第3章 工程规模分析论证

3.1 概述

3.1.1 工程开发任务

2003年编制《江西省峡江水利枢纽工程项目建议书》时，根据原国家计划委员会批复的《赣江流域规划报告》和江西省国民经济快速发展对水资源综合利用要求，提出工程开发任务为以防洪、发电为主，兼顾航运、灌溉等综合利用。水规总院于2004年1月对《江西省峡江水利枢纽工程项目建议书》审查时认可了该工程的开发任务。2005年以后，鄱阳湖区、赣江及其他河道中砂石大量被采；同时，赣江的航运发展迅速。2008年6月中国水电工程顾问集团公司对《江西省峡江水利枢纽工程项目建议书》评估后，建议将工程开发任务确定为防洪、发电、航运，兼顾灌溉等综合利用要求。

2008年编制工程可行性研究报告时，根据赣江航运发展情况及峡江项目建议书的评估意见，将峡江水利枢纽工程的开发任务调整为：以防洪、发电、航运为主，兼顾灌溉等。水利部水规总院和国家投资项目评审中心组织专家对《江西省峡江水利枢纽工程可行性研究报告》进行审查和评估时均认可了该工程的开发任务，但在国家发展和改革委员会的批文中，对工程开发任务，增加了“水资源调配”的内容。

2010年编制工程初步设计报告时对工程开发任务进行复核。2011年年初，经调查发现，赣江中下游的防洪、灌溉和航运要求基本未变，江西电网内电力电量仍然短缺，唯有区别的是，赣江中下游自来水厂近几年枯水季节在赣江中取水困难。经分析研究发现，赣江中下游自来水厂近几年枯水季节取水困难的主要原因不是枯水期缺水量（与万安水库蓄水运行前比较），而是由于近十几年的河道疏浚和采砂，使得赣江中下游河床下降，同一流量下水位降低所致。而峡江水库在枯水季节仅能为赣江中下游适当地补充水量，且补充的流量较小，要使沿江两岸的自来水厂能在枯水季节顺利取水，则是峡江水库无法办到的，需采取其他措施予以解决。因此，峡江水利枢纽工程的开发任务最终定为：以防洪、发电、航运为主，兼顾灌溉等。

3.1.2 工程设计标准

根据峡江水库的总库容、电站的装机规模、通航设施及航道等级，工程设计阶段按照《防洪标准》（GB 50201—1994）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000）及《船闸总体设计规范》（JTJ 305—2001），将峡江水利枢纽工程确定为Ⅰ等工程。永久性挡水建筑物为1级建筑物，按500年一遇的设计洪水标准和2000年一遇的校核洪水标准设计；永久性非挡水建筑物为2级建筑物，按100年一遇的设计洪水标准和500年一遇的校核洪水标准设计；泄水闸坝下游的消能防冲设施按100年一遇的洪水标准设计；非挡水部分的船闸下闸首、闸室和鱼道为2级建筑物，按20年一遇的洪水标准设计。

峡江库区中的防护工程根据其保护人口、耕地、区域内的重要设施以及保护区的重要性，按照《防洪标准》（GB 50201—1994）和《堤防工程设计规范》（GB 50286—1998）确定保护区的防洪标准，其中：同赣堤和吉水县城区防洪堤按50年一遇的洪水标准设计，万福堤、阜田堤、同南河两岸堤防和陇洲堤按20年一遇的洪水标准设计，其他防护区堤防按10年一遇的洪水标准设计。

各防护区中的排涝站根据其装机规模结合防护区的防洪标准按照《防洪标准》（GB 50201—1994）和《泵站设计规范》（GB/T 50265—1997）确定其防洪标准。

3.1.3 工程规模

1.坝址区枢纽工程

（1）设计洪水位和校核洪水位。根据峡江水库选定的洪水调度原则、防洪库容6.0亿m³及防洪高水位49.00m，依据泄洪能力曲线、水库高程-容积关系曲线等基本资料，对选定采用的正常蓄水位46.00m方案，分别依据1968年6月洪水和1994年6月洪水为典型的设计洪水，进行水库洪水调节计算，通过对两种年型设计洪水的调洪成果比较，选择对工程运行较为不利的1994年型洪水调洪成果作为峡江水库调洪的采用成果：500年一遇设计洪水位为49.00m，最大下泄流量为29100m³/s；2000年一遇校核洪水位也为49.00m，最大下泄流量为32500m³/s，水库总库容为11.87亿m³。

（2）正常蓄水位。峡江水利枢纽工程为了充分利用水资源，满足防洪、发电、灌溉等综合利用要求，同时尽可能减少库区的淹没迁移范围，尽量不加重吉安市城区的防洪和排涝负担，且尽量减少吉水县城文峰镇防洪及排涝负担，结合坝址地形地质条件，项目建议书阶段经44.00m、46.00m和48.00m三个正常蓄水位方案比选，初步推荐46.00m正常蓄水位作为采用方案。可研阶段依据库区的地形地势，从工程对吉安市防洪排涝的影响、正常蓄水位与防洪起调水位的协调、各部门对本工程的兴利要求等方面考虑，在认真分析研究峡江水库正常蓄水位的可变范围的基础上，经45.00m、45.50m、46.00m和46.50m四个正常蓄水位方案的技术经济比较，仍选定46.00m为峡江水库的正常蓄水位。初步设计阶段在可研阶段选定的正常蓄水位46.00m附近加密间隔，拟定峡江水库45.50m、45.80m、46.00m和46.20m四个正常蓄水位方案进行技术经济比选。由于拟定的四个正常蓄水位方案在防洪、灌溉、供水三个方面的效益一致，初步设计阶段从发电效益、淹没损失补偿、库区防护工程和枢纽工程投资、渠化航道里程及经济评价指标等方面进行分析比较，通过技术经济的分析论证，最终选定峡江水库正常蓄水位为46.00m。

（3）死水位。峡江水库死水位的高与低对工程的防洪功能无影响，泥沙淤积高程也不影响死水位的选择。本工程从灌区农田的高程、与上一个梯级石虎塘航电枢纽电站发电尾水的衔接情况、电站的年发电量和保证出力、为下游增加枯水季节的航运流量等几个方面考虑，并结合电站为电网调峰所需的调节库容以及特枯年份的枯水季节为赣江中下游进行应急供水选取峡江水库死水位。通过考虑各部门用水的兴利要求，最终选取44.00m为峡江水库采用死水位，死水位44.00m至正常蓄水位46.00m之间的调节库容为2.14亿m³。

（4）电站装机容量。峡江水电站接入江西电网运行，供电范围为江西全省。通过对电站装机360MW（9台，单机40MW）方案进行电力电量平衡分析，从设计丰水年、平水年、枯水年的电力电量平衡成果可知，设计水平年2020年江西电网电力电量缺口较大，江西省电源建设具有较大的空间，峡江水电站的电力电量均可在网内消耗。考虑到峡江水电站装机规模较大，在江西省电力系统中将起着重要的作用，应尽可能地多承担系统的调峰容量。设计阶段结合电站水头变化范围和适当的机组机型，拟定峡江电站装机容量为342MW（9台机组）、360MW（9台机组）和378MW（10台机组）3个方案进行技术经济比较，采用火电替代方案，从增加容量效益上分析，装机容量360MW时经济效益最优。因此，选定360MW方案作为峡江水电站装机容量的采用方案。通过径流调节计算，峡江水电站的多年平均年发电量为11.4357亿kW·h（万安水库按初期运行水位83.11～94.11m运行，与万安联合调度），保证出力（P=90%）为44.09MW；当万安水库按最终规模正常蓄水位98.11m运行时，与万安联合调度的多年平均年发电量为11.4635亿kW·h，保证出力（P=90%）为44.38MW。

（5）通航设施。据赣江航道发展规划，赣江赣州至南昌航道规划为通行1000t级船舶的Ⅲ级航道，依据《内河通航标准》（GB 50139—2004）、《船闸总体设计规范》（JTJ 305—2001），峡江水利枢纽工程船闸的设计最高通航水位洪水标准为20年一遇，设计最低通航水位保证率为98%。根据赣江的洪水特性和本工程的运行调度方式确定：船闸的通航流量范围为221～19700m³/s；上游、下游最高通航水位分别为46.00m和44.10m，最低通航水位分别为42.70m和30.30m。船闸的主要设计参数为：闸室有效长为180m，净宽为23.0m，底板高程为26.80m，上闸首门槛高程为39.20m，下闸首门槛高程为25.80m。

（6）灌溉。峡江灌区控制灌溉面积32.95万亩，其中，新增灌溉面积11.69万亩，改善灌溉面积21.26万亩。灌区属亚热带季风区，气候温湿，雨量充沛，水资源丰富，供水条件良好，农业生产条件优越，农作物的种植以水稻为大宗。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288—1999）的有关规定和本灌区的实际情况，确定峡江灌区灌溉设计保证率为90%，设计水平年为2020年。依据当地1954—2008年的降水、蒸发资料和设计作物组成求得峡江灌区设计灌水率为0.62m³/（s·万亩）。根据灌区情况按相关规范要求，本灌区灌溉水综合利用系数取0.62，并依据灌区干渠、支渠的控灌面积，且考虑当地现有蓄水、引水和提水工程的供水能力，计算得峡江灌区左、右干渠渠首设计灌溉引用流量分别为10.5m³/s和12.9m³/s。

峡江水利枢纽工程采用方案的主要特征指标见表3.1-1。

2.防护区防洪与治涝工程

（1）防洪。峡江库区防洪工程建设是减少库区淹没损失、维持库区农业经济的稳定、促进库区经济持续发展的必要措施。峡江库区属赣江中游浅丘宽谷河段，两岸阶地发育，低岗和河谷冲积平原相间，人口密集，耕地集中，该地区部分河段已建有不同规模的防洪工程，但其防洪标准相对较低。根据峡江水库库区防洪设计标准及防护区地形地势等具体情况，对该地区的部分防洪工程进行加高加固或新建防洪堤（墙）。经多方案分析比较，峡江库区共设置7个防护区（包括吉水县县城）。7个防护区分布于赣江两岸以及同江、文石河等下游两岸，根据防护区的不同保护对象采用不同的洪水设计标准，分别进行防护，建立各自相对独立的防洪保护圈。7个防护区的堤线总长57.809km，其中防洪墙1.256km。各防护区堤防工程特征值详见表3.1-2。

(2)排涝。峡江水利枢纽工程防护区内地势低洼，一般地面高程为39.00～48.00m，大部分低于峡江水库正常蓄水位46.00m，峡江水库及防护工程建成后，防护区内涝水无法自流排出，形成内涝积水，必须兴建电排站以排出防护区内涝水。峡江防护区治涝按照高水高排、低水抽排的原则，结合防护区内的地形、地势情况，充分考虑导排与抽排相结合。

1）导排设计流量。根据导排沟（渠）的集水面积，采用《江西省暴雨洪水查算手册》中推荐的瞬时单位线法（集雨面积不小于30km²）和推理公式法（集雨面积小于30km²）计算，并考虑导排沟（渠）以上的小型水库对洪水的调蓄作用，且取其设计洪峰流量一定的折扣值作为导排沟（渠）的设计流量。经技术经济比选，同江防护区的同北渠导排设计流量取40%的洪峰流量作为导排渠设计流量，其他防护区取50%的洪峰流量作为导排渠设计流量。两边为夹堤的新开河或加高加固的老河道设计流量直接采用计算的设计洪峰流量。

2）排涝站设计流量及装机规模。排涝站设计流量依据设计暴雨产生的涝水量、导排沟（渠）导排能力以上的洪水水量以及防护区圩堤渗漏水量采用平均排除法计算，其中涝水量用设计暴雨量扣除蓄涝区和田间蓄水量而得。排涝站设计内水位依据低洼地高程及其至排涝站前池的距离分析确定，设计外水位依据承泄区相应排涝时段的平均水位和相应频率的设计洪水水面线分析确定。装机容量依据排涝站设计流量、设计扬程、最大最小扬程，并选择合适的机组机型和台数后确定。

各防护区排涝站和导排渠特征值详见表3.1-3和表3.1-4。