XX省XX县XX水电站工程可行性研究报告.doc
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1、XX省XX县XX水电站工程可行性研究报告目 录1 综合说明71.1概 述71.2水文71.3工程地质111.4工程任务及规模121.5工程选址、工程布置及主要建筑物141.6机电设备及金属结构151.7施 工171.8建设征地及移民安置规划181.9环境影响评价181.10水土保持191.11工程管理201.12投资估算212 水文282.1流域概况及水文气象资料282.2径流292.3洪水322.4泥沙及冰情322.5水位流量关系曲线333 地 质363.1概 况363.2区域地质373.3库区地质393.4坝址工程地质423.5厂区地基工程地质463.6发电输水隧洞地质483.7天然建筑材
2、料503.8结论与建议504 工程任务和规模524.1工程建设的必要性及任务524.2正常蓄水位及死水位选择534.3径流调节计算554.4洪水调节计算634.5装机容量选择634.6水库运行方式644.7回水计算655 工程选址、工程总布置及主要建筑物665.1工程等别和标准665.2工程选址685.3 工程总布置及主要建筑物型式715.4主要建筑物725.5厂区和升压站826 机电及金属结构856.1机组856.2 接入电力系统方式886.3 电气主接线886.4 主要机电设备选择896.5 机电设备布置946.6 金属结构956.7 采暖通风956.8 消防967 施工设计977.1施工
3、条件977.2 天然建筑材料977.3 施工导流、截流987.4 主体工程施工987.5 施工交通及施工总布置1017.6 施工总进度1018 建设征地及移民安置规划1039 环境影响评价1049.1 环境状况1049.2 环境影响预测评价1049.3 综合评价与结论1049.4 环境保护投资估算表10710 水土保持10810.1水土保持现状与防治责任范围10810.2预防与防治措施10911 工程管理11311.1管理机构11311.2管理办法和实施11312 工程投资估算11612.1编制说明11612.2 投资估算表11813 经济评价3913.1前言3913.2基本依据3913.3财
4、务评价3913.4国民经济评价4113.5综合评价421 综合说明1.1概 述XX县XX水电站位于XX市XX县的XX镇西北部,坝址位于石坎河的中下游。XX地区是XX地区的暴雨中心之一,雨量多集中在49月份,约占全年雨量的82%。山岭高程一般在115m500m,地势为西北高,东南低,水流汇入XX后再进入北江,属北江水系。流域内林木茂盛,植被良好,工程地质为裸露石英砂岩,地质条件优良。XX电站厂房距XX市30km,距XX镇约11km。电站坝址有XX县县城至XX镇县级公路从旁穿过,厂房在XX县县城至XX镇县级公路的公路对岸,交通较为便利。XX水电站厂房位于XX电站大坝上游180m处。该水电站为径流引
5、水式电站,工程的任务是发电,主要建筑物包括拦河坝、压力隧洞、压力管道、电站厂房及升压站。设计发电引用流量3.36m3/s,电站装机480kw,多年平均发电量177万kwh,属小(2)型电站。XX电站是列入XX县石坎河流域规划开发的电站之一。 2008年5月中旬,受业主委托,我院开始对XX县XX水电站进行可行性研究工作。其中测量、水文、地勘资料由业主单位提供。1.2水文1.2.1流域概况本流域属于亚热带季风气候,春季阴雨连绵,夏季高温湿热,暴雨频繁,秋季温暖干燥。 XX是北江一级支流,河长118km,平均坡降0.8,集雨面积1728 km2,发源于石潭大雾山。经石潭、浸潭、石马、珠坑、禾云,于正
6、江口汇入北江。流域如同扇形,支流密布,发育较好,大于100 k集雨面积支流有六条,石坎河是其中一条。 石坎河是XX右岸的一条支流,发源于石坎镇石矶顶,流经石坎、XX,于XX圩处入XX,河长32km,集雨面积150 km2,流域平均坡降10.3,XX电站大坝位于石坎河中下游处。1.2.2气象工程区地处亚热带季风气候区,地理纬度较低,春季阴雨连绵,夏季高温湿热,暴雨频繁,秋季温暖干燥,冬季也有时出现霜冻和冰冻天气。季风明显,水热、光等气候资源丰富。根据XX县气象站资料统计,多年平均气温21.6,极端最高气温为39.3(1953年8月),极端最低气温为-0.6(1967年2月11日)。本地区属XX省
7、暴雨中心之一,XX电站位于石坎河中下游处,流域气候温和、多雨,多年平均降雨量为2210mm,多年平均径流深为1450mm。虽然本地区水力资源丰富,但降雨量年内分布很不均匀,一般49月降雨量占全年降雨量的82%。多年平均蒸发量为1594.2mm,年最大蒸发量为1808.9mm,年最小蒸发量为1296mm。实测最大风速为17m/s,上半年主要是东北季风,下半年主要是西南季风。1.2.3径流设计流域内无实测径流资料,业主也不能提供完整的水文资料,本电站与龙南水电站同处于一条河流,且地理位置接近,故参考龙南水电站设计成果。采用水文比拟法对XX电站进行水文水能计算。计算得XX电站多年平均流量2.99 m
8、3/s,多年平均径流量9429.26万m31.2.4洪水XX流域内大洪水由台汛和梅汛期暴雨引发,通过历年暴雨资料统计分析,大暴雨出现在梅汛期次数较多,但台汛期部分暴雨量高,样本变幅广,暴雨设计值比梅汛期要大些。成果表明,本流域属台风和梅雨交错的过度区域,二者均可造成大暴雨,台风期暴雨虽然较大,但对流域暴雨不能起完全控制作用。一般洪水历时45天,主要发生在57月。XX电站集雨面积111.8m3与XX电站引水坝控制集雨面积116m3非常接近,根据XX县XX电站安全鉴定报告引水坝洪水演算成果采用水文比拟法计算XX电站大坝坝址设计洪水洪峰流量876m3/s(p=5%),校核洪水洪峰流量1078m3/s
9、(p=2%)。厂址与XX电站引水坝相距仅180m,无外来水汇入,故直接引用XX电站洪水资料:设计洪水洪峰流量909m3/s(p=5%),校核洪水洪峰流量1119m3/s(p=2%)。1.2.5泥沙本电站主要是利用上游电站的多余水量发电,靠近库尾就是上游电站坝址,据上游电站资料,石坎河中悬移质输沙量较小。 库区独立汇水面积仅数平方公里,且植被较发育,斜坡片流冲刷较弱。库岸存在一定的边岸再造问题,因此水库淤积主要固体物质来源是右岸公路和左岸引水渠以下边岸再造产生的滑塌碎屑物。初估库外进入库区淤积物不大。1121.3工程地质1.3.1区域地质(1)地形地貌工程区域处于石坎河的中游。石坎河由北西往南东
10、流,于XX镇汇入XX,XX出北往南流,于XX市汇入北江。石坎河流域内为低山丘陵地貌。两岸山顶高程多在115500m,相对高差达55440m。XX县XX电站枢纽区河段,两岸地形高差较大,谷坡陡峻,河谷狭窄,河流较湍急,谷底河床宽度2040m。(2)地层岩性特征本区出露的地层有寒武系八村群(bcc-d)、泥盆系桂头群(1-2)、老虎拗组(2)和第四系()。岩性有燕山中期侵入的石坎岩体。()地质构造区域上本区地处北东向吴川四会深断裂带和东面向佛岗丰良深断裂带交汇处。在区内出露的主要是石英砂岩,构造以褶皱构造为主,断裂构造不发育。 1.3.2水库区工程地质条件库区河段主要分布的地层为寒武系八村群。岩层
11、走向NE, 倾向SE, 倾角2580o,与石坎岩体呈侵入接触。库盆区未发现断层,岩石节理较发育,库盆区地质结构总体属于岩层倾向下游,库首段偏左岸的横向谷或斜层谷,地质构造稳定。根据2001年版中国地震动参数区划图(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.05g,地震烈度小于VI度区,地震动反应谱特征周期为0.250.35s,属区域构造较稳定区。库区岩层多为为坚硬岩类,不具备积累较高的地应力条件,水库蓄应力不大,水库建成后诱发地震的可能性不大。库盆区首段为一段向南凹的弯曲河段,稍开阔外,两岸不对称的“V”形河谷,中后部皆为基本对称的“V”形河谷。河岸山体斜坡小于30o,坡体植被好,
12、坡岸稳定,未发生过泥石流、滑坡、崩塌和地面塌陷等地质灾害。预估水库建成后,这类地质灾害发生的可能性小,危险性小。库盆形态狭长,两岸山体雄厚,构成库盆的主要为细粒石英砂岩、粉砂岩和灰绿色、黑色板岩互层,央灰白色长石石英砂岩等,深部岩石透水性微弱;两岸坡高陡,地下水向石坎河径流,地下分水岭高于水库设计正常蓄水位,库区不存在渗漏问题。库区无重要矿产资源,也无采矿史,水库建成后不存在压覆矿产资源的问题。1.3.3天然建筑材料工程建筑使用材料,就其产地的分布、储量、质量及开采条件进行了调查,简述如下:块石料均可就近开采。选择在坝址下游左岸0.5km山头,为大面积分布石英砂岩,储量丰富,坚硬致密,饱和抗压
13、强度400kpa,质地较纯,成层较好,易开采,运距0.5km左右。隧洞石方开挖料部分利用。工程用砂采取外地购买,在距工地11km的XX镇的XX河有一大型砂砾场,各种粒级齐全,可按需直达工地。工程用砾石采用隧洞开挖的石渣现场加工。1.4工程任务及规模1.4.1工程建设的必要性及工程任务开发小水电资源既是解决能源短缺,减少温室气体排放,优化能源结构的重要手段,更是开发当地资源,实施循环经济和构建和谐社会的重要措施。近年来,该XX经济发展较快,对电力的需求量逐年增大,不断开发和增加电源点以满足工农业发展的需要意义十分重要。XX县水力资源较为丰富,为充分开发利用水力资源,并为工农业生产提供优质的清洁能
14、源,因此,XX水电站建设是必要的。XX电站装机容量480KW,年发电量177万kW.h。该电站为一座以发电为主的水电工程,电站建成后电能“T”接至XX电网石坎10KV干线,“T”点距南龙110KV变电站2 km。1.4.2径流调节计算XX电站坝址以上集雨面积111.8km2,上游XX电站引水3.5m3/s,XX电站的弃水漏水供XX电站发电。电站径流调节计算采用以日为时段的丰、平、枯三个典型年的径流资料按无调节水电站简化办法计算,三个典型年日流量分段天数统计见表,通过对各种保证率下流量和出力的统计分析,计算出力和发电量等动能指标,确定电站出力和发电量的关系,制定电站装机最佳方案。经过径流调节计算
15、,初拟XX电站的装机容量为480 kw(1320 +1160kw),年发电量177万kwh,装机利用小时3688h。1.4.3 正常蓄水位和死水位选择根据库区的地形、地质、淹没情况,初拟XX电站水库正常蓄水位79m、80m、81m高程三方案进行比较。经综合比较,正常蓄水位采用80m较合理,相应正常库容为28.7万m3。弧形闸门闸顶高程为80.1m。由于库容较小,为尽量提高水库的有效库容,根据地质推荐及水库淤积高程确定隧洞进口底板高程72.74m,按进水口的水力条件,确定水库最低运行水位,同时又满足一台机组工作所需的低水头。经计算和比较确定水库死水位为75.83m时,相应死库容11.5 万m3。
16、1.4.4 装机容量选择XX电站为XX支流的梯级电站,属径流式,其电量并入XX电网,因此以可能最大利用水能为原则,通过水能计算,初拟400 kw、480 kw 、640 kw三种装机容量方案,经考虑电能效益、土建投资、机组造价等因素,初选480 kw (1320kw+1160kw),年发电量177万kwh,装机利用小时3688h。1.5工程选址、工程布置及主要建筑物1.5.1工程等级及设计标准根据XX电站水库总库容和装机容量,水利水电等级划分及洪水标准SL252-2000的有关规定。确定本工程属等工程。主要建筑物:拦河坝、泄洪建筑物为五级建筑物,发电引水建筑物、发电厂、升压站和导流建筑物均为五
17、级建筑物。引水坝、发电引水系统、电站厂房和升压站工程设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为50年一遇。1.5.2工程总体布置本工程主要枢纽建筑物由拦河坝、发电引水工程、发电厂房及升压站工程组成。拦河坝拟建在XX电站厂房上游0.3km河道拐弯处。发电引水工程从右岸山体穿过,为有压隧洞。引水系统总长度为624.22m其中:隧洞长577.05 m,压力管道主管长31.02 m,支管长20.5 m,厂址位于XX电站引水坝上游180m处,为地面引水式厂房。1.5.3主要建筑物(1)拦河坝坝址处河床属低山峡谷地貌,经坝型比较,选定重力坝,溢流段采用3扇77.5m弧形闸门,以便泄洪,坝体材料为C15砼砌块
18、石。溢流堰顶高程72.5m,闸顶高程80.1m,闸底高程72.5m。坝底高程65.05m。坝体应力和坝基稳定计算成果满足规范要求。(2)发电引水系统发电引水建筑物由进水口、压力隧洞和压力管道等组成。进水口底板高程为72.74m,进水口首端设拦污栅。引水隧洞长577.05m。开挖洞径衬砌段3.2m, 非衬砌段洞径2.5m,纵坡为1。隧洞离出口接20m接压力钢管,主管内径1.2m厚8mm,长26.67m,分叉后渐变成1.0m接厂房机组。(3)厂房及升压站电站厂房为地面引水式,厂房和升压站呈一字型布置。主厂房面积16.5m8.9m,内装两台ZD502LH60型水轮机组,装机容量480kw(13201
19、160 kw),厂房地面高程63.3m,水轮机层高程59.735m,发电机安装高程63.88m。升压站位于厂房下游侧,为户外露天式,面积6m5.5m,地坪高程63.25m。1.6机电设备及金属结构1.6.1水力机械 电站装机容量经比较选定为480kw(1320kw1160KW),电站最大水头20.02m,最小水头14.85m,设计水头17.09m。水轮机机型经比较选用ZD502LH60,(一台=10,H=17m,Q=2.24m3/s,配SF320-8/850;一台=00,H=15m,Q=1.12m3/s,配SF160-8/850发电机)。两台机组分别配置一台TT-150型和YT-300型调速器
20、。主厂房以自然通风为主,辅以机械排风。1.6.2电气一次电站建成后电能“T”接至XX电网石坎10KV干线上,“T”点距XX电站1km,距南龙110KV变电站2km。经一组扩大单元接线与二组单元接线比较后,选用一组扩大单元接线方案。主变选一台S9630/10型节能变压器。1.6.2电气二次XX电站电站装机规模较小,发电机组均为低压机组,因此控制保护采用国内成熟的常规继电保护。1.6.3金属结构工程的金属结构包括拦河坝、引水系统。拦河坝设置3扇77.5m(宽高)弧形钢闸门,弧形门为露顶式钢质门,动水启闭,三扇弧形门启闭机采用QPK快速式卷扬式启闭机。发电引水隧洞进口设置潜孔式平板钢闸门,孔口尺寸2
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