[发明专利]一种大型坝式水电站初步选址方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水利设施的选址方法，尤其涉及一种大型坝式水电站初步选址方法。

背景技术

2015年，全球能源互联网从战略构想上升为国家倡议，有较大调节能力的大型坝式水电站将成为全球互联电网的重要支撑电源。在构建全球能源互联网战略的背景下，不仅需要评估全球各区域的水电理论蕴藏量、技术可开发量及经济可开发量等参数，而且有必要对全球各区域进行水电初步规划，研究拟建大型坝式水电站的建设地址、装机容量和调节特性。

实际工程中，水电规划需要大量地形、地质、水文勘察设计资料作为支撑，现场勘测工作量大、时间跨度长，动辄需要数十亿经费支持。在构建全球能源互联网战略的背景下，水电规划对象基本都在国外，在战略构想和规划阶段通常难以获得外国相关管理部门和技术设计部门的支持，缺乏水电规划工程数据的来源和渠道，因此无法采用常规的水电选址及设计方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种大型坝式水电站初步选址方法，可在缺乏详细勘察设计资料和大量经费支持的情况下，以卫星地形数据为主要数据来源，并由少量公开数据和工程经验值支撑，进行拟开发河段的筛选、大型坝式水电站的选址以及大型坝式水电站的装机容量和调节特性计算。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种大型坝式水电站初步选址方法，包括以下步骤：

1)根据适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值，对拟开发河段进行筛选，确定重点开发河段；

2)获取重点开发河段的卫星地形数据，根据卫星地形数据生成重点开发河段的等高线地形图，从等高线地形图中获得重点开发河段的原水位和山体顶部高度；

3)在等高线地形图上，从重点开发河段中选定上、下游两侧河道在原水位处的河道宽度大于适宜建设大型坝式水电站的河道宽度的河段，沿河岸一侧等间隔测量选定河段在原水位处的河道宽度，绘制选定河段沿河岸的河道宽度曲线；选取选定河段上的多个河道宽度极小值点所在的位置作为水坝的备选坝址；

4)预设各备选坝址处的壅水高度最大值，在各备选坝址处从初始高度值开始等间隔递增选取多个壅水高度值，直到达到壅水高度最大值，每一备选坝址处的每一壅水高度均代表一个大坝设计方案，从而得到多个不同的大坝设计方案；

5)根据山体顶部高度、备选坝址和各壅水高度值，分别确定各大坝设计方案的大坝参数，大坝参数包括：正常蓄水位、死水位、校核洪水位、坝顶高度以及坝顶长；

6)根据各大坝设计方案的大坝参数及卫星地形数据，确定各大坝设计方案中水库的淹没面积和有效库容；

7)根据公开资料和工程经验值，计算各大坝设计方案中水电站的装机容量和库容系数；

8)将选取的多个水坝的备选坝址，各备选坝址对应的多个大坝设计方案，以及各大坝设计方案对应的大坝参数、水库的淹没面积和有效面积、水电站的装机容量和库容系数输出，作为具体选址时的参考。

还包括步骤9)判断同一河段下游大坝的正常蓄水位对应等高线所围成的闭合区域是否包含上游大坝的备选坝址，如果包含，则输出所述同一河段内的这两种大坝设计方案不兼容信息。

所述步骤1)中适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值根据拟建坝式水电站需求的最小装机容量计算得到；所述步骤1)中筛选重点开发河段包括：获取拟开发区域内各河流的年径流量，将区域内各河流的年径流量与适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值进行对比，排除区域内各河流的年径流量小于适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值的河段，获得多条重点开发河段。

所述适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值的计算公式为：

式中，Q_min为适宜建设大型坝式水电站的河流径流量的最低限值；P_min为坝式水电站的最小装机容量；T_a0为坝式水电站的年运行小时数；k为水电站综合出力系数；H为水电站预估壅水高度；T₀为一年的总小时数。

所述步骤3)中适宜建设大型坝式水电站的河道宽度为2千米；所述步骤5)中坝顶长为重点开发河段的等高线地形图上，备选坝址处坝顶高度对应等高线的截断线长度。

所述步骤6)中，各大坝设计方案中水库的淹没面积为：选定河段各备选坝址上游河道的原水位对应等高线和筑坝后正常蓄水位对应等高线之间的地形曲面面积；