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小型水电站建设工程项目可行性研究报告224页
小型水电站建设工程项目可行性研究报告224页.doc
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可再生能源
上传人:职z****i 编号:1180557 2024-09-13 221页 6.31MB
1、小型水电站建设工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月小型水电站建设工程项目可行性研究报告建设单位:XX建筑工程有限公司建设地点:XX省XX市编制单位:XX工程咨询有限公司20XX年XX月132可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位:XX工程咨询有限公司资格等级: 级证书编号:(发证机关:中华人民共和国住房和城乡建设部制)编制人员: XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目 录1综合说明- 1 -1.1 绪言- 1 -1.2 水文- 2 -1.3 工程地质- 8 -1.4 工程任务和规模- 17 -1.5 工程布置及建2、筑物- 21 -1.6 机电和金属结构- 26 -1.7 施工组织设计- 31 -1.8 工程管理- 39 -1.9 水库淹没处理与枢纽工程永久占地- 41 -1.10 环境影响评价- 42 -1.11 水土保持- 43 -1.12 投资估算- 44 -1.13 经济评价- 45 -xx县高龙电站工程特性表- 48 -2 水文- 51 -2.1 流域概况- 51 -2.2水文基本资料- 52 -2.3径流- 54 -2.4洪水- 56 -2.5 河流泥沙- 59 -2.6 水位流量关系曲线- 60 -3 工程地质- 61 -3.1工程概况- 61 -3.2区域地质概况- 63 -3.3岩土体工3、程地质类型- 66 -3.4水库区工程地质条件- 67 -3.5坝址区工程地质条件- 69 -3.6引水系统工程地质条件- 74 -3.7厂址区工程地质条件- 84 -3.8 天然建筑材料- 88 -3.9结论及建议- 89 -4工程任务和规模- 90 -4.1 工程建设的必要性和工程任务- 90 -4.2 开发方案选择- 93 -4.3 水利与动能- 94 -4.4 径流及洪水调节- 94 -4.5 装机规模- 94 -4.6 装机容量选择- 95 -5工程布置及建筑物- 98 -5.1 设计依据- 98 -5.2 工程选址- 98 -5.3 坝型、坝线及工程总体布置- 101 -5.4 电4、站引水建筑物- 103 -5.5 压力前池设计- 106 -5.6 压力钢管- 106 -5.7 电站厂区建筑物- 108 -6机电和金属结构- 109 -6.1水力机械- 109 -6.2电气一次- 112 -6.3电气二次- 121 -6.4 金属结构- 124 -7施工组织设计- 125 -7.1 施工条件- 125 -7.2 施工导流- 128 -7.3天然建筑材料- 129 -7.4 主体工程施工- 129 -7.5 施工交通运输- 131 -7.6施工工厂设施- 132 -7.7 施工总布置- 136 -7.8 施工总进度- 137 -8工程管理- 140 -8.1管理机构- 145、0 -8.2 工程管理与保护区范围- 140 -8.3 管理设施- 141 -8.4 工程运行管理- 142 -8.5 施工期工程管理- 143 -8.6 工程管理年运行费- 143 -9 水库淹没处理及工程永久占地- 144 -9.1 水库淹没范围和实物指标- 144 -9.2 淹没处理和补偿投资估算- 144 -9.3 工程永久占地、施工临时占地和管理保护范围- 144 -10 环境保护- 145 -10.1 环境状况- 145 -10.2 环境影响分析- 145 -10.3 环境保护措施- 145 -10.4 环境保护措施费用- 146 -11水土保持- 147 -11.1 工程水土流失6、现状- 147 -11.2 水土流失预测- 148 -11.3 水土保持措施- 149 -11.4 水土保持监测- 150 -11.5 水土保持投资概算- 151 -12工程投资估算- 152 -12.1编制依据和原则- 152 -12.2基础资料- 152 -12.3投资估算表格- 153 -12.4附件- 153 -13经济评价- 154 -13.1概述- 154 -13.2财务评价- 154 -13.3国民经济评价- 156 -13.4综合评价- 157 -1.1 绪言xx简介行政区划该县总面积3286平方公里。耕地面积24233公顷。辖7个镇、17个乡:。 产业工业现状 县境主要企业有7、煤厂、水泥厂、锰粉厂、钡粉厂、锰铁合金厂、茶厂、漆厂、酒厂、糖厂等。xx县是重庆市所辖资源大县之一,境内矿产资源十分丰富,主要有锰、钡、煤、铅、锌、白云岩、大理石、古生物化石等二十多个矿种。其中,锰、钡、煤是县内矿产资源开发具代表性的主要矿种。 xx矿产资源的储量丰富,开发前景广阔。xx锰矿主要分布于xx磷锰矿带,包括xx高燕、大渡溪、修齐三个锰矿区及明月、沱溪河两个磷锰矿点。累计探明锰矿资源量达2568.67万吨,其中高燕锰矿为全国五大锰矿床之一。自1977年建立第一家锰加工企业xx县锰粉厂以来,现已形成了冶金、化工两大类共七个品种的锰系列产品生产能力,主要产品有原矿、焙烧矿、富锰渣、磷铁、8、电炉锰铁等冶金产品和电解二氧化锰、硫酸锰、锰粉等化工原料产品。近年来,xx县锰矿产业发展迅速,已形成了年产锰矿石100万吨的矿山开采能力。xx钡矿俗称xx钡城矿带,主要分布在xx钡矿、左岚钡矿、xx钡矿、后裕钡矿、大河坝钡矿五个矿区,从上世纪七十年代四川省地质局205地质队发现xx钡矿以来,累计探明资源储量6877.4万吨,位居亚洲之首。自1981年开发利用以来,开发程度较低,高附加值产品生产还不具有规模。2005年度钡矿开采能力为20万吨/年。xx煤矿主要分布于我县修齐、庙坝、蓼子、明通、鸡鸣、咸宜、河鱼、北屏、厚坪、明中等镇乡,虽然煤矿资源地质工作程度较低,但含煤层位众多,据预测煤矿资源量9、约为1.5亿吨。我县的煤矿开发起步较晚,开发利用还未形成规模,尚处于技改阶段。目前全县共有煤矿矿井20个,设计生产能力120万吨/年,2005年度产煤量15万吨。xx瓦板岩主要分布在我县左岚、xx、xx、龙田、黄溪、北屏、岚天、双河、高观、渭河、河鱼、东安等镇乡,以带状分布为主,相对集中分布面积达140km2,在我县的11个地层单元均有产出,预测资源量在1000万m3以上。xx白云岩主要分布在xx县周溪、明通、蓼子、明中、坪坝、高燕、葛城、东安等镇乡,各矿点矿体延伸长520km,矿层厚77.5337.96m,预测资源量在1.2亿吨以上。古生物化石又名生物碎屑灰岩,商品别名“海宝玉”。县域内资源10、分布广,品种甚多,矿石质地好、花纹美丽、色泽古朴典雅。主要分布于修齐、厚坪、蓼子等镇乡,预测资源量约束5000万米3。其它矿产如白云岩、铅锌矿、钒钼矿等由于地质工作程度低,没形成矿产地,目前还不具备开发利用的条件。为了进一步加强对县域经济社会发展的资源保障能力,我县已加强了这些矿产资源的地质勘查工作。 xx资源勘查步伐有待加快。目前全县正在实施的矿产资源勘查项目共17个。其中商业性煤矿勘查项目12个、国家投资煤矿勘查项目3个、钡矿2个、白云岩1个(商业性勘查项目);另有钒矿和锰矿资源调查评价项目各1个。 xx矿业经济是在县域经济中占有重要地位。2005年全县锰、煤、钡三矿实现产值5.02亿元(11、其中锰矿4.26亿元、钡矿0.50亿元、煤矿0.26亿元),占全县工业总产值的60%以上,实现工业增加值1.62亿元,占全县GDP的16%,三矿提供的财政收入达7900万元,占全县财政收入的79%。矿业经济已成为推动县域经济发展,实现脱贫致富奔小康的支柱产业。目前全县正在科学发展观的指导下,着力调经济结构,大力发展清洁能源、农副产品加工和生态旅游等产业,以促进县域经逐步走上全面、协调、可持续的发展道路。水资源xx县位于重庆市东北边缘,幅员面积3286平方公里。境内溪河密布,有大小溪河779条,流域面积10平方公里以上的河流有45条,其中流域面积在100平方公里以上的河流13条,1000平方公里12、以上的河流1条。任河、前河贯穿全县东西,是我县两大主流。降水量 2005年,全县年平均降水深1389毫米,比上年增加14.1%,属多水年份。水资源量 2005年,全县地表水资源量为30.3073亿立方米,比多年平均值偏多地下水资源量2005年,我县地下水资源量为6.3207亿立方米,其中任河流域地下水资源量为4.1509亿立方米;前河流域地下水资源量为2.0498亿立方米;其它流域地下水资源量为0.12亿立方米。水资源总量2005年,我县水资源总量为30.3073亿立方米,折合径流深922.3毫米。地表水资源量30.3073亿立方米,地下水资源量为6.3207亿立方米。重复计算量6.3207亿13、立方米,平均产水系数66.4。农林业经济xx位于秦岭以南、长江以北的南北气候分界线上,气候温和,雨量充沛,物种丰富。xx农业以玉米、洋芋、水稻为主。全县森林覆盖率达到51%,境内有天然林285.9万亩,各类草场133万亩,各类植物3800余种,国家重点保护植物197种。2003年6月,经国务院批准,xx建立了国家级大xx自然保护区。县境内林特资源十分丰富。盛产生漆、茶叶、核桃、板栗、薯芋、猕猴桃、薇菜、竹笋等农副土特产品,以及杜仲、天麻、黄连、党参等中药材。核桃、板栗常年产量分别在600万公斤以上,2001年被国家林业部命名为“中国核桃之乡”。xx大木漆、茶叶、中药材素称“三秀”,其中大木漆常14、年收购量在3000担左右;xx茶叶富锌富硒,“鸡鸣寺院茶”清代即为贡品,2002年获得国家农业部颁发的绿色食品证书;各类中药材达500余种,是重庆市重要的中药材主产县。xx野生蕈菌资源独一无二,现有食用菌、药用菌、食药兼用菌达到60余种,其中珍稀食用、食药兼用菌16种,珍稀药用菌5种,是中国蕈菌种质资源保存最好的地区之一。xx野生天然山野菜以其独特的风味,富含维生素和锌、硒等微量元素,深受国内外消费者青睐,远销东南亚各国,在日本国中有较大的市场份额。目前,全县以薯芋、玉米、土豆、杜仲等深加工为主的生物化工产业,以茶叶、核桃、猕猴桃、薇菜、竹笋、菌类等农副产品开发为主的绿色食品加工业,以竹木资源15、综合利用为主的林产品加工业,以地道中药材为主的药材加工正在蓬勃发展,龙头加工企业不断壮大,经济效益日益显现。旅游风景旅游区有黄安坝、九重山、青龙峡、两扇门、龙潭河等。 土特产品:xx的生漆、茶叶、药材享誉中外,素称三秀之乡。大木漆以漆质薄、干燥快、抓力强、色泽好名列中国五大名漆之首,出口日本、西欧、东南亚等地。年产生漆2000担以上,质量列全国第一、产量排全国第二。茶叶有12个品种,年产茶叶100万斤以上。鸡鸣寺茶,清代系贡品,现已恢复生产,产品供不应求。中药材近500个品种,其中杜仲、厚朴、黄柏常年产量800担以上;天麻30担,黄莲30担,麝香20公斤。清同治年间由法国传教士引种的荆豆,属全16、国独有,含特殊的植物血胶精,能代替抗H血清凝结血液,进行血型鉴定。国家2级保护动物:千河鱼。 xxxx电站位于重庆市xx县境内任河流域坪坝支流小双河河段,距xx县城约40km,电站坝址区隶属于庙坝镇天堡村八组、九组,厂房区隶属于xx县庙坝镇天堡村五组。大坝和厂区附近均有公路通过,对外交通较为方便。xx电站是以发电为主的水利工程。主要由店子坪、小中河拦水低坝、发电引水隧洞、压力前池、压力钢管、电站等部分组成,电站装机为800kw+1000kw。对于单机容量的选择,结合当地的实际,根据水电200136号文,为改善农民生产生活方式,提高生活水平和质量,促使农村现代化建设,所以对于单机容量的选择考虑小17、水电代燃料生态工程,选择1台800kw和1台1000kw装机。1台800kw的装机为小水电代燃料生态工程的装机容量。两工程结合起来实施,可以节约投资。小双河流域为任河支流,发源于xx县庙坝镇北部及西北部地区,流域总体流向为南西向西北,于xx镇岔溪口汇入任河。xx县属国家级贫困县,受交通、能源、城镇公用设施和工业、三产业落后的影响,原有经济总体水平低,随着近两年基础设施和县境内外交通的大力建设,产业结构的调整,投资环境得到显著改善,经济发展迅速。在xx县长远经济发展规划中,把大力发展水电,加快当地资源开发作为促进地区经济发展的增长点。xx县拥有丰富的自然资源,锰矿储量达2094万t,质量稳定,含18、磷量较低;钡矿资源以品位高、储量大而为世界罕见,此处还有丰富的煤炭资源和硫铁矿资源。xx工业经济主要以锰、钡、煤为主的矿产品开采加工。而锰矿、钡矿等矿产资源为主的开采、加工都是高消耗产业,由于xx县电力供应紧张,无法对锰、钡矿进行深加工,多为粗加工单一产品,资源浪费较大,由此制约了xx工业的发展,同时其它产业深加工发展和人们生活水平提高对电的需求矛盾日益突出。电力的缺乏已经成为制约xx县经济发展的重要因素。随着地区经济发展对电力需求的日益增大,从充分利用当地水能资源优势出发,迫切需要开发建设水电工程。xx电站资源优势明显,建设条件优越,兴建xx电站可以满足周边工业用电的需求,对促进当地经济发展19、起推动作用,同时可以使xx县日益紧张的电力供应得到一定的缓解。因此,本工程的建设是必要而迫切的。xx电站的前期工作始于2007年9月。在xx县水利农机局的大力支持下、xx公司,中国xx公司收集了工程所涉及的流域水文、气象、xx县社会经济、电力现状等方面的资料;开展了库、坝址、厂区测量和地质勘察工作,完成了坝址和工程区多种比例尺的地形图测绘、地质调查和地质测绘工作;对工程建设的必要性、开发任务和开发规模、坝址、坝型选择、主要建筑的布置、工程施工、投资估算、经济评价进行了较深入的分析研究;初步分析了工程对环境的影响,编制了水土保持方案。在上述工作的基础上,按水利水电工程可行性研究报告编制规程,于220、009年12月完成本可行性研究报告。1.2 水文1.2.1 流域概况任河是长江流域支流汉江上游最大的一条支流。流域地理坐标介于东经1082210916,北纬31423212之间。发源于重庆市xx县高望镇望乡村的飞龙洞,由东向西流经高望、修齐坝、xx县城,经坪坝镇岔溪口入万源县境,在陕西省紫阳县毛坝关转向,由南往北经高滩、瓦房店等地于紫阳县西南汇入汉江。干流全长185km,流域面积7810km2,其中xx境内主河流长131km,流域面积2356km2,河流平均坡降9.6。任河流域地处大xx北台缘褶皱带。出露地层有震旦系火山碎屑岩为主的凝灰岩,凝灰质砂岩夹灰黑色凝灰岩页岩,凝灰质砾岩,白云岩、白云21、质灰岩、板岩、碳质页岩夹灰岩;三迭系灰岩、砾岩、砂岩夹页岩及第四系冲积残坡积层等。任河流域森林覆盖率约17.1%,草山草坡植被覆盖率约27%,但由于山高坡陡,遇大暴雨时,部分地区常有泥石流现象发生,是流域汛期水土流失的主要来源。小双河流域为任河支流,发源于xx县庙坝镇北部及西北部地区,流域总体流向为南西向西北,于xx镇岔溪口汇入任河,邻近流域为前河流域。xx电站拦水坝位于小双河支沟天堡村的店子坪、小中河,控制流域集水面积15.2km2,主河道长为1.52km,河道平均比降分别为126。xx电站厂房位于庙坝镇天堡村的小双河左岸,小双河是任河支流庙坝河段的一条小支流。小双河流域属于北亚热带湿润季风22、气候区,受东南和西南季风影响,年降水量多,雨季长。冬季在极地大陆干冷气团控制下,雨量稀少,形成冬干天气,有时延至春初。只有春末夏初温暖的海洋气团带来大量水气时,才有大量降水产生,盛夏时副热带高压西伸北进,也往往影响这一带,形成连晴高温少雨的伏旱天气。但若降水,也常会形成大暴雨。秋季副高退出本区,极峰南旋,受山脉阻挡,处于半静止状态,冷暖气团交汇又形成秋雨绵绵。一年四季降水多,冬有冰雪,夏有干旱,最多降水常出现在510月,流域内降水大致由南向北减少。小双河流域地处大xx暴雨区偏南处,受东南和西南季风的影响,属于北亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量充沛,日照充足,四季分明。流域多年平均气温13.23、8,极端最高气温39.3,极端最低气温-13.2,多年平均无霜期234d,常年平均日照时数1534h。多年平均降水量1238mm,最大月降水量566.2mm,最小月降水量0.6 mm。多年平均蒸发量888mm,最大月蒸发量231.0mm,最小月蒸发量24.1mm。多年平均相对湿度78%,最小为5%。最多风向NE,最大风速19m/s。 参考依据邻近流域前河为州河的东源,属嘉陵江流域渠江支流,处于重庆市xx县境内的前河流域,地理坐标位于东经1083010900,北纬31303150之间,呈东西向展布,地理上北东面与xx县的厚坪乡、高燕乡、庙坝镇接壤,西南面与四川省宣汉县接壤,南面与开县接壤,东南面24、与巫溪县接壤。前河干流较长,发源于xx县明中乡的光头山,经明中、桃园、蓼子乡、在周溪乡出xx县,进入宣汉境内,流经鸡唱、河口、渡口、土黄、等13个乡镇,在宣汉城东江口与后河合为一川,汇入州河,然后蜿蜒流向西南,经宣汉城南门、西北、东林、洋烈至千丘旁入达县境,由东北向西南经达县罗江乡红梁村,穿过达县市和达县的罗江、河市、渡市等乡、镇,于木头乡的大河咀出境,流入渠县的农乐、汇东、汇南等乡,在三汇镇与巴河相汇,进入渠江干流。前河干流全长145km,控制流域面积2754km2,河床平均比降2.3。其中:xx县境内前河干流总长53.8km,控制流域面积761.83km2。在靠近宣汉境接纳汉昌河和周溪河后25、进入宣汉县境内。汉昌河干流全长28.4km,控制流域面积233.53km2。前河流域上游位于xx县境内,由东向西,支流小而多,呈长条型,主要支流有大洞子河、小南溪、大南溪。流域中游水系发育,呈扇形展开,小支流多,主要左岸有寒溪河、苍溪沟、张家河,右岸有小桥沟、长堰溪、鱼岔溪等;流域下游支流发育,主要有左岸汉昌河(又名燕子河)汇入,右岸有周溪河汇入。流域地势东高西低,群山环抱,河谷深切,滩多流急,海拔6002680m。东边有光头山(海拔2685m),西面与宣汉相接(海拔1562m2463m),北倚旗杆山、柳家梁(海拔2006m 2456m),南倚九重岩、雪包山 (海拔2214m2522m)。前河26、在xx境内主河道长53.8km,河道平均坡降为27.14。流域内人烟稀少,植被良好,森林覆盖率在65左右。但由于地势陡峭以及近年人类活动加剧,汛期遇暴雨洪水时,水土流失现象仍较为严重。流域地处大xx弧形褶皱带,受地质构造作用,域内峰峦叠障、沟壑纵横,地形起伏变化较大,相对高差高达1000m以上,最高点为河流源头的光头山,海拔2685m,最低点周溪河汇入口,海拔600m,为典型的中深切割中山地形,并具有成层性特征,即有成片的平坝展现在不同高程的夷平面上。流域出露地层以古生界的奥陶系、寒武系为主,山脉走向受地质构造线方向的控制,高程由北向南逐渐降低,地势东北高、西南低。流域岩石主要以灰岩、砾岩为主27、,土壤为红棕紫泥、山地黄褐土、山地黄棕壤等。流域内以畜牧、农业为主,主要农作物为旱作物,有少量水田,主要种植有洋芋、玉米等。流域内交通条件较好,有公路通过。拟建蓼子电站为前河干流梯级电站开发的第三级,电站坝址位于已建小桥沟电站下游,坝址控制流域面积238km2,主河道长38.2km,河道平均比降29.3。电站厂址位于前河右岸支沟长堰溪沟口以下约500m处,距坝址约6.2km,厂址以上控制流域面积305km2,主河道长44.4km,河道平均比降16.8。前河流域水系及蓼子电站地理位置示意图见附图2-1。1.2.2 水文基本资料小双河河段在天堡村处无水文、气象资料。但在任河干流上有大竹河水文站,在28、任河流域上游还有xx气象站,以及东安、河渔、高观、榆坪、庙坝、坪坝等六个雨量站。临近流域有大宁河巫溪、汤溪河盐渠、东里河温泉、前河土黄等水文站。由于工程河段位于任河上游支流流域,紧邻前河流域上游蓼子电站,其地质地形地貌及水文特征相似, 径流补给来源、下垫面情况及水文特性等方面具有一定的相似性,因此,选取前河土黄干流水文站为本次水文计算的依据站,并借鉴蓼子电站水文计算成果,土黄水文站位于四川省宣汉县土黄乡,是前河干流的控制站之一,其地理位置为东经10813、北纬3136。该站于1958年8月由四川省水文总站设立,集水面积为1309km2,观测水位、流量、降水量等。该站河段顺直长度约400m,河面29、宽低水35m,高水WEI120m,河底系卵石组成,有冲淤影响,下游有连续浅滩和弯道。土黄水文站为国家正规水文站,19591987观测资料由四川省水文局整编后交长办审查汇编刊印,19882007年有整编成果。经复查,测站断面有冲淤变化,但基本稳定,测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题,水位观测能反映洪水变化过程,无缺漏现象。流量测验以流速仪为主,且测次多,所定水位流量关系曲线依据较多实测点据,曲线较单一,无缺测年份。每年水位流量关系曲线外延幅度很小。该站水位、流量测验及整编按规范进行,其资料质量较好,绝大多数年份观测水位幅度较高,资料可用于本阶段设计。大竹河、七里扁两水文站均属国家正规水文站30、,水位、流量测验及整编按规范进行,其资料可靠度较高,绝大多数年份观测水位幅度较高,所定水位流量关系曲线依据较多,实测点据,曲线较单一,缺测年份依据综合水位流量关系曲线推求合理。两站资料可用于本阶段设计参,考主要以干流大竹河水文站为参证站。1.2.3 径流 xx电站位于大竹河上游的坪坝、庙坝河上,工程河段无水文站,但下游有大竹河中游控制站大竹河和七里扁水文站。依据大竹河站1958年8月1961年12月的流量资料和1958年8月1967年12月的水位资料,本阶段对大竹河站径流系列进行了插补延长。首先依据大竹河站1967年实测水位、流量资料点绘ZQ曲线,插补出大竹河站1967年17月的日平均流量。再31、点绘七里扁站与大竹河站1967年日平均流量相关线,插补出大竹河站1959年1966年日平均流量,与大竹河站1967年2002年流量共组成44年径流系列(水文年)。成果见表1.2-1。表1.2-1 大竹河站年、时段设计径流成果表项目多年平均流量(m3/s)CVCS/CV设计径流(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%水文年68.10.402.510588.763.644.937.44-10月99.70.432.515713292.263.352.011-次年3月23.30.422.536.430.721.615.012.4 大竹河站实测短系列(1967年4月2003年3月)32、多年平均流量为67.5m3/s,插补延长后的长系列(1959年4月2003年3月)多年平均流量为68.1 m3/s,两者相差仅0.88%。根据大竹河站44年径流系列分析,系列中包括了丰、平、枯水年三年组,其中,1963年4月1964年3月、1979年4月1984年3月基本为丰水年组;1969年4月1973年3月(除71年4月72年3月为丰水年)、1976年4月1978年3月、1994年4月2003年3月(除2000年4月2001年3月为丰水年)基本为枯水年组。其余年份丰、枯交替,大于多年平均值的年份有19年,小于多年平均值的年份有25年。又据年径流累进平均曲线看出,逆时序累进平均,当系列长度达33、到38年以上时,其均值变幅明显变小,在3%以内。综上所述,插补延长后的大竹河站径流系列有一定的代表性。小双河径流主要来源于降雨,其次是融雪和地下水。径流和降雨在年内变化大体一致,每年3月气温逐渐回升,径流随气温和融雪而变化,径流逐渐增多。410月为丰水期,是降雨量最丰沛的时期。11月气温降低,降水减少,径流亦少。12月次年2月是稳定退水期,径流主要由地下水补给。据任河大竹河站1959年4月2003年3月资料统计,多年平均流量为68.1m3/s,折合年水量21.84亿m3,多年平均径流模数25.7L(S.km2)。径流年内分配不均。410月径流占年径流的85.6%,11月次年3月占14.4%,其34、中最枯的1、2月仅占3.23%。径流年际变化较大。最大年均流量136m3/s(1980年4月1981年3月),为最小年均流量28.6 m3/s(1999年4月2000年3月)的4.8倍。xx电站所在的小双河属任河的二级支流,与大竹河站以上的任河流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性,属同一径流分区,因此,采用水文比拟法转换大竹河站径流系列到设计流域。xx电站朱家坝坝址控制流域面积为25.2km2,大竹河站控制流域面积为2651 km2,面积比修正系数为0.0240。由于电站所在流域与大竹河站较近,多年平均降水量采用大竹河站多年平均降水量。据此推求出朱家坝坝址处多年平均年径流量为515635、万m3。枢纽设计年、时段径流计算,按数学期望公式计算经验频率,采用P-型曲线适线确定统计参数,其统计参数及设计年、时段径流成果见表1.2-2。表1.2-2 xx电站工程设计径流成果表项目多年平均径流量(m3/s)CVCS/CV设计径流量(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%坝址水文年1.6330.432.5082.1291.5281.0780.895410月2.3910.4333.7693.1522.2061.5171.2611次年3月0.560.4230.8750.7340.5180.360.3011.2.4 洪水小双河流域洪水由暴雨形成,流域洪水完全受暴雨的制约。洪36、水季节性变化与暴雨季节性变化一致,每年410月为汛期,较大洪水多发生在69月,而年最大洪水多发生在7、8月。小双河属山区性河流,流域与河道的坡度均较大,汇流快,洪水过程具有峰高量大,陡涨陡落,历时过程较短的特点。从干流大竹河站实测资料看,单峰洪水较多,复峰洪水较少,峰形尖瘦,单峰过程一般25天,复峰过程一般610天。据大竹河站19672003年资料统计,年最大洪水最早出现在5月2日(1996年),最晚出现在10月2日(1975年)绝大多数发生在69月,尤以7月、9月出现最多。各月发生频次见表1.2-3。表1.2-3 大竹河站年最大流量各月出现频次表项目月5678910年发生次数4711671337、6占总数的%9.0918.225.018.218.29.09100量级(m3/s)7642380222032401080362010703980152033602800小双河流域以前未进行历史洪水调查。为xx电站可研设计需要,我院会同xx县水利农机局于2009年11月,对小双河流域坝、厂址河段进行了历史洪水调查及测量。调查到的大洪水年份有1963年和1984年。根据水电部颁发的水利水电工程等级划分及设计标准(SL252-2000),该工程枢纽部分属等5级建筑物,电站厂房为等5级建筑物,拦水坝级别为5级,按规范要求推算P=3.33%的设计洪水和P=1%的校核洪水。电站厂房按三十年一遇洪水标准设计38、,五十年一遇洪水标准校核。 根据大竹河站19592003年共44年洪峰流量系列并加入历史洪水进行频率计算,用P-型曲线适线确定统计参数,求得大竹河站设计洪水成果见表1.2-4。按面积比0.67次方移至xx电站店子坪、小中河坝址和xx电站小双河左岸岸边拙贱坡厂址,见表1.2-5。表1.2-4 大竹河站设计洪峰流量成果表均值CVCS/CV设计流量(m3/s)P=0.1%P=0.2%P=1.0%P=2.0%P=3.33%P=5.0%P=10%P=20%22500.422.566006170514046704320403035202960表1.2-5 xx电站坝址设计洪峰流量成果表P(%)0.10.239、1.02.03.335.01020Qp(m3/s)542506422383355331289243 表1.2-6 xx电站小双河厂址设计洪峰流量成果表P(%)0.10.21.02.03.335.01020Qp(m3/s)169.9158.8132.3120.2111.2103.790.676.2各分期以年最大值选样,用数学期望公式P=m/(n+1)100%计算经验频率,以P-型曲线适线确定统计参数,各分期设计洪水成果见表1.2-7。大竹河站分期设计洪水成果表表1.2-7 单位:m3/s分期项目统计参数P(%)均值CVCS/CV251020503月1211.502.57114753111714540、.84-10月22500.422.54670103035202960209011月1751.602.5109071345523859.512月次年2月46.80.952.518113610370.931.311月次年3月2181.502.5128085556130782.5将各分期频率曲线点绘在一张图上,相邻分期频率曲线使用部分无交叉现象,成果合理。枯水期流量基本处于退水期,地下水补给相对稳定,与流域面积的直接关系密切。而3月、410月、11月、11次年3月分期内的最大流量除与集水面积关系密切外,还增加了降雨和暴雨中心不固定等诸多因素影响,致使分期最大流量在随面积变化的同时非线性影响增大。因此41、,12月次年2月以厂、坝址控制流域面积与大竹河站控制流域面积比的一次方,3月、11月次年3月以面积比的0.67次方,将大竹河站分期设计洪水推算到工程河段。主汛期(4月10月)设计洪水采用厂、坝址工程推算的设计洪水。成果见表1.2-8,1.2-9。坝址分期设计洪水成果表表1.2-8 单位:m3/s项目分期P(%)251020503月坝址58.3538.9825.5214.033.76410月坝址383.26330.73288.88242.92171.5211月坝址89.4558.5137.3419.534.8812月次年2月坝址4.343.262.471.700.7511月次年3月坝址105.042、570.1746.0425.196.77xx厂址分期设计洪水成果表表1.2-9 单位:m3/s项目分期P(%)251020503月坝址18.312.28.04.41.2410月坝址120.2103.790.676.253.811月坝址28.118.411.76.11.512月次年2月坝址0.770.580.440.300.1311月次年3月坝址32.922.014.47.92.11.2.5 河流泥沙 xx水电枢纽坝址以上集水区岩性以灰岩为主。流域植被条件较好,泥沙来源主要为岩石风化和地表侵蚀。流域内降雨丰沛,多年平均降雨量1238mm,气候特征为雨季长,洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作43、用下,成为河流泥沙的主要来源。根据四川省水文手册多年平均悬移质输沙模数等值线图,查得坝址以上流域重心处多年平均悬移质输沙模数为680 t/km2,综合两者成果,设计流域采用悬移质输沙模数648 t/km2。由此计算坝址处多年平均悬移质年输沙量为4.51万t。 根据流域的地质、地貌、地形条件及人类活动影响,xx水电枢纽坝址处推移质输沙量按悬移质输沙量的15%计算,则多年平均推移质输沙量为0.67万t。1.2.6 水位流量关系曲线xx电站工程厂址河段无实测水位流量资料。本阶段采用水力学公式推算各断面水位流量关系曲线。中、低水部分以实测水面线为控制,高水部分以历史调查洪水控制,糙率按实地踏勘了解的河44、段地形、河床组成、植被等情况,结合天然河道糙率表选用。由于厂址所在龙王沟河段属于河底为砾石、卵石和间有孤石的山区河流 ,取其糙率正常值为n=0.04。靠近厂址上游河段高程为614.8m起算至厂址出水面高程为556.2m止,该段河流长1150m,求得其坡降为i=0.05。取xx厂址上游27.4m处河流断面推求其水位流量关系。采用试算图解法和查图法求解。厂址区三十年一遇洪峰流量为111.2m3/s,从曲线查得:当Q=111.2 m3/s时, h=2.3m。1.3 工程地质1.3.1工程概况拟建重庆市xx县xx电站位于xx县境内任河流域二支流小双河河段,位于xx县城西侧,距xx县城约30km,xx电45、站拦水坝坝址位于小双河支沟天堡村的店子坪、小中河,xx电站厂房位于庙坝镇天堡村的小双河左岸拙贱坡,引水渠、引水隧洞穿过庙坝镇天堡村八组、九组,压力前池建于窝屎梁,坝址与厂房附近均有城达老公路和进煤厂简易公路通过,交通较为便利。xx水电站装机容量800kw+1000KW,属于小型水电工程项目,水利枢纽主要由拦水坝、引水隧洞、压力前池、压力钢管与电站厂房组成,工程枢纽主要建筑物为5级。拦水坝位于位于庙坝镇天堡村的店子坪、小中河两处,坝高7.510.5m,为块石混凝土重力式低坝,引水渠为窄深式明渠,引水隧洞为城门洞型无压隧洞,总长1368.5m;压力钢管采用露天明敷型式,总长329.76m;压力前池46、采用开敞式混凝土结构;电站厂房机组间距9.5m,厂房总长度36.3m,主厂房宽度13.2m。1.3.2区域地质概况3.2.1地形地貌工作区属溶蚀侵蚀高中山地形,地貌特征受地质构造、岩性和岩溶的控制尤为明显,山峦起伏,峡高谷狭,地形复杂。工作区总体地势W高E低,最高点位于庙坝镇梆梆梁牛角槽,山顶高程2471m,最低点位于xx县庙坝镇天堡村五组拙贱坡小双河河底,高程780m,相对高差1691m。小双河总体由W向E径流,小双河xx电站引用水上游两条支流由S向N径流,小双河下游由EW向SN径流。区内河谷形态以峡谷地貌为主,两侧岸坡总体坡度一般在40度以上,山脊走向多与构造线近于一致,滩多、水急、河道弯47、曲,水面一般宽1030m,河谷断面大多呈V型,局部宽谷河段呈U型与箱形。阶地零星发育,河漫滩沿河谷两侧断续分布。阶地主要为级阶地,为堆积阶地,高出河床24m。3.2.2地层岩性工程区属于川东鄂西分层区,沉积一套古中生界之碳酸盐岩建造,现将工程区地层从老到新分述如下:1、寒武系()(1)寒武系中统覃家庙群(2qn)砖红色泥岩、泥质白云岩夹浅灰黄色白云岩及绿色泥岩,厚226m。(2)寒武系上统三游洞群(3sh )上部为厚层白云岩夹层部砾岩,下部为灰岩与白云岩互层,厚254280m。2、奥陶系(O)(1)奥陶系下统(O1)白云岩、生物结晶灰岩、扁豆状灰岩与页岩互层,厚65174m。(2)奥陶系中统(48、O2)泥质灰岩、瘤状灰岩夹页岩,厚17.581m。(3)奥陶系上统(O3)黑色薄层硅质岩、硅质页岩及碳质页岩,下部为瘤状灰岩,厚1645m。3、志留系(S)页岩、粉砂岩、硅质岩互层,中部为夹生物灰岩透镜体,与奥陶系灰岩呈平行不整合接触,厚728948m。4、第四系(Q)(1)冲洪积物(Qal+pl)岩性以砾卵石、漂石为主,含少量砂,厚115m,在较宽阔的沟谷中厚度较大,窄谷中厚度较小。上部零星分布有粉质粘土、含砾粉质粘土。(2)残坡积物(Qdl+el)粉质粘土夹碎石、角砾,主要分布于岸坡缓坡地带。(3)崩坡积物(Qcol+dl)主要由块碎石夹粉质粘土组成,厚125m,多分布于陡坡段坡脚部位。(49、4)泥石流堆积物(Q sef)主要为粉质粘土、粉土夹砾石、卵石、碎石、角砾组成,成份较混杂,具一定分选性,局部有胶结,主要分布于宽大冲沟沟口部位,往往与洪积扇物质混杂在一起。3.2.3地质构造、地震及区域稳定性3.2.3.1地质构造工程区位于xx弧中段构造区(见图3.1),构造线呈N5070W向展布。区域构造表现为向SW突出的弧形褶皱带,褶皱紧密程度与断裂密度往SW减弱,梆梆梁猫儿背复向斜近核部。梆梆梁猫儿背复向斜(18):轴部位于龙头嘴至西家岩一线。轴向280295,东端在穿心店附近发生偏转,为倒转向斜。核部出露嘉陵江组地层,两翼为大冶组和中二叠统地层。向斜核部挤压十分紧密。南翼为倒转翼,倾50、角6585;北翼属正常翼,倾角4570。位于右岸至西溪河间分水岭山脉线一带。蒙蒙溪扭压断裂:位于前河左岸燕麦坝小桥一带,为浅表断裂,断裂带长约27km,断裂走向N5560W,倾向NE,倾角7080,断裂带宽度18m,主要为压碎岩,局部分布有断层泥与糜棱岩,为逆冲断层。3.2.3.2地震及区域稳定性工程区自新生代以来新构造运动以大面积的间歇性隆升为主,区内及邻区未发现新的断裂及活动性断裂,区内最大、最主要的断裂城巴大断裂为构造单元、槽台及一级地层区的边界断裂,该断裂带挽近期以来未活动,地壳稳定性好。区内历史地震分布零散,没有明显的周期性或成带性,活动频度、强度均不高。据历史记载,1200年以来,51、在本区外围150km范围之内共发生过11次地震,最强的一次地震为公元788年3月8日安康东南6.5级地震,震中距本区100余km,其余地震均小于5.5级,震中均在50km以外,本区属于弱地震活动区(见图3.2)。据GB18306-2001中国地震动参数区划图,本区地震动峰值加速度值为0.05g,相应地震基本烈度为度。本区水文地质条件简单,根据地下水的贮存条件和含水岩组特征,区内地下水类型主要为第四系松散孔隙水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水三种类型。区内未见大的滑坡、泥石流、崩塌、危岩、采空与岩溶塌陷等地质灾害现象,工程区范围内亦未见膨胀性岩土、湿陷性岩土、红粘土、软土等分布,不良地质现象不发育。1.52、3.4水库区工程地质条件本电站拦水坝设计坝高仅7.510.5m,库区范围极小,拦水低坝上游约25m即为库区范围。水库区河谷深切,呈“V”或“U”字型,为一峡谷型水库,地势西高东低,两岸山峰高程在1300以上,为中高山区。河流大致由西南流向东北,河床水流湍急,河底多见崩落的大块石与冲洪积漂石,水面宽830m。两岸山体雄厚,两侧边坡基本对称,边坡坡度较陡,两岸自然边坡坡度一般40以上,近河岸边为缓坡,山体中上部形成陡坡与陡崖地形。库区阶地不发育,第四系覆盖层薄,植被较茂密。库区范围内未发现较大规模的不良物理地质现象。库区地表岩性主要为第四系冲洪积砾卵石与含砾粘性土,厚0.53m,较为松散,下伏基岩53、岩性为)寒武系上统三游洞群(3sh )白云岩夹层部砾岩,奥陶系下统(O1)白云岩、灰岩,属于较软岩,弱风化。库区内构造不发育,无深大断裂通过,地表测绘时只发现少数斜交岩层的节理、裂隙发育,并以中、陡倾角居多,缓倾角不发育,延伸长度一般小于10米,裂面平直、光滑,断续分布,大部无充填,较紧闭。拟建电站坝址以上库区山体雄厚,根据地表地质调查,结合1:1万地形图分析,库区山峰在15002500m之间,无单薄分水岭、低矮垭口分布,库区出露岩石主要为)寒武系上统三游洞群(3sh )白云岩夹层部砾岩,奥陶系下统(O1)白云岩、灰岩,岩层结合紧密,岩层为弱微透水层。库区大的断裂构造不发育,库区未发现贯通库外54、的断裂构造。库区内所出露的泉水点均高于库区的正常河水位,冲沟源头远高于正常挡水位,地下水类型为上层滞水和赋存于裂隙中基岩裂隙水,水量较丰富,地下水位高于正常挡水位,地下水向库区汇集。综上所述,该水库具备蓄水地质条件,不存在向邻谷渗漏问题。由于库区规模很小,库区浸没范围内无居民,无重要的工业设施、矿产地。在正常挡水位情况下不会对当地居民和农作物造成影响。因此水库浸没影响极小。1.3.5坝址区工程地质条件拟选坝址位于位于庙坝镇天堡村的店子坪、小中河两处,拦水坝坝高7.510.5m,坝型为埋石砼重力坝,工程地质条件相类似。店子坪有上、下两处坝址供比选,均位于河河床,上下坝距离15m,坝址区河谷较狭窄55、,两岸成不对称“U”型。右岸坡陡,坡度5575,坡面上基岩大面积裸露,考虑冲刷和对吊桥影响,初步确定上游坝址,坝址左岸坡较缓,坡度3550,坡脚被第四系冲洪积物覆盖,坡表为荒地和耕地,现有通往煤厂的和拟建乡村公路也紧邻河谷左岸修建,河床及山坡上大部分基岩裸露。小中河坝址选择店子坪坝址供和引水高程工程控制,通过两处坝址选址综合与协调,坝址选址区河谷狭窄,两岸成对称“”型。坡陡较陡,坡度6570,坡面上基岩被第四系崩坡积物覆盖,坡脚被第四系冲洪积物覆盖,坡表为荒地,现没有通往公路只有乡村小路,河床及山坡上基岩无裸露。河流在坝址区走向为N4555W,河床最宽处30米,河床最窄处8米,为上坝址所在地,56、河谷水位高约952.8米;较窄处约15米,为下坝址所在地,河谷水位高约959.3米。坝址区分布地层主要是寒武系上统三游洞群(3sh )、奥陶系下统(O1)与第四系(Q4)。坝址区无大的区域性大断层通过,小断层、挤压破碎带亦不发育,属单斜地层,岩层3060,岩体中节理较发育,以产状为SE15570一组陡倾角节理为主,节理裂隙宽0.51mm,延伸长25m,密度26条/ m,缓倾角裂隙不发育。两处坝址均无强卸荷带,最大卸荷带深度约47m。坝址区基岩岩性主要为寒武系上统三游洞群、奥陶系下统、白云岩、碳质页岩、灰岩浅变质,岩性较坚硬较软。勘察成果表明,坝址区强、弱、微风化均有分布。店子坪、小中河两河床为57、坝址区最低侵蚀基准面,为区内地表地下水的汇流通道。坝址区地下水类型主要有孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物冲洪积、崩坡积、坡积层中,形成上层滞水与潜水,动态变化大,受季节变化影响明显。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙、层理中,其分布与富水性主要受节理发育程度影响,水量一般较贫乏。地下水与河水水力联系密切,大气降水是其主要补给来源,向河床排泄。坝址区第四系冲洪积卵砾石层属强透水层,第四系崩坡积碎石土、含碎石粉质粘土属中等透水层,强风化基岩属弱透水层,弱微风化基岩属微极微透水层。弱风化基岩顶板即为相对隔水层顶板。据区域地下水资料,地下水类型为重碳酸钙型水;据水质分析报告PH值7.96,为58、弱碱性水;侵蚀性CO2为0mgL-1,综合评价地下水对混凝土无侵蚀性。坝基岩土第1层为层第四系全新统冲洪积卵砾石,松散,该层上坝址处厚00.6m,下坝址处厚0.50.8m。坝基岩土第2层为层第四系全新统崩坡积碎块石土,具中高压缩性,稍密,主要由粉质粘土与碎块石组成,土石比5:5,该层分布于坝址右岸近岸坡脚部位,上坝址处厚3m,上坝址处厚3.4m。坝基岩土第3层为2层弱风化碳质板岩,岩体完整程度属完整程度较差级,属较软岩,风化裂隙较发育,坝基岩体工程地质分类级别为C类。该层厚0.83m。坝基岩土第4层为3层微风化碳质板岩,岩体完整程度属完整程度较差级,属较软岩,风化裂隙少量发育,坝基岩体工程地质59、分类级别为C类。该层未揭穿,分布稳定。本坝设计为埋石砼重力坝,坝高小于50m,按有关规范要求,其相对隔水层透水率界限值为5Lu。坝址处相对隔水层顶板即为2层弱风化碳质板岩顶板,坝基相对隔水层埋深较浅,埋深00.8m,不存在坝基渗漏问题。综合分析认为,坝址处地层构造相对简单,岩性比较均一,岩体相对完整,基岩板状层理倾角较陡,裂隙均为陡倾裂隙,无有利于坝基滑移的边界条件组合,判断无浅层或深层滑动的可能性,坝前岩体抗冲刷能力强,坝基稳定,该坝址具有建重力坝的工程地质条件。沉砂池与冲砂闸拟布设于拦水坝左岸岸边,其基础条件较好,基岩大面积裸露,仅沉砂池部位地表覆盖薄层砂卵石层。坝址区未发现较大规模的滑坡60、崩塌、泥石流等不良地质现象,整体稳定性较好。1.3.6引水系统工程地质条件xx水电站引水系统分布于店子坪托前坡小中河马脑壳窝屎梁拙贱坡一线,主要由引水渠、引水隧洞、压力前池、压力钢管组成。引水系统沿线多为山体雄厚,地形陡峻,高差较大,山顶高程多在10001400m,冲沟较发育,切割较深,大多近垂直隧洞轴线方向发育。引水系统沿线基岩大面积裸露,缓坡地带、冲沟有第四系松散堆积物分布,厚度薄。引水隧洞沿线依次穿越古生界寒武系()、奥陶系(O)、灰志留系(S)、二迭系(P)、三迭系(T)地层。岩性为薄中厚层白云岩、白云质灰岩、灰岩夹页岩、砂质页岩、炭质及硅质页岩等。除进出口及各支洞进出口段为强弱风化61、外,隧洞围岩均处于微风化至新鲜状态。隧洞轴线与构造线总体交角较大,一般大于45。根据隧洞围岩主要工程地质特征,将隧洞围岩分为类共四类,断层破碎带为类。沿线未见大的断层和挤压破碎带,受区域断层F10的影响,沿线岩层产状变化较大。引水隧洞围岩主要为一套浅变质岩组成,洞身段岩体大部分完整性较好,岩体中地下水一般较贫乏,大部分洞身不会产生大的涌水、突水现象。隧道沿线冲沟较发育,季节性流水,隧道过沟段岩层顶板较薄,洞顶岩层破碎,在雨季可能会造成地表水下渗回灌洞内造成大量涌水、突水等现象,在设计中应予以重视。洞室围岩稳定问题:1、类围岩围岩基本稳定,围岩整体能维持较长时间稳定,局部可能有掉块,裂隙顶部易局62、部坍落。一般不支护,部分喷混凝土结合锚杆加固,遇平缓岩层拱顶需及时支护。2、类围岩围岩基本稳定,局部不支护有小规模坍落的可能。3、类围岩围岩局部稳定性差。围岩稳定受软弱结构面组合控制,可发生小中等规模坍落,毛洞短时间内可稳定。支护类型:喷混凝土或喷锚支护,拱顶采用锚杆支护。4、类围岩围岩稳定性差,岩体较破碎,可能产生较大的变形破坏,软岩流变显著,可产生较大的塑性变形。隧洞开挖后需及时支护,喷锚挂网,必要时可全部衬砌或设钢拱架,需注意施工期安全。5、类围岩岩体破碎,呈碎块状或薄层状,围岩不稳定,围岩自稳时间很短,拱顶常有坍落,边墙也有失稳现象,时间效应明显,可能产生较大的变形破坏,软岩流变显著,63、可产生较大的塑性变形。隧洞开挖后需及时支护,喷锚挂网,必要时可全部衬砌或设钢拱架,需注意施工期安全。高压涌突水问题:取水隧洞部分经过灰岩地层,大部份为可溶性岩,有岩溶管道发育段,可能富集岩溶地下水;坪坝大营坝扭压断裂带,有利于地下水的富集。因此,施工中应注意可能产生的涌水问题,可适当布置一定的超前钻孔,以加强探测。 局部洞段变形问题:隧洞部分地段洞室埋深较大,在100500m之间。隧洞穿过地层部分岩性为页岩、砂质页岩、炭质页岩等,为较软软岩,容易产生塑性变形。因此,对于具有大变形趋势的软弱围岩段,应实行超前预测,或开挖后,及时识别,在大变形之前,采取以超长注浆锚杆为核心的锚注一体化初期支护加固64、方法或其它有效措施,对大变形围岩段进行有效地控制。岩爆问题:引水隧洞部分段埋深隧洞埋深大于100m,最大埋深500m。隧洞大埋深段部分为灰岩,硬质岩,属弹性岩体,容易储集应变能。工程区岩体主应力方向呈东西向,与洞轴线大角度相交,因此容易产生应力急剧释放,可能产生岩爆问题。施工时,应适当布置一定的超前钻孔,以先行释放地应力。有害气体问题:引水隧洞经过二叠系地层,遇到煤层时,可能产生有害气体,因此应做好通风措施,并增设瓦斯气体报警装置。引水隧洞为无压隧洞,全长4169.5m,采用城门洞形式,断面尺寸为1.22.35(BH,含0.6m拱高),隧洞纵坡降设计为1,隧洞走向:0+0001+615.51665、段237,1+615.5182+737.077段221,2+737.0773+607.839段259,3+607.8394+169.5段287。隧洞设2条支洞与一条溢流支洞,支洞断面同主洞断面,支洞在工程完工后实施封堵。隧洞进水口位于位于拦水坝左岸,紧靠岸边布置,进水口底板高程923m。进水口位于石岩溪河左岸斜坡近坡脚处,斜坡坡度3050,坡向20,坡面较平直。进水口处基岩裸露,出露出地层为寒武系下统鲁家坪组(1l),岩性主要为碳质板岩,坡表零星覆盖薄层残坡积物。进水口处断裂构造不发育,亦未见挤压破碎带。板状层理面产状3060,主要有两组裂隙发育:产状16065,节理面较光滑,局部张开,节理面66、上多为铁质薄膜,延伸长25m,密度38条/m;产状10075,闭合,断续延伸, 密度25条/ m。进水口位于斜坡之上,未见井泉等出露。进水口处地形坡度陡,大气降水多形成面流,渗透作用微弱,岩体透水性差,岩体属于微弱含水层,仅在雨季及雨后含少量基岩裂隙水,网状分布,水量贫乏,接受大气降水补给,径流途径短,就近排泄。隧洞进水口处工程地质条件简单,基岩裸露,断裂构造不育,地质结构基本完整,其上部无滑坡、崩塌、危岩等不稳定体分布,进口段洞轴线方向237,基本垂直于岩层走向方向,工程地质条件总体较好。店子坪进水口处斜坡类型为逆向型浅变质岩斜坡,强弱风化带内节理发育,结构面类型主要为层理面与节理面,倾角较67、陡,倾角大于坡角,在自然状态下坡体较为稳定。隧洞施工必然在进水口坡表形成切坡,形成局部陡边坡,将会引发强风化破碎岩体的掉块、局部崩落现象,洞口强风化段岩体破碎,呈碎裂状,洞身成型度差,围岩自稳时间短,洞口段岩体在陡倾结构面的切割下易产生掉块、坍塌等变形现象。为控制洞口段的变形现象,施工中应采取及时支护、控制边坡开挖坡度坡高等方法防护。建议隧洞进水口段边坡允许坡度值1:0.751:1。出水口处斜坡类型为顺向型浅变质岩斜坡,强风化带内节理发育,结构面类型主要为层理面与节理面,倾角较陡,倾角大于坡角,在自然状态下坡体较为稳定。施工切坡可能形成局部高陡边坡,将会引发强风化破碎岩体的掉块、局部崩落,全风68、化岩体塌滑现象,洞口全强风化段岩体破碎,呈散体碎裂状,洞身稳定性差,洞口段岩体在陡倾结构面的切割下易产生掉块、洞顶坍塌等变形现象。为控制洞口段的变形现象,施工中应采取及时支护、控制边坡开挖坡度坡高等方法防护。建议隧洞进水口段边坡允许坡度值1:11:1.1。小中河进水口洞口段岩性为第四系崩坡积块石土,隧洞施工切坡易造成土体塌滑,洞口土体力学强度低,易产生变形,洞身自稳能力差,洞口段应进行全断面衬护,地表边坡开挖坡度宜控制在1:1.5以下。洞身段围岩岩性为强弱风化碳质板岩,薄层状,均为高倾角结构面。围岩类别为类,高倾角结构面密集发育,岩体较破碎,结构面相互切割将形成不稳定块体,洞身成型较差,上覆岩69、层顶板较薄,厚度524m,洞顶易产生掉块、坍塌等变形现象,建议全断面衬护。1.3.7 压力前池压力钢管拟建压力前池位于厂址后缓坡上,压力前池有两套方案,方案一为正选方案,方案二为比选方案,两方案压力前池均位于窝屎梁西北部,两者相距43m,高差5m。考虑水头利用及地形地质条件,采用正选方案。压力前池采用开敞式结构。坡度3055,坡向NW。前池区域为切向坡,稳定性较好。但由于坡度陡,坡高大及岩体的卸荷作用,建议前池外边墙与陡崖间距保持在10m以上。压力前池位于梆梆梁猫儿背复向斜西北翼,岩层产状走向N7583W,倾向SW5065,为志留系中统,奥陶系(O)灰黑色页岩夹中厚层岩屑石英砂岩、白云质灰岩。70、前池规划范围内基岩出露,地质条件较为简单。强风化层厚度约1.52.5m。压力前池处未见滑坡、崩塌、地表裂缝等变形现象,不良地质现象不发育,坡体无外倾不利结构面发育, 底板高程949东.5m,前池长28.0m,宽6.0m,深5.5m,正常水位为954.5m。根据设计,压力钢管有两套方案,方案二为比选方案,沿窝屎梁垭口布置,呈斜向半波形展布,总长560m,方案一为正选方案,靠近窝屎梁山脊布置,呈折线形展布,总长354.76m。压力钢管采用明敷型式,内径0.9m,主管长329.76m,两条支管分别长12.5m,明管敷设角23.053.5,钢管均采用Q345c钢材,管壁厚818mm。两套方案工程地质条71、件类似,压力管道上半部分基岩出露,仅局部有零星覆盖层,为第四系残坡积层(Q4edl)黄灰色含碎石粉质粘土,厚约0.20.5m,该段强风化层厚度0.51.5m。管道下半部分覆盖层为第四系冲积及崩坡积层,主要为黄灰色卵砾石层厚度27m。卵砾石层为老河床冲积层,大粒径漂石含量较高,50150cm漂石约占60%,220cm卵石约占20%,220mm角粒占5%,粉质粘土含量约占15%,卵砾石磨圆度好,卵砾石层密实。基岩为志留系中统徐家坝群(S2xj)地层,岩性为灰绿色-灰黑色页岩夹中厚层岩屑石英砂岩。压力管道后坡为切向坡,天然边坡坡角平缓,坡角小于岩层倾角,不易形成滑动的临空面,稳定性较好。管道后坡无崩72、滑体,地质条件良好。管道镇墩基础建议清除覆盖层后置于弱风化的基岩上。压力钢管均从山脊左侧穿过,沿线基岩类型相同,均有第四系松散堆积物分布。方案二管线受雨季影响较大,涉及开挖量较大,对原始坡面扰动较大,同时官线较长,相比之下方案一坡面比较顺直,斜坡坡度比方案二陡而合理,基本可以随坡就势铺设管线,对周围地质环境扰动小。从工程地质及工程量角度出发,方案一场址较优。1.3.8厂址区工程地质条件根据区域资料,环境水对混凝土无腐蚀。xx电站厂址初拟了小双河左岸岸边拙贱坡厂址和距该厂址上下游厂址230m和280m三个方案作比选,其中小双河左岸岸边拙贱坡厂址方案为正选方案,其他方案为比选方案。其上游厂址方案73、地形狭窄同时受下侧支沟雨季冲刷影响较大,下游厂址交通不便且土石工程量大,综合考虑工程地形地质、厂房布置、交通及工程造价,推荐采用小双河左岸岸边拙贱坡厂址xx电站小双河左岸岸边拙贱坡厂址方案厂房长36.3m,宽13.2m,为低层砖混结构厂房。xx电站厂址设置在小双河左岸岸边,厂址所在地地形开阔平缓,河水从厂房北部自西而东绕厂房流过,河水水面高程781.5m,厂房处于河边平缓漫滩之上,漫滩上堆积一层冲洪积物,地形坡度1523,厂房地面标高782.6785.6m。其对岸有城达老公路通过。厂区基岩为志留系中统徐家坝群(S2xj)地层,岩性为灰绿色-灰黑色页岩夹中厚层岩屑石英砂岩。上覆砂卵砾石层,厚6.74、98.5m,以卵石为主要夹砂、漂石及局部堆积有崩塌的砂岩孤块石。卵石多为砂岩、粉砂岩、灰岩,粒径220cm,含量约45%,园砾含量约25%,漂石含量25%,中粗砂含量约10%。河床砂卵砾石层有较大厚度,结构较密实,有一定的承载能力,可作厂房基础持力层,但有一定的变形,需进行地基夯实。弱至微风化徐家坝群页岩,强度较高,变形小,是较理想的基础持力层。建议将主要发电动力机组置于基岩上,其它次要建筑置于砂卵石层。1.3.8 天然建筑材料坝址区基岩地层主要为板状炭质页岩夹硅质岩,其中灰岩强度较高,可作为建坝石料。经调查,坝址区及附近的河床中石料基本满足建坝需要,也可在坝址附近采集。坝址区下游500m范围75、内,小双河河床上,砂卵石漫滩地分布较多,砂卵石成分以硅质页岩、灰岩为主,含有粗砂。砂卵石料石质坚硬,磨园度较好,分选较好,可满足施工用骨料。1.4 工程任务和规模1.4.1工程任务2004年9月重庆市xx县水利农机局委托我院编制xx电站可行性研究报告,本次规划河段为小双河左岸二支流至小双河入口,规划在庙坝镇天堡村的店子坪、小中河两处修建拦水坝坝高(7.510.5m),以适当抬高水位,通过引水渠、无压隧洞和压力钢管引水至小双河拙贱坡的左岸上厂址,修建电站,总装机1800kw。xx县属国家级贫困县,受交通、能源、城镇公用设施和工业、三产业落后的影响,原有经济总体水平低,随着近两年基础设施和县境内外76、交通的大力建设,产业结构的调整,投资环境得到显著改善,经济发展迅速。xx县拥有丰富的自然资源,锰矿储量达2094万t,质量稳定,含磷量较低;钡矿资源以品位高、储量大而为世界罕见,此处还有丰富的煤炭资源和硫铁矿资源。由于xx县电力供应紧张,无法对锰、钡矿进行深加工,多为粗加工单一产品,资源浪费较大,由此制约了xx工业的发展。根据电力系统2004年统计,xx县工业用电已达4.85亿kw.h,每年需外购电量4.35亿kw.h,电力的缺乏已经成为制约xx县经济发展的重要因素。xx县水能资源丰富,境内流域面积超过100km2的河流有13条,全县水能理论蕴藏量39.34万kw,经济可开发量23.78万kw77、,技术可开发量28万kw,而目前开发量仅2万kw,水电开发前景广阔。高龙水电枢纽资源优势明显,建设条件优越,兴建高龙水电枢纽可以满足周边工业用电的需求,对促进当地经济发展起推动作用,同时可以使xx县日益紧张的电力供应得到一定的缓解。因此,本工程的建设是必要而迫切的。根据xx县供电公司统计,到2004年底,xx县电力系统水电装机2.44万kw,根据小水电水能设计规程(SL76-94)第3章第8节之规定,电站在以水电为主的系统中占比重达到25%50%,其设计保证率应取85%90%;比重在50%以上时,取80%85%。xx电站水电枢纽装机1800kw,占系统比重为7.4%,因此本工程设计保证率取8078、%。目前xx县已建成水电站22座,装机37台,发电设备总容量2.44万kw,年发电量8100余万kw.h。目前,xx县电网已经形成以110kv变电站为中心、35kv网络为骨架、10kv线路为主体的地方电网格局,拥有110kv变电站1座、容量1.6万kvA,35kv变电站9座、12台、容量3.84万kvA,35kv线路长167.74km,10kv配电变压器613台,容量2.86万kvA,10kv线路长1023km,以及低压配电线路长3138km。用电构成中,工业占62.5%,农业占11.3%,生活用电26.2%,用电覆盖面上100%的乡(镇)、村已通电,但仍有8%的农户用电待解决。由于体制、资金79、投入等方面原因,xx县电网发展滞后于经济发展,存在变电容量普遍偏小,农村低压配电网络架设混乱,支线过长,供电半径过大,网络损耗大,输送容量小,设备老化等突出问题。根据xx国民经济发展规划和xx供电公司2004-2010年电网发展规划,预计到2010年xx电网需最大电力负荷为25.27万kw,需电量11.37亿kw.h,年缺电量达8.7亿kw.h。电力的短缺已严重制约了xx工农业生产的发展和人民生活水平的提高,而积极开发现有水电能源将成为促进国民经济发展和人民生活水平提高的重要因素,也是十分必要和迫切的。xx县2004年电力增长为2003年的3.48倍,其中工业用电增长率为363.8%,随着重金80、属矿业开采用电负荷的增加,xx地区电力增长将更加迅速,而电力供应的矛盾也将更加突出。开发xx地区电能已成为刻不容缓的大事。xx电站工程所处流域山高谷狭,河道坡陡流急,蕴藏较丰富的水能资源。沿河两岸石壁矗立,滩涂、耕地较少,沿河乡镇无重要工矿企业,原有耕地、人畜需水多为附近的山溪或泉水,无工农业用水等综合利用要求。因此,xx水电站为单一发电功能的水利枢纽工程。1.4.2 开发方案选择小双河为山区河流,河谷狭窄,坡降较大,地质条件好。就地形而言,全河段无合适的坝址来安排有效的调节库容。同时该电站为独立运行电站,用电负荷较小,适合建设无调节径流式电站。经实地勘察,本次可行性研究报告电站位置拟定三种开81、发方案比较。xx电站厂址初拟了小双河左岸岸边拙贱坡厂址和距该厂址上下游厂址230m和280m三个方案作比选,其中小双河左岸岸边拙贱坡厂址方案为正选方案,其他方案为比选方案。其上游厂址方案地形狭窄同时受下侧支沟雨季冲刷影响较大,下游厂址交通不便且土石工程量大,综合考虑工程地形地质、厂房布置、交通及工程造价,通过方案比较,方案二优于其它二方案,推荐采用小双河左岸岸边拙贱坡厂址1.4.3 水利与动能小双河无实测水文资料。设计依据大竹河水文站1959年2003年实测资料及参照四川水文手册,采用水文比拟法推求出坝址出的径流系列成果,枢纽设计年、时段径流计算,按数学期望公式计算经验频率,采用P-型曲线适线82、确定统计参数,其统计参数及设计年、时段径流成果见下表。xx电站工程枢纽设计径流成果表项目多年平均径流量(m3/s)CvCs/Cv设计径流量(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%坝址水文年1.6330.432.5082.111.5091.0840.928410月2.3910.4533.8223.1552.1541.4981.27211次年3月0.560.4530.9030.7430.5030.3460.2921.4.4 径流及洪水调节xx电站取水于石岩溪河。电站的水流通过无压引水隧洞引至高程为918.8m的压力前池,再由压力管道将水引至厂房发电。该电站为径流式调节电站。二83、坝址的年平均流量1.31m3/s。xx电站以发电为主,无调节能力,对其进行径流调节计算时,考虑小于机组最小发电流量的径流不能发电,作弃水处理,计算出水电站水能技术指标。xx电站拦水坝坝高按年最大流量设计断面为梯形,兼作溢流堰,当来水量水位超过坝顶高程时,多余水量由堰顶溢出。 根据水电部颁发的水利水电工程等级划分及设计标准(SL252-2000),该工程枢纽部分属等5级建筑物,电站厂房为等5级建筑物,拦水坝级别为5级,按规范要求推算P=3.33%的设计洪水和P=1%的校核洪水。电站厂房按三十年一遇洪水标准设计,五十年一遇洪水标准校核。1.4.5 装机规模将计算出的丰,中、枯代表年逐日径流进行分级84、统计各级流量出现的频率,并绘制日平均流量保证率曲线,电站设计保证率为80%,求得电站保证流量为0.24m3/s。电站前池的正常水位为954.5m,水轮机的安装高程为78.15m,尾水泄入龙王河,由于龙王河对本电站尾水位无影响,故电站的水头为362.4m。按照出力公式N=AQH式中:A电站综合出力系数,取8.0; H发电净水头(m); Q发电流量(m3/s)。本电站在80%保证率的日平均流量为 0.24m3/s,保证出力为700 kw。1.4.6 装机容量选择取丰、平、枯三个代表年进行计算,代表年以年水量频率曲线选择。多年平均发电量为3个代表年年发电量的平均值。枯水年:按发电设计保证P=80%85、在年水量频率曲线上查得相应的年水量,在实测系列中选取水量相近的年份,即枯水代表年。平水年:选实测系列中水量与P=50%的水量相近的年份,作为平水代表年。丰水年:在实测系列中,选年水量与频率20%相近的年份,作为丰水代表年,选代表年时还应考虑径流年内分配具有一定的代表性,并使3个代表年的平均水量与多年平均水量相等。根据以上计算方法,计算电站的多年平均发电量为1808万kw.h。从装机容量与发电量关系来看:装机容量增加,年电量亦增加;从投资来看,装机增大,投资偏大。因此本阶段采用5250kw装机方案,此方案单位电能投资合理,年发电量较高,年利用小时合理。电站选择冲击式水轮机,2台型号为CJA23786、-W-125/111,配套发电机型号为SFW2000-10/1730,1台型号为CJA237-W-100/19,配套发电机型号为SFW1250-8/1180,装机1250+22000kw。1.5 工程布置及建筑物1.5.1 设计依据xx电站工程为一单一发电的径流引水式水电站。电站装机为800kw+1000kw。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)的规定,本工程属等工程,拦水坝等永久性主要建筑物为5级;按电站装机规模,电站引水隧洞、压力钢管、厂房属等工程,按5级建筑物设计;施工导流及围堰等临时建筑物为5级。按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000表3.2.1规87、定,本工程枢纽主要建筑物为5级,设计洪水重现期为3020年,定为30年一遇,校核洪水重现期为200100年,定为100年一遇;电站主要建筑物为5级,按水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)表3.2.5规定,电站厂房设计洪水重现期为3020年,定为30年一遇,校核洪水重现期为50年。施工导流洪水重现期为5年一遇。1.5.2 工程选址 根据地形和水系分布情况,充分最大利用水资源,提高水电站规模发挥最大效益,水电站坝址选择坝址时,利用引水系统工程在癞蛤蟆河与宴家河交汇处店子坪及小中河处修建拦水低坝,利用三水系资源发电。店子坪有上、下两处坝址供比选,均位于河河床,上下坝距离15m,坝址88、区河谷较狭窄,两岸成不对称“U”型。右岸坡陡,坡度5575,坡面上基岩大面积裸露,考虑冲刷和对吊桥影响,初步确定上游坝址,地形较开阔,便于施工,坝址左岸坡较缓,坡度3550,坡脚被第四系冲洪积物覆盖,坡表为荒地和耕地,现有通往煤厂的公路和拟建乡村公路也紧邻河谷左岸修建,河床及山坡上大部分基岩裸露。小中河坝址选择店子坪坝址供和引水高程工程控制,通过两处坝址选址综合与协调,坝址选址区河谷狭窄,两岸成对称“”型。坡陡较陡,坡度6570,坡面上基岩被第四系崩坡积物覆盖,坡脚被第四系冲洪积物覆盖,坡表为荒地,现没有通往公路只有乡村小路,河床及山坡上基岩无裸露。 河流在坝址区走向285295,河床最宽处389、0米,为店子坪坝址所在地,河谷水位高约953.8米;较窄处约18米,为小中河坝址所在地,河谷水位高约949.2米。 坝址区未发现较大规模的滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。但由于坝址区两侧山势陡峻,目前虽未发现较大规模的危岩体,但受节理裂隙切割及风化作用影响,局部可能出现块石崩落现象。 初步分析,坝址区河谷岸坡整体稳定性较好。拦水坝坝高仅7.5m10.5 m,、左、右坝址均建议埋石砼重力坝为拟建方案。由于左、右坝址工程地质条件基本相同,现对其工程地质条件如下:坝址区分布地层主要是寒武系上统三游洞群(3sh )、奥陶系下统(O1)与第四系(Q4)。坝址区基岩岩性主要为寒武系上统三游洞群、奥陶系下90、统、白云岩、碳质页岩、灰岩浅变质,岩性较坚硬较软。勘察成果表明,坝址区强、弱、微风化均有分布。小中河坝址区地形为自然边坡,左岸出露基岩岩性有寒武系上统三游洞群组灰黑色板状质页岩夹硅质岩,弱微风化,上部部分有少量强风化。河床出露有少量基岩,多覆盖第四系冲洪积物砂砾块石层,并有少量24m的大漂石,冲洪积层厚02m左右,最厚处在河床中部和河床右岸。右岸为崩坡积物和冲洪积物厚约38m,没有民居、公路和耕地。坝基岩体坚硬,抗压强度较高。饱和抗压强度弱风化岩石达15.9MPa。虽然有节理裂隙发育,但多属高倾角结构面,闭合性较好,岩石整体较完整。工程地质条件较好,建小型坝比较适宜。建议清除冲洪积物、崩坡积物91、及强风化岩石和弱风化的破碎岩石后,将坝基置于较好的弱风化岩石之上。店子坪开挖深度左岸23.5m,河床13m,右岸0.51.8m。小中河开挖深度左岸38.0m,河床24m,右岸1.53.8m。坝基需进行固结灌浆处理,灌浆深度12m。弱风化岩石作为坝体的基础持力层,其承载力fak为2200kpa;基底对地基的摩擦系数取0.65。由于该坝坝高较小,仅7.510.5m,基本不存在淹没问题。局部有极少量农田受影响。根据河流走向,地形,地质条件,经设计单位和开发单位现场多次踏勘,xx电站厂址初拟了小双河左岸岸边拙贱坡厂址和距该厂址上下游厂址230m和280m三个方案作比选,其中小双河左岸岸边拙贱坡厂址方案92、为正选方案,其他方案为比选方案。其上游厂址方案地形狭窄同时受下侧支沟雨季冲刷影响较大,下游厂址交通不便且土石工程量大,综合考虑工程地形地质、厂房布置、交通及工程造价,拙贱坡厂址。1.5.3 坝型、坝线及工程总体布置二坝址区地形较陡,右坝址店子坪相对较缓。均为自然边坡,出露基岩岩性为奥陶系(O),岩性为薄中厚层白云质灰岩、灰岩夹页岩弱微风化,上部部分有少量强风化。河床出露有少量基岩,多覆盖第四系冲洪积物砂砾块石层,并有少量24m的大漂石,冲洪积层厚02m左右,最厚处在河床中部和河床左岸。二岸为崩坡积物和冲洪积物厚约28m,没有民居、公路和耕地。坝基岩体坚硬,抗压强度较高。饱和抗压强度弱风化岩石达93、15.9MPa。虽然有节理裂隙发育,但多属高倾角结构面,闭合性较好,岩石整体较完整。工程地质条件较好,建小型坝比较适宜。砼拦水坝材质较单一,施工队伍易掌握,工期较短,但水泥、砂及砼骨料用量大,单方造价高,当地材料利用不充分,砼拦水坝不宜采用。砼砌石和埋石砼均能利用当地石料和施工队伍,工程造价较低,应予重点研究。砼砌石拦水坝砼用量较少,工程造价较低,施工中温度控制简单,施工简便易行,但施工工期较长,砌筑质量较难控制。埋石砼拦水坝要求石块含量小于30%,砼用量相对较多,工程造价较高,施工中温度控制要求较严,但其具有施工工期较快,浇筑质量较易控制的优势。两种筑坝材料容重相近(均取22.5kN/m3)94、,外形尺寸接近,主要从工程投资及施工工期上加以比较。从比较可知,埋石砼拦水坝方案总投资比砼砌石拦水坝方案多87.47万元,但施工期少半个月,考虑工程进度和工程质量问题,本阶段推荐采用埋石拦水坝方案。xx电站工程主要由引水渠、拦水坝、发电引水隧洞、压力前池、压力钢管、电站厂房等部分组成。拦水坝采用埋石拦水坝,为驼峰型溢流堰,外部为0.4m的C30钢筋混凝土坝壳,内部为C15埋石混凝土。店子坪、坝高7.5m,坝轴线长19.5m,坝顶高程957.60m,建基面高程951.0m,发电引水隧洞:电站发电引水渠、引水隧洞进口位于拦水坝左岸,进水口与拦水坝之间为一段明渠,明渠采用山区窄深式矩形断面,明渠下游95、出口为冲砂闸,进水口前,设拦污栅和进水闸门,后为进水箱涵连接引水隧洞,隧洞为4168m的无压隧洞,隧洞型式采用城门洞形,断面尺寸1.22.35m(宽高),隧洞进口底板高程为923.0m,出口底板高程954.8m。小中河拦水坝坝高10.5m,坝轴线长16.5m,坝顶高程956.10m,建基面高程954.6m,其它同上,隧洞进口底板高程为956.0m,出口底板高程954.8m。压力前池设置于引水隧洞和压力钢管之间,连接段长10.5m,池身宽6.0m,长28.0m,压力前池设计水位954.5m,前池底板高949.5m。压力钢管采用明敷型式,沿窝屎梁左侧布置,设计引用流量1.31m3/s,内径0.9m96、,主管长329.76m,二条支管分别长17.5m,明管敷设角23.053.5,钢管均采用Q345c钢材,管壁厚818mm。电站厂区位于庙坝镇天堡村小双河拙贱坡左岸上,河水从厂房北部自西而东绕厂房流过,河水水面高程781.2m,厂区建筑物包括主厂房、副厂房、尾水渠、开关站等,厂区河道按30年一遇洪水标准设计,厂房地面高程782.5,主厂房长36.3m,宽13.2m,高10.5m,内装二台冲击式水轮发电机组,机组间距7.75m。水轮机、发电机同层,水轮机安装高程783.15m。安装间位于主厂房左端,长13.2m,宽9.0m。1.5.4 电站引水建筑物xx电站厂址位于xx集镇东。根据工程河段地形地质97、特点,电站引水系统从左岸布置较经济合理,即在上坝址处建拦水坝挡水,经隧洞输水至前池,压力钢管引水至发电厂房发电。拦水坝采用砼埋石坝体钢筋砼外壳结构,坝体采用C15埋石砼,坝壳考虑泥砂、卵石磨损,采用C30钢筋砼,为便于施工,坝顶采用圆弧结构,由于坝很低,未设坝体排水设施。考虑此段岩石较为破碎,为防止渗漏,拦水坝右岸进行帷幕和固结灌浆处理。灌浆处理范围平面位置上坝右端12m,孔距1m,由于水头较小,孔深达10Lu线即可。本阶段拟定左岸引水方案:拦水坝前左岸处修建进水口进入隧洞,然后经三个转点与前池相连,隧洞总长4168.5m,单洞全长95m,压力管道长329.76m。进水口位于拦水坝左岸,紧靠岸98、边布置,为使进水条件优良,设一段进水明渠后接沉砂池和冲砂闸,由于地形条件限制,隧洞轴线与沉砂池轴线成74.836交角,明渠长10m,进口宽9m,到沉砂池时渐变为4m,进水闸前设拦污栅,进水闸后为箱涵接无压隧洞,进水闸具双重作用,正常运行期间取水,洪水季节辅助泄洪。拦污栅尺寸为宽1.7m,高2m,进水闸采用铸铁闸门,采用1.7m1.7m规格。闸门运用条件为低水位全开,高水位时根据需要,调节闸的开度,以控制进流量。 经计算比较,选择隧洞底宽1.7m,考虑超高因素,隧洞高度取为1.7m,其上0.85m的圆拱。考虑到施工要求,且减小压力前池的工程量,隧洞采用1/1000的比降。本阶段设计引水隧洞为无压99、隧洞,全长4168.5m,采用城门洞形式,断面尺寸为1.22.35(BH,含0.60m拱高)。引水隧洞进口设拦污栅一扇和工作闸门一扇,进水箱涵11m ,根据隧洞其所经过地层围岩情况,引水隧洞衬砌形式为1种:围岩大多为-类,围岩采用20cm厚C20砼衬砌。衬砌完成后应对顶部(顶拱)进行回填灌浆。回填灌浆范围宜在顶拱中心角120以内,孔距和排距为3m,灌浆孔应深入围岩50cm以上,回填灌浆压力0.30.5Mpa。为便于施工,隧洞沿途根据地形条件,设2条支洞。支洞断面同主洞断面,支洞在工程完工后实施封堵,封堵时要予留进人口,支洞在运行期间充当检修通道作用。由于隧洞部分洞段未予衬砌,处于裸露状态,根据100、相关工程经验,设置集石坑,集石坑设置原则是便于清理,共设置2个集石坑。坑深1m,长10m,设踏步,便于进入清理,集石坑布置在支洞处,兼作沉砂池。压力前池衔接引水隧洞和压力钢管,其中心线与引水隧洞在同一轴线上,与压力钢管轴线成133.7角,隧洞出口高程为918.8m,通过斜坡段接池身,池长5m,宽5.3m,深6.9m,后接进水口渐变段至压力钢管。经水力计算,压力前池设计水位920.4m,前池最高水位按设计流量下正常运行时电站突然丢弃全部负荷时的最高三角波水位,经计算为920.9m。考虑一定的安全超高,池顶高程定为921.2m。为防止污物落入前池以及满足结构受力的要求,前池采用封闭箱形结构。底板高101、程914.3m,为防止泥沙进入压力钢管,压力钢管进口底板超高,高程为914.9m。钢管进口闸门前设拦污栅一道,闸门为铸铁闸门,尺寸为0.90.9m,拦污栅宽为1.7m,高2m。为便于检修和清理池底污泥,设进人孔及爬梯,底部设一闸阀供放空和排走池内泥沙。1.5.5压力钢管压力钢管采用露天明敷型式,上接压力前池、下连厂房、采用单管联合供水。压力钢管平面布置为一折线,分岔后支管转弯与厂房纵轴线垂直进入主厂房与机组进水阀相接。压力钢管最大设计静水头362.4m,设计流量Q=1.31m3/s,根据彭德舒公式及美国垦务局公式,结合经济流速考虑,选取管径0.9m,相应设计流速2.15m/s。支管管径0.7m102、,支管流速1.21m/s。经计算,通过设计流量时压力管道水头损失4.7m。压力钢管主管长度329.76m,采用明敷型式;1#、2#支管长度共为12.5m。根据管轴线纵剖面情况,将钢管分为九段,钢管通过地段坡度较陡,全部为炭质页岩,岩层稳定。第一段长32.876m,敷设角度24.1;第二段长72.843m,敷设角度43.5;第三段长93.47m,敷设角度32.4;第四段长92.996m,敷设角度32.4;第五段长98.641m,敷设角度14.7;第六段长98.606m,敷设角度14.7;第七段长111.493m,敷设角度13.0;第八段长111.059m,敷设角度13.0;第九段长50.0m,敷103、设角度19.851。钢管在桩号1+030m处分岔后,与机组进水阀连接。钢管沿线共设镇墩15个。为保证钢管在温度变化时能自由伸缩,在每个镇墩下和第一个支墩之间设伸缩节,共15个。同时为满足检修需要,分别在3#、8# 、12#、15#镇墩上游和1#镇墩下游设进人孔,共5个。管段间钢管支承型式采用单向滑动支座,以适应管段因温度变化引起的管段长度方向上的移动。根据管壁应力计算,支承环间距拟定10m,中间设3道刚性环,间距2.5m,管壁厚度818mm ,以满足各段受力要求。钢管底部净空0.6m,以满足检修需要。管槽为梯形断面,底宽6.3m,左侧设0.4(宽)0.3(深)m的排水沟,右侧设检修人行道。采用104、0.3m厚M7.5浆砌石护底。1.5.6 电站厂区建筑物厂房设置在小双河左岸岸边拙贱坡,河水从厂房北部自西而东绕厂房流过,河水水面高程781.5m。拟建厂房地处河床上,其覆盖物全部为第四系冲洪积层,为砂砾卵石夹漂石。厂房地面高程783.5,主厂房长36.3m,宽13.2m,高10.5m,内装两台冲击式水轮发电机组,机组间距9.5m。水轮机、发电机同层,水轮机安装高程783.15m。安装间位于主厂房左端,长13.2m,宽9.0m。厂房位于河岸上,特别是遇到洪水时,会危及厂房本身的安全。因此,为厂房设置防洪墙,确保行洪的通畅和厂房安全。防洪墙高度为1.8m。根据相似工程实例,防洪墙顶宽取为0.5m105、,防洪墙内侧边坡为1:0.5。设置在厂房上游侧和靠近河流侧。厂房对外交通需建桥一座。1.6 机电和金属结构1.6.1水力机械根据本电站运行水头范围,按照水轮机系列型谱和有关资料,由于CJA237冲击式转轮的运行效率较高,机组适应负荷变化的能力较强。根据水能计算结果,本工程电站装机容量拟定为1800kw,选择2台机组,单机容量分别为800kw和1000kw。机组安装和检修时的最重起吊件为水轮发电机转轴。本阶段估算水轮发电机转子连轴装配重约10t,加起吊工具选一台32/5t电动双梁桥式起重机。电站由无压隧洞和压力钢管引水发电,隧洞长4168.5m,压力钢管长 1030m。本电站机组为冲击式,机组甩106、全负荷时,先由折向器在2秒内将水流折向,同时反方制动喷嘴投入,喷针关闭时间整定为6s,压力上升值为8.3%,满足规范规定的压力升高值30%。电站水轮发电机组均为卧式布置,发电机和水轮机同层,地面高程783.15m。主厂房全长36.3m,其中安装场长度13.2m,机组间距9.5m,主厂房宽度13.2m。 电站主厂房、副厂房均为地面式建筑,主厂房和副厂房拟采用进厂大门和大面积窗(加纱窗)从室外自然进风排风。在中控室、办公室等房间安装柜式冷暖空调。该方式能较好地满足整个电站采暖通风的要求,运行费用低,维护管理简单方便。消防系统设计遵循“预防为主,防消结合”、“自防自救”的原则,在厂房及机电设备布置中107、考虑了防火间距、安全疏散通道、消防车道、消防水源、消防设备的配置、化学灭火、对外交通、事故照明、安全疏散指示标志等,探险火灾危险类别及耐火等级进行设计。根据现行的消防设计规范标准,本电站各主要场所的耐火等级均为二级。消防水源:直接取自龙王沟。主厂房:普通消火栓灭火,设置消火箱两个,保证两股充实水柱能同时达到厂房内任何一位置。另在适宜地点配置手提式二氧化碳灭火器、干粉灭火器、推车式干粉灭火器、砂箱等。副厂房:按功能进行消防分区,设置固定式EBM气体灭火装置,安装感温烟探测器,能进行自动或手动控制。装修均采用阻燃材料,设置干粉灭火器、砂箱等。厂区消防:普通消火栓及灭火器灭火。水轮发电机:设置水雾喷108、头,由主厂房消火栓提供消防水源。1.6.2 电气一次xx水电站位于重庆市xx县西北部的庙坝镇天堡村境内,为引水式电站。电站采用一级开发方式,水库坝址位于店子坪、小中河二处。水力动能计算推荐:电站装机2台,容量分别为800KW、1000KW,额定电压6.3KV。本电站年利用小时数3444,出线一回,采用35KV电压等级,通过xx电站入网,输送距离约2km。结合电站在系统中的作用以及电站装机容量、台数等,拟出二种可行的主接线方案,进行技术经济比较。方案一:采用单母线接线方式,3台机组通过母线与1台主变压器相连。这种接线简单清晰,运行方便。但配电装置元件增多,增加了检修工作量;主变压器、母线或与母线109、连接的开关故障或检修时,需全厂停电。方案二:采用扩大单元接线方式,3台机组接1台主变压器。这种方式的接线简单,运行维护方便,直接投资少。但故障影响范围较大,主变压器故障或检修时,发电机容量不能送出。通过分析与评估,在技术上方案二比方案一可靠,但在直接投资费用方面,方案二比方案一少。鉴于小型发电厂以经济性为主,保证一定的可靠性即可,决定选取方案二作为高龙水电站的最终主接线方案。本电站选择低损耗的S9双绕组无激磁调压电力变压器作为电站主变压器。型号为S9-8000/35。本电站中选用两台厂用变压器,一台将本厂35KV电压降至400V,另一台将备用电源的10KV降至400V。确定电站厂用变压器的容量110、为200KVA,备用变压器容量为200KVA。根据上述计算结果,在6.3KV侧采用3面XGN2-12型开关柜来取代断路器和隔离开关。从重量、接头制作、弯曲半径、长期持续允许温度和短路最高允许温度等方面考虑,选择交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。初步选择400V侧电缆型号为 YJLV-3150,6.3KV侧采用YJLV-370与YJLV-3300型号电缆。由计算过程可知,所选符合要求。从重量与机械强度以及线路损耗等方面综合考虑,电站出线采用LGJ-240/30型钢芯铝绞线,接入xx变电站。根据上述对400V厂用变压器回路持续工作电流的计算结果,拟定在电站中采用2面GGD低压配电柜作为厂用电配电111、用。厂用变压器的容量相对较小,电压相对较高,因而正常工作电流很小,短路电流也很小。拟定在厂用电的6.3KV和10KV侧采用限流熔断器用于电流保护。1.6.3 电气二次本站自动化设计按小型水力发电站自动化设计规定(SDJ337-89)、水力发电厂自动化设计技术规范(DL/T5081-1997)及水利部水电2003170号文件“农村水电技术现代化指导意见”要求进行。本电站按集中控制设计,设中央控制室。为了提高水电站自动化水平,减少平时的运行维护量,根据本地区实际运行管理经验,拟采用一套全微机综合自动化系统对发电机组、变压器及35KV线路等主要电气设备进行监测、控制、保护。本电站微机综合自动化系统采112、用基本单元面向单一对象的全开放、分层分布式系统,一个设备对应一套独立的现地控制、保护单元。系统分二层,站级主机及现地控制单元级,现地控制单元级又由管理层(现地工控机)及直接控制层(现地控制单元)构成。本站主机设二台,互为热备用,是电站的实时监控中心,负责全厂的自动化功能、历史数据处理及全厂的人机对话。站级采用以太网通讯,现地控制单元级采用CAN总线通讯联系。该系统应参照部颁水利发电厂计算机监控系统基本技术条件、水力发电厂计算机监控系统设计规定等规定设计,并符合实时性、可靠性、电气特性、环境条件等要求。机组按单元自动化设计,正常开、停机均能以一个命令完成全部操作。机组自动化部分由微机系统实现。进113、水门采用就地手动控制及引入机组自动化系统自动控制相结合。机组励磁及机组调速器系统采用微机控制,通过RS-485接口直接与机组自动化系统通信,励磁采用自、并励磁方式。油水气系统引入微机自动化系统进行监测控制。继电保护和安全自动装置根据GB14285-93继电保护和安全自动装置技术规程及DL/T5177-2003水力发电厂继电保护设计导则的有关规定配置。电气监控遵照DL/T5132-2001水力发电厂二次接线设计规范及DL/T5137电测量及电能计量装置设计技术规程中相应要求进行。电站同期装置推荐采用精确、快速、高可靠性的SID智能型自动同期装置,此装置具备高品质的自动均频及均压控制功能及确保第一114、次出现的并网时机。非同步闭锁的手动准同步装置作为备用。35KV线路装设一套检同期和检无压三相重合装置,厂用电源低压分段处装设一套厂用电源自动投入装置。继电保护、监控及自动装置均由微机保护单元和监控单元实现。本站的声、光信号均通过微机来实现。设有中央复归重复动作的音响系统。信号回路设有事故信号和预告信号。发生事故时,微机保护动作,推出事故画面,指示事故点及原因,电笛鸣叫提示运行人员;发生故障时,相应地推出故障画面,指示故障点及原因,电铃响声提醒运行人员监测处理。音响可手动和自动复归。电站综合自动化系统及常规控制、合闸和事故照明等电源,选定采用直流220V。直流电源拟选用体积小、无污染、无需维护、115、使用寿命较长、技术较为先进的免维护铅酸蓄电池微机控制高频开关直流成套装置,电池一组,容量初步定为100Ah。在机旁布置机组自动监控屏、机组公用监控屏。中控室布置自流屏,发电机、变压器、线路微机控制保护屏及后台主机系统。xx水电站系xx水投资有限公司独立投资开发,建成后并入xx县电网公司。根据GB50071-2002小型水力发电站设计规范、水电站电气实验室仪表设备配置标准,并参考四川省地方电力企业试验仪表设备配置定额的规定,电站设独立电气实验室,按4级实验室配置一套试验仪表设备。为了保证电站安全可靠运行,便于系统调度合理,根据有关规定,拟在电站装设系统调度通信和站内通信。与xx县电力公司衔接,系116、统调度通信采用电力载波通信方式至xx变电站,xx变电站再通过载波中继至调度中心实现。邮电部门的有线通信为备用方式。本电站通过载波上传机组、主变、35KV线路运行状态、参数、信号并接收调度中心调度命令,实现遥测、遥信、遥控。预留遥调功能。配置一台具有数据及音频功能的ZBD-2载波机。载波机设备并排置于中控室保护监控屏旁。站内调度通信包括生产调度通信和行政通信,初步拟定全站设一台40门程控数字式调度总机兼作行政总机。调度总机和载波通信、当地邮局间采取用户小交换机中继方式相联。通信电源以厂用交流电为主供工作电源。事故停电时,备用工作电源由专设的UPS电源装置获得。1.6.4 金属结构xx电站工程的主117、要金属结构设备为拦污栅、闸门,包括大坝冲砂工作闸门一扇,电站引水隧洞进口拦污栅和工作闸门各1扇,压力前池拦污栅、工作闸门各1扇,每扇闸门均配套相应启闭设备。闸门均采用铸铁闸门,启闭设备均采用手电两用螺杆启闭机,拦污栅采用扁钢焊接,采用手动葫芦作为吊放设备。详见高龙电站工程金属结构设备一览表。金属结构设备一览表名称孔口尺寸(宽高-水头)闸门材料型号孔口数量启闭机拦水坝冲砂闸1.71.74.1铸铁闸门PGZ1.71.71LQ-25隧洞进口工作闸1.71.71.6铸铁闸门PGZ1.71.71LQ-25前池工作闸门0.90.95.5铸铁闸门PGZ0.90.91LQ-151.7 施工组织设计1.7.1 118、施工条件电站坝址区位于四川省与重庆市交界处的重庆市xx县西北部的xx乡;厂房区隶属于xx县xx镇。对外交通便利。该项目属一小型水电工程项目,装机容量1800kw。整个工程由三部分组成:一是建于xx乡朱家坝坝的高5.3米的拦水坝;二是长4.2km的引水洞及压力前池;三是建于xx镇的电站厂房及压力钢管。拦水坝采用埋石砼拦水坝,坝高5.3m,坝轴线长29.5m,坝顶高程924.60m,建基面高程919.3m,为驼峰型溢流堰,外部为0.4m的C30钢筋混凝土坝壳,内部为C15埋石混凝土。发电引水隧洞:电站发电引水隧洞进口位于拦水坝左岸,进水口与拦水坝之间为一段明渠,明渠下游出口为冲砂闸,进水口前,设拦119、污栅和进水闸门,后为进水箱涵连接引水隧洞,隧洞为4168m的无压隧洞,隧洞型式采用城门洞形,断面尺寸1.72.55m(宽高),隧洞进口底板高程为923.0m,出口底板高程918.8m。压力前池设置于引水隧洞和压力钢管之间,连接段长10.5m,池身宽5.3m,长5.0m,压力前池设计水位920.4m,前池底板高914.3m。压力钢管采用明敷型式,沿左岸山脊布置,设计引用流量1.81m3/s,内径0.9m,主管长1030m,三条支管共长17.5m,明管敷设角13.043.5,钢管均采用Q345c钢材,管壁厚818mm。xx水电枢纽工程区主要位于工程区位于xx弧中段构造区(见图3.1),构造线呈N5120、070W向展布。区域构造表现为向SW突出的弧形褶皱带,褶皱紧密程度与断裂密度往SW减弱,梆梆梁猫儿背复向斜近核部。坝址区河谷较狭窄,两岸成不对称“V”,左岸坡陡,右岸坡缓,坡脚为居民耕地,原xx乡乡政府即建于坝址区右岸开阔地带,场地相对开阔,可满足施工生产生活设施的布置要求;隧洞1#、2#支洞、厂房区场地狭窄,生产生活设施布置有一定难度,需要精心组织方可满足施工场地的布置要求。本工程需水泥2763.32t,钢筋755.9t,炸药37.98t,水泥选用xx生产的系列水泥,交通便利,运距短。其它建筑材料如:钢筋、钢材、木材、火工材料、油料等物资由建设方组织供应,可以就近采购。生活物资等由施工单位自121、行采购。 施工期生产生活用水可直接取自石岩溪河,分别设抽水泵站和水池供水,水质,水量均可满足要求。xx镇有多个机械维修点,机修、汽修能力可以满足本工程施工机械设备的维修要求。工程施工用电可从xx县电力公司电网10kv线路上就近接至配电房,再出线至各施工点,供电有保证。石岩溪河是任河的支流,发源于xx县xx镇北部及东北部地区,河流总体流向为东北向南西,于xx镇汇入任河。坝址控制集水面积63.5k。径流主要来源于降水,其次是融雪和地下水。距任何大竹河站实测资料分析:径流量主要集中在4月至10月,占年径流量的85.6%,该时段的多年平均流量4.28m3/s。枯季为11月至3月,占年径流量的14.4%122、,该季多年平均流量1.0m3/s。洪水由暴雨形成,流域洪水完全受暴雨的制约。洪水季节性变化与暴雨季节性变化一致,每年4-10月为汛期,较大洪水多发生在6-9月,而年最大洪水多发生在7、8月。洪水过程多为单峰,洪水历时2-5天,复峰一般6-10天。电站水文特性:年季变化大,年内分配不均,洪枯比大,具有典型的山溪河流特性。高龙水电枢纽工程施工洪水成果详见下表。坝址分期设计洪水成果表 项目分期P(%)251020503月58.3538.9825.214.033.764-10月383.26330.73288.88242.92171.5211月89.4558.5137.3419.534.8812月-次年123、2月4.343.262.471.700.7511月-次年3月105.0570.1746.0425.196.77本工程所在地区属北亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量充沛,日照充足,四季分明。流域多年平均气温13.8,极端最高气温39.3,极端最低气温-13.2,多年平均无霜期234d,常年平均日照时数1534h。多年平均降水量1238mm,最大月降水量566.2mm,最小月降水量0.6 mm。多年平均蒸发量888mm,最大月蒸发量231.0mm,最小月蒸发量24.1mm。多年平均相对湿度78%,最小为5%。最多风向NE,最大风速19m/s。 在地壳抬升运动作用下,石岩溪河流域河谷两岸以侵蚀作用124、为主,形成中山或高中山地地貌,两岸山体高程为11002400m,河床高程5501000m,相对高差4501000m,河谷深切,多呈“V”型。地势总体北高南低,两岸山坡陡峻,坡度多在45以上,河床基岩多裸露,局部高陡边坡有崩塌和小型滑坡。物理地质现象不发育。坝址区分布地层主要是寒武系下统鲁家坪组(1l)的地层和第四系(Q)。寒武系下统鲁家坪组(1l):坝址区出露的地层是鲁家坪组中部的灰黑色板状炭质页岩夹硅质岩及灰黑色页岩。岩性较坚硬,层理发育,厚度在1050厘米左右,硅质岩层厚在50100厘米。在坝址处左岸和河床即可见出露的基岩,布置在下坝址的钻孔即直接从基岩开孔;右岸也零星可见。第四系全新统(125、Q):坝址区第四系堆积物主要有冲洪积层(Q4al+pl)和崩坡积层(Q4dl+col)。冲洪积层见于河床及右岸,为砂砾石层夹漂石、块石,厚02米。崩坡积物分布于右岸坡地上,为含碎石粘土、碎石土;崩积块石和碎石,厚210米。初步分析,坝基岩体属较硬岩,坝基稳定,具备较好的坝基岩体条件。坝址区断裂构造不发育,目前尚未发现断层,岩石节理裂隙比较发育,以产状为SE15570一组节理为主,为都倾角裂隙,节理裂隙宽0.51mm,延伸长25mm,密度38条/m。由于该坝属小型横向拦水坝,坝址区地质构造简单,建坝条件适宜。地下水主要受大气降雨补给,在岩土介质中径流,以泉水或地下径流直接入地表水体排泄,区域地下126、水排泄排泄基准面为任河。地下水对砼无腐蚀性。1.7.2 施工导流本工程为等工程,主要建筑物为5级,根据SDJ338-89水利水电工程施工组织设计规范(试行)规定,相应导流建筑物等级为级,本导流建筑物设计洪水标准采用5年一遇。该流域枯水时段为11月次年3月,坝址引水枢纽施工导流洪水标准,采用5年一遇枯水时段最大洪水流量。 根据表8.11,枯水季节洪水流量在113月较小,其余时段洪水流量较大。故拟定113月为导流时段,相应导流设计流量为25.19 m3/s。坝址区河谷较狭窄,两岸成不对称“V”型。左岸坡陡,坡度5575,下部为基岩岸坡;右岸坡较缓,坡度3550。原河床有分期导流和开凿明渠导流的条件127、,因此选择在主河床坝段内设明渠导流。挡水建筑物计划在一个枯水期建成。11月中旬,河流水位较低,在左岸进行土石方开挖,建造一个冲砂闸。冲砂闸建成后,河道来水由位于左岸河床的冲砂闸泻流。等左岸建筑物(进水箱涵、冲砂闸)建成后对河流进行截流,在冲砂闸至右岸建造上、下两道围堰,围堰形式采用土石堰体。围堰设计洪水流量标准为25.19 m3/s,堰顶宽50cm,最大堰高1.3m,轴线长度约29.5 m,浆砌石堰体工程设计量约350 m3。根据枢纽所在河流水文特征和施工总进度计划,截流时间选在第一年11月下旬,采用5年一遇月平均流量0.92m3/s。基坑排水采用明沟排水系统,排水系统应兼顾基坑开挖和开挖后修128、建主体建筑物两个时期,基坑内布置排水干沟、支沟,随基坑进展逐渐加深干沟和支沟,集水井布置在建筑物轮廓线外侧,集水井井底设于干沟底,拟选用1台12SH-19A型水泵作为坝体施工期基坑排水。1.7.3 天然建筑材料本工程砼及钢筋砼总量约9865.3m3,浆砌石约4341.28m3,共需块石料约2764.48m3,砂约1400.96m3,卵碎石约1400.96m3。坝址区基岩地层主要为板状炭质页岩夹硅质岩,其中的硅质岩强度较高,可作为建坝石料。经调查,坝址区及附近的河床中石料基本满足建坝需要,也可在坝址附近采集。料场开采采用手风钻钻孔,人工装药,电雷管起爆,选用1 m3挖掘机装5t自卸汽车运输500129、m至人工骨料加工厂。坝址区下游5km范围内,xx镇及石岩溪河河床上,砂卵石漫滩地分布较多,砂卵石成分以硅质板岩、硅质岩为主,含有粗砂。砂卵石料石质坚硬,磨圆度较好,分选较好,可满足施工用骨料。天然砂乱砾石料开采采用1 m3 反铲挖掘机开挖,用100HP推土机推土集料。1 m3 装载机装5t自卸汽车运输至毛料堆场,天然砂砾石料经筛分(筛分能力45t/h)、冲洗后进入净料堆场。沿河均有公路相通,交通便利,开采运输条件较好。1.7.4 主体工程施工拦河坝工程主要工程量项目有:大坝基础土石方开挖、埋砼石、砼浇筑、浆砌块石和固结灌浆。大坝基础开挖采用分层自上而下的施工程序,岸坡分层厚度2m,共分3层;覆130、盖层采用1 m3正铲挖掘机开挖装5t自卸汽车出渣;河床部位基坑开挖采用气腿风钻钻孔爆破,弃渣采用1 m3正铲挖掘机开挖装5t自卸汽车出渣;预留保护层厚度为1m,采用1 m3正铲挖掘机直接开挖。采用通仓浇筑,砼由胶轮车直接运输入仓,插入式振捣器振捣。大坝埋石用块石采用5t自卸汽车运石料至大坝堆料场或工作面,由人工抬运,分段人工安砌施工。砼浇筑由拌和场拌制后,由1t自卸车运至工作面。砼浇筑应连续,避免形成通缝。随着坝体升高沿坝体前后搭设脚手架,用手推车解决水平和垂直交通运输问题。块石使用前应冲洗干净,砂浆及混凝土由设在坝址附近的拌和机拌制。溢流面混凝土结合埋石砼浇筑,并按要求埋设钢筋。冲砂闸、进水131、闸混凝土及埋件随坝体砌石分层上升,层高23m。闸门采用正规厂家产品,运至坝区后,利用吊车或其它设施调运安装。拦水坝右岸坝肩进行固结灌浆。引水隧洞长4168.5m,城门洞形断面,主要工程量项目有:土石方明挖、石方洞挖、砼浇筑、钢筋制安、回填灌浆。引水隧洞的工程量:石方洞挖19566m3,砼浇注1714m3,钢筋制安6t,回填灌浆6538m2。隧洞大部分洞段位于微-新鲜岩体中,洞身围岩类别大多为IV类,局部地段为III。1、土石方明挖:先清除表面松散层及危石,然后用手风钻钻孔,浅孔松动爆破,自上而下人工撬挖松渣,人工装渣,胶轮车出渣。2、洞室开挖:引水隧洞开挖除进、出口两个工作面,还考虑布置2个施132、工支洞以增加施工作业面,各支洞桩号分别为将军寨支洞:1+615.52;许家湾支洞2+747.08。施工支洞的工程量:土石方明挖280m3,石方洞挖1030m3,浆砌块石92m3,土石方回填250 m3, 砂浆锚杆支护60根。隧洞洞身开挖采用气腿式风钻钻孔,毫秒电雷管起爆,独头开挖月进尺一般为50-70m,最高达90m。3、通风:施工通风采用混合式通风,通风量为3 m3/min。4、出渣:隧洞出渣采用0.3 m3装岩机出渣,除进口工作面采用胶轮车出渣,其他工作面出渣采用轻轨电瓶车牵引斗车出渣。5、隧洞衬砌施工:洞口设置JZ350型砼拌和机制备砼,隧洞衬砌采用钢模板,运输采用轻轨牵引斗车并辅以HB133、30B型砼泵送入仓,插入式振捣器振捣。压力管道工程共计土石方明挖999.6m3,砼浇筑737.8m3,钢筋制安及钢材60.8t。M7.5浆砌块石护坡(底)为1318.4m3。压力钢管明管段管槽覆盖层开挖采用人工铁锤、钢钎直接撬挖,岩石开挖采用手风钻分层分台阶钻孔爆破的施工方法,人推胶轮车辅以人工挑抬出渣。跨河埋管段管槽砂卵石开挖在围堰保护下采用0.5反铲挖掘机开挖,用3.5t自卸汽车出渣,基岩采用钻爆开挖。钢管安装由下而上进行明管段的安装;压力钢管拟在工厂卷制后,用平板车运至厂区压力钢管拼装场,在现场铺设卷扬道并采用卷扬机和千斤顶就位,现场拼装焊接。厂区基础开挖工程量小,施工场地开阔,安排在枯134、水期进行,首先进行尾水渠箱涵的施工,然后进行厂区基础开挖,场地狭窄,覆盖层采用0.5反铲挖掘机开挖,3.5t自卸汽车出渣,厂区基础开挖工程量较大,采用0.5反铲挖掘机开挖,3.5t自卸汽车出渣,岩基采用钻爆开挖。厂房下部砼浇筑采用溜入仓,上部砼采用简单升降机提升人工手推车推抬入仓。机组埋件安装采用汽车吊运至基坑。水轮发电机组的安装利用厂房永久桥机吊运。砼砌石人工砌筑,回填土采用振动碾夯实。石料由自卸汽车运至施工点附近,砼由厂区砼拌和站供给。1.7.5 施工交通运输本工程对外交通较为方便,xx县城至四川省万源市的二级公路自工程区下游约10公里通过,岔溪口至xx有公路相通,xx乡简易公路通过坝区。135、另有xx至四川万源的公路和成渝铁路相接。本工程最重件为水轮发电机转子带轴10t(因交通条件限制,需厂家在现场装配),由10t专用拖车将配件运至工地。本工程坝区、厂区及料厂区均有公路经过,场内交通比较方便。 1.7.6 施工工厂设施本工程砼及钢筋混凝土总量为3273.2m3,浆砌石约4341.28m3。天然砂石料加工系统沿石岩溪河河漫滩布置,占地面积约150,天然砂石骨料采用1挖掘机开采,用100HP推土机集料,1装载机装5t自卸汽车运到毛料堆场,经冲洗筛分后送到净料堆场。筛分、冲洗(筛分能力为45t/h),加工厂主要施工机械设别为:YAH1536重型振动筛1台,FLG-1500型洗砂机1台。人136、工砂石加工厂布置在双河口料场附近,距大坝23km,距料场0.5km,成品砂石骨料生产能力80t/h。砂石骨料加工厂采用三段破碎的加工工艺,主要加工车间有:粗碎车间、细碎车间和制砂车间。其工艺流程为:由5t自卸汽车运来的块石毛料进入破碎车间,经颚式破碎机破碎后由胶带运输机至筛分楼,筛洗后的超径石(80mm)由圆锥破碎机进行级配调整,再运回主筛分楼分级,部分40mm的碎石及石屑送入制砂车间反机式破碎机制砂。主要设备有:PEF0912型颚式破碎机2台,2YA2160型筛分机4台,HP400型圆锥破碎机1台,FC-15型螺旋分级机1台,PF-C-1210型反击式破碎机2台。砂石成品骨料的运输采用1台8137、8kW推土机集料,1台1装载机装料,5辆5t自卸汽车运送至混凝土系统。本工程混凝土总量为6413.2m3,根据施工总布置、水工建筑物布置情况及施工场地情况,设置2个混凝土拌和站。各拌和站均采用人工配料进搅拌机。砂及砂浆成品骨料皆由胶轮车自堆料场运至各拌和站,砼拌和均采用袋装水泥,人工拆包、人工运输。本工程工期短,土石方工程量不大,强度不高,机械化施工需修理保养的机械设备不多,xx乡和xx镇有汽修厂和保养站,可承担施工设备的修配任务及汽车的一、二级保养及小修,故施工现场仅设机械修配站(修钎),承担小型机械的修理以及简单零星配件的加工任务,其他施工机械和汽车的修理由施工单位自行与地方修理厂联系解决138、。站内设锻工、锚焊、修钎及重机保养间。选1台主要机床及1台锻钎机。电站引水隧洞与厂房相隔甚远,故在隧洞中部和厂区分别设有1套综合加工系统,各综合加工系统内分别设有钢筋加工车间和木材加工车间。生产生活所需少量的砼预制件,施工单位可根据设计要求在本地购买成品或在本工程的砼拌和站内预制。压力钢管委托当地或外地专业厂家加工制作,现场不设钢管加工厂,但为方便运输,在管道工程区附近设钢管拼接及堆放场。主体工程土石方明挖9935.3万m3,石方洞挖20456万m3,主要分布于水库大坝、引水系统和厂区。根据工程量的分布,采取分散供风,各供风站自成系统,单独供风,共设置5处空压站。1#、2#、3#、4#位于引水139、隧洞进口控制段和1#、2#支洞口、隧洞进出口附近,以石方开挖强度3450 m3/月控制,确定空压站供风量9m3/min。主要担负各支洞控制洞段的石方开挖风动机具用风。各空压站内设9 m3/min空压机1台。5#空压站位于人工砂石加工厂,以石方开挖强度7600 m3/月控制,确定空压站供风量12 m3/min。空压站内设6 m3/min空压机1台。施工供水分设在大坝工区、隧洞进水口各支洞工区、厂区和料场工区。共设有10个供水站。本工程施工用电高峰负荷发生在第三年一季度,高峰负荷为1450kW;施工用电可从xx县电力公司电网10kv线路就近T接。在大坝附近、厂区、双河口料场个设置变电房一座,分别配140、备容量为500kvA(10kv/0.4kv)的变压器1台,另需架设10kv进线长600m。施工通讯分为施工区场内通讯与对外通讯:(1)场内通讯:采用8对(16部)手持式小型无线对讲机以满足生产需要。(2)对外通讯:安装固定电话、二台传真机分别由xx乡和xx镇邮政所接至厂区和大坝工区总机。1.7.7 施工总布置工程区主要位于秦岭褶皱系北大xx北西向构造带,坝址区河谷较狭窄,两岸成不对称“V”型。左岸坡陡,坡度5575,下部为基岩岸坡;右岸坡较缓,坡度3550,施工布置条件较差。大坝右岸上游阶地、厂区地势相对开阔平缓,可布置主要工厂和临时设施,生活办公设施主要租用民房和搭建少量临时棚房解决。本工程141、生活福利设施按高峰年三月平均劳动力48人(另非生产人员按14%,缺勤人员按7%),固定职工(75%)人均按12m2计,临时职工(25%)人均按6m2计,共计生活福利设施建筑面积5100m2(其中租用4800m2,新建临时棚房300m2)。施工总布置本着因地制宜、有利生产、易于管理、经济合理的原则,充分利用荒地、尽可能少占耕地、节省临建工程投资、提高经济和社会效益。结合枢纽布置较为分散,本工程施工布置划分首部枢纽工区、支洞工区、厂房工区和料场工区。大坝工区内设置砼拌和站、供水站、空压站、仓库、办公及生活福利设施和配电房、金属结构拼装场、综合加工厂等。支洞工区内设置移动式拌和站、供水站、移动式空压142、站、仓库。厂房工区内设置有拌和站、综合加工厂、空压站、供水站、仓库、钢管拼装厂、机电设备安装场、办公及生活福利设施、机械修配站(含修钎)和配电站。本工程土石方开挖总量计约31688.5万m3,其中土石方明挖约9865.3万m3,石方洞挖约20456万m3,经土石方平衡计算,土石方回填683.6m3,工程总弃渣量31004.9m3。本工程生产生活设施主要布置在二个区块:大坝上游的缓坡地布置部分工厂、仓库和办公区;厂房附近的缓坡地上布置拌和站和仓库,不设生活、办公区,租用民房。1.7.8 施工总进度根据总进度编制原则及各单项工程施工技术论证,本工程施工总工期安排25个月,其中准备期为2个月,主体工143、程开工第一台机组发电为22个月,完建期1个月。工程准备期从第一年7月开始,共计2个月(直线工期),主要是修建场内交通设施、施工辅助企业、场地平整、临时房屋修建及工程备料。主体工程施工从第一年9月至第三年5月底,主体工程施工期为22个月。1.8 工程管理1.8.1管理机构xx电站工程任务是引水发电,根据xx县人民政府意见,该工程项目法人为“渝城水电开发有限公司”,电站为公司董事会领导下的经济实体,按照公司管理体制,结合“水库工程管理设计规范”、“水利工程管理单位编制定员试行标准”和“小水电建设项目经济评价归程”的有关规定,下设xx县xx电站工程管理站,负责整个工程的安全、运行、生产和管理。其负责144、人由公司聘用,拟设站长1人,副站长1人,技术负责人1-2人。按照“小水电企业定员定编标准”之规定,确定高龙电站工程编制定员16人,人员构成由运行人员、检修、调试人员和管理人员构成,分别担负电气机械运行、机械电气检修、水工建筑维护、水工观测、通讯、车辆维修、行政、警卫等工作任务。其中:运行、检修、调试人员11人,占68.75%;管理服务人员5人,占31.25%。1.8.2 工程管理与保护区范围本工程管理及保护区范围的确定,除严格执行国家有关条例、法规外,并结合本工程安全、正常运行及管理需要。电站土地征用线以内的区域为电站管理区范围。大坝坝轴线上游10m,下游15m,近坝库区以最高水边线为准外延1145、0m,为大坝管理区范围。引水建筑物进口以建筑物外边线为准向外扩展30m作为管理范围。电站厂房、压力前池及生产、生活建筑设施等外轮廓线外50m范围为厂区管理区。以上管理区范围多在施工征地范围内,工程完建时经业主向土地单位办理手续后交付管理站使用,不足部分另行征地,或转让剩余征地予以补偿。坝址管理区外200m外范围内为坝址区保护区;库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地和山体为水库保护区;厂区管理区外50m范围内为厂区保护区。工程保护区范围内的土地不征用,但应根据工程管理要求和有关政策规定制定保护范围的管理办法和措施。外单位征用保护区的土地,须经管理站同意。1.8.3 管理设施办公、生146、产及生活福利建筑面积,根据建设部、国家计委建(1993)632号发布的新建工矿企业项目住宅及配套设施建筑面积(修订)及参考部分已建类似电站工程用房,初步拟定本工程生产、生活用房规模如下:办公用房100,仓库150,车库60,机修车间50。职工生活用房,包括食堂、浴室、宿舍等计600。以上用房合计为960。厂区生活和消防用水采用联合供水方式,生活和消防用水取xx镇自来水。本工程装机为3台,厂用电设计较为可靠,厂用电电源取自两台发电机母线电压。若发生意外事故停机,则由系统返送,以保证闸门启闭机和其他设备的用电。由于生活用电量较小,并入厂用电以0.4kv级电压线供电。为实现有效管理,根据管理需要配套147、和设置管理设施,如埋设标志,观测仪器、配备交通、通讯工具。1.8.4 工程运行管理工程正常运行的保证措施应按不同部位,不同设施有所侧重区别,具体可按其破坏对整个水电站正常运行的危害程度划分保护等级。一般可分为重点保护、次重点保护和一般保护三等,并视其不同等级要求设置安全监视、报警系统和防范措施,把不安全隐患降到最低限度,保证水电站正常运行,保护业主利益,促进地方经济发展。本工程检查与观测任务是:监视工程的运行状态变化和工作状况,掌握工程变化规律,为正确管理运行提供科学依据;及时发现不正常迹象,分析原因,采取措施,防止事故的发生。1.8.5 施工期工程管理xx电站工程的建设实行业主负责制。工程施148、工期间,由业主根据工程建设的需要,提前进场8人,并根据施工进度和交付使用的单元工程数量,逐步增加管理人员,参与工程质量检查、监督和验收工作。工程竣工时,生产职工培训人员应不少于定员人数的30%,并要求持证上岗。管理人员应达到额定的定员人数。1.8.6 工程管理年运行费工程管理年运行管理费主要包括:工资及福利费、材料燃料及动力费、维护管理费和其它费用等。经计算,电站工程运行管理费为110.44万元。1.9 水库淹没处理与枢纽工程永久占地1.9.1水库淹没范围和实物指标 本电站建一座拦水坝,水库库区面积约3.5亩,淹没范围溪流两岸较少的荒山、林地、水面。根据水利水电工程水库淹没处理设计规范(sd1149、30-84)规定,本工程库区淹没处理设计标准:水库移民标准按20年一遇洪水位,淹没农田征地标准为5年一遇洪水位,淹没山林征地标准为正常蓄水位924.6m,淹没荒山、林地1.5亩,河滩2亩。库区直线淹没长度约为1525m。1.9.2 淹没处理和补偿投资估算淹没土地按有关征地补偿标准赔偿、征用。补偿、征用费用均列入工程投资估算,共计6.0万元。1.9.3 工程永久占地、施工临时占地和管理保护范围 本工程永久占地主要为拦水坝、进水口、压力管道、发电厂房及生活区。共计工程永久占用地9亩,其中荒山7.5亩,荒地1.5亩,总征地9亩,征地费15万元。施工临时占地5亩,临时用地费1万元。工程管理范围和保护范150、围依有关法规及规程范围确定。1.10 环境影响评价1.10.1环境状况xx水电站位于任河二级支流任河流域的小双河上。电站位于庙坝镇天堡村境内,上距xx县城约30km,坝址与厂房附近均有城达老公路和进煤厂简易公路通过,对外交通较为方便。1.10.2 环境影响评价本工程为无调节引水式水电站,工程规模小,没有人口迁移,淹没损失很小。该电站拦河坝工程占地为河谷坡地,以灌木为主,无占用耕地,对农田、交通、公路、泥沙、库区地质及生态环境均无影响;因河床有岩石裸露,不会因坝下冲刷对河道引起大的变化;工程建成后,对坝址以下约4.5km的河道径流影响较大,但该段河道居住人口和耕地很少,且在坝址下游有数处小径流汇151、入,故不存在人蓄饮水和灌溉问题;工程施工会产生一定的噪音、污物,但工期仅为25个月,影响时间短;工程施工弃渣量不大,可分散堆放,对附近环境有一定的影响。工程的建筑物大都处于河滩和荒坡上,或为穿山隧洞,对工程所在区域的植被和水土保持不会造成大的影响,更不会诱发滑坡和较大的崩塌。综上所述,电站的修建,对河道的变化、下游用水、生态环境和水土保持等不会有明显的影响。1.10.3 环境保护措施根据工程特点,对环境的主要保护措施为:(1)加强森林法和水土保护法的宣传,提高施工队的守法意识,禁止乱砍乱伐,尽量保留林木,并充分利用施工平整场地的有利条件,在房前屋后及时种树植草,美化工区环境。(2)对工程区裸露152、地面、施工临建工程拆除区、取土场和弃渣场实施全面绿化;弃渣统一规划,禁止随处堆放,坝址和厂址可就近堆放于河滩地上,隧洞弃渣于沟道,并作必要挡护,防止流失,施工完成后清除临时建筑物,恢复原有环境。(3)施工生活区均修建与居住人数相适应的干式厕所,严禁随地便泌,对厕所定期进行清理;生活垃圾定点堆放,集中清理;(4)工程建成后,电站及生活区污水,按建筑设计,经化粪处理后排放。1.10.4 环境保护措施费用投资暂估列环保费用30000元。1.11 水土保持1.11.1 工程水土流失现状工程所在地xx县位于长江流域水土流失重点防治区,据卫星遥感测定,xx县水土流失面积1457.84km2,占全县总面积的153、44.4%,中度以上侵蚀面积占全县水土流失面积的41%,土壤年侵蚀总量达768.71万t,平均土壤侵蚀模数5273t/km2a,区域内水土流失较严重。1.11.2 水土流失预测结合不同部位造成水土流失的特点,采用经验公式法和流弃比法,对工程区水土流失量进行预测,经估算工程建设期可能造成的水土流失量4520t,运行初期可能造成的水土流失量75t,工程可能造成的水土流失总量4595t,其中新增水土流失量2343t。1.11.3 水土保持措施工程水土保持防治责任范围1.63hm2,结合枢纽电站施工布置、建设时序和可能造成的水土流失特点,本方案水土流失防治分为3个防治分区:区永久建筑物工程防治区、区弃154、渣场区、区临时施工设施防治区。设计期间考虑工程水土保持做到:土石方平衡、充分利用弃渣、水土保持方案合理等优化设计措施。结合施工期间,对砂、石等建筑料采取填土草包、设置临时排水沟等临时防治措施,修建引水渠时同时修建堡坎利用弃土梯田造地,减少水土流失。施工结束后,进行场地平整,及时拆除临时建筑物,撤离施工设备和剩余的施工材料,清除场地中的建筑垃圾,运至弃渣场。结合借地协议,进行复垦或绿化,其绿化方式同渣场顶面绿化。1.11.4 水土保持监测结合工程水土流失特点,采取地面监测和调查监测相结合的方法,在开挖边坡、土料场、弃渣场等水土流失严重部位,设置典型监测小区。水土流失监测时段为建设期当年和运行初期155、2年,结合当地降雨年内分布情况合理确定水土流失监测频率。监测费参照水保监方案(2002)118号,结合实际监测情况对其进行估列,计入工程水土保持总投资中。水土流失监测实行年报制度,监测单位将监测成果报送建设单位和当地水行政主管部门,并作为监测检查和验收达标的依据之一。1.11.5 水土保持投资概算本工程新增水土保持投资25万元,其中水土保持设施补偿费3.50万元。1.12 投资估算1.12.1 编制依据和原则(1)采用的编规重庆xx县xx水电站工程可行性研究阶段工程投资估算的项目划分和编制方法主要参照水利工程设计概算(估)算编制规定。(2)定额1、建筑工程采用2002116号文颁发的水利建筑工156、程概算定额(2002),按“2002编制规定”,用概算定额编制设计概算,定额扩大指标为10%。2、设备安装工程执行水建管1999523号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额,扩大指标为10%。3、施工机械台班费采用水利水电工程施工机械台时费定额(2002)。1.12.2 基础资料根据重庆市水利局估算编制现行规定,该工程按国营水利水电三级施工企业承担施工,经计算人工预算单价为工长为7.1元/工时,高级工为6.61元/工时,中级工为5.62元/工时,初级工为3.04元/工时。施工用电为外购电,基本电价为0.574元/kwh,计入输变电损耗和供电设施维护摊销费,施工用电单价为0.53元/kwh。根据157、施工组织设计提供资料,本工程施工用水拟采用集中和分散抽水,综合水单价为0.48元/m3。根据施工组织设计提供资料,本工程施工用风拟采用固定式和移动式空压机供风,综合单价为0.11元/ m3。1.12.3 投资估算结果重庆市xx县xx电站工程电站装机容量5250kw,按2005年价格水平计算的工程投资估算总投资为3380.72万元。其中建筑工程为1179.99万元,机电设备及安装工程为779.08万元,金属结构设备及安装工程为464.89万元,临时工程为89.42万元,独立费用为309.29万元,基本预备费为282.27万元,水库淹没处理补偿费为50.0万元,环境保护费5.0万元,水土保持费40158、.0万元。1.13 经济评价1.13.1 概述xx电站工程的开发任务主要是发电。电站装机容量1800kw,电站年发电量1808万kw.h。高龙电站工程经济评价包括财务评价和国民经济评价。评价的主要依据是:国家计委颁发的建设项目经济评价方法与参数、水利部颁发的小水电建设项目经济评价规程及水规院编的水电建设项目财务评价暂行规定。该工程建设资金为业主自筹。电站工程总工期为2年,电站投产时间为第3年初。xx电站工程根据主体工程施工期和电站正常投运期,确定工程正常运行期为20年,计算期为23年(包括建设期和正常运行期)。1.13.2 财务评价工程费用包括项目总投资、成本、流动资金和税金等。总投资包括固定159、资产建设期利息及流动资金。电站工程固定资产投资分别为3209.44万元。流动资金按固定资产的2%为64.19万元。经计算建设项目电站工程总投资为3444.91万元。总成本费用为发电成本。发电成本包括折旧费、大修理费、职工工资和福利费、材料费、其他费用、水资源费、库区维护费、摊销费等项。发电成本的折旧费按固定资产乘综合折旧率提取,综合折旧率按分类工程计算为3%;大修理费按固定产的1%计;职工工资和福利费:工程管理定员16人,职工年工资约为10000元/人计。材料费按5元/kw计;其他费用按24元/kw计;摊销费暂不考虑。经计算该项目电站工程总成本费用为171.86万元,发电成本为171.86万元160、,发电经营成本为64.88万元,单位发电成本为0.097元/kw.h,单位发电经营成本为0.036元/kw.h。城建、教育费附加在增值税基础上计征,综合税率为0.24%。所得税在利润基础上计征,税率为33%。该项目工程年发电量为1808万kw.h,上网电量为1771万kw.h。按投资利润率12.0%测算该项目电站工程的电价为0.35元/kw.h,售电收入为619.89万元。经计算该项目电站工程利润总额为446.54万元,税后利润为299.18万元,盈余公积金和公益金为44.88万元,未分配利润为254.3万元。经计算该项目电站工程财务内部收益率为10.35%,财务净现值为69.51万元(ic=161、10%),投资回收期为10.6年。 财务评价的财务内部收益率大于10%,财务净现值大于零,符合国家对小水电工程建设项目财务评价指标要求。1.13.3 国民经济评价国民经济评价社会折现率采用12%。xx电站装机容量5250kw,该项目电站工程年发电量为1808万kw.h。1、 固定资产投资3380.72万元。2、 该项目设计概算总投资3380.72万元,依据规范进行项目国民经济评价时应对项目投资进行调整,即剔除投资中属于国民经济内部的转移支付,主要有利、设备储备贷款利息、税金、保险等,调整后的项目国民经济评价投资为3075万元。3、 流动资金:项目所需流动资金很小,故在分析计算中不予考虑。4、 162、发电总成本费用发电总成本费用计算方法同财务评价,但不计建设期利息及固定资产保险费。本项目正常运行后的经营成本为64.88万元。发电总成本费用中年运行费:(1) 在财务评价的总成本费用中剔除折旧、利息净支出和摊销。(2) 采用当地电网的影子电价代替财务价格。 5、发电效益;计算同财务评价,依据规程规定,计算电价采用当地电网的影子电价,同时考虑不同质量电能调整系数,确定影子电价为0.3元/kwh。本项目国民经济效益主要为电量效益,多年平均发电量为1808万kwh。根据以上调整后的基础数据,编制项目的国民经济效益费用流量表,并据此计算出以下评价指标:经济内部收益率EIRR、经济净现值ENPV、经济净163、现值率ENPVR。经济内部收益率EIRR为12.5% ,大于社会折现率12%;社会折现率is=12%时的经济净现值ENPV大于零;经济效益费用比1.03,大于1。从上可以看出,本项目经济内部收益率远高于社会折现率12%;经济净现值大于0,说明本项目国民经济评价指标优良。指标均满足规范要求,说明本项目国民经济评价可行。1.13.4 综合评价xx电站的兴建有助于增加地方电网电量,部分起到缓解电网能源紧缺的矛盾,该项目总装机5250kw,多年平均发电量1808万kwh,项目总投资为3380.72万元,电站单位容量投资为6576.14元/kw,单位电能投资分别为0.92元/kw.h。工程财务评价:财务164、内部收益率大于财务基准收益率10%,财务净现值大于零,财务评价指标符合有关规范要求。国民经济评价:因本项目的兴建可为电网带来较大效益,从国民经济评价分析,国民经济评价指标满足有关规范要求,工程在经济上是合理的。以上评价指标说明建设项目经济合理可行。xx县xx电站工程特性表序号名 称单位数量或特性备 注一主要建筑物及设备1拦水坝地震基本烈度度VI坝顶高程m924.6最大坝高m5.3坝顶长度m29.52冲砂孔断面型式方形1.7m1.7m宽高底板高程m920.53引水隧洞设计引用流量m3/s1.7特性无压隧洞长度m4168.488进口底板高程m923.0断面尺寸m1.72.55城门洞形纵坡1/100165、0出口底板高程m918.84压力前池设计水位m920.4 尺寸:长度宽度高度m5.05.36.9渐变段长10.5m底板高程m914.3工作闸门尺寸m0.90.9启闭机型式、容量及数量KN/台150/1,250/2LQ-15,LQ-255压力钢管主管长度/内径m/m1029.76/0.9Q345C主管壁厚mm818岔管型式卜字型支管型式/条数钢管/条3钢支管长度/内径m/m17.5/0.7Q345-C支管壁厚mm146发电厂房型式引水式地面厂房主厂房尺寸(长宽高)m36.313.210.8副厂房尺寸(长宽高)m913.26.3机组安装高程m558.157主要机电设备水轮机型号CJA237-W台数166、台3额定出力kw1250/2*2000额定转速r/min750额定流量m3/s0.688/0.432发电机型号SFW台数台3主变压器型号、额定容量及台数MVA/台8.0 MVA/1S9-8000/35调速器型号、容量及台数Nm/台600/2YT-6008输电线路电压kv35回路数回数1输电目的地就近上网输电距离km29管理用房m2400二施工1主体建筑物工程量土石方明挖m37585.3石方洞挖m319656混凝土和钢筋混凝土m36021.2土石方填筑m3433.6浆砌石m33163.8混凝土砌块石m31480固结灌浆 m3144回填灌浆m265382对外交通主要方式公路坝区距离xx县城km26167、厂区距离xx县城km24.23施工导流导流方式明渠导流4施工临时设施占地亩95.895施工期限准备工期月2投产工期月22工程完建期月1总工期月25三经济指标1静态总投资万元3209.442总投资万元3380.72建筑工程万元1179.99机电设备及安装工程万元779.08金属结构及安装工程万元464.89临时工程万元89.42独立费用万元309.29基本预备费万元282.27水库淹没处理补偿费万元50.0环境保护万元5.0水土保持万元40.03综合利用经济指标单位kw投资元/kw6418.88静态单位电度投资元/kwh1.87静态财务净现值万元69.51财务内部收益率%10.352 水文2.1168、流域概况前河为州河的东源,属嘉陵江流域渠江支流,处于重庆市xx县境内的前河流域,呈东西向展布,地理上北东面与xx县的厚坪乡、高燕乡、庙坝镇接壤,西南面与四川省宣汉县接壤,南面与开县接壤,东南面与巫溪县接壤。前河干流较长,发源于xx县明中乡的光头山,经明中、桃园、蓼子乡、在周溪乡出xx县,进入宣汉境内,流经鸡唱、河口、渡口、土黄、等13个乡镇,在宣汉城东江口与后河合为一川,汇入州河,然后蜿蜒流向西南,经宣汉城南门、西北、东林、洋烈至千丘旁入达县境,由东北向西南经达县罗江乡红梁村,穿过达县市和达县的罗江、河市、渡市等乡、镇,于木头乡的大河咀出境,流入渠县的农乐、汇东、汇南等乡,在三汇镇与巴河相汇,169、进入渠江干流。前河干流全长145km,控制流域面积2754km2,河床平均比降2.3。其中:xx县境内前河干流总长53.8km,控制流域面积761.83km2。在靠近宣汉境接纳汉昌河和周溪河后进入宣汉县境内。汉昌河干流全长28.4km,控制流域面积233.53km2。前河流域上游位于xx县境内,由东向西,支流小而多,呈长条型,主要支流有大洞子河、小南溪、大南溪。流域中游水系发育,呈扇形展开,小支流多,主要左岸有寒溪河、苍溪沟、张家河,右岸有小桥沟、长堰溪、鱼岔溪等;流域下游支流发育,主要有左岸汉昌河(又名燕子河)汇入,右岸有周溪河汇入。流域地势东高西低,群山环抱,河谷深切,滩多流急,海拔600170、2680m。东边有光头山(海拔2685m),西面与宣汉相接(海拔1562m2463m),北倚旗杆山、柳家梁(海拔2006m 2456m),南倚九重岩、雪包山 (海拔2214m2522m)。前河在xx境内主河道长53.8km,河道平均坡降为27.14。流域内人烟稀少,植被良好,森林覆盖率在65左右。但由于地势陡峭以及近年人类活动加剧,汛期遇暴雨洪水时,水土流失现象仍较为严重。流域地处大xx弧形褶皱带,受地质构造作用,域内峰峦叠障、沟壑纵横,地形起伏变化较大,相对高差高达1000m以上,最高点为河流源头的光头山,海拔2685m,最低点周溪河汇入口,海拔600m,为典型的中深切割中山地形,并具有成层171、性特征,即有成片的平坝展现在不同高程的夷平面上。流域出露地层以古生界的奥陶系、寒武系为主,山脉走向受地质构造线方向的控制,高程由北向南逐渐降低,地势东北高、西南低。流域岩石主要以灰岩、砾岩为主,土壤为红棕紫泥、山地黄褐土、山地黄棕壤等。流域内以畜牧、农业为主,主要农作物为旱作物,有少量水田,主要种植有洋芋、玉米等。流域内交通条件较好,有公路通过。拟建蓼子电站为前河干流梯级电站开发的第三级,电站坝址位于已建小桥沟电站下游(小桥沟电站主要引用前河支流小桥沟上游公、母龙洞泉水水源进行发电),坝址控制流域面积238km2,主河道长38.2km,河道平均比降29.3。电站厂址位于前河右岸支沟长堰溪沟口以172、下约500m处,距坝址约6.2km,厂址以上控制流域面积305km2,主河道长44.4km,河道平均比降16.8。前河流域水系及蓼子电站地理位置示意图见附图2-1。任河是长江流域支流汉江上游最大的一条支流。流域地理坐标介于东经1082210916,北纬31423212之间。发源于重庆市xx县高望镇望乡村的飞龙洞,由东向西流经高望、修齐坝、xx县城,经坪坝镇岔溪口入万源县境,在陕西省紫阳县毛坝关转向,由南往北经高滩、瓦房店等地于紫阳县西南汇入汉江。干流全长185km,流域面积7810km2,其中xx境内主河流长131km,流域面积2356km2,河流平均坡降9.6。任河流域地处大xx北台缘褶皱带173、。出露地层有震旦系火山碎屑岩为主的凝灰岩,凝灰质砂岩夹灰黑色凝灰岩页岩,凝灰质砾岩,白云岩、白灰质灰岩、板岩、碳质页岩夹灰岩;三迭系灰岩、砾岩、砂岩夹页岩及第四系冲积残坡积层等。任河流域森林覆盖率约17.1%,草山草坡植被覆盖约27%,但由于山高坡陡,遇大暴雨时,部分地区常有泥石流现象发生,是流域汛期水土流失的主要来源。小双河流域为任河支流,发源于xx县庙坝镇北部及西北部地区,流域总体流向为南西向西北,于xx镇岔溪口汇入任河。xx电站拦水坝位于小双河支沟天堡村的店子坪、小中河,控制流域集水面积15.2km2,主河道长为1.52km,河道平均比降分别为126。xx电站厂房位于庙坝镇天堡村的小双河174、左岸,小双河是任河支流庙坝河段的一条小支流。2.2气象特征小双河流域地处四川盆地东部,属北亚热带湿润季风气候区,受东南和西南季风影响,年降水量多,雨季长。冬季在极地大陆干冷气团控制下,雨量稀少,形成冬干天气,有时延至春初。只有春末夏初温暖的海洋气团带来大量水气时,才有大量降水产生,盛夏时副热带高压西伸北进,也往往影响这一带,形成连晴高温少雨的伏旱天气。但若降水,也常会形成大暴雨。秋季副高退出本区,极峰南旋,受山脉阻挡,处于半静止状态,冷暖气团交汇又形成秋雨绵绵。一年四季降水多,冬有冰雪,夏有干旱,最多降水常出现在510月,流域内降水大致由南向北减少。据邻近的xx气象站19582002年资料统计175、:多年平均气温13.7,极端最高气温39.3(1995年9月6日),极端最低气温-13.2(1977年1月30日);多年平均降水量1245.6mm;。最大月降水量566.2mm,最小月降水量0.6 mm。多年平均蒸发量888mm(20cm蒸发皿观测值 ),最大月蒸发量231.0mm,最小月蒸发量24.1mm。多年平均相对湿度78%,最小为5%。最多风向NE,多年平均蒸发量980.7mm;多年平均相对湿度78%;最大风速19m/s,多年平均最大风速9.3m/s;多年平均日照时数1388.9h。2.3水文基本资料2.3.1水文站网分布及资料情况小双河河段在天堡村处无水文、气象资料。但在任河干流上有176、大竹河水文站,在任河流域上游还有xx气象站,以及东安、河渔、高观、榆坪、庙坝、坪坝等六个雨量站。临近流域有大宁河巫溪、汤溪河盐渠、东里河温泉、前河土黄等水文站。由于工程河段位于任河上游支流流域,紧邻前河流域上游蓼子电站,其地质地形地貌及水文特征相似, 径流补给来源、下垫面情况及水文特性等方面具有一定的相似性,因此,选取前河土黄干流水文站为本次水文计算的依据站,并借鉴蓼子电站水文计算成果,土黄水文站位于四川省宣汉县土黄乡,是前河干流的控制站之一,其地理位置为东经10813、北纬3136。该站于1958年8月由四川省水文总站设立,集水面积为1309km2,观测水位、流量、降水量等。该站河段顺直长度177、约400m,河面宽低水35m,高水WEI120m,河底系卵石组成,有冲淤影响,下游有连续浅滩和弯道。土黄水文站为国家正规水文站,19591987观测资料由四川省水文局整编后交长办审查汇编刊印,19882007年有整编成果。经复查,测站断面有冲淤变化,但基本稳定,测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题,水位观测能反映洪水变化过程,无缺漏现象。流量测验以流速仪为主,且测次多,所定水位流量关系曲线依据较多实测点据,曲线较单一,无缺测年份。每年水位流量关系曲线外延幅度很小。该站水位、流量测验及整编按规范进行,其资料质量较好,绝大多数年份观测水位幅度较高,资料可用于本阶段设计。大竹河、七里扁两水文站均178、属国家正规水文站,水位、流量测验及整编按规范进行,其资料可靠度较高,绝大多数年份观测水位幅度较高,所定水位流量关系曲线依据较多,实测点据,曲线较单一,缺测年份依据综合水位流量关系曲线推求合理。两站资料可用于本阶段设计参,考主要以干流大竹河水文站为参证站。前河流域宣汉县境内设有土黄水文站,邻近的任河流域有大竹河水文站、东里河流域有温泉水文站。此外,在前河流域内还分布有明中、河口、新码头、土黄等雨量站。现将主要测站基本情况简述如下:2.3.2土黄水文站土黄水文站位于四川省宣汉县土黄乡,是前河干流的控制站之一,其地理位置为东经10813、北纬3136。该站于1958年8月由四川省水文总站设立,集水面179、积为1309km2,观测水位、流量、降水量等。该站河段顺直长度约400m,河面宽低水35m,高水WEI120m,河底系卵石组成,有冲淤影响,下游有连续浅滩和弯道。土黄水文站为国家正规水文站,19591987观测资料由四川省水文局整编后交长办审查汇编刊印,19882007年有整编成果。经复查,测站断面有冲淤变化,但基本稳定,测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题,水位观测能反映洪水变化过程,无缺漏现象。流量测验以流速仪为主,且测次多,所定水位流量关系曲线依据较多实测点据,曲线较单一,无缺测年份。每年水位流量关系曲线外延幅度很小。该站水位、流量测验及整编按规范进行,其资料质量较好,绝大多数年份观180、测水位幅度较高,资料可用于本阶段设计。2.3.2大竹河水文站1967年1月1日由四川省水文局在万源县大竹河区下游2km的草坝滩(距河口38km)设立大竹河水位站,同年8月改为水文站,开始流量观测。地理坐标为东经10816,北纬2208,控制流域面积2651km2。观测项目有水位、流量、降水量、蒸发量等。该站1975年1月1日起停测流量(停测期间流量由1974年前综合水位流量关系曲线推求),1977年起增加蒸发量观测,1981年1月1 日恢复流量测验至今。从1967年至2003年有完整的37年水位资料和32年流量资料。该站历年水文资料由四川省水文局整编后,交长江委审查汇编刊印。现已刊印19671181、987年水文资料,1988年2003年有整编成果。大竹河水文站属国家正规水文站,水位、流量测验及整编按规范进行,其资料质量较好,绝大多数年份观测水位幅度较高,所定水位流量关系曲线依据较多实测点据,曲线较单一,缺测年份依据综合水位流量关系曲线推求合理。两站资料可用于本阶段设计。据大竹河水文站1967年4月2003年3月资料统计:平均流量为67.5m3/s,多年平均径流深为803mm。2.3.3温泉水文站温泉水文站1966年4月设立于开县郭家镇津关村,其地理坐标为北纬3120,东经10931,控制流域面积1158km2。该站1966年设立时取名为翠屏站,1976年1月1日下迁310m,更名为翠屏(182、二)站,2002年1月1日更名为温泉站。2002年前仅观测水位、降雨,2002年1月1日后增测流量、泥沙等。1967年至今有37年完整的实测水位资料和2年径流资料。该站测验河段较顺直,河床为卵石组成,主槽位于左岸,左岸为岩石,右岸为荒坡地,该站测站控制为河槽控制,断面略有冲淤变化。该站水位观测采用石质和槽钢直立式水尺,水位观测按规范要求进行。流量测验一般在基本水尺断面上1.5m进行,有时也在基本水尺断面下游330m临时断面测流。测流以流速仪测流为主。每年测流100次以上,测流水位幅度占全年水位变幅的99.6%以上。大断面施测一般在汛前和汛后进行,每年约24次。温泉水文站为国家正规水文站,历年水183、文资料经万县水文分站整编后交长办审查汇编刊印。1987年前有刊印成册的水文年鉴,1988年后有整编成果。经复查,测站断面有冲淤变化,但基本稳定,测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题,水位观测能反映洪水变化过程,无缺漏测现象。流量测验以流速仪测流为主,且测次较多,每年水位流量关系曲线外延幅度很小,水位、流量、大断面测量和资料整编按规范要求进行。刊印成果可供设计使用。据温泉站1967年4月2006年3月资料统计:多年平均流量41.2m3/s,多年平均径流深为1121mm。2.4径流2.4.1依据站的选择考虑到设计流域位于前河上游,属土黄水文站控制流域,在自然地理、径流补给来源、下垫面情况及水文184、特性等方面具有一定的相似性,因此,本次设计选取土黄水文站为蓼子电站设计的主要依据站。2.4.2径流系列代表性分析依据站土黄水文站控制流域面积1309km2,有1959年至2007年共49年实测径流资料。据该站1959年4月2007年3月(水文年)47年径流系列分析,系列中包括了丰、平、枯水年或年组,其中79年4月85年3月,91年4月95年3月为丰水年组;76年4月79年3月,95年4月2000年3月基本上为枯水年组,其余年份丰、枯交替,大于多年平均流量的年数有22年,小于多年平均流量的年数有26年。又据年径流累进平均过程(见附图2-2)可看出,逆时序累进平均,当系列长度达到32年以上时,其均185、值的变幅明显变小,在3以内。故认为该系列具有一定的代表性。2.4.2径流特性前河流域径流主要来源于降雨和地下水,径流的年内变化与降雨一致。每年3月下旬开始,随着降雨增加,径流也相应增大,4月为汛前过渡期,59月流域进入主汛期,径流量大增,但本地区常发生伏旱,伏旱期径流显著减少,10月为汛后过渡期,降雨减少,径流也逐渐减少,11月至次年2月很少降雨,径流主要由地下水补给,12月是径流的最枯时期。据土黄水文站1959年4月2007年3月资料统计:多年平均流量为47.4m3/s,多年平均径流深为1142mm,径流模数为36.2L/(skm2)。径流年际变化较大,最丰水年(1983年4月1984年3月186、)平均流量为84.7m3/s,为最枯水年(1959年4月1960年3月)25.6m3/s的3.31倍。径流年内分配不均,丰水期4月10月径流占年径流的84.1%,枯水期11月次年3月占15.9%。径流系列统计月平均流量及其年内分配见表2-1。土黄站历年(水文年)月平均流量及其年内分配表表2-1 单位:m3/s月份项目456789101112123年平均流量35.358.867.299.566.386.761.529.916.111.412.121.447.4百分数(%)6.1210.511.717.811.915.011.05.182.882.041.963.831002.4.3径流计算土黄站187、径流计算将土黄站19592007年径流系列按水文年43月,丰水期410月,枯水期113月分别进行统计,经频率计算,采用P-型曲线适线确定统计参数,其计算成果见表2-2,附图2-3附图2-5。土黄站径流计算成果表表2-2项 目多年平均流量(m3/s)CvCs/Cv设计径流(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%水 文 年47.40.302.5066.458.645.635.230.7410月68.00.362.5010186.864.447.139.911次年3月18.20.363.5027.022.916.912.711.2小桥沟电站来水量分析xx县小桥沟电站位于前河与其188、右岸支流小桥沟下游约400m处,下距蓼子乡约5.0km,电站建于1975年,目前装机容量4800KW(31600KW),电站设计水头132m,主要取用小桥沟上游公、母龙洞泉水水源进行发电。为查明小桥沟电站水源水文地质条件,受重庆市xx县蓬源发电有限责任公司的委托,2005年11月,四川省地质矿产勘查开发局四三地质队编制完成了重庆市xx县小桥沟电站水文地质调查报告,该报告根据野外地质调查及区域地质资料分析,调查区内含水层主要为吴家坪组上段、茅口组、栖霞组石灰岩岩溶裂隙含水层,根据区内地下水赋存介质的不同及储存运移形式的差异,将地下水划分为裂隙水和岩溶水两大类,报告经综合分析推测,在小桥沟一带因志189、留系地层阻水和断层影响,在栖霞茅口组与志留系接触地带以公、母龙洞出露地表集中排泄。由于小桥沟电站取水水源为地下水,且公、母龙洞水源以上高程本流域地表汇流面积较小,泉水应主要来自于外流域。为分析小桥沟电站发电用水量,本次设计收集到该电站20052007年三年完整的运行资料(由于该电站2004年前装机容量仅为3200KW,年弃水量较多,因此,本次设计主要采用该电站20052007年运行资料进行分析),小桥沟电站2005、2006、2007三年年发电量分别为1867万kw.h 、1410万kw.h 、1611万kw.h;年发电取用水量分别为6250万m3(1.98m3/s)、4650万m3(1.47190、m3/s)、5310万m3(1.69m3/s);而土黄水文站实测的2005、2006、2007年的年平均流量分别为62.9m3/s,29.6m3/s,53.1m3/s,三年平均流量为48.5m3/s,与该站多年平均流量47.4m3/s仅相差2.32%。将小桥沟电站年发电用水量与土黄水文站实测年平均流量建立相关关系,相关系数年0.95,相关关系较好。因此,根据土黄水文站19592007年实测年径流系列,借用20052007年小桥沟电站与土黄水文站年平均流量的相关关系插补延长小桥沟电站年平均流量系列,则小桥沟电站多年平均流量为1.69m3/s。蓼子电站坝址径流推求由于设计流域属土黄水文站控制流域,191、其自然地理、气象、水文特性等基本一致,本次设计采用水文比拟法推求蓼子电站坝址处设计径流。土黄水文站控制流域面积1309km2,蓼子电站坝址控制流域面积238km2 ,面积修正系数为0.1818;又根据“前河及邻近流域年降雨量等值线图”(附图2-6)查得土黄水文站及蓼子电站以上流域多年面平均降雨分别为1400mm、1430mm,雨量修正系数1.0214;综合修正系数为0.1857;采用面积雨量修正推求的蓼子电站坝址径流为8.80m3/s。此外,由于蓼子电站坝址位于小桥沟电站发电尾水以下,而小桥沟电站发电用水主要取至公、母龙洞泉水,基本无地表水汇入。因此,在蓼子电站坝址径流计算过程中除考虑面积雨量192、修正外还应加入小桥沟电站取用水量1.69m3/s,据此推算蓼子电站坝址多年平均流量为10.5m3/s,合年平均径流总量3.31亿m3。蓼子电站电站坝址典型年逐日平均流量表见附表2-1。2.4.4成果合理性分析将蓼子电站坝址、土黄水文站径流计算成果与邻近流域径流成果对照见表2-3。邻近流域径流深成果对照表表2-3流域站名流域面积(km2)多年平均降雨量(mm)多年平均流量(m3/s)多年平均径流深(mm)径流系数前 河 蓼子电站坝址23814308.8011660.81前 河 土黄水文站1309140047.411420.81东里河温泉水文站1118153041.211210.73任 河大竹河水193、文站2651119267.58030.67大宁河巫溪水文站2001147766.710510.71汤溪河盐渠水文站1152150045.712510.83注:表中蓼子电站坝址多年平均流量中已扣除小桥沟电站取用的地下水流量1.69m3/s。由上表可看出,所求设计流域和参证流域的年径流特征参数,符合地区变化规律。东里河、汤溪河和前河的源头均发源于大xx暴雨中心的西流溪一带,西流溪为一山间盆地,流域面积约100km2,该流域无明河通往外流域,径流均是通过岩溶地下通道流向外流域。据调查,东里河、前河、汤溪河三流域的河床切割都较深,不同程度地得到西流溪径流的补充,该区域又处于大xx暴雨区,径流相当丰富,194、径流深一般都在1100mm以上。另外,从四川省水文手册查得设计流域多年平均径流深为1100mm,与设计成果比较接近。综上所述,所算径流成果是基本合理的。2.5洪水2.5.1暴雨洪水特性设计流域洪水由暴雨形成,洪水发生时间与暴雨一致,每年4月上旬开始进入汛期,59月为本流域大暴雨多发季节,特大暴雨、洪水常发生在此时期,而8月本流域常发生伏旱,若遇暴雨也有较大洪水发生。10月以后,副高南移,流域内降水较多,但雨强较小,一般不会形成大洪水。据土黄站统计资料看,该地区暴雨出现较早,结束较晚,年最大流量出现时间为510月,但10月只出现一次,从年最大洪水流量出现频次和量级看,其主汛期应为59月。土黄站年195、最大流量各月出现频次及量级见表2-4。土黄站年最大洪峰流量出现次数统计表表2-4 月 份项 目5678910合 计出现次数581853140占总数(%)12.520.045.012.57.502.50100年最大洪峰流量(m3/s)618167050924905782700657335072715302060前河流域为山区性河流,洪水具有汇集快,洪水过程陡涨陡落,峰形尖瘦,峰顶持续时间短的特点。据调查,蓼子电站坝址以上洪水多为单峰,洪水过程一般在24h以内,最大洪量主要集中在6h以内。2.5.2设计暴雨设计点暴雨设计流域无长系列暴雨实测资料,本次计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册(以下简称196、手册)中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果,求得设计流域暴雨成果见表2-5。设计流域点暴雨计算成果表 表2-5时 段均 值(mm)CvCs/Cv设 计 暴 雨P(%)(mm)0.10.21.02.03.35.01/6h14.00.393.541.638.631.728.726.424.61h35.00.443.511610886.677.570.865.16h70.00.503.526524319216915313924h130.00.433.5423391316283259239设计面暴雨查手册,设计流域属2区,由于本地区无定点定面的暴雨分析成果,设计面暴雨197、采用手册中以动点动面资料分析综合时面深折减系数,计算面平均雨量。 设计雨型采用手册中地区综合成果,其设计雨型分配比值见表2-6。24h设计雨型逐时(t=1h)分配比值表表2-6时 段1234567896h雨量分配比0.08724h中其余18h雨量分配比0.0630.0450.0430.0740.070.1280.1420.131时 段1011121314151617186h雨量分配比0.1150.1690.3750.1670.08724h中其余18h雨量分配比0.1250.0800.0430.0522.5.3设计洪水洪水计算方法设计流域无实测洪水资料,本次设计采用手册中的推理公式和瞬时单位线法198、推求设计洪水,并采用水文比拟法移用依据站土黄水文站加以比较进行合理性分析,通过比较后采用适合于本流域特性洪水计算成果。蓼子电站坝、厂址设计洪峰流量计算推理公式计算参数a、设计流域参数: 蓼子电站坝、厂址流域特征参数采用1/50000航测图量算成果:F坝=238km2,L坝=38.2km,J坝=29.3;F厂=305km2,L厂=44.4km,J厂=16.8。b、暴雨参数:设计雨力Sp及暴雨公式指数n,由设计暴雨成果按手册中相应公式计算。c、产、汇流参数:产流参数根据本流域实际情况采用手册中的分区公式计算,即3.6F-0.19,Cv0.23,Cs/Cv3.5;汇流参数m由设计流域特征参数,查手册199、分区综合公式进行计算。综合瞬时单位线的产、汇流计算a、产流参数:流域平均暴雨损失量If,查手册中综合分区图,设计流域属区,If2535mm,取均值30mm,流域平均稳定入渗率c,查手册综合分区图c0.95mm/h,取c1.0mm/h。b、汇流参数:根据设计流域的地理位置,查手册综合瞬时单位线汇流参数分区图,经综合分析采用区参数,即:1,101.3456F0.228J-0.1071(F/L2)-0.0410.98130.2109LogF2.6790(F/L2)-0.1221J-0.1134面积比移用土黄水文站洪水成果根据土黄水文站19682007年共40年洪峰流量系列并加入历史洪水进行频率计算,200、用P型曲线适线确定统计参数,求得土黄站设计洪水成果见表2-7、附图2-7。按面积比的0.67次方移至蓼子坝、厂址处。土黄站设计洪峰流量成果表表2-7均值CvCs/Cv设 计 流 量(m3/s)P=0.2%P=0.50%P=1.0%P=2.0%P=3.33%P=5.0%P=10%13500.563.505260458040603540316028602340洪峰流量成果采用及合理性分析根据设计暴雨及以上参数,采用手册中相应计算公式,采用以上三种方法推得的蓼子电站坝、厂址处设计成果见表2-8。蓼子电站坝、厂址设计洪峰流量成果表表2-8位置计算方法设计洪峰流量(m3/s)P=0.2%P=0.5%P=201、1.0%P=2.0%P=3.3%P=5.0%P=10%坝址推理公式法21201810158013601200862657瞬时单位线法221018701620140012301100869水文比拟法16801460130011301010913747厂址推理公式法2560219019101650145013001050瞬时单位线法247021201880161014101250996水文比拟法198017301530133011901080882由上表可以看出,三种方法计算成果有一定的差异,以电站坝址为例:与推理公式成果相比,综合瞬时单位线法计算成果在频率P=0.1%10.0%偏大2.50%32202、.3%;水文比拟法计算成果在频率P=0.1%10.0%偏小20.8%5.88%。由于综合瞬时单位线推求设计洪水综合的因素较多,参数确定较困难,其概化后的参数与设计流域存在一定差异,其计算成果误差较大;由于设计流域控制流域面积相对较小,无条件分析面积比指数,面积比指数属经验取值,采用水文比拟法推求的设计洪水成果同样存在一定的误差;此外,考虑到采用推理公式法推求的设计洪水成果比较适合中小流域暴雨洪水计算,在本地区许多中小型水利水电工程中已得到广泛应用,因此,本次设计从工程设计偏于安全又不过分保守的角度考虑,推荐采用推理公式法计算成果。2.5.4分期设计洪水分期划分经点绘土黄站历年各月最大流量散布图203、(见附图2-8),可以看出本地区洪水有明显的季节变化规律。每年4月上旬开始,流域进入汛期,59月为主汛期,降雨量最丰沛,暴雨频繁,洪水也大,年最大流量基本上发生在该期。10月至11月上旬为汛后过渡期,随着降雨减少,洪水也小,11月中旬到次年3月是稳定退水期。根据洪枯水变化规律和施工设计安排,将全年划分为主汛期59月,汛前过渡期4月,汛后过渡期10月,非汛期2月、3月、11月及时段12月次年2月、11月次年3月、11月次年4月、10月次年4月等10个分期,以供施工设计选用。分期洪水计算主汛期洪水由设计暴雨推求,其余时段洪水,根据土黄站洪水资料,各分期以年最大值取样,经频率分析计算,用P型曲线适线204、确定统计参数,求得土黄站分期设计洪水,再用面积比推算到蓼子电站坝、厂址处。面积指数由于无实测资料分析,根据邻近流域洪水面积关系的分析成果枯水期面积比指数n=1,过渡期n=0.67。分期设计洪水成果见表2-9、表2-10。将各分期最大流量频率曲线点绘在一张图上,相邻分期频率曲线使用部分未出现交叉现象,各统计参数合理。蓼子电站坝址分期设计洪水成果表表2-9项 目分 期各频率设计值 Xp(m3/s)P=5.0%P=10.0%P=20.0%P=50.0%2月14.310.06.252.473月57.140.225.19.894月17212481.134.55月9月107086265739010月440205、28415351.711月12883.946.012.312月次年2月17.312.98.914.4511月次年3月13285.247.519.611月次年4月21615395.137.310月次年4月46632920580.7蓼子电站厂址分期设计洪水成果表表2-10项 目分 期各频率设计值 Xp(m3/s)P=5.0%P=10.0%P=20.0%P=50.0%2月18.312.98.023.173月67.547.529.611.684月20314795.740.75月9月1300105079947810月52033518161.011月15199.154.314.512月次年2月22.116206、.611.45.7111月次年3月15610156.123.111月次年4月25518011244.110月次年4月55038824295.32.6河流泥沙前河流域天然植被覆盖良好,山高谷深,流域集水区岩性以灰岩为主,人类活动较少,泥沙来源主要为岩石风化和地表侵蚀。流域内降雨丰沛,气候特征为雨季长,洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作用下,成为河流泥沙的主要来源。设计流域无泥沙实测资料,根据四川省水文手册多年平均悬移质输沙模数等值线图,查得设计流域重心处多年平均悬移质输沙模数为800t/km2, 据此推求蓼子电站坝址多年平均悬移质输沙量为19.0万t;根据设计流域的地质、地貌、地形条件及人207、类活动影响,推移质输沙量按悬移质来沙量的15计算,蓼子电站坝址多年平均推移质输沙量为2.85万t。2.7水位流量关系曲线由于蓼子电站坝、厂址河段均无实测水位流量资料,本次设计水位流量关系曲线用水力学公式推算。水力要素由实测大断面计算;水面比降,中、低水采用实测河段枯水比降,高水采用洪水调查比降;糙率根据河道形态,河床组成等特征从天然河道糙率表中选用。据此推求蓼子电站坝、厂址处水位流量关系曲线见表2-11、表2-12;附图2-9、附图2-10。蓼子电站坝址水位流量关系曲线表2-11水位(m)773.00773.50774.00774.50775.00775.50776.00776.50流量(m3208、/s)016.150.899.4160233317412水位(m)777.00777.50778.00778.50779.00779.50780.00780.50流量(m3/s)5186347639021050122013901580蓼子电站厂址水位流量关系曲线表2-12水位(m)714.60715.50716.00716.50717.00717.50718.00718.50流量(m3/s)019.964.4129213316439581水位(m)719.00719.50720.00720.50721.00721.50722.00722.50流量(m3/s)743926113013601610209、188021702490坝址丰水年(P=10%)逐日平均流量表附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月13.062.079.1162.0310.305.8713612.034.583.232.383.8022.781.9218.6788.409.985.5159.9210.974.473.212.343.6532.641.8410812411.775.3031.8610.114.373.102.323.5442.491.7840.3012511.415.1122.369.244.243.102.323.3352.451.7121.3170.6813.210、696.1818.278.614.203.102.323.1662.471.6915.8040.9323.848.4615.498.104.093.002.323.0672.491.6813.0240.7231.6529.5413.637.603.993.082.322.9382.451.6711.8436.7119.3020.7812.247.193.863.102.222.9192.381.6910.9532.7056.7515.2710.916.843.803.192.222.87102.281.619.7328.6931.6517.649.706.603.923.292.222.781211、12.191.658.9038.8220.0015.021687.764.793.232.172.68122.171.798.2524.2655.4912.791227.115.113.102.192.59132.071.937.9321.3138.6111.1458.656.394.453.022.132.62142.001.777.2417623.009.9238.616.124.242.972.132.64151.971.766.8414324.478.9027.646.014.052.972.133.99161.9616.906.3572.5818.768.3121.945.993.9212、72.892.097.78171.8510.786.9042.8316.907.7818.805.763.922.872.066.71181.796.849.3531.2225.537.2616.545.573.842.762.065.65191.735.279.6027.4329.968.2115.065.573.842.742.095.02201.714.3928.0623.8418.547.1713.525.344.162.722.704.49211.683.7615.1722.3614.226.6212.625.064.262.645.344.05221.653.3510.5319.3213、312.416.2212.684.894.112.644.983.82231.623.088.8417.3012.037.2812.434.734.032.644.813.69241.603.007.9515.9110.3646.6325.324.733.902.646.883.59251.613.108.6116.299.3527.4344.524.683.802.645.843.59261.953.0658.8613.788.5015.2734.814.563.672.595.043.52273.163.0665.1914.057.9511.5623.214.753.572.554.563214、.33282.7418.3316219.187.329.9820.684.853.522.534.143.35292.4524.4795.7815.827.3236.7119.144.893.482.490.003.50302.2619.1144.0913.316.6262.8715.974.793.422.470.003.69310.0011.620.0011.486.180.0013.630.003.272.430.003.59月平均2.195.3827.8546.1619.1614.8934.396.564.032.873.083.74坝址偏丰水年(P=20%)逐日平均流量表附表2-1 215、单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月12.1120.456.4116.785.304.4194.157.233.922.121.612.8522.0016.966.3415.587.684.923657.063.672.121.612.7632.0013.8719.0118.877.435.482456.683.412.121.612.7642.0011.4016.9618.876.727.661056.323.182.031.612.7652.009.1318.7934.945.486.5062.776.173.072.031.612.7662.007.9216、515.3617.184.925.1244.295.833.182.031.662.7672.007.0110.8812.264.744.5635.395.833.291.951.612.8581.896.419.6210.044.414.2729.165.363.291.951.612.9691.896.0367.889.194.413.8324.715.363.181.951.612.96101.895.6334.281134.273.4526.495.213.071.871.612.85117.725.0323.8277.464.413.4534.055.073.181.871.872.217、85127.725.4318.5032.944.1253.8643.185.073.071.793.963.21137.955.6314.4723.823.9844.7441.405.072.961.793.963.72148.885.2311.7319.743.8334.9434.505.072.961.794.103.45157.015.4310.5316.383.6922.2626.934.922.851.7910.223.45165.836.819.0413.693.5614.8222.264.762.761.7913.003.831711.576.617.8111.913.4510.218、6418.874.632.761.799.304.381819.196.037.2110.043.328.6616.384.632.561.797.105.631924.718.036.599.193.1826.4914.454.922.561.795.946.592017.2712.205.618.663.3263.2113.045.072.471.794.995.792111.409.865.457.903.4580.7911.775.072.471.794.545.30228.667.725.617.433.1892.1510.864.922.381.723.964.99237.726.219、818.357.194.3453.4210.064.762.381.723.724.83247.016.2118.586.723.4533.399.304.472.381.723.584.54257.268.8896.376.303.0723.158.864.472.291.663.454.38266.419.131295.883.5618.018.414.182.291.663.344.252722.2611.9162.776.304.5651.867.814.052.211.663.213.962821.1913.3132.725.687.5045.408.413.922.211.663.220、093.962913.6010.3722.705.306.5025.609.083.922.211.662.963.833019.369.3518.455.685.6818.878.643.922.131.610.004.10310.007.950.006.304.560.007.810.002.131.610.004.25月平均8.758.8024.0218.104.5825.8645.095.132.791.834.023.86坝址中水年(P=50%)逐日平均流量表续附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月112.243.565.6312.229221、.153.525.0767.434.272.292.1210.06211.3525.159.289.818.063.234.7428.484.122.312.147.4138.9946.5112.248.436.883.094.5417.854.052.312.146.3247.3720.5652.307.636.362.984.3419.343.982.362.115.5656.5013.6642.067.616.543.1819.9229.603.922.272.064.9266.1610.5773.667.7722.9212.6448.2940.063.742.252.034.5275.222、639.0153.196.8820.8716.6230.0482.783.562.252.134.2585.677.7444.0664.7612.1928.4820.5648.073.472.172.094.6196.307.1931.1562.769.1227.3714.9527.823.402.102.075.27106.596.4122.2532.497.6117.1812.1719.783.271.992.0328.93116.145.9017.9419.636.6312.8010.1316.113.251.972.0343.62125.545.2715.4416.716.1216.0223、48.8313.533.141.972.0337.61135.125.0513.2918.565.4113.917.9711.663.031.952.0321.36144.9023.1411.4612.604.9810.337.2810.302.982.002.0330.71154.5633.1610.1710.265.058.576.709.322.941.972.0345.17164.4518.119.2810.044.767.576.399.172.891.932.0025.37174.5813.318.529.884.856.886.818.772.801.941.9217.36184224、.4311.558.238.725.0321.596.307.922.762.011.9113.55194.2510.2420.279.124.8133.385.637.302.712.031.9111.62203.949.1710.398.014.4124.925.276.852.692.021.9110.26213.817.907.868.504.1416.714.986.412.651.961.919.44223.697.106.7917.003.9612.714.766.142.633.271.918.52233.526.548.3220.233.7210.284.725.762.54225、3.431.917.86243.496.3214.0013.643.548.864.565.522.512.671.947.25253.366.569.9710.903.457.904.745.362.542.432.056.92263.275.877.978.903.257.104.835.102.542.312.156.43273.255.967.147.923.236.614.564.872.492.193.146.01283.747.5259.427.199.446.164.294.742.472.1413.065.65293.897.2130.497.197.815.814.094.226、542.432.140.005.34303.635.7416.6510.795.325.394.054.382.402.090.005.07310.005.120.0011.953.920.0039.610.002.362.090.005.25月平均5.3511.5221.3115.106.8912.0610.3617.833.052.222.4613.30坝址偏枯水年(P=80%)逐日平均流量表续附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月13.784.856.6033.6917.055.192.456.552.522.402.123.3723.624227、.686.2324.4613.045.174.626.302.452.312.093.3533.484.487.8937.8511.884.876.306.022.702.292.073.2843.3255.398.1029.0810.254.855.105.652.792.222.043.5353.2352.397.0620.549.234.714.205.652.912.221.993.7463.2523.086.3216.668.404.483.765.773.212.191.993.5873.1416.556.0714.688.014.383.535.562.912.191.993.4228、283.0215.028.3113.2710.854.273.375.222.792.171.973.2593.2313.4165.7712.0510.153.973.255.013.072.141.983.091021.9216.0433.2311.1013.183.953.254.783.322.131.992.951114.2412.5518.7410.3615.323.853.074.503.252.111.993.071213.8010.4520.6818.8110.503.782.984.343.252.061.973.121312.219.2816.9614.5810.273.8229、13.254.153.322.041.987.131410.758.4212.7610.758.933.604.063.953.231.981.998.26159.0214.1010.559.147.963.485.083.923.092.002.046.58168.2210.4127.468.247.343.465.723.853.092.092.065.72177.418.9833.467.417.573.425.863.653.072.232.065.12186.748.4919.186.817.803.305.493.532.932.302.144.59196.097.5213.966230、.306.853.234.923.422.862.312.194.27205.756.8812.026.008.723.076.463.282.772.292.354.11215.566.3211.125.8616.732.937.683.212.652.222.474.06225.755.959.786.8112.302.826.853.122.542.202.724.20236.375.458.7994.399.622.796.023.022.542.143.004.38246.355.288.1241.088.332.685.382.982.542.133.254.25255.956.6231、98.4232.777.292.6811.082.862.632.133.234.06265.8612.977.5530.926.692.6127.692.792.652.133.123.74275.6112.519.8517.016.352.5617.722.722.612.123.233.55285.4510.9218.8813.386.162.5212.052.652.522.063.373.58295.429.3515111.915.912.429.462.562.422.060.003.55305.158.0860.2338.545.722.358.102.542.422.060.0232、03.42310.007.200.0026.545.490.007.180.002.422.080.003.21月平均6.7912.7021.1820.359.483.576.644.122.822.162.344.11坝址枯水年(P=90%)逐日平均流量表续附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月15.375.696.3516.6012.302.902.222.862.831.901.532.2525.325.305.7814.2512.573.052.932.782.831.901.532.2335.744.986.4410.6415.573.7233、19.302.642.831.851.532.2148.884.735.4434.1712.453.259.882.512.731.861.532.3457.985.985.0387.869.592.817.082.372.641.781.532.3866.836.8115.0853.458.272.686.572.312.561.841.532.7376.549.9820.6227.097.792.545.662.252.561.851.532.9587.0018.6515.9618.097.352.494.812.292.441.811.523.42925.6310.7146.3714.6234、96.692.474.252.192.371.781.433.811021.728.5228.0712.576.222.363.912.232.331.831.423.951114.9621.1817.5711.845.962.333.592.862.241.971.563.711211.6722.0413.5210.745.932.293.345.562.251.871.453.321310.2814.7411.1510.105.493.693.3412.672.221.901.583.15149.1355.169.769.425.136.133.5412.592.161.851.983.0235、8158.1336.128.449.814.886.643.398.842.171.812.282.95167.6119.017.5712.724.765.353.257.002.121.792.352.83177.9813.727.1512.254.664.053.036.082.061.772.612.73187.7411.186.8193.964.393.512.985.492.031.742.933.08197.159.576.301134.253.472.834.882.031.772.953.76206.918.355.7154.913.983.292.784.471.991.74236、2.886.37216.8612.405.4928.073.913.082.614.202.051.702.715.83226.9314.775.5920.283.692.812.513.882.111.662.614.832312.6411.846.1717.133.542.762.423.612.041.652.494.472412.039.746.7115.033.472.612.443.562.031.752.493.932510.068.598.2214.453.422.492.543.442.111.662.363.76268.767.745.9112.963.372.512.98237、3.372.051.652.273.54277.798.035.0313.283.342.393.983.221.971.652.303.54287.0010.234.6113.013.222.303.663.151.981.552.263.73296.748.819.6910.793.222.243.392.981.941.530.004.05306.227.9118.799.183.002.283.222.881.921.530.004.00310.006.960.008.032.900.003.000.001.941.530.004.34月平均9.2512.8810.8525.505.9238、83.153.924.312.241.762.043.532.1 流域概况2.1.1 自然地理2.1.2 气候特征石岩溪河流域地处大xx暴雨区偏北处,受东南和西南季风的影响,属北亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量充沛,日照充足,四季分明。冬季在极地大陆干冷气团控制下,雨量稀少,形成冬干天气,有时延至初春;春天气温回升快,春末夏初温暖湿润的海洋气团北移带来大量降水;盛夏副热带高压西伸北进,也往往影响这一带,形成连晴高温少雨的伏旱天气,但若遇降水,也常会形成大洪水;入秋以后副高退出本地区,极锋南旋,受山脉阻滞,处于半静止状态,冷暖气团交绥而形成绵绵秋雨。流域内年降雨量由西南向东北递减,暴雨强度受239、地形限制,气温随山区海拔变化,呈明显的垂直分布。石岩溪河流域地处大xx暴雨区偏北处,受东南和西南季风的影响,属于北亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量充沛,日照充足,四季分明。流域内山高、坡陡、谷深,相对高差大,立体地貌明显。由于流域内地势高差悬殊大,致使气候垂直变化明显。流域多年平均气温13.8,极端最高气温39.3,极端最低气温-13.2,多年平均无霜期234d,常年平均日照时数1534h。多年平均降水量1238mm,最大月降水量566.2mm,最小月降水量0.6 mm。多年平均蒸发量888mm,最大月蒸发量231.0mm,最小月蒸发量24.1mm。多年平均相对湿度78%,最小为5%。最多240、风向NE,最大风速19m/s。2.2水文基本资料2.2.1 水文站网分布及测验情况设计流域无水文、气象资料。但在任河干流上有大竹河水文站,在任河以上流域还有xx气象站,以及东安、河渔、高观、榆坪、庙坝、坪坝等六个雨量站。临近流域有大宁河巫溪、汤溪河盐渠、东里河温泉、前河土黄等水文站。由于工程河段位于任河流域,因此,选取干流大竹河水文站为本次水文计算的依据站,其余为参证站,现将依据站基本情况简述如下:(1) 大竹河水文站1967年1月1日由四川省水文局在万源县大竹河区下游2km的草坝滩(距河口38km)设立大竹河水位站,同年8月改为水文站,开始流量观测。地理坐标为东经10816,北纬2208,控241、制流域面积2651km2。观测项目有水位、流量、降水量、蒸发量等。该站1975年1月1日起停测流量(停测期间流量由1974年前综合水位流量关系曲线推求),1977年起增加蒸发量观测,1981年1月1日恢复流量测验至今。从1967年至2003年有完整的37年水位资料和32年流量资料。该站历年水文资料由四川省水文局整编后,交长江委审查汇编刊印。现已刊印19671987年水文资料,1988年2003年有整编成果。(2) 七里扁水文站1958年7月由四川省水文局在万源县大竹河区上游3.5km左右的七里扁(距河口43.5km)设立七里扁水文站,1962年改为水位站,并于1967年12月底撤消该站,该站控242、制任河流域面积2528km2。七里扁站从1958年7月设站至1967年12月有完整连续的水位资料,流量资料有3年零5个月。该站资料由四川省水文局整编,交长江委审查汇编刊印。2.2.2 基本资料复查及评价(1) 大竹河水文站 水位资料复查:该站自建站以来,每年校测水准及水尺零高,水位无缺漏测,水位过程连续、合理。 流量资料复查a. 断面借用该站历年断面虽较稳定,但年内有冲淤变化(其幅度在0.5m以内),由于一般年份汛前、汛后、大洪水前后均测断面,测流计算一般借用最新断面,故借用断面测流和计算合理。b. 一点法测速的代表性和浮标系数的合理性本站流速仪0.6水深一点法和水面一点法测流的流速系数分别采243、用1.0和0.85,经分析,测速系数采用合理,一点法测速代表性较好。浮标系数1984年前依据风力大小分别采用0.790.94,1984年后采用0.85,由于没收集到比测资料,无法进一步论证其合理性,因此,本阶段维持刊印成果。c. 年初、年末水位流量衔接复查未发现年初、年末水位流量不衔接问题。d. 水位流量关系曲线该站当年水位流量关系曲线呈单一线。1975年至1980年未测流,只有水位,整编时用1974年以前的综合水位流量关系曲线推求各年的流量。1983年由于浮标测流与流速仪测流比测误差较大未刊布该年资料,在任河坪坝电站设计时,采用1982年水位流量关系曲线推求该年流量,本次复查后认为合理。(2244、) 七里扁水文站水位资料复查该站水准和水尺零高每年校核,固定无变动。水位观测、计算和整编按规范进行,水位过程连续,资料质量可靠。该站测站控制条件好,断面较稳定。流量测验以流速仪为主,高水辅以浮标测流,水位流量关系曲线较单一稳定。根据1958年8月1961年12月3年零5个月的实测水位流量点据,定出综合水位流量关系曲线,并据此线插补出1962年1月1967年12月的日平均流量。(3) 资料评价大竹河、七里扁两水文站均属国家正规水文站,水位、流量测验及整编按规范进行,其资料质量较好,绝大多数年份观测水位幅度较高,所定水位流量关系曲线依据较多实测点据,曲线较单一,缺测年份依据综合水位流量关系曲线推求245、合理。两站资料可用于本阶段设计。2.3径流2.4.1依据站的选择考虑到设计流域位于前河上游,属土黄水文站控制流域,在自然地理、径流补给来源、下垫面情况及水文特性等方面具有一定的相似性,因此,本次设计选取土黄水文站为蓼子电站设计的主要依据站。2.4.2径流系列代表性分析依据站土黄水文站控制流域面积1309km2,有1959年至2007年共49年实测径流资料。据该站1959年4月2007年3月(水文年)47年径流系列分析,系列中包括了丰、平、枯水年或年组,其中79年4月85年3月,91年4月95年3月为丰水年组;76年4月79年3月,95年4月2000年3月基本上为枯水年组,其余年份丰、枯交替,大246、于多年平均流量的年数有22年,小于多年平均流量的年数有26年。又据年径流累进平均过程(见附图2-2)可看出,逆时序累进平均,当系列长度达到32年以上时,其均值的变幅明显变小,在3以内。故认为该系列具有一定的代表性。2.4.2径流特性前河流域径流主要来源于降雨和地下水,径流的年内变化与降雨一致。每年3月下旬开始,随着降雨增加,径流也相应增大,4月为汛前过渡期,59月流域进入主汛期,径流量大增,但本地区常发生伏旱,伏旱期径流显著减少,10月为汛后过渡期,降雨减少,径流也逐渐减少,11月至次年2月很少降雨,径流主要由地下水补给,12月是径流的最枯时期。据土黄水文站1959年4月2007年3月资料统计247、:多年平均流量为47.4m3/s,多年平均径流深为1142mm,径流模数为36.2L/(skm2)。径流年际变化较大,最丰水年(1983年4月1984年3月)平均流量为84.7m3/s,为最枯水年(1959年4月1960年3月)25.6m3/s的3.31倍。径流年内分配不均,丰水期4月10月径流占年径流的84.1%,枯水期11月次年3月占15.9%。径流系列统计月平均流量及其年内分配见表2-1。土黄站历年(水文年)月平均流量及其年内分配表表2-1 单位:m3/s月份项目456789101112123年平均流量35.358.867.299.566.386.761.529.916.111.412.248、121.447.4百分数(%)6.1210.511.717.811.915.011.05.182.882.041.963.831002.4.3径流计算土黄站径流计算将土黄站19592007年径流系列按水文年43月,丰水期410月,枯水期113月分别进行统计,经频率计算,采用P-型曲线适线确定统计参数,其计算成果见表2-2,附图2-3附图2-5。土黄站径流计算成果表表2-2项 目多年平均流量(m3/s)CvCs/Cv设计径流(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%水 文 年47.40.302.5066.458.645.635.230.7410月68.00.362.50101249、86.864.447.139.911次年3月18.20.363.5027.022.916.912.711.2小桥沟电站来水量分析xx县小桥沟电站位于前河与其右岸支流小桥沟下游约400m处,下距蓼子乡约5.0km,电站建于1975年,目前装机容量4800KW(31600KW),电站设计水头132m,主要取用小桥沟上游公、母龙洞泉水水源进行发电。为查明小桥沟电站水源水文地质条件,受重庆市xx县蓬源发电有限责任公司的委托,2005年11月,四川省地质矿产勘查开发局四三地质队编制完成了重庆市xx县小桥沟电站水文地质调查报告,该报告根据野外地质调查及区域地质资料分析,调查区内含水层主要为吴家坪组上段、茅250、口组、栖霞组石灰岩岩溶裂隙含水层,根据区内地下水赋存介质的不同及储存运移形式的差异,将地下水划分为裂隙水和岩溶水两大类,报告经综合分析推测,在小桥沟一带因志留系地层阻水和断层影响,在栖霞茅口组与志留系接触地带以公、母龙洞出露地表集中排泄。由于小桥沟电站取水水源为地下水,且公、母龙洞水源以上高程本流域地表汇流面积较小,泉水应主要来自于外流域。为分析小桥沟电站发电用水量,本次设计收集到该电站20052007年三年完整的运行资料(由于该电站2004年前装机容量仅为3200KW,年弃水量较多,因此,本次设计主要采用该电站20052007年运行资料进行分析),小桥沟电站2005、2006、2007三年年251、发电量分别为1867万kw.h 、1410万kw.h 、1611万kw.h;年发电取用水量分别为6250万m3(1.98m3/s)、4650万m3(1.47m3/s)、5310万m3(1.69m3/s);而土黄水文站实测的2005、2006、2007年的年平均流量分别为62.9m3/s,29.6m3/s,53.1m3/s,三年平均流量为48.5m3/s,与该站多年平均流量47.4m3/s仅相差2.32%。将小桥沟电站年发电用水量与土黄水文站实测年平均流量建立相关关系,相关系数年0.95,相关关系较好。因此,根据土黄水文站19592007年实测年径流系列,借用20052007年小桥沟电站与土黄水252、文站年平均流量的相关关系插补延长小桥沟电站年平均流量系列,则小桥沟电站多年平均流量为1.69m3/s。蓼子电站坝址径流推求由于设计流域属土黄水文站控制流域,其自然地理、气象、水文特性等基本一致,本次设计采用水文比拟法推求蓼子电站坝址处设计径流。土黄水文站控制流域面积1309km2,蓼子电站坝址控制流域面积238km2 ,面积修正系数为0.1818;又根据“前河及邻近流域年降雨量等值线图”(附图2-6)查得土黄水文站及蓼子电站以上流域多年面平均降雨分别为1400mm、1430mm,雨量修正系数1.0214;综合修正系数为0.1857;采用面积雨量修正推求的蓼子电站坝址径流为8.80m3/s。此外253、,由于蓼子电站坝址位于小桥沟电站发电尾水以下,而小桥沟电站发电用水主要取至公、母龙洞泉水,基本无地表水汇入。因此,在蓼子电站坝址径流计算过程中除考虑面积雨量修正外还应加入小桥沟电站取用水量1.69m3/s,据此推算蓼子电站坝址多年平均流量为10.5m3/s,合年平均径流总量3.31亿m3。蓼子电站电站坝址典型年逐日平均流量表见附表2-1。2.4.4成果合理性分析将蓼子电站坝址、土黄水文站径流计算成果与邻近流域径流成果对照见表2-3。邻近流域径流深成果对照表表2-3流域站名流域面积(km2)多年平均降雨量(mm)多年平均流量(m3/s)多年平均径流深(mm)径流系数前 河 蓼子电站坝址23814254、308.8011660.81前 河 土黄水文站1309140047.411420.81东里河温泉水文站1118153041.211210.73任 河大竹河水文站2651119267.58030.67大宁河巫溪水文站2001147766.710510.71汤溪河盐渠水文站1152150045.712510.83注:表中蓼子电站坝址多年平均流量中已扣除小桥沟电站取用的地下水流量1.69m3/s。由上表可看出,所求设计流域和参证流域的年径流特征参数,符合地区变化规律。东里河、汤溪河和前河的源头均发源于大xx暴雨中心的西流溪一带,西流溪为一山间盆地,流域面积约100km2,该流域无明河通往外流域,径流255、均是通过岩溶地下通道流向外流域。据调查,东里河、前河、汤溪河三流域的河床切割都较深,不同程度地得到西流溪径流的补充,该区域又处于大xx暴雨区,径流相当丰富,径流深一般都在1100mm以上。另外,从四川省水文手册查得设计流域多年平均径流深为1100mm,与设计成果比较接近。综上所述,所算径流成果是基本合理的。2.5洪水2.5.1暴雨洪水特性设计流域洪水由暴雨形成,洪水发生时间与暴雨一致,每年4月上旬开始进入汛期,59月为本流域大暴雨多发季节,特大暴雨、洪水常发生在此时期,而8月本流域常发生伏旱,若遇暴雨也有较大洪水发生。10月以后,副高南移,流域内降水较多,但雨强较小,一般不会形成大洪水。据土黄256、站统计资料看,该地区暴雨出现较早,结束较晚,年最大流量出现时间为510月,但10月只出现一次,从年最大洪水流量出现频次和量级看,其主汛期应为59月。土黄站年最大流量各月出现频次及量级见表2-4。土黄站年最大洪峰流量出现次数统计表表2-4 月 份项 目5678910合 计出现次数581853140占总数(%)12.520.045.012.57.502.50100年最大洪峰流量(m3/s)618167050924905782700657335072715302060前河流域为山区性河流,洪水具有汇集快,洪水过程陡涨陡落,峰形尖瘦,峰顶持续时间短的特点。据调查,蓼子电站坝址以上洪水多为单峰,洪水过程257、一般在24h以内,最大洪量主要集中在6h以内。2.5.2设计暴雨设计点暴雨设计流域无长系列暴雨实测资料,本次计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册(以下简称手册)中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果,求得设计流域暴雨成果见表2-5。设计流域点暴雨计算成果表 表2-5时 段均 值(mm)CvCs/Cv设 计 暴 雨P(%)(mm)0.10.21.02.03.35.01/6h14.00.393.541.638.631.728.726.424.61h35.00.443.511610886.677.570.865.16h70.00.503.52652431921691258、5313924h130.00.433.5423391316283259239设计面暴雨查手册,设计流域属2区,由于本地区无定点定面的暴雨分析成果,设计面暴雨采用手册中以动点动面资料分析综合时面深折减系数,计算面平均雨量。 设计雨型采用手册中地区综合成果,其设计雨型分配比值见表2-6。24h设计雨型逐时(t=1h)分配比值表表2-6时 段1234567896h雨量分配比0.08724h中其余18h雨量分配比0.0630.0450.0430.0740.070.1280.1420.131时 段1011121314151617186h雨量分配比0.1150.1690.3750.1670.08724h中259、其余18h雨量分配比0.1250.0800.0430.0522.5.3设计洪水洪水计算方法设计流域无实测洪水资料,本次设计采用手册中的推理公式和瞬时单位线法推求设计洪水,并采用水文比拟法移用依据站土黄水文站加以比较进行合理性分析,通过比较后采用适合于本流域特性洪水计算成果。蓼子电站坝、厂址设计洪峰流量计算推理公式计算参数a、设计流域参数: 蓼子电站坝、厂址流域特征参数采用1/50000航测图量算成果:F坝=238km2,L坝=38.2km,J坝=29.3;F厂=305km2,L厂=44.4km,J厂=16.8。b、暴雨参数:设计雨力Sp及暴雨公式指数n,由设计暴雨成果按手册中相应公式计算。c、260、产、汇流参数:产流参数根据本流域实际情况采用手册中的分区公式计算,即3.6F-0.19,Cv0.23,Cs/Cv3.5;汇流参数m由设计流域特征参数,查手册分区综合公式进行计算。综合瞬时单位线的产、汇流计算a、产流参数:流域平均暴雨损失量If,查手册中综合分区图,设计流域属区,If2535mm,取均值30mm,流域平均稳定入渗率c,查手册综合分区图c0.95mm/h,取c1.0mm/h。b、汇流参数:根据设计流域的地理位置,查手册综合瞬时单位线汇流参数分区图,经综合分析采用区参数,即:1,101.3456F0.228J-0.1071(F/L2)-0.0410.98130.2109LogF2.6261、790(F/L2)-0.1221J-0.1134面积比移用土黄水文站洪水成果根据土黄水文站19682007年共40年洪峰流量系列并加入历史洪水进行频率计算,用P型曲线适线确定统计参数,求得土黄站设计洪水成果见表2-7、附图2-7。按面积比的0.67次方移至蓼子坝、厂址处。土黄站设计洪峰流量成果表表2-7均值CvCs/Cv设 计 流 量(m3/s)P=0.2%P=0.50%P=1.0%P=2.0%P=3.33%P=5.0%P=10%13500.563.505260458040603540316028602340洪峰流量成果采用及合理性分析根据设计暴雨及以上参数,采用手册中相应计算公式,采用以上三262、种方法推得的蓼子电站坝、厂址处设计成果见表2-8。蓼子电站坝、厂址设计洪峰流量成果表表2-8位置计算方法设计洪峰流量(m3/s)P=0.2%P=0.5%P=1.0%P=2.0%P=3.3%P=5.0%P=10%坝址推理公式法21201810158013601200862657瞬时单位线法221018701620140012301100869水文比拟法16801460130011301010913747厂址推理公式法2560219019101650145013001050瞬时单位线法247021201880161014101250996水文比拟法1980173015301330119010808263、82由上表可以看出,三种方法计算成果有一定的差异,以电站坝址为例:与推理公式成果相比,综合瞬时单位线法计算成果在频率P=0.1%10.0%偏大2.50%32.3%;水文比拟法计算成果在频率P=0.1%10.0%偏小20.8%5.88%。由于综合瞬时单位线推求设计洪水综合的因素较多,参数确定较困难,其概化后的参数与设计流域存在一定差异,其计算成果误差较大;由于设计流域控制流域面积相对较小,无条件分析面积比指数,面积比指数属经验取值,采用水文比拟法推求的设计洪水成果同样存在一定的误差;此外,考虑到采用推理公式法推求的设计洪水成果比较适合中小流域暴雨洪水计算,在本地区许多中小型水利水电工程中已得到广264、泛应用,因此,本次设计从工程设计偏于安全又不过分保守的角度考虑,推荐采用推理公式法计算成果。2.5.4分期设计洪水分期划分经点绘土黄站历年各月最大流量散布图(见附图2-8),可以看出本地区洪水有明显的季节变化规律。每年4月上旬开始,流域进入汛期,59月为主汛期,降雨量最丰沛,暴雨频繁,洪水也大,年最大流量基本上发生在该期。10月至11月上旬为汛后过渡期,随着降雨减少,洪水也小,11月中旬到次年3月是稳定退水期。根据洪枯水变化规律和施工设计安排,将全年划分为主汛期59月,汛前过渡期4月,汛后过渡期10月,非汛期2月、3月、11月及时段12月次年2月、11月次年3月、11月次年4月、10月次年4月265、等10个分期,以供施工设计选用。分期洪水计算主汛期洪水由设计暴雨推求,其余时段洪水,根据土黄站洪水资料,各分期以年最大值取样,经频率分析计算,用P型曲线适线确定统计参数,求得土黄站分期设计洪水,再用面积比推算到蓼子电站坝、厂址处。面积指数由于无实测资料分析,根据邻近流域洪水面积关系的分析成果枯水期面积比指数n=1,过渡期n=0.67。分期设计洪水成果见表2-9、表2-10。将各分期最大流量频率曲线点绘在一张图上,相邻分期频率曲线使用部分未出现交叉现象,各统计参数合理。蓼子电站坝址分期设计洪水成果表表2-9项 目分 期各频率设计值 Xp(m3/s)P=5.0%P=10.0%P=20.0%P=50266、.0%2月14.310.06.252.473月57.140.225.19.894月17212481.134.55月9月107086265739010月44028415351.711月12883.946.012.312月次年2月17.312.98.914.4511月次年3月13285.247.519.611月次年4月21615395.137.310月次年4月46632920580.7蓼子电站厂址分期设计洪水成果表表2-10项 目分 期各频率设计值 Xp(m3/s)P=5.0%P=10.0%P=20.0%P=50.0%2月18.312.98.023.173月67.547.529.611.684月2267、0314795.740.75月9月1300105079947810月52033518161.011月15199.154.314.512月次年2月22.116.611.45.7111月次年3月15610156.123.111月次年4月25518011244.110月次年4月55038824295.32.6河流泥沙前河流域天然植被覆盖良好,山高谷深,流域集水区岩性以灰岩为主,人类活动较少,泥沙来源主要为岩石风化和地表侵蚀。流域内降雨丰沛,气候特征为雨季长,洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作用下,成为河流泥沙的主要来源。设计流域无泥沙实测资料,根据四川省水文手册多年平均悬移质输沙模数等值线图,268、查得设计流域重心处多年平均悬移质输沙模数为800t/km2, 据此推求蓼子电站坝址多年平均悬移质输沙量为19.0万t;根据设计流域的地质、地貌、地形条件及人类活动影响,推移质输沙量按悬移质来沙量的15计算,蓼子电站坝址多年平均推移质输沙量为2.85万t。2.7水位流量关系曲线由于蓼子电站坝、厂址河段均无实测水位流量资料,本次设计水位流量关系曲线用水力学公式推算。水力要素由实测大断面计算;水面比降,中、低水采用实测河段枯水比降,高水采用洪水调查比降;糙率根据河道形态,河床组成等特征从天然河道糙率表中选用。据此推求蓼子电站坝、厂址处水位流量关系曲线见表2-11、表2-12;附图2-9、附图2-10269、。蓼子电站坝址水位流量关系曲线表2-11水位(m)773.00773.50774.00774.50775.00775.50776.00776.50流量(m3/s)016.150.899.4160233317412水位(m)777.00777.50778.00778.50779.00779.50780.00780.50流量(m3/s)5186347639021050122013901580蓼子电站厂址水位流量关系曲线表2-12水位(m)714.60715.50716.00716.50717.00717.50718.00718.50流量(m3/s)019.964.4129213316439581水270、位(m)719.00719.50720.00720.50721.00721.50722.00722.50流量(m3/s)743926113013601610188021702490坝址丰水年(P=10%)逐日平均流量表附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月13.062.079.1162.0310.305.8713612.034.583.232.383.8022.781.9218.6788.409.985.5159.9210.974.473.212.343.6532.641.8410812411.775.3031.8610.114.373.102.3271、23.5442.491.7840.3012511.415.1122.369.244.243.102.323.3352.451.7121.3170.6813.696.1818.278.614.203.102.323.1662.471.6915.8040.9323.848.4615.498.104.093.002.323.0672.491.6813.0240.7231.6529.5413.637.603.993.082.322.9382.451.6711.8436.7119.3020.7812.247.193.863.102.222.9192.381.6910.9532.7056.7515.271272、0.916.843.803.192.222.87102.281.619.7328.6931.6517.649.706.603.923.292.222.78112.191.658.9038.8220.0015.021687.764.793.232.172.68122.171.798.2524.2655.4912.791227.115.113.102.192.59132.071.937.9321.3138.6111.1458.656.394.453.022.132.62142.001.777.2417623.009.9238.616.124.242.972.132.64151.971.766.84273、14324.478.9027.646.014.052.972.133.99161.9616.906.3572.5818.768.3121.945.993.972.892.097.78171.8510.786.9042.8316.907.7818.805.763.922.872.066.71181.796.849.3531.2225.537.2616.545.573.842.762.065.65191.735.279.6027.4329.968.2115.065.573.842.742.095.02201.714.3928.0623.8418.547.1713.525.344.162.722.7274、04.49211.683.7615.1722.3614.226.6212.625.064.262.645.344.05221.653.3510.5319.3312.416.2212.684.894.112.644.983.82231.623.088.8417.3012.037.2812.434.734.032.644.813.69241.603.007.9515.9110.3646.6325.324.733.902.646.883.59251.613.108.6116.299.3527.4344.524.683.802.645.843.59261.953.0658.8613.788.5015.275、2734.814.563.672.595.043.52273.163.0665.1914.057.9511.5623.214.753.572.554.563.33282.7418.3316219.187.329.9820.684.853.522.534.143.35292.4524.4795.7815.827.3236.7119.144.893.482.490.003.50302.2619.1144.0913.316.6262.8715.974.793.422.470.003.69310.0011.620.0011.486.180.0013.630.003.272.430.003.59月平均2276、.195.3827.8546.1619.1614.8934.396.564.032.873.083.74坝址偏丰水年(P=20%)逐日平均流量表附表2-1 单位:m3/s日期4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月12.1120.456.4116.785.304.4194.157.233.922.121.612.8522.0016.966.3415.587.684.923657.063.672.121.612.7632.0013.8719.0118.877.435.482456.683.412.121.612.7642.0011.4016.9618.876.727.661056.277、323.182.031.612.7652.009.1318.7934.945.486.5062.776.173.072.031.612.7662.007.9515.3617.184.925.1244.295.833.182.031.662.7672.007.0110.8812.264.744.5635.395.833.291.951.612.8581.896.419.6210.044.414.2729.165.363.291.951.612.9691.896.0367.889.194.413.8324.715.363.181.951.612.96101.895.6334.281134.273.278、4526.495.213.071.871.612.85117.725.0323.8277.464.413.4534.055.073.181.871.872.85127.725.4318.5032.944.1253.8643.185.073.071.793.963.21137.955.6314.4723.823.9844.7441.405.072.961.793.963.72148.885.2311.7319.743.8334.9434.505.072.961.794.103.45157.015.4310.5316.383.6922.2626.934.922.851.7910.223.45165279、.836.819.0413.693.5614.8222.264.762.761.7913.003.831711.576.617.8111.913.4510.6418.874.632.761.799.304.381819.196.037.2110.043.328.6616.384.632.561.797.105.631924.718.036.599.193.1826.4914.454.922.561.795.946.592017.2712.205.618.663.3263.2113.045.072.471.794.995.792111.409.865.457.903.4580.7911.775.280、072.471.794.545.30228.667.725.617.433.1892.1510.864.922.381.723.964.99237.726.818.357.194.3453.4210.064.762.381.723.724.83247.016.2118.586.723.4533.399.304.472.381.723.584.54257.268.8896.376.303.0723.158.864.472.291.663.454.38266.419.131295.883.5618.018.414.182.291.663.344.252722.2611.9162.776.304.5281、651.867.814.052.211.663.213.962821.1913.3132.725.687.5045.408.413.922.211.663.093.962913.6010.3722.705.306.5025.609.083.922.211.662.963.833019.369.3518.455.685.6818.878.643.922.131.610.004.10310.007.950.006.304.560.007.810.002.131.610.004.25月平均8.758.8024.0218.104.5825.8645.095.132.791.834.023.862.3.282、1 径流系列插补延长 高龙电站位于任河中游的石岩溪河上,工程河段无水文资料,但下游有任河中游控制站大竹河和七里扁水文站。依据站大竹河站有1967年8月1961年12月的流量资料和七里扁站1958年8月1967年12月的水位资料,本阶段对大竹河站径流系列进行了插补延长。首先依据大竹河站1967年实测水位、流量资料点绘ZQ曲线,插补出大竹河站1967年17月的日平均流量。再点绘七里扁站与大竹河站1967年日平均流量相关线,插补出大竹河站1959年1966年日平均流量,与大竹河站1967年2003年流量共组成44年径流系列(水文年)。2.3.2 径流系列代表性分析 大竹河站实测短系列(1967年4月283、2003年3月)多年平均流量为67.5m3/s,插补延长后的长系列(1959年4月2003年3月)多年平均流量为68.1 m3/s,两者相差仅0.88%。根据大竹河站44年径流系列分析,系列中包括了丰、平、枯水年或年组,其中,1963年4月1964年3月、1979年4月1984年3月基本为丰水年组;1969年4月1973年3月(除71年4月72年3月为丰水年)、1976年4月1978年3月、1994年4月2003年3月(除2000年4月2001年3月为丰水年)基本为枯水年组。其余年份丰、枯交替,大于多年平均值的年份有19年,小于多年平均值的年份有25年。又据年径流累进平均曲线看出,逆时序累进平284、均,当系列长度达到38年以上时,其均值变幅明显变小,在3%以内。综上所述,插补延长后的大竹河站径流系列有一定的代表性。2.3.3径流特性石岩溪河径流主要来源于降雨,其次是融雪和地下水。径流和降雨在年内变化大体一致,每年3月气温逐渐回升,径流随气温和融雪而变化,径流逐渐增多。410月为丰水期,是降雨量最丰沛的时期。11月气温降低,降水减少,径流亦少。12月次年2月是稳定退水期,径流主要由地下水补给。据任河大竹河站1959年4月2003年3月资料统计,多年平均流量为68.1m3/s,折合年水量21.84亿m3,多年平均径流模数25.7L(S.km2)。径流年内分配不均。410月径流占年径流的85.285、6%,11月次年3月占14.4%,其中最枯的1、2月仅占3.23%。径流年际变化较大。最大年均流量136m3/s(1980年4月1981年3月),为最小年均流量28.6 m3/s(1999年4月2000年3月)的4.8倍。2.3.4 径流计算(1)大竹河站1959年2003年径流系列按水文年43月,丰水期410月,枯水期113分别进行统计,经频率计算,采用P-型曲线适线确定统计参数,其计算成果见表2-1。表2-1 大竹河站年、时段设计径流成果表项目多年平均流量(m3/s)CVCs/Cv设计径流(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%水文年68.10.402.510588.286、763.644.937.44-10月99.70.432.515713292.263.352.011-次年3月23.30.422.536.430.721.615.012.4(2)高龙电站径流量推求高龙电站所在的石岩溪河属任河的一级支流,与大竹河站以上的任河流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性,属同一径流分区,因此,采用水文比拟法转换大竹河站径流系列到设计流域。高龙电站上、下坝址相邻,控制流域面积基本相同为63.5 km2,大竹河站控制流域面积为2651 km2,面积比修正系数为0.0240。由于电站所在流域与大竹河站较近,多年平均降水量采用大竹河站多年平均降水量。据此推求出上、下坝址处多年平均年径流量为5156万m3。(3) 高龙电站设计年、时段径流计算枢纽设计年、时段径流计算,按数学期望公式计算经验频率,采用P-型曲线适线确定统计参数,其统计参数及设计年、时段径流成果见表2-2。频率曲线见附图2-1。表2-2 高龙电站工程枢纽设计径流成果表项目多年平均径流量(m3/s)CVCS/CV设计径流量(m3/s)P=10%P=20%P=50%P=80%P=90%坝址水文年1.6330.432.5082.111.5091.0840.928
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