某电站工程初设(代可研).pdf
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1、第 一 章 综 合 说 明*电站工程初设是根据*县水务局平水字200610号文“关于*县热柘镇*电站可行研究报告审查意见”及*县发展和改革局平发改2006 8号 文“关于兴建热柘镇*电站工程的核准通知”要求而进行的。在工程勘测期间得到了热拓镇政府及*村委的大力支持。热拓*电站位于*县热拓镇*村*河边,是 宗引水式径流电站,引水陂以上集雨面积48平方公里(包括上游锅笃水库4KM2),河 长25.45公里,平均河床比降0.0161,流域内属低山一高山区,海拔高程从121950米。流域内地表植被良好,山林茂盛,水土流失小,非暴雨期水质较清,含砂量较少。电站至热拓好镇约3公里,距*县城约16公里。从热
2、拓土于镇至*村委现可通农用车,从村委至电站 约1公里只有人行道。电站引水陂位于站址以上2公里的龙湖庵附近,陂址处河槽宽16米,右岸为露头的石英砂岩,石质较坚硬,左岸地表复盖层较厚,陂址河床高程为121.4米,在正常引水时不淹没上游上山村水口土地为原则,需建1 1.1米高水陂。*电站水头2 4米,发电流量2.5 2/S,计划安装二台水轮发电机组(3 2 0 k w+1 2 5 k w),总装机4 4 5 KW,多年平均发电量1 2 5.8 2 4万k w.h,装机年利用小时为2 7 7 2小时。电站工程属五等五级建筑物,洪水标准按二十年一遇设计,土地淹没标准按五年一遇洪水。根据*水文资料,用推理
3、公式计得引水陂处二十年一遇洪水流量为1 7 6.5n)3/s,求水陂处相应溢流水深2.5 4米,相应洪水位为1 3 3.5 4米。当产生五年一遇洪水时,洪水流量为1 0 6.2 n?/s,陂顶溢流水深1.8米,按陂顶高程1 3 1米,相应洪水位为1 3 2.8米,推算至上游1.6公里上山村水口陂处洪水位为1 3 4.7 6米,洪泛面积约5.5亩,无人屋及道路设施。因此水陂正常蓄水时不淹没任何耕地、房屋。工程主要建筑物有:11.1米高浆砌石陂一座,陂顶长4 3.6米,陂底宽16米,引水遂洞2条,共 长6 4 0米,洞净宽1.6 5米、高1.9米;引水明渠4 20米,断面尺寸:底宽1.7 5米、高
4、1.8 7米,过水流量2.5 2 m 7 s;电站压力池一座;压力钢管一条,直 径1.2米,电站一座,厂房面积10 2平方米,10 K V输 电 线0.5公里。经 估 算 电 站 工 程 主 要 量 有:挖 土 方6300m3,挖石方12383.4 m3,浆砌石 4642 m1204.4 m3,需水泥 979.6吨,钢 材40.3吨,总 工 程 费255.8 6万元。电 站 工 程 于2006年9月1日开工,2007年4月3 0日完工,总 工 期8个月。本工程对外交通条件一般,从*可 至 山 下 村 委 约2公里,村道需适当整修,另 需 新 开 辟1公里的简易公路至电站,以便运输机电设备及器材
5、。从 电 站 至 水 陂 段 把 约2公里 的 人 行路扩宽,达到通行手扶拖拉机标准,以便运输水泥、砂等材料进引水陂址及各隧洞进出口。电站工程主要运输工具为农用车及手扶拖拉机。水陂及 隧 洞 工 地 离 现 有 电 源 距 约2公 里,需架设临时供电线路,解 决 施 工 用 电。工程用石料可由施工现场附近石场运取,石 质 坚 硬。工程用水泥、钢材及其它器材等由*县城采购运 输。工程用木材可由当地解决,工程用水可抽取河中水解 决,水质较好。工程用砂计划大部分从*河中取运,小部分由*河取运o本电站为扶贫电站,由*集团有限公司负责兴建及电站正常管理工作,计 划 运 行 人 员5人,按 平 均 售 电
6、 价0.43元/kw.h 计,多年平均发电量125.824万 kw.h 计,售电量1 19.533万 kw.h,则年收入51.4 万元,扣除成本外,仍可盈 利 约 3 0 万 元(不含贷款利息),全部用于扶持热柘镇公益事业。由经济分析可知,国民经济效益比为1.1,内部回收率12.02%,投资回收年限为7.6 年。从财务分析可知,电站财务效益费比为1.0 4 4,财务内部回收率10.82%,财务投资回收年限为8.45年。从经济分析可知,该电站工程社会效益及经济效益明显,其技术方案是可行的工程特性表(表 一)项目特性项目特性水陂集雨面积4 4平方公里引水陂全高11.1 米河流长度25.45公里引水
7、陂顶长43.6 米河床比降0.0161溢流段净宽20.7多年平均降雨量1548毫米(44年资料)引水陂型式浆砌石重力坝多年平均径流深774毫米进水闸尺寸1.8 x 1.6 米多年平均流量1.08m7s冲砂闸尺寸1.2 x 1.2 米设计洪水标准二十年一遇隧洞2条 共640米淹没赔偿标准五年一遇洪水引水明渠长420米设计洪水流量176.5 m3/s陂前库容约8万m 3五年一遇洪水106.2m7s厂房面积105 m2引水流量2.52m3/s压力管直径1.2m设计水头2 4米挖土方6300 m3装机容量320KW+125KW石方开挖1.2383 万nf多年平均发电量125.824 万kw.h浆砌石4
8、642m3多年平均利用小时2772水轮机型号HL240-WJ-60HL260-WJ-35发电机型号SFW320-10/990SFW125-6/590发电机转速600转/分1000转/分变压器容量630KVA1OKV线路0.5公里厂房尺寸7.4米(宽)x13.8米(长)砂1204.4 m3总投资245.86万元施工期8个月国民经济效益费比1.1国民经济回收率12.02%还贷年限4.6年(贷85万元)每kw投资5772 元第二章 气候、工程地质及水文第 一 节 气 候*县地处山区,气候温和,多年平均气温1 8 ,无霜350天,有利于电站工程冬季施工,但*同时受北部西伯利亚寒潮及南部海洋热带季风影响
9、,故上半年降雨多为锋面雨,下半年降雨为台风雨,且降雨年内分配不均,汛期5、6、7 月份降雨可占全年降雨的72%,枯水期为10月次 年 3 月份雨量少,因此带来发电量年内分布与降雨变化紧密相连。依*气候站从1961 2004年 共 4 4 年实测降雨资料频率计算,工程地点多年平均降雨为1548毫米,多年平均径流深为 774毫米,枯水流量模数为0.007017km2.第 二 节 工 程 地 质工程地段属石英砂岩分布区,陂址处河床宽1 5 米,山体较陡,均为岩石露头,石质坚硬,但表层裂隙较多。陂址左岸地形较缓地表复盖层约1.5 米,以下为砂岩,陂址处无断层及其它水文地质现象,河床砂卵石复盖层约0.5
10、 米左右,故该坝址地质条件良好。电站站址位于河岸坚实山岗土上,河床为岩石。引水隧洞进出口山势较陡,均为砂岩,石质坚硬,岩层走向与洞轴线交角较大,岩性较稳定。引水渠线基础均为岩石,地表复盖层薄,约0.51米。第三节洪水计算成果依“*省暴雨径流查算图表”(2003年编),查得工程地点1小时、6小时、24小时及三天点雨量值此、瓦、心及出2,查得相应时段的雨量变差系数C%、(X、CV24CV72,和相应点面折减系数a,用省推理公式洪水计算程序“TL-1A”上机计算,得出电站及引水陂各频率洪峰流量,考虑上游兴建锅笃水库对洪流量的削减调节后,得二十年一遇洪水流量Q=176.5m 7s,五年一遇洪水流量为1
11、06.2 m3/so(详见洪水计算书)第三章工程规划设计及水能计算第一节工程规划一、规划标准按水利水电工程等级标准,本工程属五等工程,永久性主要水工建筑物属五级,次要建筑物为五级。洪水设计标准采用二十年一遇暴雨洪水,引水陂以上土地淹没采用五年一遇洪水标准,消能防冲建筑物采用十年一遇洪水标准,施工导流采用三年一遇洪水标准。浆砌石引水陂非溢流段陂顶超高采用0.3米,厂房地面超高采用0.3米。在基本荷载作用下重力坝抗剪断滑动安全系数上大于3,抗剪滑动安全系数K i大于1.05。在非常荷载作用下匕大于2.3,K i大于L二、工程规划本电站是山区引水式电站,依*电站站址以上1万分之一地形图及工程水文地质
12、条件,引水陂址选在*村与上山村交界的龙湖庵附近河中,该处河床高程为121.4米,按陂前正常蓄水位不淹没上游上山村水口土地及民房为原则,拟建引水陂堰顶高程为131米(溢流段),溢流段河床以上陂高9.6米。因陂址处二岸均为岩石,基础较好,宜建浆砌石重力式挡水陂;由于电站址至引水陂段3公里河道弯曲,两岸均为石山,复盖层很薄,且已有多处岩石露头,为缩短引水渠长度,减少输水沿程损失及降低工程造价,整条输水线路采用隧洞加明渠方案的优化设计,隧洞长6 4 0 米,明渠长约4 2 0米,引水渠全长约1.0 6 公里。依水能计算及水轮机过流情况,同时考虑引水线路损失6%后,发电引水流量定为2.5 2m 7 so
13、电站布置在*村田心以上约0.5 公里处*河右岸,该处河床高程10 5.3 5 米,站址厂坪高程为10 7.6米。以水头及水能计算成果拟安装两台混流式水轮发电机。为使工程顺利进行,还需开通*村村委至电站约1 公里的简易公路,以便运送水轮发电机组。另需开通电站至引水陂沿河机耕路2 公里,以便引水陂及隧洞、渠道施工输送材料。第二节水能计算及机组选型因工程地点及附近无实测流量资料,故水能计算只能利用*县城196 1后2 0 0 4 年连续4 4 年降雨资料进行推求,求出相应设计频率的年径流及径流年内分配,分别求出丰水年(P=2 0%)、平 水 年(P=5 0%)及枯水年(P=80%)水能后,推求多年平
14、均发电量,确定装机容量及年利用小时数。一、降雨频率计算现将*县县城雨量站1961年2004年连续44年降雨资料排频计算如下表:水文频率计算A-3*站名:*站一.基 本 数 据实测系列项数n=4 4序年份值序年份值1196 12 2 91.0 02 319832 6 84.902196 213 5 7.5 02 4198415 4 7.3 03196 310 5 2.802 5198516 15.3 04196 413 83.902 6198615 6 4.3 05196 514 18.5 02 7198714 3 3.806196 614 10.4 02 8198816 84.5 07196
15、713 3 4.6 02 9198914 3 7.0 08196 817 4 7.103 019902 0 7 5.909196 914 0 0.103 1199192 7.5 010197 016 4 4.4 03 21992182 1.2 011197 112 0 5.3 03 31993187 7.7 012197 215 7 5.7 03 4199480 5.6 013197 32 10 4.5 03 5199516 0 6.4 014197 415 4 7.803 6199613 99.4 015197 52 197.2 03 719972 2 93.0 016197 67 4 3.
16、4 03 819981817.3 017197 714 88.803 9199912 82.2 018197 817 6 9.4 04 02 0 0 0192 7.6 019197 913 0 3.804 12 0 0 116 84.7 02 0198016 4 2.3 04 22 0 0 212 0 8.2 02 1198117 15.0 04 32 0 0 314 3.4 02 2198215 7 7.5 04 42 0 0 413 2 0.3 0计算结果经验频率序年份值频率(%)序年份值频率(%)119832 6 84.902.2 22 3197 415 4 7.805 1.102199
17、72 2 93.0 04.4 42 4198415 4 7.3 05 3.3 03196 12 2 91.0 06.6 72 5197 714 88.805 5.6 04197 52 197.2 08.892 6198914 3 7.0 05 7.805197 32 10 4.5 011.102 7198714 3 3.806 0.0 0619902 0 7 5.9013.3 02 8196 514 18.5 06 2.2 072 0 0 0192 7.6 015.6 02 9196 614 10.4 06 4.4 081993187 7.7 017.803 0196 914 0 0.106
18、6.7 091992182 1.2 02 0.0 03 1199613 99.4 06 8.901019981817.3 02 2.2 03 2196 413 83.907 1.1011197 817 6 9.4 02 4.4 03 3196 213 5 7.5 07 3.3 012196 817 4 7.102 6.7 03 4196 713 3 4.6 07 5.6 013198117 15.0 02 8.903 52 0 0 413 2 0.3 07 7.80142 0 0 116 84.7 03 1.103 6197 913 0 3.8080.0 015198816 84.5 03 3
19、.3 03 7199912 82.2 082.2 016197 016 4 4.4 03 5.6 03 82 0 0 212 0 8.2 084.4 017198016 4 2.3 03 7.803 9197 112 0 5.3 086.7 018198516 15.3 04 0.0 04 0196 310 5 2.8088.9019199516 0 6.4 04 2.2 04 1199192 7.5 091.102 0198215 7 7.5 04 4.4 04 2199480 5.6 093.3 02 1197 215 7 5.7 04 6.7 04 3197 67 4 3.4 095.6
20、 02 2198615 6 4.3 04 8.904 42 0 0 314 3.4 097.80统计参数值均值 Q a=15 4 7.0 0 C V=0.2 86C S=-0.3 2 3R=-l.1参数优选值C V=0.2 97C S=0.0 13R=0.0 4依降雨频率计算成果,选 用 1992 年、1986 年 及 197 9年分别为 P=2 0%、P=5 0%及 P=80%的典型年。二、径流计算径流变差系数C v=r.C v x -r o tn+m l g F式中:r 一系数,取 r=l.3C v x 降雨变差系数,取 C v x=O.2 86a 径流系数,a =0.5n .m 分别为指
21、数,n=0.6,m=0.0F 集雨面积(k n?)C v =1.3 x 0.2 86 +0.50 6+0.0 6 1g 4 4 =0.4 19依 C s=2 C v,查 皮 HI型频率曲线的模比系数K p 值表得6:K p=2 o%=l.3 2 6,Kp=5 o%=O.94 2,KP=8O%=O.6 4 4设计径流深h =h.k p年径流深 h=15 4 8 x 0.5=7 7 4 m mh P=2O%=774 x 1.3 2 6=10 2 6.3 m mh P=5O%=774 x 0.94 2=7 2 9.1m mh P-8O%=774 x 0.6 4 4=4 98.5 m m三、各典型年水
22、能计算表电站引水陂以上流域内建有锅笃水库(、一型),控制集雨面积4km2,锅笃水库在正常使用情况下是为外流域供水的水利工程,因此在电站水能计算时考虑扣除锅笃水库集雨面积 4kli?后,实有44km2面积参加水能计算。对典型年设计径流计算采用基流分割法,即将地面径流划分为基流及由降雨产生的径流之和。基流量为*枯流模数0.007 m3/kn?乘以集雨面积,即Q基=0.007 x 44=0.308 km7so现将各典型年水能列表计算如下表:s俵二)P=80%水能计算表(F=4 4平方公里)月项目1234567891 01 11 2全年降雨量(mm)4 7.84 8.42 2 4.01 3 2.02
23、0 3.92 0 3.11 9.32 7 2.51 4 4.40.07.01.41 3 0 3.8降雨年分配3.6 73.7 11 7.1 81 0.1 21 5.6 41 5.581.4 82 0.9 01 1.0 80.0 00.540.1 11 0 0.0降雨径流量W(万/4 4.8 04 5.3 72 0 9.9 61 2 3.7 31 9 1.1 21 9 0.3 71 8.0 92 55.4 21 3 5.3 50.0 06.561.3 11 2 2 2.1 0径流利用系数1.0 01.0 00.8 51.0 00.8 50.8 51.0 00.8 00.9 51.01.01.0可
24、用降雨径流量Q X(n i7 s)0.1 70.1 70.6 80.4 70.6 20.6 10.0 70.7 80.4 90.0 00.0 20.0 0基流Q基(m7 s)0.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 10.3 1Q X+Q 基(m7 s)0.4 80.4 80.9 90.7 80.9 20.9 20.3 81.0 80.8 00.3 10.3 30.3 1发电水头H(m)2 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.02 4.0平均出力N(kW)8 0
25、.3 18 0.6 71 6 5.521 3 0.6 21 55.3 11 54.9 16 3.2 81 8 2.0 21 3 3.7 251.7 455.9 352.581 3 0 6.6全年发电量 W=9 56 4 3 2.6 (kW.H)(表三)平水年P=50%水能计算表(F=44平方公里)份项123456789101112全年降雨量(m m)3.0144.3150.864.3185.4411.8289.267.042.069.096.640.91564.3降雨年内分配0.199.229.644.1111.8526.3218.494.282.684.416.182.61100.0降雨径流
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