湖南湘江土谷塘航电枢纽工程
湘江土谷塘航电枢纽船闸通航水流条件优化试验研究
（． １交通运 输部 天 津水 运工 程科 学研 究所 工 程 泥沙 交通 行业 重 点实验 室 ， 津 ３ ０５ ； 天 ０４ ６
２湖南湘江航运建设开发有限公司， ． 长沙 ４ ０ １ ） １０ １
摘 要： 根据土谷塘航 电枢纽通航水 流条 件试验成果 ， 分析了船闸上 、 下游引航道 口门区及连接段 的水 流
条件及影 响因素 ， 通过采取多种改善通航水 流条件 的措施 ， 提出了满足船 舶或船队航行 条件 的布置方案 。 关键 词 ： 电枢纽 ； 闸 ； 航 船 通航 ； 水流条件
中 图 分 类 号 ： Ｖ ６ ；Ｖ １ １ １ Ｔ １ｒ ３ ． ｒ ６ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ８４ （ ０ １０ — ３ ６ ０ １０ — ４ ３ ２ １ ）５ ０ ４ — ５
１ 模 型概 况及 试验条件
１１ 模 型概 况 ．
’
模 型为 定床 正 态 模 型 ， 比尺为 １ １０ 按 重 力相 似 准则 设 计 ， 速 比尺 Ａ＝ ０ 糙 率 比尺 Ａ＝ ． ， 量 比 ：０ ， 流 １ ， ２１ 流 ５ 尺 ，＝ ０ｏ ￣ １５模拟 原 型河 道 长度 约 ５ｋ 其 中坝址 上游 长 约 ２ ｍ， Ｑ ｍ， ． ｋ 坝址 下游 长 约 ２６ｋ 宽度 为 ５０ ７０ｍ。 ４ ． ｍ， ５ ～ ５ 因此模 型全长 约 ５ 模 型宽 ５５ ７５ｍ（ １ 。 ０ｍ， ． ． 图 ）
图 １ 土 谷 塘 枢纽 模 型平 面 布置 示 意 图
Ｆｇ１ ｌ ｅｌ ｏ ｔ ｆ ｕ ｕａ ｇ ｕ ｃｉ ｏ ｅ ｉ． ａ ｙ ｕ ｇ ｔｎ ｎ ｔ ｎ ｍ ｄ ｌ Ｐ ｎ ａ ｏＴ ｊ ｏ
收 稿 日期 ：０ ０ １－ ６ 修 回 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １— １２ ； ２ １－ ２ １
1#机启动验收
湘江土谷塘航电枢纽程水轮发电机组及附属设备制造1#机启动验收监造工作报告湖南水利水电工程监理承包总公司湘江土谷塘航电枢纽工程监理A标监理部2015年12月15日批准：符博慈审查：张向明、杨成军编写：李跃勤1．工程概况土谷塘航电枢纽工程位于湘江干流中游衡南县云集镇，距衡南县城3公里，坝址位于衡阳市上游39km处。
电站正常蓄水位58.0m，无调节能力，为河床径流式水电站，是一个以航运发电为主，结合灌溉、防洪等综合利用效益的工程。
该工程设计正常蓄水位58.0m，额定水头5.8m，加权平均水头6.58m，电站年发电量为3.6295亿kW.h，年利用小时数为4033h。
1.1设备及主要参数（1）1水轮机主要参数：型号GZ（TB5012）-WP-730转轮直径7.3m叶片数量3个额定流量443.29m3/s额定出力 23.2MW额定转速 75r/min；（2）发电机主要参数：型号SFW22.5-80/7960额定功率22.5 MW功率因数cosφ=0.9（滞后）频率f=50Hz相数3相连接方式Y型连接额定电压U=10.5KV额定电流I=614.6A额定转速75r/min；1.2工程总投资4台贯流式水轮发电机组及附属设备制造工程总投资：10680万元。
1.3参建相关单位（1）建设单位：湖南省水运建设投资集团有限公司（2）设计单位：湖南省水利水电勘测设计研究总院（3）制作单位：东芝水电设备（杭州）有限公司（4）监造单位：湖南水利水电工程监理承包总公司2. 监造规划及监造工作制度2.1监造规划：监理部于2014年1月份根据设备制造合同和监理规划编制了监造大纲。
监造工程师依据监造大纲和设备制造合同编制了监理实施细则，对4台贯流式水轮发电机组制造进行全过程监理。
2.2监造工作制度监理部针对贯流式水轮发电机组制造特点，为确保制造设备按合同要求、依据规范、标准、技术图纸建立了监造控制体系，制定了监造工作制度。
（1）监造机构组织管理制度；（2）设备监造工作管理制度；（3）出厂验收管理制度。
土谷塘前期土石围堰高喷灌浆施工
【 关键词 】 土谷塘 围堰防渗 高喷灌浆
一
１ 工程概况
土谷塘 航 电枢 纽工程 坝 址位 于湘 江干 流 中游 的 衡 南县 云集 镇 附近 ， 是湘 水 干流梯 级 开发 的第六 级 ， 其 上衔 近尾 洲水 电站 ，下 接 大源 渡航 电枢 纽 。坝址
含 沙量 少 ， 级 配差 ， 不利 于高 喷防渗 体 的形 成 。
３ 高喷灌浆施工
３ ． １ 灌 浆 设 备 及 人 力 资 源 配 置
１ ４ ６ ｍ ｍ。孔位 放样 后 ， 钻 机就 位 ， 调 整钻 机呈 水平
状态 ， 稳 固后 方可 开孔 ， 开孔孔 位与 设计孔 位 的偏差 不大 于 ５ ｃ ｍ。高喷 钻孔 分 三序 进行 ， 孔 深参 考施 工
期 围堰于 ２ ０ １ ２年 ｌ ０月下河 ，导 流标 准选 用 期 低 水 围堰按 照进 度 安排 要 在 １月 ２ ５日完 成基 坑
抽水 ， 要求 １月 １ ５日完 成高 喷灌 浆 防渗 施 工 。 （ ２ ）施 工外 围环 境差 ， 进 场道 路窄 ， 施工 正处 严
全 年 ５年 一 遇 ， 一 期 围堰 修 筑 前 先修 筑 前 期 低水 围 堰， 在 低 水 围堰 保 护下 修 筑 一期 纵 向混 凝 土 围堰 和
开始 ， 主要 存 在 以下 三 大问题 ：
船 闸与右岸 ７ ． ５ 孔 泄水 闸 ， 二期单 独 围左 岸厂房 ， 待船
闸具备通航条件后 三期 围左 岸剩余 的 ９ － ５孔泄水闸 。
一
（ １ ）工期 紧张 。 由于一期 全 年横 向 围堰 及 纵 向 混凝 土 围堰要 在 ２ ０ １ ３年 ３月 ３ １日前修 筑 完成 ， 前
6土谷塘可研水文最终稿7.14
6水文6.1 流域概况湘江流域位于北纬24°31′～29°00′，东经110°30′～114°00′之间，地处长江之南，南岭以北，遍及湖南东半部。
东以幕阜山、罗霄山与鄱阳湖水系分界；南临南岭山脉与珠江水系分流；西以董家山、雷公岭与资水分野；北接洞庭湖。
流域地形，东、西、南面较高，中部和北部低平。
东面湘赣交界诸山呈雁行式排列，山峰海拔大都超过1000m，最高为大围山七星岭，海拔1608m；南岭山脉海拔1000m以上，上游海洋山海拔1981m，湘桂交界处大南山海拔2021m，湘粤交界莽山海拔1902m；西面除董家山1041m外，湘、资二水分水岭多在海拔500m以下；衡山山脉以东北—西南走向位于流域中部，除祝融峰海拔1289m外，其余大多在海拔500m以下；北部洞庭湖为平坦的冲积平原，海拔多在50m以下。
湘江干、支流沿河两岸多为蜿蜒起伏的丘陵、沿河小平原或河间小型盆地。
长沙以下的冲积平原范围较大，与资水河口平原相连，形成肥沃的滨湖平原。
湘江流域土壤以红壤与黄壤为主。
湘江流域内森林主要分布于中、上游，以潇水流域最多。
植被种类以杉、松为主，中、下游丘陵地区主要为经济林。
湘江流域水土流失最严重的为蒸水流域。
湘江水系河流密布。
潇水、舂陵水、耒水、洣水、渌水和浏阳河等大支流均来自南面与东面山区，由右岸汇入干流，其中潇水、耒水、洣水流域面积均在10000km2以上。
支流祁水、蒸水、涓水、涟水、沩水自左岸入汇，左岸支流除涟水（7155km2）外，其余支流流域面积均小于3500km2，从而使得湘江发育成为一个不对称的树枝状水系。
湘江流域示意图见图6.1。
土谷塘航电枢纽工程位于湘江中游衡南新县城（云集镇）附近，枢纽上、下坝址相距15.01km，中坝址下距下坝址6.3km。
上坝址位于衡南湘江大桥上游4.27 km处邹家老屋附近（原预可上坝址上游120m处）；中坝址（原预可下坝址）位于衡南湘江大桥下游4.44km的锡皮洲，下坝址位于衡南湘江大桥下游10.74 km处的车江粮站下游的肖家屋，上、中、下坝址控制流域面积分别为37273km2、37298km2、37321km2。
土谷塘航电枢纽工程库区固定半浮式人工
土谷塘航电枢纽工程库区固定半浮式人工土谷塘航电枢纽工程建设完成后，将导致湘江库区部分鱼类的产卵场淹没消失，根据受影响鱼类的繁殖生物学、生态学特点，在库区设置固定半浮式人工鱼礁可以修复产粘性卵、沉性卵等鱼类的产卵场，增殖鱼类等水生生物资源，减缓和补偿枢纽建设和运行对水生态的影响。
该人工鱼礁由礁体和人工鱼巢两部分组成，礁体固定在原产卵场附近，水面下1.5～2.0 m处，人工鱼巢一端固定在礁体上，一端浮于水面。
该人工鱼礁可供产粘性卵、沉性卵、穴居产卵等多种生态类型的鱼类产卵。
本文还就人工鱼礁管理技术要求，建立了监测与效果评估模型进行了探讨。
标签：固定半浮式人工鱼礁；增殖修复技术；土谷塘航电枢纽1935年，美国在太平洋沿岸建造了世界上第一座人工鱼礁，至1983年美国的人工鱼礁达1200多座，每座鱼礁的体积均达数万立方米，取得了较好的鱼类增殖效果。
日本于1952年开始海区人工鱼礁建设，1974年颁布了《沿岸渔场整修开发办法》，专门对人工鱼礁的设置作了规定。
我国于1975年在台湾开始设置人工鱼礁，大陆则于上世纪70年代末、80年代初开始海区人工鱼礁的设置与研究工作，其特点是起步较晚，发展很快，技术成熟，效果较好，但主要为海区人工鱼礁，并于2012年颁布了水产行业标准《人工鱼礁建设技术规范》（SC/T 2090-2012）。
目前，人工鱼礁的设置主要在海岸、海区，关于内河人工鱼礁的研究、设置均较少。
近年来，为了修复水域生态环境，增殖鱼类等水生生物资源，特别是长江流域的湖南、安徽等省份均开展了淡水人工鱼巢的研究，湖南于2015年发布了湖南省地方标准《淡水人工鱼巢增殖技术规程》（DB43/T 1077-2015），淡水人工鱼礁的研究目前还处于起步阶段，土谷塘航电枢纽人工鱼礁的建设与研究，将为内河水域鱼类栖息地修复、资源增殖提供有力的技术支撑与示范，对于内陆水域产卵场修复、资源增殖保护意义重大。
土谷塘航电枢纽工程坝址位于衡南云集镇滨河村，上距近尾洲枢纽坝址50km，下距衡阳市约38km，距大源渡枢纽坝址100km。
中共湖南省委、湖南省人民政府关于加快湘南地区开发开放的决定-湘发[2009]3号
![中共湖南省委、湖南省人民政府关于加快湘南地区开发开放的决定-湘发[2009]3号](https://img.taocdn.com/s3/m/adea90cb250c844769eae009581b6bd97f19bcf9.png)
中共湖南省委、湖南省人民政府关于加快湘南地区开发开放的决定正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 中共湖南省委、湖南省人民政府关于加快湘南地区开发开放的决定（湘发[2009]3号2009年1月19日）为深入贯彻落实党的十七大和省第九次党代会精神，敞开南大门，对接粤港澳，促进湘南地区又好又快发展，推动科学跨越、富民强省，特作出如下决定。
一、加快湘南地区开发开放的战略意义1．战略地位与发展基础。
湘南地区包括衡阳市、郴州市、永州市。
地理区位独特，战略地位重要。
三市地处我省最南端，交通便捷，是湖南的南大门，是中部地区对接粤港澳的前沿，也是珠三角产业转移进入中西部地区最直接、最便捷的通道之一。
随着泛珠三角区域经济合作和中国一东盟区域合作的进一步深化，三市在全省区域经济布局中的战略地位更加凸显。
资源丰富，物产富饶。
三市具有丰富的有色金属、非金属矿、农林产品、人文和旅游资源，是著名的有色金属之乡、旅游胜地和我省主要煤炭生产基地。
产业优势明显，发展基础良好。
三市装备制造、有色金属加工、盐化工及精细化工有较强基础，能源工业、新型建材、电子信息、食品和农产品加工业有一定规模。
2008年，三市经济总量占全省五分之一强。
2．战略意义。
加快湘南地区开发开放，是深入学习实践科学发展观、贯彻落实省第九次党代会精神，抢抓国家促进中部地区崛起、推动沿海产业内移、支持泛珠三角区域经济合作等历史机遇，促进我省区域协调发展，加快富民强省步伐的必然要求；是应对全球金融危机，充分利用国家宏观政策机遇，积极扩大投资、拉动内需的重大举措；是发挥三市区位、资源和产业等优势，加快与粤港澳全方位对接融合，推动区域间生产要素合理流动和优化配置，把三市打造成我省对外开放桥头堡和充满活力、富有吸引力、具有竞争力地区的现实途径。
狭窄连续弯道河段航电枢纽平面布置研究
坝轴线位于弯道弯顶附近 ， 坝线处河道宽约 ４ ０ 左侧河床为主河道［ 。 ８ ｍ， ５ ］
图 １ 土 谷 塘航 电 枢纽 坝 区河 势
Ｆｇ１ ｉｅ ｓ ｕ ｔ ｎ ｉ Ｔ ｇ ｔｎ ａ ｉａ ｏ —ｏ ｅ ｎ ｔ ｎｄ ｍ ａｅ ｉ． Ｒ ｖｒ ｉ ａｉ ｕ ｕａ ｇｎ ｖｇ ｔ ｎｐ ｗ ｒ ｕ ｃｉ ａ ｒａ ｔ ｏ ｎ ｉ ｊ ｏ
关键词 ： 狭窄连续弯道河段 ； 电枢纽 ； 航 平面布置 ； 湘江 ； 土谷塘
中图 分 类 号 ：Ｖ １５１ Ｕ６ ７ Ｔ ３ ．； １ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ５ ８４ （０ ２ ０ — ０ ９ ０ １０ —４ ３２ １ ） １０ ３— ６
梯 级 渠 化是 山 区和半 山 区河 流 提 高航 道 等 级 、 流综 合 开 发利 用 的 主要 模 式 ， 道 是 山 区和 半 山 区河 河 弯 流 常 见 的平 面形 态 。 以通 航 为 主要 目的 的梯 级 航 电枢 纽一 般选 择 在河 道顺 直 、 面宽 阔河 段 。 是 在地 处 山 河 但
鉴 于土 谷 塘枢 纽 坝址 所 处 的特 殊 河 势 ， 设计 单 位 提 出 了 ２种 枢纽 平 面 布 置方 案 ， 即船 闸 位 于弯 道 凹岸 （ 上游 为 凸岸 ） 的左岸 船 闸方 案 和船 闸位 于 弯道 凸岸 （ 侧 上游 为 凹岸 ） 的右 岸船 闸方 案 。 侧 采用 整 体河 工模 型
第３ ３卷第 １ 期
２ ２ 年 ２ 月 ０１
水
道 港 口
Ｖｏ ＿３ Ｎｏ１ ｌ３ ．
Ｆ ｂ ２ ２ ｅ ． ０１
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｅ ｗａ ｎ ｒ ｏ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ ｙ ａ ｄ Ｈａ ｂ ｒ ｏ Ｗ
衡阳交通概况
1.公路一、公路里程基本情况衡阳市公路维管养总里程：2222公里㈠按行政等级分⒈国道2条：248公里⑴G107京深线（北京至深圳）166公里⑵G322衡友线（衡阳至友谊关）82公里⒉省道8条：766公里⑴S210涟油线（涟源至油木岭）114公里⑵S211跃石线（跃龙至石岗坳）22公里⑶S214衡同线（衡阳至同益圩）108公里⑷S314衡双线（衡阳至双峰）72公里⑸S315龙宋线（龙下至宋家塘）138公里⑹S316安万线（安仁至万家山）60公里⑺S317常隆线（常宁至隆回）121公里⑻S320界木线（界化垄至木头冲）130公里⒊县道63条：1208公里㈡按技术等级分一级公路30公里二级公路648公里三级公路238公里四级公路1306公里㈢按路面结构分沥青混凝土65公里水泥混凝土1331公里简易铺装路面719 公里未铺装路面107公里二、桥梁基本情况桥梁总数384 座16249延米其中：特大桥1座、大桥25座、中桥54 座、小桥304座。
（2011年）衡阳市公路管理局/hysglj/zwgk/glsj/c2995e93-7614-4ebd-be73-30cd2bd956b9.shtml（公路数据）2. 铁路衡阳市境内营业里程达383公里，其中，世界一流的时速最快的（350公里/小时）武广高铁全市境内里程达到138公里，于2009年12月27日正式通车，到达长沙只需半个小时，到广洲、武汉仅需1.5个小时。
据统计，2010年高铁旅客运输量达到19.82万人。
2008年开工建设湘桂复线（湘桂线扩能）、衡茶吉铁路（井冈山至衡阳段）投资67.5亿元，通车里程139公里，预计2012年底通车。
铁路的大发展，解决了衡阳交通的颈瓶，为拉动衡阳经济发展发挥了重要的拉动作用。
3.水路衡阳市具有得天独厚的水运条件，全市5公里以上的河流393条，51公里以上的河流长度8355公里，通航航道8条(段)，段道总里程769公里，其中等级航道526公里，千吨级航道127公里，1个件杂泊位，完成朱亭至大源渡54公里航道的太阳能灯塔航标的改造，完成衡阳境内湘江116公里航道所有标志GPS遥控遥测系统的配设。
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附件2
主要技术要求
1.报警值设定要求
1.1 按《水轮发电机基本技术条件GB/T7894-2009》要求：（1）水轮发电机允许双幅振动值应不大于以下规定。
灯泡贯流式机组各部位振动允许限值
单位：mm
（2）正常运行工况下，水轮发电机导轴承处测得的相对运行摆度（双幅值）应不大于75%的轴承总间隙值。
2.数据采集设备
2.1数据采集箱
a)数据采集箱基本技术要求：
b)数据采集箱内的I/O接口应采用插入式结构，且标准化、模块化，易于扩展和
替换；
c)各数据采集模块应具有通道和模块OK指示灯；
d)数据采集模块应能合理设定采集周期，以便对信号进行整周期采样；
e)单模块故障不应影响系统整体运行，各数据采集模块之间应相互独立、互不影
响；
f)为保证数据采集的同步性和可靠性，振动、摆度和压力脉动等稳定性参数宜共
用一个数据采集箱；
g)数据采集箱采用容错、自诊断和抗干扰等措施达到高可靠性；
h)数据采集箱应提供对应每路监测信号的4mA-20mA模拟量输出。
数据采集箱报警
逻辑和报警定值应能通过软件组态设置。
数据采集箱应具有串口和以太网接口。
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2.2数据采集
2.2.1系统必须能根据相关工况参数判断机组为稳态、暂态过程（包括瞬态）。
2.2.2针对机组稳态运行状态，振动、摆度和压力脉冲应采用整周期采样方式，每周期不少于128点，连续采样不少于8个周期。
2.2.3针对机组暂态过程（包括瞬态），系统应采用连续采样方式，振动、摆度和压力脉动采样频率应大于1kHz。
2.3数据存储
数据采集箱应具备数据存储和管理功能，应能存储机组稳态、暂态过程（包括瞬态）的原始采样数据，应具备数据回放功能。
2.4数据分析
数据采集箱应具备数据分析的能力，通过现地配置的显示设备，数据采集箱应能以结构图、棒图、表格和曲线等形式对状态监测参量、工况参数和过程量参数进行显示和分析。
2.5数据采集箱的主要技术指标
a)存储容量：>=10G;
b)精度：转速测量误差<=0.2r/min,其余<=0.5%FS；
c)工作温度：-10~60摄氏度。
2.5附属设备
机组状态监测屏柜内应配备液晶显示器，以便就地监测和调试维护；应配备一套传感器电源模块，为各种传感器提供工作电压。
3数据服务器
配置必须按业主方的要求提供，操作系统必须符合开放系统标准实时多任务多用户成熟安全，硬件必须支持掉电保护，承受电压扰动和电源恢复后的自动重新启动。
4试验和检验
4.1投标人提供的主要设备元件必须是有资质的厂家生产的合格产品，并且应具备有效的型式试验证书（最近5年内）
4.2设备出厂前，应进行出厂试验和检验。
且试验项目必须全面、完整。