水电站项目可行性研究报告2013年.doc

某某某某水电站项目可行性研究报告2013年某某县是经济基础差，底子薄的“老、少、山、边、穷”县，虽然经过二十多年的改革开放和现代化建设，全县国民经济和社会发展取得了初步成果，但是还存在着许多问题和困难，主要是该县工业经济效益差，经济规模增长缓慢，结构性矛盾相当突出。目前，县级财政收入的税源转向靠小水电的收入。小水电收入将成为财政收入的重要行业。因此，立足市场，发挥山区资源的优势，加快小水电的开发利用，将成为该县脱贫致富的主要途径之一。为了落实江西省人民政府关于加快我省小水电建设议案的报告，为了加快小水电开发利用，增加财政收入，实现“十一五”计划，走脱贫致富之路，尽快建设某某水电站，对某某县经济发展将起积极作用。因此，该电站的兴建，是十分迫切和必要的。随着国民经济的发展，工农业生产将对电力供应在量和质的方面提出更高的要求，人民生活水平的提高，采用电器的普及，生活用电量逐年增长，目前由于电力供应不能满足生产要求，供电部门不得不经常拉闸限电，严重阻碍了工农业生产的发展。从某某县的能源状况来看，无煤炭、风、热等资源，而该县水力资源比较丰富，积极发展地方小水电，是解决当前电力紧张状况的重要途径，新建某某水电站将改善当地的用电状况。农网改造后，农村电价降低，农村家用电器逐步普及，生活用电量迅速上升。接入了大电网，小水电摆脱了孤立运行状态，不但电能质量得到提高，小水电的经济效益也得到显著提高。电站建设显得十分必要。1 综合说明1.1绪言 某某某某水电站工程位于某某某某省某某市肃北蒙古族自治县鱼儿红乡境内的某某河干流上，为一座引水式日调节水电站，水电厂房距下游拟建的天生桥水电站枢纽的12.4km，距玉门镇约109km，距玉门市昌马乡38km，东距鱼儿红乡政府约40km，枢纽通过某某河右岸土石便道与鱼昌公路相接，对外交通便利。某某河是某某某某省河西地区仅次于黑河的第二大河，全长约900km，全流域面积41250。某某河发展与青海省境内，源头两岸为海拔4000m以上的高山，河流自东南流向西北，南面的某某河南山与北面的托勒南山对峙，海拔4500m以上的山地终年积雪，冰川广布，陡峭壮观。某某河流域水力资源理论蕴藏电量46.24亿Kwh，功率527.8MW，技术可开发装机容量23.53MW，年发电量11.59亿Kwh，目前已建成电站22座，装机容量100.58MW，年发电量4078亿Kwh，尚有60%的技术可开发量未开发，开发前景很好。根据2004年中华人名共和国水力资源复查成果（第五卷 某某某某省），以及水利电力部西北勘测设计院1985年编制的某某河水利资源普查报告，某某河干流年平均流量30.3 m3/s，干死段拟定四级开发，总装机容量60.05MW，年发电量2.89亿Kwh，梯级自上而下为柳沟峡入口，柳沟峡出口，昌马水库电站，昌马渠首上移电站，受某某河中上游生态环境和某某河项目的制约，已停止开发。某某某某水电站主要任务是发电。电站总装机容量为51MW，多年平均年发电量2.1162.89亿Kwh，装机年利用小时为4149h。推荐坝型为碾压砼重力坝，最大坝高63.0m，库容980.1万m3，属于三等中型工程。水电站枢纽由拦河大坝，冲砂泄洪建筑物，引水系统及发电厂房等建筑物组成。电站建成后，将缓解当地工农业用电的紧张局面，改善河西电网结构。电站一般承担系统基荷，除汛期外也可承担系统峰荷，水库运行式微日调节。2 水文2.1概况某某河发源于祁连山西段的陶勒河南山与某某河南山之间，河源两岸为高山峻岭，耸峙两侧，形成东南西北向的狭长山谷，山脊高程多在海拔4000以上。山区岩石裸露，风化严重，两岸植被较差，仅在一些河谷川地河盆地内有面积不大的草滩河灌木丛。在中，下游的广大地带为沙滩，在细土平原的灌溉绿洲内生长有较多的榆树河杨树。流域内水系呈条带羽毛状分布，终端河流穿流昌马峡谷，出峡谷后入祁连山钱的玉门盆地。河道在戈壁滩上经过，变得开阔，渠系纵横交织，至盆地北缘，泉水，地表水遂又汇集起来，在玉门镇附近河道转向西行，经双塔水库调节后，流经双塔灌区，最后消失于安西盆地。2.2气象某某某某水电站的位置深处大陆腹地，距离海洋胶原，水气输送不利，属于大陆性气候特征。具有干旱少雨，蒸发强烈，冬季较长，气温低，气象要素变差大等特点。工程区多年平均气温4.3，极端最高气温38.5，极端最低-35.0。多年平均降水量仅有94.2mm，年蒸发量则达2800.2mm，平均日照时数为3267.6h，由于流域的地理位置和地形的影响，盛吹西北风或西风，最大风速可达20m/s，最大冻土深超过150m/s.2.3径流昌马堡水文站位于某某某某水电站厂址下游约30处，本次可研阶段采用该站自19522004年，共53年的实测径流系列资料。某某某某水电站设计年经流成果见表1.2-1表1.2-1某某某某水电站设计年径流成果表工程名称均值(m3 /s)CvCs/Cv不同保证率的设计值（m3 /s）15%25%50%75%90%某某某某水电站28.00.242.034.932.227.523.221.12.4洪水某某河大洪水均由大面积暴雨形成，汛期为69月，主汛期78月，一次洪水过程平均为10天左右。洪水过程具有峰高量大的特点。青某某某某水电站设计洪峰流量成果见表1.2-2表1.2-2某某某某水电站设计洪峰流量成果表项目不同频率设计值（m3 /s）0.2%0.33%0.5%1%2%3.33%5%某某某某天然设计洪峰流量2210198018101510122010208612.5泥沙某某某某水电站枢纽处没有实测泥沙资料，年输沙量是根据某某河河昌马堡水文站侵蚀模数河花儿地水文站侵蚀模数直线内插求得，某某某某水电站多年平均悬移质输沙量为310万t，推移质用推悬比0.2计算，推移质为62万t，按59月占年输沙量的比例分配到59月。某某某某水电站坝址处多年平均输沙量为372万t。2.6冰情以昌马堡水文站观测的冰情记录中，河水几乎每年冬季都有封冻，一般10月下旬开始结冰，每年都有封冻，封冻天数最长95天。4月上旬全部融冰。岸左最大冰厚1.34m，河心最大冰厚0.7m。根据花儿地水文站资料统计，一般10月中，下旬开始结冰，每年都有封冻，封冻天数最长158天。4月中，下旬全部融冰，最迟为1956年的5月25日。岸左最大冰厚1.23m。河心最大冰厚1.32m。3 工程地质3.1工程地质概况 工程区邻近地区地层发育较完整，从目前震旦系到第四系地层均有发育，岩性由麻岩，片岩，大理岩，板岩等，岩层走向NWWSEE构成祁连山大雪山背斜的南北两翼。工程区河谷两岸基岩则初露零星，主要岩性为凝灰岩，砂岩，板岩等，变质程度较浅。某某某某水电站枢纽区位于某某河尚有峡谷段，电站厂房则位于昌马盆地南部边缘，距坝址最近的活动性断裂是昌马祁连断裂带，该断裂带在坝址河厂房之君子那穿过，距下坝址下游约6km，距厂房上游约2km。其次为北祁连山北缘点列相距约35km。其它活动断裂距工程区都比较远，均大于100km。根据国家地震局2001年版中国地震动峰值加速度区划图（GB183062001），本区50年超越概率为10%时的地震动峰值加速度为0.2 m/s2，地震反应谱特征周期为0.45，相应的地震基本烈度为8度。工程区地处祁连山的西段，地貌上呈现出一系列相互平行的山脉与盆地组成，河谷深切，岸破陡峭，物理地质现象主要表现为岸边卸荷崩塌等，另外个别滑坡。3.2水库地质条件水库区位于峡谷区，水流湍急，河道自然坡降在79，河槽形态以“V”字型居多，河道宽一般1530m.库区多陡峭的砂砾石库岸，塌岸估计总方量为174万m3，最终塌岸量将不会超过水库库容的15%，不会影响水库的正常运行。水库封闭条件较好，部存在永久渗漏的问题，但在蓄水初期存在少量的暂时渗漏。库区内无人区，亦无农田和林地等，水库不存在淹没问题，仅在右岸坝址水深仅60m左右，库容仅980万m3，产生水库诱发地震的可能性不大。该水库总体工程地质条件良好。3.3建筑物工程地质条件坝址工程地质条件1）上坝址工程地质条件坝址区河道呈S型，河谷呈不对称的U型谷。左岸为基岩陡坡，岩石裸露，坡度约45-60 ，坡高大于100m，岩体完整，岩层倾向岸内，岸坡稳定。河道宽约30.河床覆盖层为冲积含砂卵石层，属于强透水层，厚大于20m。右岸深厚的某某卵石层对修建砼坝带来较大难度，修建当地材料坝较适宜。上坝址主要的工程地质问题是：河床覆盖层及右坝肩河右岸古河道的渗漏问题，其处理的难度和工程量都很大。2）下坝址工程地质条件下坝址为一段峡谷峡谷，河床仅宽18m20m，河床覆盖层仅6m7m，两岸基岩裸露，基本对称。坝址初露的岩性单一，为加里东期的细粒辉长岩，岩性坚硬，耐风化，一般强风化层厚1m-1.5m，弱风化层厚6m-8m，可满足建坝要求。左坝肩基岩坡高约50m，下部15m近80m,15m以上坡度约为45，坝肩岩体强风化带厚2m-3m，弱风化带厚约5m-8m，岩体中裂隙较发育，表层岩体局部破碎，但整体稳定性较好。3）坝址比较及选择意见本阶段选择的上，下两个坝址根据不同的地形地貌，坝址岩性特点来选择不同的坝型，是能满足建坝需要的。根据两坝址工程地质条件的综合对比，下坝址地质条件优于上坝址。上坝址主要问题是坝基，坝肩及右岸古河道，渗漏量大且处理难度较大，古河道防渗墙与坝体渗体不易闭合，搭接困难等。下坝址古河道不影响建坝地质条件，仅会形成库水外渗，虽然右岸岩体发育有卸荷松动岩体，但规模相对较小，处理难度不大。故推荐下坝址为本次科研设计的选定坝址。3.4电站厂房区工程地质条件所选的上，下厂址区均位于某某河左岸某某某某沟口，河谷呈蛇型弯曲，两岸岸坡较陡，上，下厂址直线距离约600km，河谷地形相对平坦。河谷宽50m90m，河床表层为冲积砂砾石，下部为某某砾石层或玉门砾岩，无细沙或土夹层，结构密实，厂房地基条件较好。3.5天然建筑材料 本电站所需砼粗骨料21万m3，砼细骨料9万m3，块石料2.5万m3，防渗土料2万m3，坝体沙砾料46万m3。砼粗骨料场选定在厂房附近的某某河右岸III级阶地上，砂砾石料场，地势平坦，交通方便，储量丰富，并可扩大开采，仅细骨料含泥量偏大外，其余指标均满足技术质量要求。土料，堆石料级块石料的质量和储量均能满足技术和技术质量的要求。4工程任务和规模4.1工程建设的必要性及主要任务根据负荷预测，河西电网2010年和2015年最大负荷分别为2460MW,3380MW，河西地区电力系统水电比重小，目前不足20%，系统负荷峰谷差大，调峰能力不足。需要由某某某某主网解决，建设新的调峰电源点非常迫切。某某某某水电站是一座引水式日调节水电站，电站装机容量51MW，库区无淹没耕地河人口迁移的问题，不承担其它综合利用任务，电站的主要任务是发电。电站由玉门市宏远实业有限责任公司经营运营开发，电站建成 投产后，将通过酒玉电网联入河西电网统一运行，供电范围为酒玉电网和河西地区电网，向电网销售电力。4.2正常蓄水位本水电站的主要任务是发电，无库区耕地淹没和人口迁移问题，无上游梯级衔接问题，地质和地形条件对正常蓄水位选择决定因素，本阶段枢纽正常蓄水位初步拟定了2320.0m,2325.0m及2330.0m三个方案作比较。正常蓄水位由2320.0m增加到2325.0m时，电站装机容量增加2MW，电站投资增加627.8万元，年发电量增加830万Kwh，其差额投资内部收益率IRR=36.3%，远高于水电站工程社会折现率10%，当正常蓄水位由2325.0m抬高到2330.0m时，电站装机容量增加2.0MW，电站投资增加1776.36万元，年发电量增加820万Kwh，其差额投资内部收益率IRR=9.1% ,小于工程社会折现率10%。说明正常蓄水位2325.0m方案有利。本次设计推荐正常蓄水位为2325.0m。4.3水库其他特征水位库水位2325m2323m.之间库容85.82万m3，保证率85%时的日平均流量位9.72 m3/s，枯水期电站调峰运行，经计算所计算所需调峰库容34.3万m3，水库达到淤积平衡后，剩余有效库容58万m3可满足枯水期日平均流量9.7 m3/s 2时的调节要求，本阶段初步选择水库死水位位2323.0m。根据泥沙回水计算，水库汛期排沙水位选择2313.0m。通过水库调洪演算，水库设计洪水位2325.m，校核洪水位为2327.09m。4.4水库与运行方式及能量指标 本水电站水库为日调节，发电出力主要受来水控制，枯水期在河西电网中担任16MW的腰荷：汛期来水量一般大于电站额定流量，此时水库尽量在正常蓄水位进行，以发电为主，电站担任基荷位置，争取多发电：考虑到本电站库小沙多，泥沙问题严重，枢纽引水防沙，长期保持水库的调节库容，是该电站首要解决的主要泥沙。初步拟定当洪水入库流量大于100 m3/s,流量时及时将坝前水位降到排沙水位或更低的水位进行排沙，洪水过后再抬高到正常蓄水位运用的运行方式。4.5泥沙问题水库多年平均入库沙量为277.3万m3，库沙比为3.18.入库沙量较大，库容相对较小，泥沙问题比较严重。对于水库的淤积，根据某某某某水电站7,8两月水量占全年水量的48.32%，来沙量的84.47%，入库泥沙集中在汛期，其中主要集中在汛期的几场洪水过程之中的特点，拟定当洪水入库流量大于100 m3/s时及时将坝前水位降到排沙水位2313.0m进行排沙，洪水过后再抬高到正常水位运用的运行方式。这样可以减缓淤积床面的抬高，长期保持一定的日调节库容。5 工程选址，工程总体布置及主要建筑物5.1工程等别和标准某某某某是电站工程的主要任务是发电，电站总装机容量51MW，本工程为三等中型工程，枢纽大坝，饮水隧洞，电站厂房等主要建筑物按3级建筑物设计，次要水工建筑物按4级建筑物设计，临时性水工匠竹屋按5级设计。5.2工程布置选择在可行性研究阶段共比较了2个坝址, 经 审查,同意设计推荐在下坝址建坝。根据地形地质条件施工条件和动能经济指标等技术经济综合比较，下厂址作为工程选址推荐方案。本枢纽由某某某某水库拦河坝，冲沙闸，发电引水渠，厂房及厂区建筑物，护岸挡土墙。以右岸进口附近作为橡胶坝的坝轴线，右岸直流疏通微水电站的引水渠，厂房位于引水渠的末端河岸一边，沿引水渠边布置岸墙，厂房旁布置冲沙闸等主要建筑物组成。 方案: 上厂址方案 上厂房位于某某河边，河流在此呈NW315左右，河流宽40m50m，厂房坐落在河漫滩上，地基表层为冲积砂石，厚约7m，比较均一，未见有砂夹层等，其天然密度2.05 g/cm32.10 g/cm3，干密度1.95 g/cm32.02 g/cm3，渗透系数5060，承载力标准值0.350.45，变形模量3035。下部为玉门砾石。 方案:下厂址方案 下厂房在上厂房下游约1.4km处，某某河在此拐了一个反“S”湾，下厂房就位于其“S”湾的下弧凹岸部位，河谷宽9m0左右，水面宽约30m，厂房位于现代河床部位，地面高程在21962204m，厂房基础持力层为冲积砂砾石层。天然密度2.182.25 g/cm3，渗透系数810，承载力标准值0.60.8MPa，变形模量80100 MPa，与混凝土摩擦系数0.50.55 对以上两个坝址选择方案经过地形地质综合比较,上厂址均具有布置厂区的良好条件，上厂址比下厂址天然水头少9.79m，洞线长短97m，下厂址较上厂址增加工程投资2068.0万元，但多发电1660万Kwh，差额投资内部收益率为20.6%，大于水电站工程社会折现率10%综合比较后本阶段推荐爱你下厂址为本水电站厂址。工程级别及洪水标准见表4.1-1某某某某水电站工程等别及洪水标准见表4.1-1.方案项目单位下坝址上坝址砼面板堆石坝方案碾压砼重力坝方案沥青砼心墙坝方案1建筑物级别主要建筑物级333次要建筑物级444临时建筑物级5552洪水枢纽设计洪水标准P=2%P=2%P=2%校核洪水标准P=0.1%P=0.2%P=0.1%发电厂房设计洪水标准P=2%P=2%P=2%校核洪水标准P=0.5%P=0.5%P=0.5%消能防冲建筑物洪水标准3.33%3.33%3.33% 上、下坝址建坝条件比较表5.2 坝址出拟坝址 建坝条件推荐坝址下坝址碾压砼重力坝 建坝地形地质条件相对较好、枢纽建筑物布置简单，紧凑：河床宽度相对较窄，工程量较小；施工导流洞在右岸布置，导流洞较短；永久道路从右岸通过，施工交通布置比较方便，砼天然骨料比较丰富，储量满足工程所需用量，运距较短；库区回水长度较长，淹没面积较大，库容较大。引水发电洞长度7047.0。引水隧洞线路较短，水头损失较小。下坝址上坝址沥青砼心墙坝 建坝地形地质条件相对较差，溢洪道出口对对岸滑坡有冲刷、右岸砂砾石层防渗墙深度大施工困难、沥青砼心墙与砼防渗墙难以结合；施工导流条件较差，导流洞长；砂砾石坝料及砼骨料运距远；库区回水长短，淹没面积较小，库容较小。引水发电洞长度7342.8。引水隧洞线路及哦啊长，水头损失较大。 上、下坝址电能及投资比较表表5.2 项目 单位 上坝址 下坝址沥青砼心墙坝碾压砼重力坝总装机容量5151装机台数33年利用小时数41454149加权平均净水头122.59122.88引水流量50.150.1多年平均发电量2.1142.116总工期4236工程静态总投资50956.6238975.00投资差值011981.62年发电差值020单位千瓦投资99917642.16单位电能投资2.411.85上、下坝址工程地质条件比较 坝址名称 工程地质条件 上坝址 下坝址地形地貌 河谷开阔，河道弯曲，平面展布呈之型，河水面宽一般3040两岸平整，陡峭；右岸为某某河阶地，其上发育有深87的古河道，为库水渗漏的主要通道。不适宜修建砼重力坝。 河谷呈V型河道弯曲，河水面宽一般1820，两岸地形基本对称，右岸基岩裸露，岸坡陡峭而且平直，坡顶平缓；左岸地形相对交换，岸内存在一古河道，底宽约240米，顶宽380米，深120米，为库水渗漏的主要通道。地层岩性 左岸岩性为中寒武统凝灰岩，凝灰岩夹板岩等，右岸为第四系某某砾石层。 左，右岸及坝基岩性均为细粒辉长岩，致密坚硬，耐风化；局部受构造影响有劈理化，但岩体完整性较好。地质构造 坝址区无区域断层通过，但小断层发育，坝址区第四系地层居多，构造简单。坝基，坝肩稳定。 坝址区无区域断层通过，但距昌马祁连区域性大断裂5左右，坝址区断裂很发育，但规模较小，影响坝肩的稳定。坝基情况 坝基段河床覆盖层厚1820，无砂和土夹层，含大漂石，下部岩体呈倾斜状，岁坝基防渗极为不利，坝基渗漏是主要工程地质问题。 坝基段河床覆盖层8-12，无砂和土夹层，含大块石，下部基岩较完整，强风化带厚1=105，岩体渗透性很小。坝肩稳定性 左坝肩岩石裸露坝肩完整，稳定。右坝肩为某某砾石层，经处理后稳定坝肩稳定性较好。 左坝肩经处理后稳定，右坝肩发育卸荷松动岩体，稳定性差，处理工程量相对较大。坝基及绕坝渗流 坝基覆盖层厚1820，下伏基岩呈倾斜状，不利坝基防渗处理，计算坝基渗漏量为0.615万。 坝基覆盖层仅810，下伏基岩完整，几眼均为弱-微透水，清基后可不作防渗处理。水库工程地质条件 无矿藏，无居民，无淹没，无渗漏，无诱发地震，有少量淤积和塌岸。 无矿藏，无居民点，草地，林地，淹没坝前450汽车便道，无渗漏，无诱发地震，有一定量淤积和塌岸。岩石及岩体的物理力学指标 岩石单轴饱和抗压强度平均为4050，仅能满足低坝对岩石强度的要求。 岩石单轴饱和抗压强度平均为40，基本能满足砼坝对岩石强度的要求，两岸及坝基岩体均一，能满足不同坝型对地基的要求。地质评价 工程地质条件较差 工程地质条件较好6建筑物总体布置本枢纽工程正常蓄水位2325.0m时, 相应库容为85.82万m3。校核洪水位2327.09m。电站总装机容量51.0MW, 属 三 等工程。大坝、厂房为 I 级建筑物,按 50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。6.1大坝 坝顶高程的确定：不考虑水库调蓄作用，校核洪水全部下泄时的水库水位2327.33m，根据淤积后库容条红计算得出枢纽校核洪水位为2327.09m，枢纽最大泄洪量2146.66m。根据砼重力坝设计规范规定，坝顶应高于校核洪水位，本节点取坝顶高程2328.0m。防浪墙顶高程至正常蓄水位或校核洪水位得高差由下式计算并取高者，经计算正常蓄水位时防浪墙顶部高程为2324.7m，校核洪水位时防浪墙顶部高程为2328.2m。考虑到坝顶高程为2328.0m，防浪墙顶部高唱最终取2329.2m，防浪墙高1.2m。 坝底基建高程：碾压砼重力坝河床部位坝基基座在弱风化基岩上，河床基岩最大挖深10m，坝基基建高程为2265.0m，由此确定最大坝高63.0m。 坝顶宽度的确定：坝体采用碾压砼材料筑坝，根据规范要求，坝顶宽度不宜小于5m，考虑到便于施工，并满足引水发电隧洞进水口，泄洪中孔，溢流表孔的大型启闭设备和闸门的运输条件，坝顶宽度设为8m。6.2冲沙泄洪中孔坝段设1孔深式有压中孔，进口为平底顶堰，孔口高程2295.00m，进口检修门孔口尺寸为45.5m，最大泄洪流量386.5 m3/s。冲杀泄洪总长8m，最大坝高58m，最大底宽54.2m，闸室后接挑流鼻坎高程2296.2m，中孔弧门启闭平台高程237.0m，启闭平台通过在检修门库坝段下游公路通往坝顶。坝体内部采用C15碾压砼，上游底板2295.0高程以上设2.03.75m厚的c20碾压砼防渗层，2295.0m以下设4m厚的c20碾压砼防渗层，考虑冲沙中孔冲沙运行时水流流速快，泥沙大的特点，在底板，侧墙表面设一层30cm的C50HF高强粉煤灰砼防冲层。中孔坝段闸门全开时的泄流能力见表5.2.16.3溢流表孔坝段溢流表孔坝段设3孔溢流堰，堰顶高程2317.0m，设有平板检修钢闸门和弧形工作钢闸门，单孔尺寸911，闸室顺水流方向长22m。溢流坝段总长38m，溢流堰采用泄流能力较强的WES实用堰型，最大坝高63m，最大底宽57.7m，溢流坝采用挑流消能，挑流鼻坎高程2290.0m。考虑到门机布置需要，闸墩向前挑出2.8m，闸墩采用现浇C20钢筋砼，中墩厚3m，边墩厚2m溢流表孔坝上游面防渗层在2294.0m高程以上厚度2.5m,2272.5m高程以上厚度4.0m,2272.5m高程以下厚度5.0m。坝体内部采用C15碾压砼，溢流堰表面，反弧段及鼻坎表面均采用50m厚的C50HF高强粉煤灰砼防冲层。表孔坝段闸门全开时的泄流能力见表5.2.1 碾压砼重力坝虾蟹流量及水位计算表 表5.2.1项目下游水位溢流表孔泄流量冲沙泄洪中孔泄流量枢纽总泄流量备注2295000中孔底板高程229606.476.472298033.633.62300072.372.323020149.09149.09*23040179.29179.2923060205.42205.4223100249.98249.9823120269.61269.6123140287.93287.9323160305.18305.1823170313.45313.45溢流坝顶高程231854.89321.51376.402320285.24337.07622.312322613.74351.95965.692323.21849.50360.661210.1623241016.65366.231382.8823251242.11373.171615.2823261482.14379.981862.1223271735.91386.682122.59 碾压砼重力坝工程布置特性表 表6.2.2 名称 项目单位 数目备注 大 坝 坝型 碾压砼重力坝正常蓄水位m2325.0校核洪水位m2327.09设计坝顶高程m2328最大坝高m63坝顶长度m150.4坝顶宽度m8上下游坝坡坡比1:01:0.7 泄洪冲沙消能系统最大泄洪量2146.66表孔堰顶高程2317.0表孔孔数及尺寸3-9*11中孔孔数及尺寸1-4*4.5中表孔消能方式挑流消能表孔检修门工作门型式平板闸门弧形门中孔检修门工作门型式平板闸门弧形门表孔鼻坎高程m2290.0中孔鼻坎高程m2296.2引水发电隧洞发电洞型式m圆形压力隧洞洞经洞长m4.67047.0进口底板高程m2313.0设计引水流量50.1设计流速3.016.4 稳定及应力分析 碾压砼重力坝体型的经济性和安全性有着重要的影响，本阶段根据坝址区的地形地质条件和坝体基岩物理力学指标确定较为经济合理的体型。根据砼重力坝设计规范（DL5108-1999）中的计算要求，在结构设计中采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态设计的方法进行坝体断面设计、优化。计算时挡水坝段以1m坝宽计算，溢流坝以一个坝段24m计算。荷载组合为基本组合和偶然组合，荷载组合见表6.4-1 荷载作用组合表表6.4-1设计状况作用组合主要考虑情况荷 载12345678自重静水压力扬压力淤沙压力波浪压力动水压力冰压力地震压力持久状况基本组合正常蓄水位情况冰冻情况偶然状况偶然组合校核洪水位情况地震情况A坝体砼与基岩接触抗滑稳定极限状态和坝址抗压强度极限状态基本组合工况根据公式：( 公 式)基本组合时对应的设计状况系数 =1.0，结构系数 抗滑稳定为1.2，抗压为1.8，结构重要性系数 =0.9。偶然组合工况根据公式：()偶然组合时对应的设计状况系数=0.85，结构系数 抗滑稳定为1.2，抗压为1.8，结构重要性系数 =0.9。对于抗滑稳定的作用效应函数S()=对于抗滑稳定的抗力函数R()=对于坝址抗压的作用效应函数S()=(对于坝址抗压强度极限状态抗力函数R()=或R()=B、上游坝踵不出现拉应力极限状态演算计算公式为：0计算结果见表6.4-2、6.4-3 体强度及稳定承载能力极限状态计算成果表 表6.4-2设计状态作用组合主要设计情况坝基抗滑稳定坝趾抗压强度坝踵垂直应力效应函数抗力函数效应函数值抗力函数值持久状态基本组合正常蓄水位情况12814155281.3519.440.36冰冻情况13.78155281.2919.440.30偶然状态偶然组合校核洪水位情况11555153921.1219.440.27地震情况11877155281.1619.440.25备注满足规范要求满足规范要求满足规范要求溢流坝段坝体强度及稳定承载能力极限状态计算成果表表6.4-3设计状态作用组合主要设计情况坝基抗滑稳定坝趾抗压强度坝踵垂直应力效应函数抗力函数效应函数值抗力函数值持久状态基本组合正常蓄水位情况666951.0805043.611.5919.440.45冰冻情况673185.6805043.611.6719.440.40偶然状态偶然组合校核洪水位情况589815786622.21.4019.440.38地震情况632350.7819165.41.5119.440.34备注满足规范要求满足规范要求满足规范要求根据计算结果，坝体体型选择合理，在各种设计状况下均满足规范要求，下阶段应结合有限元计算分析，进一步研究坝体断面优化的可能性。6.5泄洪建筑物消能设计坝体消能方式的选择应根据下游地形地质条件、下游水位和工程运行条件等因素综合确定。由于本工程坝体较高，接近高坝，坝基为坚硬的辉长岩，抗冲刷能力强，因此效能方式选择为挑流消能。由于枢纽区河道狭窄，不可能将表孔及中孔均布置在主河道内。根据枢纽运行方式，冲沙泄洪中孔时将来较常使用的泄洪建筑物，因此将冲沙泄洪中孔和一孔溢流表孔布置在靠近主河道的位置。中孔坝段挑流鼻坎高程96.2m，鼻坎挑角20度，表孔鼻坎高程2290.0m，鼻坎挑角30度。本工程兄消能设计洪水标准为30年一遇，相应洪水流量1020 m3/s，根据挑流消能计算结果，在此留来那个时中孔最大冲坑深度17.8m，最大挑距77.6m,安全挑距按2.5倍冲坑计算为44.5m,最大挑距大于安全挑距表孔最大冲坑深度4.4m，最大挑距49.9m，安全挑距按2.5倍冲坑深度计算为11.0m，最大挑距大于安全挑距。为防止两岸岸坡的冲刷和雾化造成塌岸，在下游校核水位2287.6m以下两岸基岩岸坡采用钢筋砼护坡，以上采用喷锚处理，岸坡防护范围约40m7水力和水能计算7.1水能计算1水能计算的基本资料水文资料采用19522004年共53年的径流系列资料及P=15%、P=25%、P=50%、P=75%、P=85%等五个代表的天然日平均流量资料，坝址处多年平均流量28.0m3/s。水电站厂房尾水水位流量关系曲线根据实测断面计算绘制，见附图2-14水头损失流量关系曲线见附图4-4谁能计算中扣除枢纽到厂房河道脱流段9.7生态环境用水2.2 计算方法某某某某水电站为日调节水电站，电站的主要任务是发电，不承担其他综合利用任务，电站采用引水式开发。其能量指标计算，谁能参数选择和日平均流量保证关系曲线见附图4-5.净水头保证率关系曲线见表4-6.出力保证率关系曲线见表4-7.装机容量年发电量关系曲线见表4-8及各代表年出力过程线等均按某某某某水电站P=15%、P=25%、P=50%、P=75%、P=85%等五个代表的天然日平均流量资料进行计算绘制的。这五个水文代表年的相应天然年平均流量分别为34.9 m3/s、32.2 m3/s、27.5 m3/s、23.2 m3/s、21.1 m3/s，其五年均值为27.8 m3/s，与长系列多年平均流量28.0 m3/s非常接近，所以选用的五个均值代表年具有一定的典型代表性，其精度可以满足本水电站可研阶段的谁能设计与计算要求。3洪水调节计算洪水标准：本水电站装机容量51.0MW，根据水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL5180-2003），工程等级为三等，工程规模为中型。挡水建筑物防洪标准按50年一遇设计，相应的洪峰流量为1220 m3/s,500年一遇校核，相应的洪峰流量为2210 m3/s.洪水特征：某某河大洪水均由大面积暴雨形成，汛期为69月，主汛期78月，一次洪水过程平均为10天左右。泄水建筑物：某某某某水电站泄水建筑物由冲沙中孔、溢流表孔、布置在主河床上。校核洪水位：经水库调洪演算挡水坝校核洪水位为2327.09m，相应最大泄量2146.66 m3/s.7.2本水电站水库为日调节，发电出力主要受来水控制，枯水期可在河西电网中担任调峰任务；汛期水量一般大于水电站额定流量，此时水库尽量在正常蓄水位运行，争取多发电。参照类似已建成的电站水库用水调度经验，该水电站的运行方