２０１０年９月 水利水电快报 ＥＷＲＨＩ 第３１卷第９期 ～～施一一与～～计～～设～ 文章编号：１００６－００８１（２０１０）０９－００２７－０３ √ 厄瓜多尔计划在保特河上兴建索布拉电站 ［厄瓜多尔］ Ｃ．Ｄ．哈科梅Ｆ．哈拉 摘要：即将在厄瓜多尔保特（Ｐａｕｔｅ）河上开发的索布拉（Ｓｏｐｌａｄｏｒａ）电站将使该国最大的梯级水电工程 增加装机４８０ ＭＷ。研究论证了电站开发的技术和经济可行性。对站址的特征、过去研究过的设计方案和 最终采用的方案进行了介绍，并针对设计中面临的电站间的连结问题提出了合理的解决方案。 关键词：水电站；水电站设计；梯级水电工程；可行性研究；厄瓜多尔 中图法分类号：ＴＶ７５３．７７６ 文献标志码：Ａ ２００９年５月底，厄瓜多尔电力公司（ＣＥＬＥＣ ＳＡ）就融资兴建索布拉电站进行了公开招标。 ＣＥＬＥＣ ＳＡ享有兴建保特综合利用水电枢纽的特许 权，该枢纽包括４座电站：马扎尔（Ｍａｚａｒ）电站（１６３ 台８１．５ ＭＷ混流式水轮发电机机组。 １新开发工程 开发的索布拉水电工程的高程在１ ３１４ ｍ与 ９２９ ｉｎ之间，目前正处于研究之中。该工程将在总 水头３８５ Ｉｌｌ下运行，利用２条保特一莫利诺尾水隧 洞的水流发电（图２）。 由于地形复杂，山高坡陡，存在岩坡失稳问题， 因此除交通道路以外，所有工程均设计在地下。其 主要技术特征见表２。 ＭＷ）、奠利诺（Ｍｏｌｉｎｏ）电站（１ ０７５ ＭＷ）、索布拉电 站（４８７ ＭＷ）和卡尔德尼洛（Ｃａｒｄｅｎｉｌｌｏ）电站（５００ ＭＷ）。所有这些电站都建在或将建在厄瓜多尔西 南部、距昆卡（Ｃｕｅｎｃａ）市约１００ ｋｒｎ的保特（Ｐａｕｔｅ） 河上。为招标准备的基本设计已由工程咨询集团完 成，该集团由巴西莱马公司、厄瓜多尔Ｃａｍｉｎｏｓｃａ公 司、法国科因一贝利埃公司和智利ＭＮ公司组成。 设计考虑了许多重要技术问题。 除以下区域外，就地质学的观点来说，隧洞和厂 房所处地区的岩石材料是稳定的： 马扎尔电站（将于２０１０年投入运行）和莫利诺 电站（已于１９８２年投运）均有一座水库。下游电 站，即索布拉电站（即将招标）和卡尔德尼洛电站 （设计中）将利用上游电站下泄的流量发电（表１和 （１）已证明，约有１／３长的隧洞存在不确定性， 可能需要进行重型支护（钢支架、锚杆、钢丝网、喷 混凝土和移除松动岩石）； （２）保特河底下的水下跨河洞段，这一洞段必 须设在４０ ｍ或更深处的含有大块石的冲积河床材 料内。 图１）。目前，唯一运行的水电工程是莫利诺电站， 在２００８年，它是为厄瓜多尔供电的主要电站，所提 供的电力占全国总耗电量的３８％。 马扎尔水电工程（在建）在莫利诺电站上游，始 建于２００５年４月。该工程将增强系统的调节容量。 位于保特河左岸的保特一索布拉电站进水口包 括： （１）始于莫利诺电站尾水隧洞的隧道掘进系 统； 其主要建筑物是１６０ ｉｎ高的混凝土面板堆石坝，坐 落在不对称河谷上（特征值 ／ ＝１．８９，式中 为 混凝土面板面积， 为坝高）。正在地下厂房安装２ 收稿日期：２０１０－０５ ３０ （２）位于洞室内的连接奠利诺电站与索布拉电 站的互连室； ・２７・ ２０１０年９月 水利水电快报 ＥＷＲＨＩ 第３１卷第９期 螓蠹 ｇ８一图１马扎尔一莫利诺一索布拉一卡尔德尼洛梯级电站 表１马扎尔、莫利诺和索布拉水电站主要特征 项目 特征 ４．１Ｏ 马扎尔电站（在建） 库容／亿ｍ 坝型 坝高／ｍ 机组数量／台 机型 混凝土面板堆石坝 １６６ ２ 混流式 １３８ 净水头／ｍ 总设计流量／（ｍ ・ｓＩ１） 装机容量／ＭＷ 年均发电量／ＧＷ・ｈ 莫利诺电站（已运行）Ａ＋Ｂ期 库容／亿ｍ 坝型 坝高／ｍ 机组数量／台 机型 １５０ １６３ ７６２ 压力钢管 尾水隧洞 图２索布拉电站设计示意 表２索布拉电站主要建筑物 净水头／ｍ 总设计流量／（ｍ ・ｓ ） 装机容量／ＭＷ 年均发电量／ＧＷ・ｈ 莫利诺电站（已运行）Ｃ期 库容／亿ｍ 坝型 坝高／ｍ 机组数量／台 机型 净水头／ｍ 装机容量／ＭＷ 年均发电量／ＧＷ・ｈ 索布拉电站（招标阶段） 库容／亿ｍ 坝型 坝高 不详 不详 不详 （３）将互连室与上游引水隧洞连接起来的垂直 竖井。 机组数量／台 机型 混流式 ３６２ １５０ ４８７ 净水头／ｍ 总设计流量／（ｍ ・ｓ ） 装机容量／ＭＷ 年均发电量／ＧＷ・ｈ ・索布拉引水工程包括： （１）引水隧洞，它包括保特河下贯通左右岸的 横穿隧洞； ２ ７５０ ２８・ ［厄瓜多尔］ Ｃ．Ｄ．哈科梅等厄瓜多尔计划在保特河上兴建索布拉电站 （２）上游调压竖井，下端有一个束窄孑Ｌ口，上部 为坡度１３％的闸室； 拉电站十分不利。 为此，选择了直接连接方式。互连建筑将拦截 莫利诺电站排泄的尾水（拦截位置在目前尾水回放 到保特河的那一点的上游），并将其引入左岸的地 （３）２０ ｍ长、２ Ｉｌｌ高的拦石坑； （４）水平和垂直跨度的压力钢管； （５）直径４．７、３．８ ｍ和２．９ ｍ的多叉管。 下压力洞室或互连室。由于索布拉工程位于右岸， 碰到一个新难题，因为水下跨河洞段必须建在狭窄 而陡峭的河段，地质调查表明，该河段存在块状冲积 始于水轮机尾水管的索布拉尾水设施包括： （１）下调压井，位于与地下厂房平行的洞室内； （２）尾水隧洞； （３）将水回泄到保特河的泄水建筑物，距保特 河与卡尔德尼洛河流汇合处上游５００ ｍ。 利用现有的Ｇｕａｒｕｍａｌｅｓ—Ｍｅｎｄｅｚ Ｅ４０国家级公 路可通往工地。２条进场交通公路由这条国家公路 分岔，１条通向开关站区，另１条通向尾水隧洞工 地。这２条公路目前正在施工中，预计可在电站主 体工程计划开工日期以前完工。 由于植被遮蔽了陡坡和复杂的地形，导致公路 路线的选择和公路设计过程很复杂。 该地区多雾和多雨天气使进场公路施工受到影 响。 ２装机容量的优化 对于索布拉工程而言，选择最佳装机容量是３ 期工程设计第２阶段的目标。 在这一过程中，对于冲击式水轮机和混流式水 轮机，水力系统是根据１００～２００ ｍ ／ｓ的５种设计 流量设计的。针对每种方案，对每座建筑物的设备 和土建工程都进行了设计，以获得建筑工程量清单 和总工程费用。还确定了运行费用和维护费用。同 时在考虑了从哥伦比亚输入电力的情况下，通过模 拟所有现有电站和将来电站的小时经济调度进行了 效益计算（出售电力）及经济分析。考虑了将保特 枢纽作为峰荷电站枢纽和马扎尔水库、莫利诺水库 （阿马鲁扎水库）的优化调度。这些模拟为决策的 制定提供了经济参数。 研究推荐设计流量为１５０ ｍ ／ｓ，这是根据３台 混流式水轮机的总装机容量为４８７ ＭＷ来确定的。 ３互连系统 为了获得最大回报和确保工程安全，该设计主 要的难题之一是莫利诺电站与索布拉电站的连接设 计。建筑物所处的地形和地质环境对以合理的造价 修建一座大坝并将莫利诺电站泄放的尾水引到索布 基岩材料，厚度超过１００ ｍ。 在这种情况下，互连建筑物成为咨询公司、承包 商、电站控制设备制造商的一个具有挑战性的问题， 因为互连室内可供两座电站同步调度的水量较少。 为了进行水力设计，必须开发合适的软件，以确保精 确模拟整个水力系统的工况。目前，已通过１：２０物 理模型试验修改了最终布置。 为了进行土工设计，进行了详细地质勘测，这种 勘测需要攀山设备。除了用于工程可行性设计阶段 的钻孔外，还打了更多钻孔。在一些地方必须使用 直升机运输钻孔设备。 除了索布拉工程的具体设计（包括电站的机 电、控制设备）外，还研究了包括索布拉和卡尔德尼 洛工程之间采用的互连方法（或者是利用一座大 坝，或者是用诸如为莫利诺一索布拉工程交界面设 计的那种互连系统），结果表明，即使可以利用莫利 诺（阿马鲁扎）坝与索布拉泄水建筑物之间的区间 人流，建一座坝的投资回报率仍然较低，因此推荐采 用互连系统方案，该方案还可避免大坝对环境的影 响。 ４工程招标 索布拉水电工程投运后将给厄瓜多尔带来巨大 效益，因此得到赞同。业已完成的基本设计的 有效性、可靠的工程量清单以及详细的技术规范 （当前世界上只有极少数工程具备这些条件）将会 使施工期间的意外风险减至最小，投标人可在维护 其自身利益的前提下提交具有竞争力的报价。 ＣＥＬＥＣ ＳＡ经济利益也应得到切实保障，因为 预计施工期间工程量清单会发生少量的改变，这可 能造成费用增加。ＣＥＬＥＣ ＳＡ即将发出的招标要求 报价包括用于工程投资的长期贷款。 刘洪斌译自英刊《水电与大坝））２００９年第３期 赵树湘校 《编辑：朱晓红） ・２９・
