呼和浩特抽水蓄能电站下水库位于哈拉沁沟上，多年平均径流量2290万m3，悬移质输沙量60.5万t，侵蚀模数为857t/（km2·a）。预可行性研究阶段针对哈拉沁沟含沙量大的特点，推荐在拦河坝上游设拦沙坝及泄洪排沙洞的下水库布置方案。由于在距下水库拦河坝上游约2.6km处的哈拉沁沟上兴建了一座以防洪为主兼顾农业灌溉和供水具有多年调节性能的哈拉沁水库，改变了呼和浩特抽水蓄能电站下水库的水沙条件，因此有必要结合哈拉沁水库的调度运行方式，以满足呼和浩特抽水蓄能电站和哈拉沁水库安全运行为原则，重新研究呼和浩特抽水蓄能电站下水库的拦沙排沙措施。
通过不同的枢纽布置方案技术经济比较，分析相应的下水库补水方式、机组过机泥沙情况、电站运行方式等因素，并与类似工程进行对比。
（1）哈拉沁水库建成后，拦截了河道的大部分泥沙，但呼和浩特抽水蓄能电站下水库入库悬移质含沙量仍达15.3kg/m3。不设拦沙坝方案根据下水库来沙情况，采用了合理的泥沙处理措施以减少过机泥沙和上、下水库泥沙淤积，如采取在拦河坝上设置泄洪排沙底孔、上、下水库进/出水口设置沉沙池和挡沙坎、下水库蓄清排浑等措施，但在哈拉沁水库泄洪时，这些工程措施对减少过机泥沙作用不是很大。发生洪水时若电站采取不避沙运行方式，过机含沙量约为1.46～1.97kg/m3，远远超过0.15kg/m3的控制要求，对接近600m水头的呼和浩特抽水蓄能电站来说，其空蚀磨损应比常规电站严重得多，水泵水轮机本身的措施已难以解决泥沙磨损危害，估计转轮等过流部件大修周期不到2年，磨损相当严重。若采用洪水期机组停止运行，待哈拉沁水库停止泄洪，下水库沉淀一段时间后再投入运行，呼和浩特抽水蓄能电站又起不到日调峰、事故备用的作用，降低电站的经济效益。加之上、下水库进/出水口为双向水流，流态复杂，变化频繁，其附近沉淀的泥沙会被扬起，长期的过机泥沙造成对机组的严重磨损，导致机组频繁检修。
（2）虽然从列明的分项建筑物直接投资来看，下水库不设拦沙坝方案比设拦沙坝方案节省16549万元，但为解决过机泥沙机组磨损问题，采用“不避沙运行”方式除四台机50年增加更换转轮投资15000万元外，每年仅水泵水轮机大修一项至少也将造成调峰电量直接损失3500万kW·h左右，约1750万元；而采用“避沙运行”方式，即使哈拉沁水库建成后，每次洪水考虑泥沙沉淀时间，电站在4天内将无法运行，影响电站直接发电效益1339万元，最多一年可能多达上亿元。当然这还不包括对蒙西电网调度运行造成的间接损失，每年多出的24万～30万m3的补水费用以及下水库库盆范围深厚覆盖层下可能渗漏点处理将增加的费用。
由于泥沙问题较突出，必须采取拦沙、治沙、排沙等各种措施，尽量减少过机泥沙，并从枢纽布置及水库调度运行方式上来减少入库和过机含沙量。若不采取拦沙或主汛期停机避沙运行等措施，其过机泥沙问题将严重影响呼和浩特抽水蓄能电站机组选型、设计、制造和今后的运行，机组大修周期将远远小于8～10年的基本要求，机组将长期停机检修，否则水轮机效率严重下降，甚至无法停机，危及电站运行安全。下水库库区工程地形地质平面图如图1.4.1所示。(www.xing528.com)
借鉴山西西龙池工程下水库岸边库的布置形式，从根本上解决多泥沙河流的泥沙问题。在呼和浩特抽水蓄能电站下水库设置拦沙坝，将下水库分隔为拦沙蓄水库和蓄能电站专用下水库，拦沙蓄水库负责拦洪排沙，蓄能电站下水库专职发电，可以彻底解决下水库的泥沙问题。
综上所述，呼和浩特抽水蓄能电站下水库设拦沙坝方案与不设拦沙坝方案相比，具有不可替代的优势，枢纽布置简单，电站建设和运行综合费用相对较低，运行安全，维护简单，管理方便，真正能承担电网调峰、事故备用的任务。呼和浩特抽水蓄能电站下水库设置拦沙坝是必要的。
图1.4.1 下水库库区工程地形地质平面图
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