第一章工程概况1、工程概述小莲花水电站枢纽工程位于牡丹江下游，黑龙江省牡丹江市林口县境内，是衔接上游已发电运行的莲花电站和下游在建的龙虎山（原二道沟）电站的梯级电站，是以发电为主，并兼顾下游生活用水和生态环境的综合性枢纽工程。

小莲花水电站主要由河床电站、泄洪闸、土石坝等建筑物组成，工程为三等中型工程。

水库正常蓄水位161.0m，总库容1784万m3，电站总装机容量40MW，是一座以发电为主的工程。

枢纽主要由电站和泄洪闸组成，建筑物从右至左依次为右岸土石坝、电站厂房、泄洪闸坝、左岸土石坝等。

河床式厂房布置在右岸一级阶地上，是挡水建筑物的一部分，主要由主厂房、安装场、副厂房、户外升压站等部分组成。

厂房内安装4台9.55MW和1台1.8MW灯泡贯流式水轮发电机组，在厂房左侧布置17孔15×7.0m（宽×高）泄水闸，占用整个江床及部分左岸一级阶地，溢流堰采用平底闸，堰顶高程154.0m，坝顶高程164.30m，最坝体高15.8m。

坝轴线全长618.40m，坝顶公路桥贯通泄洪闸、厂房和两岸上坝公路连接坝段，坝轴线上游两岸均设计有防洪堤，以保护当地居民、县级公路和农田，坝区防洪堤按20年一遇设计，设计顶高程为163.1m，宽4.5m。

坝址位于莲花乡下游3km附近，距林口县城约80km，距上游莲花电站约6.6km，距下游龙虎山电站约22km。

坝址右岸有县道X079从坝头通过，左岸有村级公路通过，坝址上游约5km有莲花大桥连接两岸交通，坝址下游约23km处有牡丹江大桥（S309省道）连接两岸交通。

林口距省城哈尔滨370公里，距牡丹江市120公里，距离鸡西市85公里，境内有牡佳、牡鸡两条铁路穿过。

因此，本工程对外交通较为方便。

坝区两岸地形开阔，两岸Ⅰ级阶地发育，地势平坦，阶面高程159～163m，有足够的场地供施工布置。

工程施工导流采用分期导流方案。

导流建筑物为5级。

导流建筑物洪水准为5年一遇。

莲花水库5年一遇下泄流量为3600 m3/s，加莲花坝址～小莲花坝址区间大汛5年重现期洪水（Q＝114 m3/s），导流流量为3714m3/s。

电站厂房采用河床式电站厂房型式，布置在河床右岸，副厂房紧邻主厂房下游侧，两者呈平行布置，GIS开关站采用户外式，位于副厂房中控室下游侧尾水平台岸边。

厂房采用右侧进厂方式，进厂公路在厂区右侧接右岸上坝公路，经右岸上坝公路与县级公路相接。

主厂房进厂大门与进厂公路相连接，在进厂大门外设置回车坪，可供消防车回车用，整个地坪高程为162.50m。

坝顶公路设在厂房上游侧，通过坝顶公路可到达泄水闸以及左岸副坝，坝顶高程为164.30m。

主厂房布置顺水流方向由进水渠、拦污栅、进口检修闸门、上游防洪墙、主厂房、下游防洪墙、出口检修闸门及尾水渠等部分组成，主厂房为钢筋混凝土结构，高程159.20m以下为大体积混凝土结构，以上为混凝土框架结构。

主机间共分三层，自下而上分别为廊道层，管道电缆层和运行层。

河床电站主厂房中心纵轴线平行于坝轴线布置。

从电站进水口上游前沿至尾水墩下游末端顺水流方向全长61.50m。

主厂房装有4大1小5台贯流式水轮发电机组，大机组单机容量为9.55MW，水轮机型号GZ－WP－600，小机组单机容量为1.8 MW，水轮机型号GZ－WP－275。

采用两机和三机一缝布置，自右向左机组间距分别为12.75m、17.1m、18.6m、17.1m。

主安装场位于机组段右侧，紧靠江床右岸，长28.3m，主安装场地面高程为162.50m。

主厂房总长度109.8m，宽19.0m，从建基面起算的最大高度为48.20m，其中操作层以上厂房高度为22.3m。

副厂房长度109.8m，跨度10.7m，为钢筋混凝土框架结构，布置有中央控制室、发电机低压开关室、低压配电装置室、厂用变、电缆室、蓄电池室等。

尾水防洪墙顶部布置有一台2×400kN双向尾水门机，跨度7.4m，平台顶面高程为162.5m，尾水门机负责电站尾水事故闸门的启闭。

机组安装高程分别为146.50m（大机）和148.20m（小机），操作层高程为157.20m。

电站进水口底板高程分别为139.90m（大机）和145.00m（小机），进水口型式为喇叭口型，每个进口段用一个中墩隔为两个进水口，每孔宽6.3m。

经计算进水口最小淹没深度为2.99m，经布置，水库死水位距流道进口顶板高度为5.30m，满足有压式进水口最小淹没深度的要求。

坝顶布置一台2×400kN双向门机，负责电站进水口检修闸门、拦污栅的启闭。

电站机组下部设有交通廊道，渗漏和检修集水井设在4#～5#机组间下部。

电站进水渠顺坡坡比1:4.0，自上游156.0m平台与进水流道首部底板高程139.90m相连接，坡长64.40m。

为了避免砂卵石进入电站流道对电站运行产生影响，设计将厂房上游江床疏挖至157m高程，在进水渠渠首布置拦砂坎，坎顶高程157.5m，高出疏挖后的江床0.5m。

尾水管出口底板高程分别为141.74m（大机）和146.10m（小机），出口连接尾水渠，尾水渠顺江向平直布置，在主厂房左端下游设导墙将电站尾水与泄水闸泄水区分开，另外，由于环境保护要求，需要设置鱼道，为节约工程造价，且能满足工程运行要求，将鱼道与导墙结合布置。

为防止尾水淘刷，设置钢筋混凝土尾水渠，尾水渠以1：4反坡接置高程149.00m，然后再采用格宾护面以1：10反坡接至下游疏挖后的地面高程153.30m。

为防止地面冲刷和排除地面雨水或积水，做好厂区地面的排水设施，并做好与相临部位排水设施的衔接。

电站坝段右侧主体建筑物以外的上下游江道岸坡需要保护，其中上游结合防洪堤进行防洪，下游结合冲刷情况确定。

考虑地基形变、抗冲刷及投资等要求，护岸型式采用格宾护坡。

泄水闸布置于电站厂房左侧，占用了整个江床及部分左岸一级阶地。

根据坝址江床地形特征，江床中间13孔泄水闸，位于主江槽中，地面平均高程约153.5m，另4孔在一级阶地上，地面高程约160.00m，为与一期左岸江床扩挖相结合，且能满足20年一遇洪水泄流要求，将该段范围内上下游江床进行疏挖，其中上游江床疏挖至154.00m，下游江床疏挖至153.30m。

根据地形条件、泄流能力的要求及水库运行方式，选定泄水闸堰顶高程为154.0m，孔口总净宽为255.0m，共17孔，闸室全长301.10m。

泄水闸采用平底闸型式，堰体建基面高程介于149.50～151.50m之间，闸顶高程为164.30m，最坝体高15.3m，顺水流方向长16.50m。

泄水闸闸室布置采用两孔一联型式，单孔净宽15.0m，中墩厚2.2m，缝墩厚1.5m，底板厚度2.5~3.0m；考虑节约工程造价，并能与下游消能防冲设施顺畅衔接，将泄水闸后部作为消力池的一部分，采用1：4斜坡过渡至消力池底；闸孔和闸墩自右至左编号，闸墩编号依次为1#（右边墩）、18#(17#闸孔左边墩)，1#闸墩紧靠厂房5#机左边墙，泄水闸自右向左编号共分为9个坝段，其中9#坝段长18.5m， 1#、4#坝段长均为35.7m，其余6个坝段长均为35.2m，为利用闸墩作为纵向围堰一部分，保持护坦段靠左侧9＃闸墩与下游导墙厚度相同即2.0m，另外，为进一步利用二期纵向围堰，将闸室上下游的二期纵向围堰作为永久建筑物予以保留，该纵向围堰采用半重力式钢筋混凝土挡墙。

堰顶设15m×7.0m（宽×高）的钢质平板门挡水，采用卷扬式启闭机启闭，启闭机置于坝顶启闭房内；挡水闸门上游设检修门槽，门槛高程154.0m，17孔共用一台2×250kN单向门机配合自动抓梁启闭，门机轨道梁间距为3.4m。

考虑必要的检修要求，闸顶下游侧布置3.5m净宽公路桥，其两侧设防撞护栏，以贯通泄水闸、厂房、鱼道和两岸连接坝段。

闸室上游连接段分别设置了1m深抛石防冲槽和0.5m厚格宾铺盖，其顺水流方向长分别为6m和 30m，为增强抗冲效果，在铺盖基础设置0.1m厚砂砾石垫层和400g/cm2土工膜一道。

根据运用条件，闸室下游连接段左侧9孔设消力池，右侧8孔为护坦段，池底高程151.0m，池深1.5m，池长26.7m，厚1.5m，护坦顶高程152.50m，厚1m，长度同消力池，在消力池及护坦段均设置了D100排水孔，间排距为3m，梅花形布置，下部铺设0.9m厚反滤，消力池及护坦段后接50m长海漫，海漫由10m长混凝土护坦和40m长格宾网箱组成，在格宾海漫基础设置0.1m厚砂砾石垫层和400g/cm2土工布一道。

其后再接1.5m深、6m长的抛石防冲槽，格宾海漫顶高程152.50m，厚0.5m。

泄水闸左侧与上下游连接段、左岸上坝公路之间的连接，选用翼墙式连接。

即在闸坝左侧上下游侧设置扶壁式挡土墙，上游挡土墙顶高程设为164.30m，分两段阶梯式布置，下游挡土墙介于闸室边墩与下游护坡之间，呈“L”型布置，顶高程采用原地面高程，即161.50m。

上游墙后回填粘土至162.3m高程，并与粘土心墙衔接，其上铺设砂卵石垫层，面层铺设250mm 厚砼平台，平台上设置楼梯，作为闸坝启闭台的交通道。

2、水文气象和工程地质资料（1）水文气象牡丹江流域属中温带大陆性湿润季风气候。

冬季严寒干燥而漫长，结冰期长达5个月之久；夏季湿热多雨。

根据牡丹江市历年资料统计，多年平均气温3.2℃，11月～3月的平均气温在0℃以下，最冷的1月份平均气温为-19.0℃，极端最低气温为-45.2℃。

7月～8月气温最高，月平均气温高于20℃，极端最高气温达37.5℃。

流域年平均相对湿度在60%～70%，多年平均蒸发量在850mm～1300mm 之间，多年平均降水量在500mm～750mm，降水量年内分配不均，雨量主要集中在夏季，6月～9月份雨量占全年降水量的70%以上，春季4月～5月占年降水量的15%左右，冬季11月～3月份只占全年降水量的8%。

最大风速24m/s，多年平均风速2.6m/s。

牡丹江站气象要素特征值见表1.1-1。

小莲花坝址上游建有莲花多年调节水库，因此小莲花坝址洪水由两部分组成，一是莲花水库的下泄洪水；二是莲花～小莲花区间天然洪水。

小莲花电站施工导流准为五年一遇洪水，汛期7月～9月，洪水经莲花水库调洪后，莲花水库5年一遇下泄流量为3600 m3/s，加莲花坝址～小莲花坝址区间大汛5年重现期洪水（Q＝114 m3/s），导流流量为3714m3/s。

坝址水位～流量关系见表：牡丹江站气象要素统计表小莲花坝址水位～流量关系表坝址区位于黑龙江省林口县莲花村附近的牡丹江上，两岸山体属牡丹江中低山形及江流山谷间小型构造盆地，地形坡度25°～50°，山体比高50～100m，山体宽厚多呈长梁状，部分地段呈浑圆状，形成剥蚀的山岭。