摘要：瀝口水電樞紐工程系東江干流梯級開發的其中一個重要梯級，其效益以發電為主，兼有航運、灌溉、改善水環境等多功能。在樞紐布置時需根據各建筑物的功能要求，分別從地形、地質、水文、通航、施工、電能指標、工程造價等方面綜合比選，確定投資省、布置合理的最優方案。
　　關鍵詞：水電樞紐，布置，發電，最優方案
　　廣東省紫金縣瀝口水電樞紐工程系東江干流梯級開發的第十一個梯級，上接風光梯級，下接下磯角電站，是以發電為主，兼顧航運、灌溉等多功能的綜合利用工程。正常蓄水位26.5m，對應庫容2950萬m3，電站裝機容量48MW，多年平均發電量2.42億kW•h，可改善航道里程32km，灌溉面積達1.74萬畝。瀝口水電樞紐工程建設，將為河源市和惠州市的社會經濟可持續發展創造良好條件和提供灌溉用水的保障，工程建設是非常必要的。
　　1樞紐主要建筑物基本情況及布置要求
　　樞紐由攔河閘壩、水電站廠房、船閘、連接土壩、灌溉引水閘等建筑物組成。
　　攔河閘壩軸線走向基本與河床水流垂直，為開敞式結構。攔河閘壩兩端與電站廠房及船閘相鄰。根據過流能力計算，攔河閘壩共需19孔，每孔凈寬14m，全長309.5m。閘墩頂高程為33.5m，閘室順水流向的長度為17m，閘壩頂交通橋作樞紐運行管理之用，寬度為5m。溢流堰為寬頂堰，采用底流式消能，閘后設消力池。
　　水電站廠房為低水頭河床式，布置于河床岸邊，由主廠房、副廠房、升壓站及生產、生活、管理用房等組成。主廠房內裝貫流燈泡式機組4臺，單機容量12MW，主廠房平面尺寸為69.02m×22.19m，安裝間位于主廠房側端河岸上，副廠房位于主廠房下游，布置尾水流道上方位置。廠區附近需布置110kV變電站、廠區管理樓等，變電站平面尺寸為60m×40m。
　　船閘按V-（3）級單線單級設計，總寬度為34m，閘室有效長度120m，有效寬度16m，上游門檻水深2.5m，下游門檻水深3.5m。船閘需布置在原河床的主航道位置。
　　土壩為左右岸連接建筑物，連接長度視樞紐建筑物布置情況而定。壩頂寬5m，壩頂高程33.5m，不設防浪墻。上游坡比1：3，下游為1：2.5，采用干砌石護坡。
　　根據樞紐開發任務，本工程需承擔壩址下游右岸的博羅縣觀音閣、沙嶺、南村三片灌區共1.74萬畝耕地的灌溉任務。樞紐布置考慮灌溉引水系統設計，包括灌溉進水閘、引水涵管和引水明渠。
　　2壩軸線的選擇
　　以上一階段推薦的壩軸線為上壩線，在該軸線下游120m處擬定一條軸線為下壩線，對兩條壩軸線進行樞紐布置及技術經濟比較。
　　2.1方案布置
　　根據地形、水力條件、施工條件及運行管理條件，選取上壩線樞紐布置代表方案為：船閘位于東江河道的右岸側，電站廠房位于左岸側，船閘與廠房之間布置19孔閘壩。由于上、下壩線相距只有120m，其地形、水力條件、通航條件、施工條件、運行管理條件兩壩線基本相同，選取下壩線樞紐布置的代表方案為：船閘位于東江河道的右岸側，電站廠房位于左岸側，閘壩布置同上。
　　2.2壩軸線比較
　　1）地形條件比較
　　上下壩線所在位置均為河谷地貌，由東江Ⅰ級階地與紅花樟、桂山等山體形成“U”型地形。上下壩線左側均有一山體，下壩線左側階地尖滅，河床緊接山體，河床較窄，不利樞紐建筑物布置，地質報告認為，若樞紐建筑物靠山布置，有發生山體滑移、坍塌威脅建筑物安全的風險。而上壩線左側階地較寬，河岸距山體較遠，河床相對較寬，有利于樞紐建筑物布置，且無山坡滑移、坍塌的風險。故上壩線優于下壩線。
　　2）地質條件比較
　　上下壩線的壩基礎，可選用下伏砂礫石層作為持力層，上壩線砂礫石層沿軸線分布比較均勻，厚度變化小，加固處理質量易于控制，下壩線砂礫石層沿軸線變化較大，加固處理施工質量較難控制。砂礫石層的埋置深度，兩壩線相差不大，從砂礫石層加固處理，施工質量的控制角度而言，選擇上壩線為好。
　　3）通航條件比較
　　上下壩線都將船閘布置在河床右岸，與現有主航道一致，從地形、地勢以及船閘出口水流條件比較相差不大。
　　4）施工條件比較
　　下壩線，左岸階地尖滅，河岸緊接山體，左壩頭距山后大河村僅100余米，施工期對村民干擾較大；生產、生活設施不便就近布置；上壩線，上游有較寬的階地，生產、生活設施可就近布置于階地上，左壩頭距山后大河村相對較遠些，施工期對村民干擾相對較小。其它施工條件兩壩線相差不大。因此，施工條件亦以上壩線為優。
　　5）電能指標比較
　　由于兩條壩軸線距離僅120m，上、下壩線的壩下水位差別不大，因此，兩壩線發電能指標相差不大。
　　6）水力條件比較
　　樞紐河段較順直，閘壩布置于河床的中間，閘壩泄洪時流態較好，兩壩線無明顯的差別；船閘不論布置于左側或右側，均可處于河床的深弘線上，且上下游引航道都較順直；廠房不論布置于左側或右側，進水和尾水水流亦較順直，上下壩線差別不大。
　　7）工程投資比較
　　由于兩方案裝機相同，機電投資基本相同，僅土建部分有差異。上壩線代表方案土石方開挖共60.8萬m3，土石方回填32.8萬m3，砼23.6m3，工程部分投資為1.62億元；下壩線代表方案土石方開挖共64.6萬m3，土石方回填37.7萬m3，砼23.8m3，工程部分投資為1.65億元。因此，上壩線比下壩線投資約省0.03億元，故以上壩線為優
　　3樞紐布置方案比選
　　3.1方案擬定
　　根據選定的壩軸線，研究樞紐布置的最優方案。
　　方案一：電站廠房布置在東江河道的左岸側，船閘布置在右岸側，廠房與船閘之間布置19孔閘壩。
　　方案二：電站廠房布置在東江河道的右岸側，船閘布置在左岸側，廠房與船閘之間布置19孔閘壩。
　　3.2方案比較
　　1）地形地質條件比較
　　由于兩方案在同一壩線上，其地形條件完全相同。壩基坐落在第四系地層上，河床覆蓋層厚約10～15.5m，粉細砂、中粗砂、含礫粗砂、砂礫石層自上而下分布至基巖面。左岸廠房處基巖為強風化砂巖，廠房基礎可置于基巖上。如右岸布置廠房，廠房處基巖為強風化砂巖，埋藏深度約在4.7～-9.25m高程，其巖芯非常破碎，巖質很軟，作為廠房基礎的持力層，需作處理。故方案一優于方案二。
　　2）通航條件比較
　　東江現主航道在上壩線斷面處是靠河道的右岸側，船閘也要布置在右岸側才能與主航道一致，滿足通航要求；若將船閘布置在左岸側，瀝口河出口水流直接沖擊下游引航道，干擾船只出入。因此方案一占優。
　　3）施工條件比較
　　廠房布置左岸，河床比較平緩，上游灘地較多，有利臨時設施布置，而且料場在左岸，取料方便。如廠房放在右岸，施工場地布置比較窄，取料也不方便，故方案一顯優。
　　4）電能指標比較
　　兩方案都在同一壩線上，兩者電能指標相同。
　　5）水力條件比較
　　由于壩線上游河段河床寬度變化不大，且無彎道，水流順直，故兩方案水力條件相差不大。
　　6）電站投產時間比較
　　兩方案工程量相差不大，施工難度無異，工期安排可相同，電站投產時間無差異。
　　7）投資比較
　　方案一工程量及投資如前述，方案二土石方開挖共70.7萬m3，土石方回填36.9萬m3，砼23.9m3，工程部分投資為1.64億元。由于方案二增加了基礎加固處理費用，因此方案二投資大0.02億元。
　　方案一、方案二的地形條件、施工條件、電能指標、水力條件基本相同，但方案一的地質條件、通航條件均優于方案二，投資也少。另外，本電站的電力接入站——古竹變電站位于左岸，若廠房布置在左岸，接入電力系統較方便，否則電力輸出時輸電線路需跨河架設，投資增加。因此，推薦采用方案一。
　　4推薦的樞紐布置
　　經過以上壩軸線、樞紐布置方案的比選，本工程最終推薦的樞紐布置方案：
　　攔河閘以交通橋面中心線為壩軸線，左端與電站廠房相接，右端與船閘上閘首相接，兩端分別用導水墻和導航墻分隔。水電站廠房布置于河床左岸，其左端為安裝間，副廠房位于主廠房下游側的尾水流道上，升壓站位于安裝間下游的河岸上，上游布置廠區管理樓。船閘布置在右岸主航道位置，閘室布置在壩軸線下游，其軸線與閘壩軸線相垂直，上、下游設導航建筑物。左岸土壩長98.6m，右岸土壩長63.1m，壩頂高程33.5m，分別與廠房、船閘相接。灌溉進水閘布置在右岸上游引航道岸邊堤內坡腳，閘底板高程24.2m。引水涵管長110.5m，采用埋管方式，直徑為1.8m，引水明渠穿樞紐段長561.6m，采用梯形斷面，底寬為1.5m，邊坡比均為1.5。
　　5結語
　　瀝口水電樞紐雖然是一座以發電為主的水電工程，由于其所處的地理位置，還需承擔航運、引水等任務，且左右岸分別位于不同的地區，左岸為廣東河源市紫金縣，右岸為惠州市博羅縣，故在樞紐布置時需根據總體規劃要求、水能開發方式，從地形、地質、水文、通航、施工等條件，結合電站電能指標、工程造價等方面綜合考慮，比選出一個能滿足所有功能且投資省、布置合理的最優方案。