白俊岭，孙亮科

（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222）

某引水式电站位于我国西北寒冷地区，多年平均气温为6.5 ℃，绝对最高气温37.3 ℃，绝对最低气温-26.4 ℃，冬季累积负气温多年平均-762 ℃、最低-1 086 ℃。

水电站由拦河引水枢纽、引水渠道、压力前池、压力管道、电站厂房、尾水渠等组成。设计引水流量140 m3/s，水头100.8 m，装机容量124 MW，属于Ⅲ等中型工程，地震设防烈度7 度。引水渠线长26.41 km，其中明渠长25.37 km、隧洞长1.54 km，设计引水流量140 m3/s，冬季引水流量15～30 m3/s。

工程具有冬季历时长、温度低且来水量小的特点，合理选择冬季运行方案对保证运行安全和提高冬季发电效益至关重要，做好渠道设计和运行调度控制是冬季结冰盖运行的关键问题。

1 冬季运行方式

在寒冷地区冬季河冰对河道和渠道输水会造成重要影响，国内外许多学者围绕河冰和渠道冬季输水问题进行了大量的研究。

目前实际运行的引水式电站的冬季运行方式归纳起来大致可分为4种：①蓄冰运行方式；②输排冰运行方式；③结冰盖运行方式；④抽水融冰运行方式。蓄冰运行和抽水融冰运行都要求合适的地形和地质条件；输排冰运行采用较多，但会损失一定发电水量；结冰盖运行大多应用于引调水渠道中，在动力渠道上成功运用可减少大量弃水，增加发电效益。

本工程不具备水库蓄冰和抽水融冰的条件，仅对输排冰运行和结冰盖运行进行研究。

2 渠道设计方案

2.1 明渠布置

渠道断面为梯形，底宽4 m，边坡1.75，渠道正常水深4.68 m。渠道采用C20W6F300 现浇混凝土板衬砌，底板厚度12 cm，边坡板厚度12～10 cm，衬砌下铺一布一膜，底层采用30 mm 厚M10 砂浆过渡保护层；……