刘家峡水电站的泥沙问题概述

1.泥沙淤积概况

黄河刘家峡水电站装机122.5万kW，为西北电网的骨干电源。刘家峡水库年入库径流量286亿m3，总库容57亿m3，为不完全年调节水库。自1968年10月蓄水运用以来，至1986年底，水库泥沙淤积总量10.78亿m3，其有效库容淤损9.2%，约3.84亿m3。

黄河及支流大夏河来沙占69.4%，全部淤积在上游寺沟峡库段和刘家峡上游开阔的永靖川库段，对发电安全尚未构成威胁。

另一多沙支流洮河在坝前1.6km处汇入。洮河多年平均水量51.7亿m3，沙量0.286亿t（占入库总沙量的30.6%）。来沙集中在汛期（7～9月），据沟门村水文站实测：7～9月的水量为年水量的46%，而沙量则占年沙量的82%。洮河库段为茅笼峡，库容很小，其死库容已于1978年淤满。淤积三角洲的前坡伸出洮河口，将坝前峡谷淤高80m，形成沙坎。1980年，沙坎顶部已接近发电死水位高程。

图1　刘家峡水库淤积纵剖面（最深点）

2.洮河入库泥沙严重威胁电站的安全经济运行(www.xing528.com)

如1980年6月，当库水位下降到高程1697m，调峰负荷骤增时，因沙坎阻水，使坝前水位突降，威胁电站调峰和安全运行。

3.水轮机组磨蚀加剧

刘家峡水电站的泄水排沙建筑物和机组进水口机距很近，高差有限，两者过流规模也相近。洮河异重流到达坝前后，在枢纽泄水排沙建筑物排沙的同时，大量泥沙通过水轮机组。自1978年以来，水轮机组磨蚀日益加剧。水轮机转轮过流表面普遍磨蚀，叶片沿流线方向布满鱼鳞坑。有的机组迷宫环的外圆有严重的破坏坑槽，局部迷宫环甚至破坏脱落，迷宫环间隙达15～20mm。还可观察到导叶上下端面、抗磨板、固定导叶、固定迷宫环等也都有严重的磨蚀。

4.损失大量水能

水轮机磨蚀导致机组效率下降，稳定性降低，噪音增大。机组大修间隔由运行初期的5年缩短到2～3年。处理水轮机磨蚀成为大修的主要负担。一次大修堆焊用焊条5～6t，用工1万余工日，工期约需4个月。由于导叶的严重磨蚀，导叶在关闭时漏水量很大，影响开机时钢管充不满水，停机时转速降不下来。机组常因不能正常开机停机，而被迫空载运行，失掉了水轮机发电机组运转灵活的优点。以4号机为例，1980～1984年大修间隔内，总运转时间为34915h，其中空载9904h，占28.6%，浪费了大量的水能。