工程數量，閘室結構也簡單。

移民安置

王甫洲壩區用地和庫區淹沒面積涉及老河口市、谷城縣的6個鄉鎮、23個行政村、98個村民小組。樞紐實際用地1968.92公頃，其中耕地581.31公頃，林地285.2公頃。拆遷各類房屋面積7789.93平方米，進行生產安置人口4866人，另外涉及兩縣市10個工礦企業、1個事業單位、28個村組副業。水庫淹沒區無文物古跡。