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朱家滩水电站项目可行性研究报告.doc

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宝鸡市陈仓区朱家滩水电站 可行性研究报告 目 录 1综合说明 1 1.1工程概况 1 1.2水文 2 1.3工程地质 3 1.4工程任务和规模 3 1.5工程布置 4 1.6水力机械、电气 5 1.7施工 6 1.8环境保护 8 1.9水保方案 8 1.10工程管理 9 1.11估算 9 1.12经济评价 10 2水文 11 2.1流域概况 11 2.2气象 13 2.3水文基本资料 14 2.4径流 15 2.5洪水 22 2.6分期设计洪水 24 2.7水位流量关系曲线 25 2.8泥沙 28 3工程地质 30 3.1概述 30 3.2区域地质 30 3.3引水枢纽工程地质条件 32 3.4引水隧洞工程地质条件 34 3.5前池、升压站、厂房工程地质条件 35 3.6天然建筑材料 35 3.7结论 36 4工程任务和规模 37 4.1当地经济发展概况 37 4.2工程建设的必要性 38 4.3工程建设的任务 38 4.4工程建设的规模 39 4.5装机容量 43 5工程布置及建筑物 49 5.1设计依据 49 5.2 工程总布置 50 5.3主要建筑物 54 6水力机械、电气、金属结构 68 6.1机组选型 68 6.2接入电力系统方式 73 6.3电气设计 77 6.4金属结构 84 7施工组织设计 87 7.1施工条件 87 7.2施工导流 88 7.3料场的选择与开采 89 7.4主体工程施工 89 7.5施工交通运输 91 7.6施工总布置 91 7.7施工总进度 92 7.8主要技术供应 93 8环境影响 95 8.1 环境现状 95 8.2 环境影响预测与评价 96 8.3 环境治理措施 100 8.4 环境影响评价结论 103 9水土保持方案 105 9.1 可能造成的水土流失危害预测 105 9.2 水土保持方案编制原则和目标 105 9.3 防治责任范围 106 9.4 水土流失防治分区及水土保持措施总体布局 107 9.5 水土保持投资估算 110 10工程管理 111 10.1管理机构 111 10.2管理设施 111 10.3工程管理 111 11工程估算 112 11.1编制说明 112 11.2估算表 117 12经济评价 121 12.1工程概况 121 12.2 基础数据 121 12.3 财务评价 122 12.4 国民经济评价 125 12.5评价结论 127 附:1.宝鸡市陈仓区朱家滩水电站可行性研究估算书 2. 宝鸡市陈仓区朱家滩水电站可行性研究图集 宝鸡市陈仓区朱家滩水电站可行性研究报告 工程特性表 表1—1 序号 项目名称 单位 数量 备 注 一 水文特性 1 河流名称 渭河 黄河一级支流 2 主河道长度 km 373.5 坝址以上 3 平均比降 ‰ 3.5 4 流域面积 全流域 km2 30661 林家村水文站 坝址以上流域 km2 29874.8 5 利用的水文系列年限 年 68 6 多年平均径流量 亿m3 23.1 7 多年平均流量 m3/s 66.1 8 枢纽设计洪峰流量 m3/s 3019 P=10% 8 枢纽校核洪峰流量 m3/s 5254 P=2% 9 厂区设计洪峰流量 m3/s 4547 P=3.33% 10 厂区校核洪峰流量 m3/s 5254 P=2% 5 多年平均悬移质输沙量 万t 15771 多年平均推移质沙量 万t 287 多年平均含沙量 Kg/m3 75 二 气象 1 气温 多年平均气温 ℃ 12.9 极端最高气温 ℃ 41.6 极端最低气温 ℃ -13.9 2 多年平均降雨量 mm 683.4 3 多年平均陆地蒸发量 mm 550 4 多年平均水面蒸发量 mm 800 5 平均风速 m/s 1.2 三 工程地质特性 1 引水枢纽地层 冲沉积砂卵石、花岗岩 2 洞线 花岗岩 3 厂区 冲沉积砂卵石 4 地震基本烈度 度 Ⅶ 工程特性表 表1—2 序号 项目名称 单位 数量 备 注 四 电站动力特性 1 电站型式 径流式 2 设计水头 m 12.16 3 电站最小水头 m 10.02 4 设计引水流量 m3/s 3×31.4 总引水流量94.1 5 保证流量 m3/s 25.0 6 保证出力 kw 2613 7 装机容量 kw 3×3200 8 多年平均发电量 万kwh 3859 9 年利用小时数 h 3850 五 主要建筑物及设备 1 拦水大坝 地基特性 砂卵石 坝型 重力式溢流坝 WES型 坝顶高程 m 687.5 坝顶长度 m 208.857 最大坝高 m 10 河床以上 单宽流量(p=10%) m3/s/m 16.77 单宽流量(p=2%) m3/s/m 29.19 消能方式 面流消能 2 冲砂闸孔数 孔 4 冲砂闸尺寸 m 6.3×4.3 最大泄量 m3/s 728 位置 左岸 3 进水闸孔数 孔 2 进水闸尺寸 m 5.3×3.6 设计流量 m3/s 94.08 4 隧洞 长度 m 156 断面尺寸 m 宽×高=6.8×8.4 5 前池 工程特性表 表1—3 序号 项目名称 单位 数量 备 注 深度 m 12.77 断面尺寸(宽×长) m 28×15 6 厂房 主厂房尺寸(宽×长) m 10.5×37 结构型式 全框架 基础岩性 花岗岩 7 尾水 底板高程 m 672.3 设计尾水位 m 674.74 最低尾水位 m 673.43 尾水宽 m 8 尾水长 m 105 尾水平板钢闸门 扇 3 宽×高=3.9×3.3 六 主要机电设备 (1) 水轮机 型号 DZJP502-LH-230 装机 kw 3200×3=9600 设计水头 m 12.16 设计流量 m 3/s 31.36 效率 % 90.8 (2) 发电机 型号 SF-K3200-32 容量 kw 3200 额定电压 kv 6.3 (3) 调速器 BWT-5000 (4) 吊车 型号 桥式起重机 吨位 t 30/5 跨度 m 9.5 (5) 主要压器容量 kvA 12500 (6) 厂变压器容量 kvA 315 2台 工程特性表 表1—4 序号 项目名称 单位 数量 备 注 七 工程投资 工程总投资 万元 5501.78 静态投资 万元 5414.03 单位发电成本 元/kwh 1.35 八 主要工程量 1 石土方开挖 万m3 7.09 砌石 万m3 5.15 砼 万m3 1.57 2 厂房面积 主厂房面积 m2 976.5 付厂房面积 m2 428.8 3 主要材料量 钢材 t 372.86 水泥 万t 1.78 块石 万m3 6.08 石子 万m3 1.19 砂 万m3 2.93 4 总投工 万个 23.86 九 经济评价 1 单位kw投资 元/kw 5731 2 年发电量 万kwh 3859 3 国民经济收益率 % 19.59 财务内部收益率 % 13.33 静态回收年限 年 9.92 贷款偿还年限 年 9.10 经济净现值 万元 3137.79 财务净现值 万元 1963.51 效率费用比 1.84 陕西省宝鸡峡水利水电设计院 宝鸡市陈仓区朱家滩水电站可行性研究报告 1综合说明 1.1工程概况 渭河是黄河最大的一级支流,源于甘肃省渭源县的乌鼠山,途经甘肃的陇西、甘谷、天水、自风阁岭进入陕西境内,流经甘肃、宁夏、陕西三省26个县(市),全长818km,总流域面积6.24万km2。于陕西潼关港口东汇入黄河,是黄河的最大一级支流,也是陕西关中的母亲河。 陕西境内渭河干流长502km,流域面积3.32万km2,分别占渭河全长和总流域面积的61.4%和53.2%。它是关中地区最主要的地表水资源河流。 渭河流经甘肃、宁夏、陕西三省(区),甘肃省境内流域面积占林家村以上总面积的87.59%,宁夏占11.07%,陕西境内占1.3%。 宝鸡峡林家村引水枢纽以上陕西境内渭河干流长70km,平均比降3.5‰,地处深山峡谷,河道蜿蜒曲折,蕴藏着丰富的水能资源,朱家滩是该段渭河干流上的梯级开发中的水电站之一,电站坝址以上控制流域面积是29874.80km2。 电站工程南靠310国道,北邻陇海铁路对外交通便利、快捷。110kv输电线路和10kv供电线路均通过或到达电站区域,电站并网和施工用电方便。河道中工程建设所需的石子、砂子储量丰富,可以就近采用,而邻近的山体均为花岗岩,亦可就地开采使用。因此,地材价格低,可降低工程造价。有线电话已到达工程所在地附近,通讯工程造价低。由于陇海复线和310国道施工时建有大量临设,稍加修整即可使用,也可降低临设费用。 总之,该水电站的开发建设,经营管理所需的基本条件已经具备。 随着改革开放的深入发展,经过20多年的建设,当地经济也得到了长足的发展,但与东部、南部省市相比,与全国平均水平相比仍有较大的差距。在中央西部大开发战略决策感召下,宝鸡市各县(区)、乡各级政府,决心开发当地资源,把资源优势转化为经济优势,确定新的经济增长点,带领群众实现奔小康目标。而朱家滩水电站工程就是陈仓区、宝鸡市政府确定的招商引资项目,为该项目的建设提供了多项优惠政策和方便条件。 受宝鸡隆地水力发电有限公司委托,我院组织专业人员,对朱家滩水电站项目进项了勘察测量和规划,编写了《陈仓区朱家滩水电站可行性研究报告》。 1.2水文 朱家滩枢纽布置在坪头镇上游3.2km的渭河主干流上,在小水河汇入口下游1.8km处。电站坝址以上控制流域面积29874.80km2,其下游28Km处有林家村水文站,控制流域面积30661km2,该区间流域面积786.2km2 ,占林家村水文站以上流域面积的2.56%。林家村水文站建于1934年,至今已有68年的径流、洪水、泥沙系列资料(1934~2001年)。我们可以林家村水文站作为参证站,对朱家滩水电站进行水文分析。 1.2.1径流量 采用水利年(10~9月)对林家村水文站进行径流分析,经径流还原后,用皮-Ⅲ曲线适线。再将林家村水文站径流分析成果按面积比拟法折算到朱家滩水电站坝址处,朱家滩水电站径流成果详见表1-1。 年径流成果表 表1-1 站名 统计参数 各种频率年径流量(亿m3) W CV CS 20% 30% 50% 70% 80% 90% 林家村 23.7 0.4 0.8 31.1 27.6 22.4 18 15.6 12.6 朱家滩 23.09 0.4 0.8 30.30 26.89 21.83 17.54 15.20 12.28 1.2.2洪水 根据林家村(1944~2001)58年系列洪水资料,加1933年历史调查洪水Q=6890 m3/S,进行频率分析采用皮-Ⅲ型频率曲线目估适线,得出林家村水文站不同频率的洪峰流量,再用面积比拟法换算到朱家滩水电站坝址处,其洪水成果详见表1-2。 洪峰流量成果表 表1-2 站名 各种频率年径流量(亿m3) 0.1% 0.33% 0.5% 1% 2% 3.3% 10% 林家村 9782 7995 7378 6356 5346 4626 3072 朱家滩 9614 7858 7251 6247 5254 4547 3019 1.2.3泥沙 林家村水文站每年平均悬移质输沙量为1.5771亿t,推移质输沙量为0.0287亿t。 1.3工程地质 电站工程区域无大的地质构造。 坝址处河道为砂卵石覆盖层,基岩埋深17~26.7m,其岩性为花岗岩;两坝肩为花岗岩山体,坝基磨擦系数为0.45~0.5。该段河谷部宽150~300m,常水河靠右岸发育,宽38~45m,河床高程679~683m,河漫滩表面高程682.31~686.59m,河床漫滩堆积的卵石层厚度13.0~22.1m。左坝肩山坡岩石体裸露,坡面倾角40~50度。右坝山坡高呈687.0m以下岩体裸露,岸坡陡立,以上为黄土斜坡,坡面角度20度左右,无不良物理地质现象。 工程区抗震设防烈度为7度,基本地震加速度为0.2g。建筑场地类别为Ⅱ类。 1.4工程任务和规模 1.4.1工程任务 充分开发利用水能资源,带动当地经济发展;电站所发电量输入国家电网,在增加当地电力电量的同时,电站也取得一定的经济效益。 1.4.2工程规模 朱家滩是座低坝引水式电站,有日调蓄能力。 电站拦水坝顶高程687.5m,尾水位674.74m,设计水头12.16m。按长系列分析确定的典型年逐日计算出力和发电量,最终确定装机容量9600kw,多年平均发电量3859万kwh,年利用小时数为3850h。 1.5工程布置 1.5.1设防标准 根据《水利水电工程等级划分及防洪标准》(SL252-2000)规定,朱家滩装机9600kw,为五等工程,即小(2)型水电工程,其主要建筑物为5级建筑物。故朱家滩水电站枢纽设计洪水标准为10年一遇,相应洪峰流量Q=3019 m3/s,校核洪水标准为50年一遇,相应洪峰流量为Q=5254 m3/s,厂区防洪标准为30年一遇洪水设计,相应洪峰流量Q=4547 m3/s,50年一遇洪水校核,相应洪峰流量Q=5254 m3/s。 经多方案比较,朱家滩水电站选择枢纽布置在朱家滩村上游300m的渭河主干流上,上游距小水河汇入口1.8km。进水闸、冲砂闸布置在左岸,厂区布置在朱家滩下游100m渭河一级阶地上,该处的主流靠左岸,河岸开阔有利于布置水电站建筑物。 1.5.2主要建筑物 拦水大坝:为重力式溢流坝,坝顶长208.857m,坝顶高程687.50m,坝底宽21m,冲沙闸布置在大坝的左岸,冲沙闸布置4孔,闸门尺寸6.3×4.3m,为平板钢闸门;1扇检修闸门(活动门叶),底板高程为681.50m。 进水室:进水室位于大坝左岸,进水方向与坝轴线大致平行,安装有拦污栅及平板快速钢闸门,2扇固定工作闸门,闸门尺寸5.3×3.6m,1扇检修闸门,底板高程为682.50m,。 厂房:面东布置,长37m,宽10.5m,水轮机层地面高程676.50m,发电机层681.40m,房顶691.40m。 3#机组轴线距厂房山墙轴线5m,机组间距9m;厂房内吊车梁顶高程688.40m,安装间布置在厂房南端,在西纵墙上留有进厂大门,大门宽×高=3×3.6m。 尾水和防洪墙:三条尾水出厂房4m后合流泄向渭河,设计尾水位674.74m,为了防止洪水倒灌,距厂房4m处布设防洪墙,墙顶高程682.40m, 尾水处设计洪水位679.15m,校核洪水位679.70m。100年一遇洪水位680.40m。墙内侧安装3台尾水平板钢闸门,而启闭机安装在尾水顶部平台上,平台高程681.40m。尾水出防洪墙后向下游延伸到主河道。 1.6水力机械、电气 1.6.1主要机电设备的选型和布置 根据电站装机容量,水头范围以及电站运行方式,选用三台轴流式水轮发电机组。水轮机型号为:ZDJP502-LH-230,配套发电机型号为:SF-K3200-32,调速器型号为:DWT-50000。主厂房吊车选用一台DSQ-30/5T电动双梁起重机。 机组安装高程为674.805m, 机组间距为9.0m。主厂房长37m,宽10.5m,发电机层地面高程为681.40 m,水轮机层地面高程为676.50 m。副厂房布置在主厂房的上游侧,长37m、宽5m 。 1.6.2电气 主接线 朱家滩均采用扩大单元接线方式,即朱家滩水电站3台发电机共用一台主变压器,电站装机规模为9600kw,主变容量为12500kvA,选择S9节能型升压变压器,高压侧电压121kv,低压侧电压6.3kv。 电力并网方式 架设110kv输电线路150m,“T”接于鸡冠崖110kv输电线路上,以110kv电压输向位于下游3.2Km的坪头镇110kv变电站。 1.6.3升压站 位于主厂房上游侧,宽18m,长25m,地坪高程681.20m。付厂房内布置有高压室、中控室、低压室,地坪同发电机层,设有高低压控制柜。从后墙外出线与升压站连接。 1.6.4厂用电 厂用变安装在升压站南端,方便与相距200m外的管理生活区连接,厂变容量315kvA,2台,一台高压侧10kv,低压侧400v,从当地10kv线路接入,另一台高压侧6.3kv,低压侧400v,从机端6.3kv母线接入。 1.6.5通讯 指系统通讯、工作通讯、对外通讯。 系统通讯,采用110kv电力载波电话,实现与电网调度间的通讯。 工作通讯,选用10门纵横制自动电话交换机,方便电站内部的生产管理通讯。 对外通讯,采用当地有线电话和移动电话两套系统。 1.7施工 1.7.1施工条件 (1)交通条件:陇海铁路从厂区北边通过,而310国道则从工程区南部通过。 施工时尚需修通从310国道至朱家滩厂区的简易道路;从河对岸修过水路面通到厂房,运输机电设备及建材。 主体工程结束,架设从310国道到厂房的交通便桥及便道,便于运行人员上下班及生活用品及建设材料的运输。 (2)当地建材 工程建设所需的砂、石子、块石均采用于河道及附近的山体,储量丰富。 1.7.2施工导流 拦水大坝及尾水施工时需要导流。 采取分段施工、分期导流的导流方案。先开工建设大坝的左坝段,导流明渠从坝中间开通,然后设围堰堵水,流水从导流明渠泄走。当左坝段工程完工后,堵封导流明渠,水流通过左坝段的冲沙闸泄走,开工建设右坝段。 施工导流安排在枯水期。 1.7.3主要建筑物施工 拦水大坝:采用机械进行基础开挖,然后砌筑冲沙闸及坝体。 前池、压力管道、隧洞开挖可和厂区山崖、厂房基础开挖结合在一起进行,采用爆破开挖;钢筋砼压力管与水机钢筋砼蜗壳同期施工。 厂房:厂房基础与机墩同期建设,然后建厂房主体。 尾水:与下游防洪墙结合在一起施工,安排在整个施工期的后期。 1.7.4施工安排 先开工建设大坝、厂区开挖工程。当大坝正在施工右坝段基本完工时,可安排压力管道、蜗壳及厂房基础、厂房主体、升压站平台施工。上述项目的净施工时间预计1.5年。当厂房主体完工后展开机电设备安装工程,主要指吊车、机组、闸门、拦河栅及启闭机、电气设备的安装调试。 当厂区主要设施完工后,进行尾水、防洪墙工程的开挖和砌筑。同期进行交通便桥和生活区的工程施工。 全部工程完工,总工期二年。 1.7.5主要工程量 主要工程量中,土石方开挖7.09万m3,砌石5.15万m3,砼1.57万m3;共需钢材372.86t,水泥1.78万t。 1.8环境保护 水电站为清洁能源,正常运行中不会污染环境。 施工中对环境有影响的因素为施工弃渣、噪音及废油。 施工中共产生弃渣1.05万m3,这些弃渣共设二个堆渣场有组织的堆放,后期复土绿化。 由于工程区远离居民点,施工时机械产生的噪音不会影响居民的正常生活。 机械设备中产生的废油进行收集,集中处理。 堆渣坝及废油处理共需费用31.87万元。 1.9水保方案 电站建设过程中,项目区征地范围内地表将遭受不同程度的破坏,施工道路、碴场等局部区域地貌将发生不同程度的改变。该工程主体工程中碴场的防护、施工场区排水以及施工道路的工程防护措施和路基防护与排水工程具有水土保持功能,应列为主体工程中具有水土保持功能的水保设施,在主体工程中已做设计,投资在主体工程设计中已经考虑,为了不重复计算,仅估算新增加的水保措施的投资,本工程新增水土保持工程总投资21.5万元。 1.10工程管理 成立朱家滩水电站管理站,对电站运行中的行政、运行、检修、监测、后勤等工作实行管理。 电站运行管理运行人员编制42人,其中行政管理人员5人,运行、检修人员共37人。 管理设施,在管理区建有宿办楼、食堂、库房等设施,配备汽车二辆,安装有通向场区及外界的有线电话。 及时掌握雨情、水情,做好开机准备工作,开关机、下达关闸停水指令;保持与系统的联系;加强对机电设备、水工设施的观测、检查和维修,保证机组的正常运行。 水电站是地电企业,建立管理经营所必须的规章制度;实行岗位责任制,对职工进行正规培训,做到持证上岗操作。 1.11估算 1.11.1编制原则和依据 (1)文件依据:陕计设计(1996)258号文关于颁发《陕西省水利水电工程设计估算编制办法》和《陕西省水利水电工程概(预)算费用构成及计算标准》的通知。 (2)定额依据 建筑工程:执行(2000)《陕西省水利水电建筑工程预算定额》; 安装工程:执行(2000)《陕西省水利水电设备安装工程预算定额》; 施工机械台班费:陕水计(1996)140号文,关于颁发《陕西省水利水电工程施工机械台班费》的通知。 (3)其它依据 各设计专业设计图纸、工程量、设备清单等。 1.11.2工程投资 工程估算总投资5501.78万元,其中静态投资5414.03万元。该电站单位千瓦投资5731元。 1.12经济评价 该项目资本金2502万元,占总投资的45%,不还本付息。贷款额为3000万元,贷款年限2年,建设期还息87.75万元。流动资金100万元,为资本金。 1.12.1财务评价 电站固定资产投资为5501.78万元,按上网电价0.27元/kwh测算,该项目投资财务内部收益率为13.33%;财务净现值为1963.51万元。投回收年限为9.92年;投资利润率为9.50%;投资利税率为13.85%;贷款偿还期为9.10年,还清贷款本息后,说明该项目具有较强的还债能力和盈利能力。 1.12.2国民经济评价 电站经济内部收益率为19.59%,大于社会折现率12%,经济净现值为3137.79万元,远大于零,效益费用比1.84大于1。 国民经济敏感性分析,当投资增加20%,效益减少20%,其经济内部收益率大于12%,经济净现值大于0,说明该电站工程有较强的抗风险能力。 综上所述,该电站在财务分析、国民经济评价及国民经济敏感性分析结果均可行,显示其较好的社会效益、经济效益,可尽早开工建设。 2水文 2.1流域概况 2.1.1流域自然地理概况 朱家滩位于北纬34°23′,东经106°51′之间,枢纽布置在陕西省宝鸡市陈仓区坪头镇上游3.2km的渭河主流上,上游距小水河汇入口1.8km,电站坝址以上控制流域面积29874.80km2,电站处于渭河干流及其流域的中部。 渭河发源于甘肃省渭源县的乌鼠山,流经甘肃、宁夏、陕西三省26个县(市),全长818km,总流域面积6.24万km2。渭河由宝鸡风阁岭流入陕西境内,于陕西潼关港口东汇入黄河,是黄河的最大一级支流,也是陕西关中的母亲河。陕西境内渭河干流长502km,流域面积3.32万km2,分别占渭河全长和总流域面积的61.4%和53.2%。 林家村水位站控制流域面积30661km2,渭河流经甘肃、宁夏、陕西三省(区),甘肃省境内流域面积占林家村以上总面积的85%,宁夏占11.07%,陕西境内占1.3%。 详见图2—1朱家滩水电站位置示意图。 2.1.2流域概况 坝址以上流域内,从地理地貌特征看,大致分为三个类型区。 (1)黄土丘陵沟壑区:面积占总流域面积的70%。主要分布在流域内的西部、中部和北部,其特点是黄土松软、丘陵起伏、沟壑纵横、植被稀少、暴雨集中、干旱频繁、水土流失严重区。 图2—1 (2)土石山区:面积占总面积的24%。主要分布在流域的东部和南部。该区域山大、沟深、植被较好,每年平均降雨量600-700mm,无霜期较短,水土流失较轻。 (3)河谷川道区:面积占总面积的6%。主要分布在渭河干支流的中下游地带。该区地势平坦、气候温和、无霜期较长,工农业经济较发达地区。 从以上流域特征看,黄土丘陵沟壑区分布最广,而渭河的泥砂主要来自该区。改革开放20多年来,流域内各县根据中央的决策,实施退耕还林还草,已取得初步成效,过去的荒山荒坡已开始变绿,尤其渭河南岸地区,水土流失逐步在减少。 电站坝址以上汇入渭河的主要支流有温水沟、七里沟、通洞沟、东岔河、魏家沟、西河、通关河、小水河等,这些支流的特点是暴雨频繁,洪水突涨暴落,短历时、强度大,是形成林家村站洪水的主要河道。 坝址以上渭河干流长分别为373.5km,平均比降3.5‰。 2.2气象 2.2.1气象概况 流域属暖温带半干旱半湿润季风气候区,四季分明。六盘山区、关山及南部山区,垂直差异和小气候明显,气温低,热量条件差,降水多,较湿润;丘陵台原区,热量充足,气温高,降水偏少。流域内气温变化的趋势是西低东高,北低南高,而降雨也是西少东多,北少南多。 影响本流域气候的重要因素是季风环流。其环流形势以季节为转移。 林家村临近工程区,气温降雨差异不大,就以林家村为代表来简要说明流域内的气象条件。多年平均气温12.9℃,最高气温41.6℃(1973.8.8),最低气温-13.9℃(1977.1.30);多年平均降雨量683.4mm,实测最大降雨量948.6mm(1964),实测最小降雨量434.5mm(1977);多年平均陆地蒸发量550mm,水面蒸发量800mm。 流域内降雨显著的特征是时空分布不均,降雨量随地形海拔高程垂直变化大,山区高而川道低,二是年内分配不均衡,7、8、9、10四个月降雨量占全年的59.7%;三是年际丰枯变化大,丰枯比为2.26:1。 流域冻土深度0.4m。 2.2.2气象台站分布情况 流域内26个县(市)均建有气象站,且有数十年的观测系列资料;与本工程气象条件相近的是林家村水文站。 2.3水文基本资料 2.3.1水文测站分布 渭河流域从上游至下游临近工程区的水文站有南河川、林家村、魏家堡、咸阳等。 南河川水文站:位于天水市南河川乡,成立于1944年,控制流域面积23385km2,至今有不连续的56年径流、泥沙系列资料。 魏家堡水文站:陕西省水文局设立,成立于1937年,该站仅有1946年以后的径流泥沙整编成果。 咸阳水文站:黄委会设立,成立于1931年,控制流域面积46827km2,有1934-2001年68年不连续的径流、泥沙系列资料。 林家村水文站:设立于1934年1月,原名太寅站,1959年7月改名为林家村水文站,控制流域面积30661 km2。后来几经上移下迁但流域面积变化不大,故水文资料均可合并统计,至今共有68年不连续的径流、洪水、泥沙资料(1934-2001年)。 2.3.2水文基本资料 朱家滩处无实测资料,但其控制流域面积与林家村水文站控制流域面积仅相差2.56%,就以林家村水文站为参证站来分析该座水电站的水文特性。 2.4径流 2.4.1林家村站的径流还原 为了解决渭河的天然径流和实测径流的不一致性,对林家村水文站实行还原计算,还原出上游流域内用水情况,然后进行数理统计方法的分析研究。这次还原计算主要考虑农业灌溉用水、工业和人畜生活用水的还原。 径流还原计算采用分项调查法。天然径流量等于实测径流量与还原径流量之和,而还原径流量等于农灌+工业+人畜用水还原。 将农灌、工业与人畜还原水量分配到年内各月与林家村相应年份实测月径流过程相加,即得到1944-2001年的天然径流量系列。 2.4.1.1电站以上流域耗水量 经计算,设计水平年流域总耗地表水4.292亿m3。详见表2-1。 设计水平年电站以上流域实际耗水量 表2-1 万m3 序号 城镇 生活 农村生活 工业 乡镇 工业 农业 灌溉 合计 人 大畜 猪 羊 10 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 0 1255.83 11 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 2868.55 4124.38 12 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 0 1255.83 1 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 0 1255.83 2 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 0 1255.83 3 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 3069.07 4324.9 4 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 3592.65 4848.48 5 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 4494.99 5750.82 6 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 5647.98 6903.81 7 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 6458.42 7714.25 8 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 1718.35 2974.18 9 7.12 15.07 3.4 3.02 1.01 829.81 396.41 0 1255.83 合计 85.47 180.79 40.77 36.23 12.08 9957.7 4756.93 27850 42919.97 2.4.1.2设计水平年朱家滩电站来水过程 从朱家滩水电站历年各月天然径流量中扣除相应年月实耗水量,得到设计水平年朱家滩水电站历年各月来水过程。 2.4.2径流特征值 采用水利年(10月-9月)对林家村径流进行分析,经用皮-Ⅲ型曲线适线,得到林家村天然径流特征值及典型频率的年径流量值。见表2-2、图2-2。 林家村站天然径流频率计算成果 表2—2 W CV CS Wp不同频率的年径流量(亿m3) 计算 采用 计算 采用 CV 20% 25% 30% 50% 70% 75% 80% 85% 90% 23.7 23.7 0.38 0.4 2.0 31.1 29.2 27.6 22.4 18.0 16.8 15.6 14.2 12.6 2.4.3径流的年际变化 对林家村水文站年径流过程线加以分析,可以看出天然年径流的年际变化较大,变差系数CV =0.4,最大最小径流量比值5.8。另外,还存在着明显的丰枯的年代变化特征:50年代丰水期,60年代较丰,70年代为枯水期,80年代丰水期,90年代枯水期,发生了94 ~97连续4年的干旱。以此规律看2001-2010年的10年期应为丰水期。当然也可能出现异常,影响径流量变化的因素复杂多变,有待于今后深入研究。 2.4.4电站年径流量 将林家村水文站天然径流系列成果用面积比拟法换算到朱家滩水电站坝址处,就得到朱家滩天然径流量成果。见表2—3。 各站年径流成果表 表2—3 站名 统计参数 各种频率年径流量(亿m3) W CV CS 20% 30% 50% 70% 80% 90% 林家村 23.7 0.4 0.8 31.1 27.6 22.4 18 15.6 12.6 朱家滩 23.09 0.4 0.8 30.30 26.89 21.83 17.54 15.20 12.28 2.4.5设计径流量 径流的年内分配:采用典型年同倍比放大缩小法求得各种频率下的天然年径流量年内分配结果(各月径流量占年径流量的比例、月径流量和月平均流量)。见表2—4。 2.4. 6日平均流量频率分析 朱家滩电站为无调节径流式水电站,水能设计主要依据坝址日平均流量资料,采用林家村1944-2001年实测58年逐日平均流量系列,流量不等距分组统计出现天数,点绘出日平均流量经验频率曲线图2-3,在曲线上查得朱家滩电站坝址处不同频率的日平均流量如表2-5。 朱家滩电站坝址处不同频率的日平均流量 表2-5 频率P(%) 30 33.4 50 70 75 80 85 90 95 流量Q(m3/S) 70.80 64.19 42.76 28.24 25.00 22.61 20.24 17.28 13.43 2.4.7径流成果和理性分析 朱家滩坝址以上控制流域面积29874.80km2,渭河南河川的控制流域面积23385km2,咸阳控制流域面积46827km2,朱家滩坝址均位于该两站的下游,朱家滩坝址以上多年平均径流量23.09亿m3,多年平均径流深74 mm,大于渭河南河川多年平均径流深74 mm,大于咸阳站多年平均径流深109 mm,年径流变差系数为0.45,略大于咸阳、南河川年径流变差系数为0.40,而咸阳、南河川年径流变差系数是采用1934-1990年系列所得,朱家滩是采用林家村1944-2001年系列计算所得,而1944-2001年系列偏枯,增大了年径流变差系数,但与咸阳、南河川年径流变差系数比较接近,因此,朱家滩坝址以上多年平均径流量23.09亿m
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