南河發(fā)源于甘孜藏族自治州九龍縣，由南源石灰窯河和北源勒丫河在涼山彝族自治州冕寧縣冶勒鄉(xiāng)兩河口地區(qū)匯合而成，在石棉縣注入大渡河右岸，是大渡河上游的一級(jí)支流，流域內(nèi)平均海拔3670米。河流全長(zhǎng)78公里，干流長(zhǎng)49公里，流域自然落差達(dá)1714米，可開發(fā)水利資源71.4萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量約30億千瓦時(shí)。被譽(yù)為四川省中型河流中國(guó)水電開發(fā)的黃金水道。
梯級(jí)水電開發(fā)
南椏河梯級(jí)水電規(guī)劃為“一庫(kù)六級(jí)”，自上而下分別為 冶勒電水站(龍頭水庫(kù))、栗子坪水電站、姚河壩水電站、南瓜橋水電站、洗馬姑水電站和大渡河邊水電站，其中洗馬姑和南瓜橋電站分別于20世紀(jì)70年代和80年代建成投產(chǎn)，姚河壩和冶勒電站分別于2001年和2005年建成投產(chǎn)，栗子坪電站計(jì)劃于今年年內(nèi)投產(chǎn)發(fā)電。
國(guó)電四川南椏河流域水電開發(fā)有限公司按照“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”的開發(fā)方針和“投產(chǎn)一個(gè)、開工一個(gè)、準(zhǔn)備一個(gè)”的思路，負(fù)責(zé)南椏河流域“一庫(kù)六級(jí)”中的冶勒、栗子坪和姚河壩等三級(jí)電站的開發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，總裝機(jī)容量372MW。按照“流域、梯級(jí)、滾動(dòng)、綜合”開發(fā)的方針和“投產(chǎn)一個(gè)、在建一個(gè)、準(zhǔn)備一個(gè)”的開發(fā)目標(biāo)，南椏河公司已建成并投產(chǎn)冶勒和姚河壩兩個(gè)電站。目前姚河壩電站和冶勒電站已分別于2001年9月和2005年12月建成投產(chǎn)，栗子坪電站正在緊張建設(shè)并計(jì)劃于2007年投產(chǎn)發(fā)電，大渡河邊電站正在進(jìn)行前期工作。南椏河公司是中國(guó)國(guó)電的水電廠，
梯級(jí)水電效益
南椏河之所以享有四川省中型河流水電開發(fā)的“黃金水道”美譽(yù)，是因?yàn)檫@條全長(zhǎng)78公里，干流49公里的河流自然落差就達(dá)1714米，可開發(fā)水利資源71.4萬(wàn)千瓦，南椏河流域由于水利資源蘊(yùn)藏豐富，河流水量相對(duì)穩(wěn)定，水流落差大，且具備建設(shè)龍頭水庫(kù)建庫(kù)條件，能使整個(gè)河流的河勢(shì)、水勢(shì)得到很好的調(diào)節(jié)。同時(shí)，河流短，電站布局緊湊，電站的建設(shè)管理期間只設(shè)了一個(gè)指揮部。由于水流落差大，有5個(gè)水電站是高水頭機(jī)組，大大減少了機(jī)電造價(jià)，節(jié)約了投資成本。電站規(guī)模適中，開發(fā)目標(biāo)單一，技術(shù)指標(biāo)較好，淹沒損失小，動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)十分優(yōu)越，南椏河流域離負(fù)荷中心近，對(duì)外交通方便，是四川省省近期重點(diǎn)開發(fā)的中 型水電基地，供電四川主網(wǎng)。
冶勒水電站
冶勒水電站是四川南椏河流域開發(fā)的龍頭水庫(kù)電站，大壩高124.5米，采用當(dāng)今世界最為先進(jìn)的瀝青混凝土心墻技術(shù)，解決了高寒多雨、壩基為深厚覆蓋層、地質(zhì)條件極為復(fù)雜條件下的世界性筑壩難題，是亞洲同類型壩中已建成的最高大壩，也是當(dāng)今世界海拔最高的瀝青混凝土心墻堆石壩（平均海拔2700米）。冶勒水電站安裝2臺(tái)12萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量24萬(wàn)千瓦。于2001年4月開工，該電站具有三個(gè)特點(diǎn)：一是“導(dǎo)流、泄洪、放空”三洞合一的“泄流洞室”復(fù)雜結(jié)構(gòu)；二是其大壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，高124.5米，是亞洲同類型大壩中已建成的最高大壩；三是電站調(diào)節(jié)庫(kù)容為2.76億立方米，除了可以將豐水期的水蓄到枯水期發(fā)電使用，還可將頭年蓄積的豐沛雨水留到來年發(fā)電。
冶勒水電站總裝機(jī)2×120MW，機(jī)組為6噴嘴立軸沖擊式，設(shè)計(jì)最大水頭為644.8米，額定水頭為580米，額定轉(zhuǎn)速375r/min，轉(zhuǎn)輪最大直徑3.346米，節(jié)圓直徑2.6米，21個(gè)水斗。發(fā)電機(jī)為懸吊式結(jié)構(gòu)形式，推力軸承采用全剛性支撐結(jié)構(gòu)。
是我國(guó)第一次引進(jìn)六噴嘴水斗沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組，也是在亞洲地區(qū)第一次安裝六噴嘴的沖擊式機(jī)組，水電站平均水頭高達(dá)597m，最高水頭高達(dá)644.8m，壓力引水鋼管長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米，而且坡度大，管壁變化范圍大，水輪發(fā)電機(jī)組全套從法國(guó)ALSTOM公司引進(jìn)，無論是機(jī)組本身或是機(jī)電安裝工程，都具有技術(shù)上的領(lǐng)先性、創(chuàng)新性。通過對(duì)高水頭、大容量、多噴嘴沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組安裝調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)的研究和總結(jié)會(huì)給以后同類型機(jī)組的選用和安裝調(diào)試提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
栗子坪水電站
栗子坪水電站是南椏河“一庫(kù)六級(jí)”梯級(jí)開發(fā)的第五級(jí)水電站，為引水式開發(fā)。緊接具有多年調(diào)節(jié)能力的冶勒水電站。本電站利用落差322 m，具有日調(diào)節(jié)能力，裝機(jī)13.2萬(wàn)kW，年發(fā) 電量4.03億kW·h，枯期平均出力為6.09萬(wàn)kW。栗子坪水電站枯期集中發(fā)電，汛期擔(dān)負(fù)調(diào)峰 任務(wù)，電能質(zhì)量高。
開發(fā)方式
栗子坪水電站系引水式開發(fā)，任務(wù)是發(fā)電，無綜合利用要求。電站可利用徑流：一是冶勒水電站下泄流量，二是冶勒壩址至廠址間的區(qū)間流量。
冶勒水電站初設(shè)已于1991年經(jīng)上級(jí)審查通過，現(xiàn)正進(jìn)行施工準(zhǔn)備。該電站為混合式開發(fā)，調(diào)節(jié)庫(kù)容2.76億立方米，庫(kù)容系數(shù)0.663，具有多年調(diào)節(jié)能力。冶勒水電站裝機(jī)容量24萬(wàn)kW，機(jī)組臺(tái)數(shù)為2臺(tái)。其運(yùn)行方式為：汛期蓄水調(diào)峰，汛末蓄水至正常蓄水位；枯水期集中發(fā)電，在 電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)基荷、腰荷。
冶勒壩址至栗子坪閘址的南椏河區(qū)間流域面積為64 平方公里。南椏村溝為南椏河左岸支流，流 域面積為16 平方公里，于栗子坪水電站閘址下游約500 m處匯入南椏河。結(jié)合地質(zhì)地形條件，其開發(fā)方式：在冶勒發(fā)電尾水出口處開挖調(diào)節(jié)池，接冶勒電站發(fā)電尾水。為合理利用區(qū)間流 量，分別在南椏河河道及南椏村溝河道上建底格欄柵壩，將上述區(qū)間徑流及南椏村溝徑流引入調(diào)節(jié)池，再至廠房發(fā)電。
運(yùn)行方式
栗子坪水電站引用流量大部分來自冶勒電站發(fā)電尾水，其運(yùn)行方式主要受冶勒水電站運(yùn)行方式的制約。冶勒電站為一多年調(diào)節(jié)水庫(kù)電站，采用汛期大量蓄水，只擔(dān)任峰、腰荷；枯期大 量發(fā)電，主要擔(dān)任基、腰荷的運(yùn)行方式。為充分利用冶勒水庫(kù)電站的調(diào)峰能力，增加栗子坪電站的容量效益和提高電能質(zhì)量，本電站應(yīng)與冶勒電站同步運(yùn)行。同步運(yùn)行有兩種方式，一 是與冶勒水電站完全同步運(yùn)行；二是與冶勒水電站基本同步運(yùn)行。
(1)與冶勒水電站完全同步運(yùn)行的方式，即冶勒電站開機(jī)，栗子坪電站就開機(jī)，冶勒電站停 機(jī)，栗子坪電站就停機(jī)，冶勒電站引多少流量，栗子坪電站就引多少流量，不引用區(qū)間徑流。由于冶勒電站為無壓尾水，栗子坪水電站應(yīng)設(shè)立調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)庫(kù)容主要考慮冶勒水電站開 機(jī)、停機(jī)情況下，水流在兩級(jí)之間傳輸以及栗子坪水電站運(yùn)行的靈活性。經(jīng)計(jì)算，需調(diào)節(jié)庫(kù)容2萬(wàn)立方米。
(2)若引用區(qū)間徑流，本電站只能達(dá)到與冶勒水電站基本同步運(yùn)行，即與冶勒電站同步擔(dān)負(fù) 事故備用，同步檢修，并對(duì)區(qū)間流量進(jìn)行日調(diào)節(jié)。根據(jù)四川省2005年設(shè)計(jì)水平枯水年電力電量平衡，得到冶勒及栗子坪兩電站的日運(yùn)行方式，可求出栗子坪電站所需的日調(diào)節(jié)庫(kù)容。
栗子坪水電站 水頭高達(dá)300余m，為一高水頭電站，水量十分寶貴，干流區(qū)間植被良好，區(qū)間 輸沙量不大，引水防沙易于解決，徑流可以利用。南椏村溝流域植被亦較好，懸移質(zhì)年輸沙量?jī)H0.43萬(wàn)t，且距調(diào)節(jié)池較近，引水工程簡(jiǎn)單，徑流亦可利用。根據(jù)區(qū)間流量資料擬定區(qū) 間引用流量為4.5 立方米/秒。若從區(qū)間引水，可增加年發(fā)電量0.654億kW·h，增加19.4%；枯期平均出力增加0.35萬(wàn)kW，增加6.1%。工程投資增加2 364.34萬(wàn)元，補(bǔ)充單位電能投資為0.36元/kW·h。
從其日運(yùn)行方式看，栗子坪電站亦基本上處于高效區(qū)，說明該運(yùn)行方式可行。
綜上所述，引用區(qū)間流量，既可充分利用水力資源，在經(jīng)濟(jì)上又明顯有利。故栗子坪電站與冶勒電站基本同步運(yùn)行的運(yùn)行方式是合理、可行的。
調(diào)節(jié)庫(kù)容
栗子坪水電站為高水頭引水式電站，與冶勒水電站尾水銜接。冶勒“龍頭水庫(kù)”系多年調(diào)節(jié) 作為年調(diào)節(jié)運(yùn)用，每年在汛末蓄滿的條件下，汛期調(diào)峰運(yùn)行，枯期增發(fā)電能，擔(dān)負(fù)系統(tǒng)基、腰荷，使得本電站可參與系統(tǒng)進(jìn)行日調(diào)節(jié)。本電站日調(diào)節(jié)池容積受運(yùn)行方式和引用區(qū)間流量 制約，為減少日調(diào)節(jié)池容積，應(yīng)力爭(zhēng)與冶勒水電站同步運(yùn)行；從利用區(qū)間流量調(diào)峰和電站運(yùn)行靈活需要出發(fā)，又需設(shè)置一定的日調(diào)節(jié)庫(kù)容，將其區(qū)間低谷電能轉(zhuǎn)化為高峰電能，并能被 系統(tǒng)吸收，作用是十分明顯的。經(jīng)四川省電力系統(tǒng)2005年水平設(shè)計(jì)枯水年年電力電量平衡計(jì)算，所需日調(diào)節(jié)庫(kù)容為10～25萬(wàn)立方米?？萜谟捎趨^(qū)間引用流量較小，栗子坪水電站與冶勒水電 站可維持基本同步運(yùn)行，并在系統(tǒng)中承擔(dān)基、腰荷，所需調(diào)節(jié)庫(kù)容在15萬(wàn)立方米以下。汛期由于區(qū)間引用流量較大，并承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，所需日調(diào)節(jié)庫(kù)容較大，一般在15～20萬(wàn)立方米之間。個(gè)別月份超過20萬(wàn)立方米。
栗子坪水電站調(diào)節(jié)池容積的大小直接影響工程投資，調(diào)節(jié)池容積適當(dāng)大些，可增加電站運(yùn)行的靈活性，減少電量損失，但投資增加。顯然，調(diào)節(jié)庫(kù)容為20萬(wàn)立方米較為有利。
綜上所述，結(jié)合水工布置和地質(zhì)地形條件，推薦栗子坪水電站調(diào)節(jié)庫(kù)容采用20萬(wàn)立方米。
結(jié)束語(yǔ)
栗子坪水電站的發(fā)電用水81%來自冶勒水電站尾水，枯水期更甚，為充分利用冶勒水庫(kù)的的 調(diào)蓄作用，本電站按與冶勒水電站基本同步運(yùn)行考慮。即：枯水期集中發(fā)電，在系統(tǒng)中主要承擔(dān)基、腰荷；汛期參與系統(tǒng)調(diào)峰，并與冶勒水電站同步擔(dān)負(fù)事故備用容量。
從利用區(qū)間流量調(diào)峰和電站運(yùn)行靈活需要出發(fā)，電站需設(shè)置一定的日調(diào)節(jié)庫(kù)容，將其區(qū)間低谷電能轉(zhuǎn)化為高峰電能，并能被系統(tǒng)吸收，經(jīng)綜合分析比較，日調(diào)節(jié)庫(kù)容為20萬(wàn)立方米。
參考資料 >