某一级水电站可行性研究报告.doc

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1、 目 录- 1 -目目 录录第第 1 1 章章综综合说明合说明 .1 11.1 概 述 .11.2 水 文 .21.3 工程地质 .41.4 工程任务及规模 .71.5 工程布置及建筑物 .91.6 水力机械 .111.7 电气工程 .111.8 金属结构 .111.9 消 防 .121.10施 工 .121.11水库淹没和工程永久占地 .141.12环境保护设计 .141.13工程管理 .151.14投资概算 .171.15经济评价 .19第第 2 2 章章水水 文文 .25252.1 流域概况 .252.2 气 象 .252.3 降水 .262.4 径 流 .282.5 设计洪水 .33第

2、第 3 3 章章地地 质质 .35353.1 绪言 .35目 录- 2 -3.2 区域地质 .383.3 水文地质简况 .423.4 库区地质 .433.5 坝址工程地质 .453.6 厂区、压力管线地基工程地质 .533.7 发电输水隧洞及引水隧洞工程地质 .56第第 4 4 章章工程任务和规模工程任务和规模 .59594.1 地区社会经济概况及工程建设的必要性 .594.2 径流调节基本参数 .604.3 正常蓄水位与死水位确定 .604.4 装机容量选择 .634.5 引水隧洞洞径确定 .644.6 水库运行方式及主要水量指标 .64第第 5 5 章章工程选址、工程总布置及主要建筑物工程

3、选址、工程总布置及主要建筑物 .67675.1 工程等别标准 .675.2 工程选址 .685.3 工程布置和主要建筑物型式 .695.4 主要建筑物 .73第第 6 6 章章水水力力机械机械 .81816.1 电站参数 .816.2 机组选型 .816.3 水轮发电机组的主要参数 .826.4 辅助设备及辅助机械 .826.5 调节保证计算 .836.6 辅助系统 .83目 录- 3 -6.7 主要设备布置 .846.8 机组安装高程 .856.9 采暖和通风 .85第第 7 7 章章电电气气工程工程 .86867.1 水电站与电力系统的连接 .867.2 电气主接线 .867.3 主要电气

4、设备 .887.4 防雷接地 .897.5 综合自动化 .897.6 继电保护 .90第第 8 8 章章金金属属结构结构 .92928.1 发电引水建筑物的闸门及启闭设备 .928.2 泄水建筑物的闸门及启闭设备 .92第第 9 9 章章消消 防防 .93939.1 设计依据 .939.2 工程总体设计方案 .939.3 消防电气 .95第第 1010 章章施施工工组织设计组织设计 .989810.1施工条件 .9810.2天然建筑材料 .9910.3施工导流 .9910.4主体工程施工 .10010.5施工总体布置 .10310.6施工总进度 .103第第 1111 章章水库淹没水库淹没和和

5、工程永久占地工程永久占地 .104104目 录- 4 -11.1水库淹没范围和实物指标 .10411.2淹没处理和补偿投资概算 .10411.3工程永久占地 .104第第 1212 章章环境环境保保护设计护设计 .10510512.1对环境的影响 .10512.2环保措施设计 .107第第 1313 章章工程管理工程管理 .10910913.1管理机构 .10913.2管理办法 .109第第 1414 章章工程投资概算工程投资概算 .11111114.1编制说明 .11114.2概算表 .114第第 1515 章章经济评价经济评价 .12912915.1前言 .12915.2基本依据 .129

6、15.3财务评价 .12915.4国民经济评价 .13315.5综合评价 .134一级初设 第1章 综合说明- 1 -第第 1 章章 综合说明综合说明1.1概概 述述某一级水电站位于 A 市东部的碗窑乡境内，坝址在溪下自然村下游约160m 处，厂址位于猫形村上游约 300m 处的白石溪右岸山脚处，所在河流在碗窑水库上游右岸，发源于江山与衢江区交界的箬坑山，海拔高程1308.7m。坝址以上集雨面积 29.31km2,另有引水 2.94km，主河道长14.30km，厂址处的集雨面积 41.83km2。A 市水力资源较为丰富，潜力很大，开发当地丰富的水力资源发展地方经济是当地政府的战略方针。根据A

7、市水电开发规划 ，本电站为碗窑水库库区支流-白石溪流域水电梯级开发规划中进行公开竞价出让兴建的水电站，调节库容 58.31 万m3，季调节性能，电站装机容量 21600KW，年发电量 792.6 万 kW.h，装机年利用小时 2476h，在电力系统中可起到调峰作用，有利于电网运行的稳定性、调度灵活性。工程建设可促进当地国民经济的发展。B 市水利水电勘测设计院于 2003 年 11 月编制完成了某省 A 市某一级水电站可行性研究报告 ，B 市发展计划委员会以衢市计基（2003）319号文件下达了关于 A 市某一级水电站工程可行性研究报告的批复 。受江山某水电开发有限公司委托，我所承接本电站的初步

8、设计报告。一级初设 第1章 综合说明- 2 -1.2水水 文文1.2.1流域概况流域概况某一级水电站坝址位于碗窑村溪下自然村下游约 160m 处 厂址位于猫形村上游约 300m 处的白石溪右岸山脚处，所在河流为碗窑水库上游的一条支流，发源于江山与衢江区交界的箬坑山（海拔 1308.7m） ，某一级水电站坝址以上集雨面积 29.31km2，河道主流长 14.3km，另在木坞尾坑引水2.94 km2。河床平均坡降为 2.74。流域内林木以松、杉树为主，植被相对较好，但流域内山坡陡峻，河道源短流急，河槽调蓄能力小，洪水暴涨暴落。1.2.2气气 象象设计流域地理纬度较低，属亚热带季风气候区，全年季节变

9、化明显，以温和、湿润、多雨为主要气候特征。根据江山气象站实测资料统计，主要数据如下：多年平均气温 17极端最高气温 40.2 （1971 年 7 月 31 日）极端最低气温 -11.2（1980 年 2 月 9 日）多年平均气压 974.3hpa多年平均水汽压 17.4hpa多年平均相对湿度 82%月平均风速 3m/s月最大风速 16.0m/s（1977 年 8 月 9 日）一级初设 第1章 综合说明- 3 -1.2.31.2.3径径 流流设计流域内无实测径流资料，但下游碗窑村水文站和双塔底水文站的水文气象条件均与本流域相似，降雨径流关系直接移用到本流域，推求出设计流域年径流，经分析计算，设计

10、流域多年平均降雨量 1943.9mm，多年平均径流深 1167.0mm，年径流系数 0.64。1.2.4设计暴雨设计暴雨设计流域内大洪水由台汛和梅汛期暴雨引发，经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。1.2.5设计洪水设计洪水设计流域内无实测流量资料，由于流域面积较小，采用某省瞬时单位线法由设计暴雨推求设计洪水。坝址设计洪水成果表坝址设计洪水成果表频 率 P%位 置分 期洪峰流 量(m3/s)0.53.335

11、1020年最大Qm302229208180141坝 址非汛期Qm一级初设 第1章 综合说明- 4 -1.3工程地质工程地质1.3.1区域地质区域地质测区地貌属构造剥蚀中低山区，山顶高程一般在 30000m。区内山势陡峻，沟谷深切，呈“U”字形，表现为以下切为主的侵蚀山地地貌形态。测区内分布的地层岩性主要为侏罗系上统 b 段，局部有小面积岩脉侵入。根据 2001 年版中国地震动参数区划图 （GB18306-2001）,场区地震动峰值加速度为 0.05g，地震烈度小于 VI 度区。1.3.2水库区工程地质条件水库区工程地质条件水库四周群山环抱，库区没有发现通向库外的断层破碎带，库周无大片的农田、城

12、镇及工矿企业，故不存在浸没问题。库岸大部分基岩裸露，为块状熔结凝灰岩，岩石坚硬，抗风化能力强，山体完整稳定。局部为第四系覆盖层，厚度较少，地表植被生长良好，库岸整体稳定。1.3.3坝址区工程地质条件坝址区工程地质条件坝址区河谷呈“U”字形，两岸地形坡度 3845左右，谷底高程355.10m 左右，河床宽 12m。坝址区置于微风化流纹质晶玻屑熔结凝灰岩，块状结构，新鲜岩石致密坚硬。河床中有少量漂卵石覆盖，其余均为弱风化岩，其稳定性好。左右两岸基岩均为流纹质晶玻屑熔结凝灰岩，新鲜时致密坚硬，物理力学性能好，但地表风化程度两岸不一致。建议拱坝坝基位于微风化岩上。两岸坝肩上部可利用部分弱风化岩体，河床

13、开挖深度 2.8m，左岸垂直开挖深度 3.0m，右岸开挖深度 9.6m。坝基局部受断层及节理影响，须挖深处理。拱坝坝基存在坝基和绕坝渗漏问题，一级初设 第1章 综合说明- 5 -须设置防渗帷幕，建议帷幕深度深入相对不透水层（3lu）以下 5m，并向两岸适当延伸。1.3.4厂区、压力管线地基工程地质厂区、压力管线地基工程地质厂区、压力管线地处构造剥蚀中低山地貌单元，厂址区某溪溪流河谷较宽，谷底有第四系冲积（漂）卵石层，厚 2.03.0m 不等。压力管线经过的山坡总体陡峻，山坡坡度约 40，山坡上强风化流纹岩直接出露地表，层厚约 2.03.0m。厂房位于河流右岸，有冲积层覆盖，层厚 2.03.0m

14、，下部为基岩。基岩条件基本良好，断裂节理也不发育。厂房处地形较平缓，厂址后边坡坡角约 40。由于边坡岩性较好，其稳定条件良好。厂址处于河流凹岸，受冲刷作用强烈，因此厂区外侧需设防洪墙（堤），其基础可置于弱风化基岩上。压力管线经过区以强弱风化岩直接出露为主，局部表层有0.501.50m 的覆盖层。弱风化新鲜岩石力学性质好，建议采用明管，支墩基础置于弱风化基岩，并应嵌入该层不少于 0.5m（下方向起算） ，镇墩建基面应达微风化新鲜基岩。1.3.5输水隧洞工程地质输水隧洞工程地质输水隧洞进口：该处山坡较陡，坡角约 4045，覆盖层不发育，弱风化流纹质晶屑熔结凝灰岩直接出露地表，岩性条件良好，构造简单

15、，未见不利结构面组合，未见滑坡、崩坍等不良工程地质现象，工程地质条件好。进口无须明挖支挡即可进洞口。闸门井围岩及起闭系统地基工程地质条件应根据开挖后再定。进口段：fk:57 ko:500700KN/m3一级初设 第1章 综合说明- 6 -隧洞洞身围岩条件好，物理力学性能良好，具良好稳定性能。地质构造条件相对简单，仅 F1 断裂从隧洞中部通过，但局部地段可能遇到小断裂、并伴有小规模蚀变带、不良结构面组合的可能性不能排除，施工中应注意观察和加强预测，预防不利因素影响，另需注意局部可能出现地下水影响。输水隧洞出口：位于山坡上，基岩出露良好，地表为强-弱风化，岩性条件良好，构造简单，边坡稳定，工程地质

16、条件良好，无须大量明挖即可进洞，洞脸稳定条件好，出口段围岩较稳定条件亦良好。出口段：fk：46； ko：400600KN/m3。1.3.6拦水坝堰工程地质评价拦水坝堰工程地质评价沟底地表大部直接出露弱风化流纹质晶屑熔结凝灰岩，弱风化岩下限埋深 12m，岩石坚硬致密，物理力学性质好，抗风化能力强。地质构造：据地表调查，影响坝堰的构造形迹主要为节理，以闭合及微张性节理居多，陡倾角节理发育，平缓节理则不发育。工程地质：两岸不甚对称，左岸较陡，右岸较平缓，基岩岩性构造条件好，未见裂隙水活动痕迹。建议开挖深度：拦水坝堰基础置于弱风化晶屑凝灰岩上，并进入弱风化基岩 0.51.5m。一级初设 第1章 综合说

17、明- 7 -1.3.7天然建造材料天然建造材料砂料需到碗窑至江山一带运入，不够经济。根据实际情况，可采用人工碾制。1.4工程任务及规模工程任务及规模1.4.1工程建设的必要性。工程建设的必要性。A 市水力资源较为丰富根据A 市水电开发规划 ，全市尚有可开发的装机规模 500kw 以上水电站 32 座，总装机容量 13.4 万 kw，多年平均发电量约 17469 万 kwh。2003 年 3 月市政府有关部门在征得电力部门同意的情况下，把位于碗窑库区及长台片区的猫形、某、福石岭、塘源口、郭家、青石、皮石曲等七个开发站点开发权进行了公开竞价出让，由 A 市某水电有限公司取得开发权。某一级水电站其建

18、设资金来源由招商引资解决。目前已成立了某水电开发有限公司，其建设资金已基本落实。本电站的开发建设可给 A 市上交较稳定的财政税收和其他费用，并充分开发利用水资源。其建设也是农村电气化事业发展的需要，也符合 A 市的国民经济发展整体规划，对 A 市经济的进一步发展具有重要意义，因此，某一级水电站建设是必要的。1.4.21.4.2工程任务工程任务某一级水电站装机容量 3200KW，年发电量 792.6 万 kW.h。该电站为一座以发电为主，同时兼顾防洪和下游灌溉等综合利用为开发目标的水电工程，电站建成后电能送往 A 市电网。1.4.3水利和动能水利和动能 径流调节计算一级初设 第1章 综合说明-

19、8 -本工程水库坝址以上集水面积 29.3km2，多年平均入库径流量为 3421万 m3。 （不含引水）径流调节计算采用长系列逐日径流资料进行计算，设计保证率采用 85%，按等出力原则调节计算。电站出力按 N=8.2QH 计算。 洪水调节计算坝址以上集水面积小、洪峰流量不大，溢洪道不设闸门控制。堰顶高程 374m 与正常蓄水位相同，溢流堰净宽 45m，洪水调节计算采用电算程序进行，自正常蓄水位开始，逐时段推求得库水位、库容及下泄流量的过程。 正常蓄水位和死水位选择根据A 市某一级水电站工程可行性研究报告中取正常蓄水位374m 和 373 两个方案进行比较，从地质角度和经济合理上比较，正常蓄水位

20、采用 374 较合理，相应正常库容为 70.01 万 m3。由于库容较小，为尽量提高水库的调蓄性能，根据水库淤积高程确定隧洞进口底板高程，按进水口的水力条件，确定水库最低运行水位，经计算和比较确定水库死水位为 365.0m，相应死库容 11.7 万 m3。（4） 装机容量选择装机容量拟定了 21600KW 和 21800KW 二个方案进行动能经济比较，选定 21600KW 方案，年发电量 792.6 万 kW.h，装机利用小时 2476h。1.5工程布置及建筑物工程布置及建筑物1.5.1工程等级及设计标准工程等级及设计标准某一级水电站水库调节库容 58.31 万 m3，装机容量 21600KW

21、，属等工程。一级初设 第1章 综合说明- 9 -主要建筑物：拦河坝、泄洪建筑物为 4 级建筑物；发电引水建筑物、发电厂、升压站和导流建筑物为 5 级建筑物。砼拱坝设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇；发电引水系统、电站厂房和升压站工程设计洪水标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇。1.5.2工程总体布置工程总体布置本工程主要枢纽建筑物有大坝（包括坝顶溢流） 、发电引水系统、发电厂及升压站工程。坝址位于溪下自然村下游 160m 处，坝型为砼抛物线型拱坝，坝顶溢流，距厂址约 2.8km。发电引水系统沿右岸群山布置，引水系统总长度为2896.98m，厂址位于猫形村

22、上游 300m 处，为引水地面式厂房。1.5.3主要建筑物主要建筑物 拦河坝坝址处河床狭窄，谷底宽约 12m，呈“U”型，两岸山体雄厚，经坝型比较，选定砼拱坝，坝体材料为 C15 砼。采用“拱坝分析与优化程序系统”进行体形优化，选定抛物线型拱坝。坝顶高程 376.5m，坝底高程352.3m。最大坝高 24.2m。拱冠梁处坝底厚 5.1m，坝顶厚 1.5m，溢流顶高程 374m，溢流段长 45m，溢流面曲线为 WES 型挑流消能。坝体应力和坝肩稳定计算成果满足规范要求。坝体共分 8 个坝段，每个坝段长 15m（沿拱圈中心线弧长划分） ，下游坝面设坝后桥一层，布置内外部观测设备。在高程 361m

23、处设 0.6m 锥形放水阀一套。 溢洪道在河床段坝顶设净宽 45m 的溢洪道，不设闸门，自由泄洪，溢流面剖一级初设 第1章 综合说明- 10 -面为 WES 曲线，挑流消能。 发电引水建筑物发电引水建筑物由进水口、隧洞、调压井、和压力管道等组成。进水口为塔式进水口，底高程为 361m，进水口首端设拦污栅。闸门孔口尺寸 22m，设平板事故钢闸门一扇，事故门后设通气孔。通气孔450mm，材料为 Q235，壁厚 5mm。引水隧洞为圆形有压洞，长 2896.98m。开挖洞径 2.5m，衬后 2.0m。隧洞底坡为 2。在大木坞尾处设引水洞（兼调压井） ，开挖洞径 4.6m，衬后 4.0m。隧洞出口后接压力管道，长度 200.3m，管径 1.0m，压