湖南拓溪水电站成长史
柘溪水电站
拓溪水电站位于湖南省中部安化县境内资水中游溶塘峡谷，距益阳市170公里。电站以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益。
为满足湖南工农业发展的用电要求，省水利部门在50年代初对各主要河流进行查勘研究和规划，提出可供比较的几个开发点，经分析研究，湘、沅、澧水上的一些点多存在工程地点偏远或规模过大、过小以及建设条件复杂等不足之处，在当时条件下，首先开发资水则较为有利。1957年3月，武汉水力发电设计院与湖南省水利厅联合编制了《资水河流规划报告》，选定柘溪为第一期工程，旋报经国家建设委员会批准。柘溪坝段全长15公里，选定大溶塘附近长约700米的一段河谷为坝区。在此坝区又自上而下布置了4条勘探线，通过详细的勘探分析和综合比较，最终选定峡谷出口处的第四线。该处河谷狭窄，下游宽广，谷底标高（吴淞标高，下同）约70～75米，常水位标高95米，水面宽90～110米，水深15～23米，深槽偏于右侧，河床掩盖层厚约10米。两岸山势雄伟，海拔标高达300米以上，边坡稳定，坡度为40～50度，局部陡峭地段达60度。坝址岩石出露，岩层走向80～85度，倾向350～355度，倾角60～65度，即岩层走向横跨河床，倾向下游，出露地层全部为微密坚硬的前震旦纪板溪系砂岩板岩长石石英砂岩，抗压强度一般在每平方厘米1000公斤以上。此种坚硬岩石之间因构造挤压影响，常夹有薄厚破碎夹层，薄者仅数厘米，厚者也只数十厘米，有时成层分布，有时则呈透镜体状断续分布，在坝区上游出露者较坝区下游为多。岩层还夹有泥化夹层，厚约数厘米。上述破碎及泥化夹层数量不多，总厚度尚不及坚硬岩石的2％，且破碎层多呈密实碎块集合体，加以岩层倾角较陡，尚不致影响基础的稳定性。
资水流域径流均由降雨补给，多年平均降雨量为1560毫米（据1925～1959年的统计）。全年中大体上4～8月为丰水期，9月至次年3月为枯水期。丰水期水量占全年的三分之二，枯水期占三分之一。柘溪邻近暴雨中心，暴雨持续时间1～4日，最大一日雨量达238.6毫米。坝址多年平均流量为621秒立方米，相应年径流模数为每平方公里27.4秒立升，年径流深度865毫米，年径流总量为196亿立方米。柘溪水文站1954年7月24日实测最大流量10400秒立方米，推算至坝址最高水位为106.1米；1956年12月15日最小流量39.4秒立方米，推算至坝址最低水位为94.1米。根据历史资料，以1926年的洪水最大。据洪水调查推算，相应坝址洪峰流量达21500秒立方米，接近200年一遇的洪水。资水流域面积大，每次暴雨区较广，加上流域形状狭长，汇流速度很快，因而资水的洪水过程多为峰高量大的双峰或多峰，洪水历时一般为5～7天。单峰出现机会很少，一般为3～5天，特点是峰高量小。每次洪峰过程中，干流各测站水位变化幅度均在10米以上，具有一定的山区河流特征，洪中有枯、枯中有洪。柘溪水库入库的流量，应考虑建成后的库区范围河槽蓄水滞洪作用将会消失，故考虑筱溪至柘溪区间洪水加至筱溪站作为柘溪入库的洪水。据1960年技术设计的计算成果：万年、千年及二百年一遇的洪峰流量为26400、20400、16500秒立方米，相应洪水量为67.5、57.4、50.0亿立方米。
柘溪水库的正常蓄水位，根据国家建设委员会和中共湖南省委提出的不应淹没新化县城及其附近盆地的意见，其研究范围应不超过172米（新化县城市区的高程在176米以上，附近盆地的高程在172～182米之间）。另方面，电站应尽量利用水库调洪，以减轻资水下游洪水威胁，并满足上下游航道及其他综合利用的要求，而正常蓄水位162.5米以下时的库容很小，难以协调各个综合利用部门的需要。因此，在162.5～172.5米之间拟定5个正常蓄水位方案（162.5、165.0、167.5、170.0、172.5）进行比较，通过权衡各方面的效益，最后确定正常蓄水位为167.5米。下游防洪的设计蓄洪水位170米，千年洪水位为172.7米，死水位为144.0米。水库总库容35.7亿立方米，电站装机容量44.75万千瓦。电站在系统中具有承担调峰调频、事故备用和检修备用等任务，对保证电网安全运行有显著作用。水库死水位144米时，资水润溪至坝址的大小险滩全部被淹没，由坝址至上游新化县150公里的航运基本得到解决；坝址以下至益阳市170公里原有险滩47处，电站单独运行时，85％最小下泄流量200秒立方米、航深1.2米，可满足航运要求。资水下游尾闾地区有77.6万亩农田，41.6万人口靠堤防保护，水库建成后可解决下游在二十年一遇的洪水情况下不受灾。水库正常蓄水位167.5米时的水面面积约143平方公里，回水影响至新化县城以上的金溪口，全长约143.5公里。淹没范围涉及新化、安化两个县，有农村集镇7个、人民公社44个、生产大队273个、生产队1208个。确定新化县城居民按五十年一遇的洪水迁移，库区居民按二十年一遇洪水迁移，土地按二年一遇洪水回水征购。据地质部湖南省长沙办事处提出的结论，库区内没有蕴藏具有经济价值可供开采的矿产，水库蓄水后也不致淹没上游现有煤矿；河谷岸坡稳定，坍岸及河床冲刷以及固体径流来源等均不严重，无需采取特殊防护措施。
电站枢纽的总体布置曾经过多种方案的比较。水利电力部于1958年9月18日发出的水电勘设施锐字103号《转发资水柘溪水电站初步设计审查意见书》中提出：“同意采用岸边引水的方案，河中为溢流坝，引水隧洞及厂房布置在右岸，航运设备布置在左岸。”坝型“同意采用空心重力坝，……为便于施工，可研究采用单支墩形式的空心重力坝。”施工后，坝址开挖证实为断块构造，如将坝线上移和变更坝型为重力坝可能更为有利；但由于施 详图都已出齐，基坑已基本开挖，坝体即将浇捣，经报上级同意，仍采用原大头坝方案。
柘溪电站从装机、库容考虑，应属于一等工程。50年代设计时，根据当时的标准确定为二等工程。枢纽主要建筑物为二级，采用的洪水标准为百年一遇洪水设计、千年一遇洪水校核。由于1926年洪峰流量接近二百年一遇，故大坝的坝体稳定以二百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核，坝体稳定设计安全系数，设计情况取1.05、校核情况取1.0。混凝土与基岩摩擦系数取0.67，抗剪强度不予考虑。本地区地震烈度为五级，亦不考虑地震影响。电站设计过程中，先后多次进行总体模型水力试验、大坝断面模型水力试验、支墩坝大头偏光弹性试验、大坝断面软胶模型试验、引水道通过坝体部分孔洞应力试验、大坝溢流面强迫震动频率试验及自震频率计算、灌浆廊道孔洞应力试验，等等。
拦河大坝坝顶高程174米，自新鲜基岩至坝顶最大设计断面坝高104米。分溢流段、非溢流段及压力墙进水口段三部分，全长330米。溢流段安排在河床中央，为单支墩大头坝，坝顶高程153米，全长146米，分8个支墩，安装九扇12×9（宽×高）米的平板钢质闸门，支墩底部封闭，采用梯形差动式鼻坎挑流消能，千年洪水经水库调节后的下泄量为15000秒立方米，最大单宽流量为103秒立方米。溢流段两岸以宽缝直力坝衔接，右岸重力坝兼作引水建筑物的进水口。引水道及厂房布置在右岸，引水道有3条隧洞和3条压力钢管，直径各6.5米，设计引用流量632秒立方米，最大水头74米，最小水头47米，平均60.7米。厂房就右岸山坡开挖建筑，主厂房长146.22米，宽18.7米，高38.7米，高出尾水位以上约24米。厂房内装机6台，单机容量有1台为7.25万千瓦，其余5台均为7.5万千瓦。厂房进口及安装间均布置在主厂房右侧，辅厂房在安装间后部，变压器场设在主厂房与后山坡间。开关站布置于距厂房约200米处的大溶溪山谷内。地面高程122.5米，设有220千伏和110千伏两个电压级6条输电出线，占地面积19800平方米。220千伏架有高22米、17米、10.5米3种线路空高，110千伏架有高13.2米、10.7米、8.15米3种线路空高，均属装配式钢筋混凝土结构。航运建筑物布置在大坝左岸，采用斜面升船干拖滑道，滑道全长750米，最大载货量为50吨，年货运量40万吨。
电站工程先后由电力工业部武汉水力发电设计院（初设）、水利电力部长沙勘测设计院（技设）设计，由水利电力部柘溪水电工程局施工。施工时设工程指挥部，由中共湖南省委书记李瑞山任指挥长，副省长徐明任副指挥长，民工队伍由当时的常德、邵阳两地区抽调民工2万多人组成。设计总工程师于在朴、梁文浩，施工总工程师谭清夷。工程于1958年7月23日开工，同年12月围堰截流；1959年9月开挖基坑，同年12月开始浇筑混凝土；1961年2月15日水库开始蓄水，年底第一台机组安装试运行及输电线路架设完毕，1962年1月28日第一台机组向湘中电力系统并网输电；1975年达到设计生产能力，6台发电机全部安装建成投产。
柘溪大头坝迎水面在施工期曾出现较多的表面裂缝，水库蓄水前已进行处理。1969年6月和1977年5月，1、2号支墩靠近中心线附近的一条裂缝受渗水水压力的作用相继发展为大面积的裂缝。湖南省水电设计院对大坝裂缝进行了较多的试验、计算和分析工作。经分析：由于各支墩迎水面均存在着表面裂缝，这些表面裂缝均有可能发展成类似1、2号支墩的大面积裂缝甚至更为严重。该院于1978年11月和1979年2月分别向湖南省水利电力局和水利电力部规划设计院作了汇报，随后又提出裂缝处理的前堵、后排和空腔中浇筑大体积混凝土的加固方案。加固主体混凝土浇筑工程由中国建筑五局三公司和五公司负责施工，1980年4月动工，1984年1月竣工。为使新老混凝土有机衔接，又进行了大坝接缝灌浆，灌浆面积达1.7万多平方米，由中国建筑五局三公司灌浆队承担施工任务，1984年春开始至1985年5月灌浆完毕。至此，总投资3076万元的加固工程全部完成，效果良好。
