金沙江水电开发第一期工程向家坝和溪洛渡水电站综合比选报告(50页).doc
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2022-09-23
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1、金沙江水电开发第一期工程向家坝和溪洛渡水电站综合比选报告目 录1金沙江规划2综合比选工作完成情况3向家坝、溪洛渡水电站概况4对向家坝、溪洛渡两项目工程技术经济比较意见5两工程开发排序的经济分析6两工程综合分析评1金沙江规划金沙江是我国乃至世界著名的水力资源极为富集的河流之一,是长江的上游河段。江源沱沱河发源于唐古拉山脉的各拉丹东雪山,自当曲河口至青海玉树段称通天河,玉树巴塘河口至四川宜宾段通称金沙江,与岷江汇合后始称长江。金沙江流域跨青、藏、滇、川、黔五省区,流域面积47. h,其中向家坝和溪洛渡两个梯级开发任务是以发电为主,结合防洪和拦沙,同时改善金沙江下游通航条件。并明确第一期工程在这两个2、工程中选择。32万km2,为长江宜昌以上流域面积的55。金沙江干流全长2290km,落差3280m,多年平均流量4920m3/s,多年平均径流量1550亿m3,水量充沛、稳定,落差大且集中,总装机容量可达75000MW,约占全国可开发水能资源的五分之一。金沙江干流划分为三个河段,巴塘河口至石鼓为上段,石鼓至攀枝花(渡口)为中段,攀枝花至宜宾为下段。根据1990年国务院批准的长江流域综合利用规划简要报告(以下简称长流规)确定:金沙江中下游河段主要开发治理任务为发电、防洪、航运、漂木和水土保持。下游河段(攀枝花宜宾)水能资源富集程度最高,河段长782km,落差729m,规划以四个梯级开发,从上游至3、下游依次为乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝,可获得总库容415亿m3,调节库容160亿m3,装机容量36900MW,年发电量1724亿kW随着三峡水利枢纽工程先行建设,举世瞩目的大江截流已于1997年胜利完成,2003年首批机组投产、2009年工程全部完工的两个标志里程碑也将相继实现。金沙江的开发,愈来愈成为具有远见卓识的政治家、经济学家和工程技术人员关注和着手研究、实施的重大举措。2综合比选工作完成情况依据三峡总公司(甲方)和水规总院(乙方)签订的“金沙江向家坝和溪洛渡水电站综合比选阶段工作委托合同”,由乙方编制经甲方确认的“综合比选报告编制工作大纲”,以及三峡计字1998第18号“关于调整向4、家坝和溪洛渡水电站综合比选工作总进度的复函”,现提出金沙江第一期工程向家坝和溪洛渡水电站综合比选报告及其附件。比选工作在进度和成果,技术和质量,责任和义务等方面均履行了合同,完成的情况扼要汇总如下:专题一、二 向家坝、溪洛渡水电站可行性研究中间报告根据预可行性研究报告主要审查意见,本着工程规模基本选定,枢纽布置方案基本可行、重大技术问题基本落实、主要技术经济指标适当留有余地的原则,经过八个步骤,由水规总院组织,三峡总公司参加,分别对向家坝和溪洛渡工程的正常蓄水位选择、装机容量选择、坝型和基本断面选择、枢纽布置方案选择、施工组织设计、水库淹没和移民安置规划、工程投资分析、经济评价等专项进行了内部5、技术审查,最后由中南院和成都院分别编制完成了专题一金沙江向家坝水电站可行性研究中间报告和专题二金沙江溪洛渡水电站可行性研究中间报告。在不足一年的有效时间内,两工程的设计方案不断改进,技术也在逐步完善,集思广益,取长补短,比较充分地体现了平等、竞争与相互促进的精神,完成了数倍于常规设计的工作量,设计深度较之预可行性研究报告取得了较大的进展,为综合比选提供了比较可靠的工程技术经济比较的基本依据。专题三 关于拦沙及对梯级补偿效益的论证三峡工程的防洪、发电、航运等效益及泥沙、环保等问题均是在未考虑上游建库的条件下进行论证的。近期内在金沙江修建向家坝或溪洛渡水电站,均将给三峡工程(含葛洲坝,下同)带来较6、大的梯级补偿效益。按照比选大纲的要求,在比选阶段,上游仅考虑二滩水电站投运的情况,分别分析、计算向家坝和溪洛渡水电站单独运行对下游工程的动能补偿和拦沙效益以及防洪、航运等综合利用效益。该专题由水规总院负责牵头,国际泥沙研究培训中心(以下简称国际泥沙中心)、中国水利水电科学研究院(以下简称水科院)、长江科学研究院(以下简称长科院)、清华大学、中南院、成都院一起参加完成。其中拦沙效益的比选工作委托国际泥沙中心负责,由长科院、清华大学和水科院三家单位各自独立承担向家坝和溪洛渡下游河床冲淤计算分析工作,国际泥沙中心汇总完成了金沙江向家坝和溪洛渡水电站下游河床冲淤分析比较报告。结果表明,比选阶段采用一维7、泥沙数学模型,研究下游河床长时段的冲淤演变问题是可行的。但由于卵石河床,特别是冲淤状态下的卵石河床的演变预测工作以往研究得较少,通过三个各具特色的一维泥沙数学模型计算成果相互验证,并通过分析比较,认为修建向家坝或溪洛渡水电站对下游河床演变的总体发展趋势的估价和对进入三峡库区泥沙的影响给出了可信的成果,基本满足比选阶段进行综合比较的要求。其它梯级补偿效益也都经过分析取得了定量的成果,完成了所需研究问题的论证工作,汇总为金沙江向家坝、溪洛渡水电站拦沙及对三峡工程梯级补偿效益分析报告。专题四 供电范围、送出工程和送电效益的论证开发向家坝、溪洛渡水电站向华中或华东送电是实现西电东送的战略工程,但由于两8、电站的装机容量和发电量的不同,其供电范围和供电效益也有所不同,必然成为比选的控制因素之一。为此,委托中国电网公司组织承担。在比选阶段以2020年为水平年,在对华中、华东两地区和川渝、云南两省一区电力负荷预测和电源、电网规划的基础上,通过对两电站供电范围和外送能力的论证以及电力电量平衡分析、送电方式、电压等级、送电联网效益、送电工程的技术经济比较等提出供电效益的比较分析报告。中国电网公司组织并成立了金沙江输电系统规划协调工作小组(以下简称协调小组),有电力规划设计总院(以下简称电规总院),三峡总公司,水规总院,电力科学研究院,四川、云南省电力局,华中、华东电管局,华中、华东、中南、西南电力设计院9、,中南院、成都院等单位参加。协调小组在一年的工作中,先后召开了五次工作会议,及时对研究的有关原则、方法、指标、方案和阶段性研究初步成果进行讨论、协调和统一。论证工作由西南、华中、华东电力设计院分片并共同负责输电方案的技术经济比较等工作,最后汇总编制成金沙江向家坝和溪洛渡水电站供电和效益比较分析报告。分析结果表明,建设向家坝、溪洛渡水电站向东部地区华中、华东电网送电都是需要和经济的,技术上是可行的。完成了所需研究问题的论证工作。专题五 关于投资承受能力预测和筹资方案研究由于三峡总公司是开发金沙江向家坝、溪洛渡两工程的业主,继三峡工程首批机组投产后,将对两工程先后实行滚动开发。因此,该专题由三峡总10、公司负责承担,组织电力部动能经济研究所、电力科学研究院、北京峡光经济技术咨询有限责任公司等单位参加。由于两工程的规模差别较大,建设资金的需求和筹资方案也将有所不同,投资承受能力也将在很大程度上制约两工程的先后排序。该专题在比选工作中具有十分重要的地位,政策性较强,要在国民经济发展规划和国家宏观经济政策调控下以向家坝、溪洛渡比选阶段投资分析为依据,三峡工程的资金收益和资金平衡状况为基础,分析研究以三峡水电站为母体提出滚动开发向家坝、溪洛渡的资金承受能力和相应筹资方案、排序意见。经三峡总公司的精心组织,提出了滚动开发金沙江向家坝、溪洛渡水电站的资金承受能力分析报告。结果表明,三峡工程建设的特点是低11、负债率(50),初期投入大而发电后效益较大。因此,三峡发电后无论先上向家坝或溪洛渡,对三峡工程或三峡总公司的影响均不大,都为三峡总公司的能力所能承受。在以上五个专题的基础上,经综合比选、论证提出综合比选报告。3向家坝、溪洛渡水电站概况3.1向家坝水电站h,相当于每年减少燃煤1100万t。水库形成后上朔至溪洛渡156km具备通行2500t级船队的条件;坝上留有取水口,提供了可灌溉两岸耕地的条件;汛期为排沙需要降低水位运行兼可发挥滞洪错峰作用。水库单独运行前30年大量泥沙可拦截在库内,出库排沙比43,泥沙粒径变细,有利于减少落淤于三峡库内的泥沙,减缓三峡水库的淤积速度。库内水道流态改善可减少漂木的12、损耗,具有较大的综合利用效益。h,年利用小时4890h。电站供电主送华中,兼顾川渝、滇用电,可替代火电装机容量约5000MW及发电量约250亿kW向家坝水电站控制流域面积45.88万km2,占金沙江流域面积的97%,多年平均流量4620m3/s,年径流量1457亿m3,多年平均输沙量2.45亿t,占宜昌站的47,多年平均含沙量1.7kg/m3,推移质输沙量182万t。坝址左岸是四川省宜宾县,右岸是云南省水富县,上距溪洛渡水电站约196km(公路),下距宜宾市33km(公路),是金沙江梯级开发中的最末端的一个梯级,与宜昌、武汉的直线距离分别为700km、980km。向家坝水电站开发任务是以发电为13、主,结合防洪、拦沙与漂木,兼顾灌溉、改善通航条件。本阶段最终选定:正常蓄水位380m,总库容51.85亿m3,调节库容9.05亿m3;电站装机6000MW,单独运行保证出力1440MW,多年平均发电量293.38亿kW向家坝水电站坝址无区域性深大断裂切割,西距马边盐津地震带约48km,为外围强震波及区。坝址区地震基本烈度为度,近坝库岸变形破坏不致危及工程的安全。水库自然封闭条件较好,不存在水库永久渗漏问题。河谷是不对称的“U”型,宽高比为5,河床坝基覆盖层厚一般20m30m,最厚50m,上游围堰处厚68m。坝址出露地层主要为三叠系河湖相沉积砂岩、泥岩,两岸坝肩存在含煤岩组,坝轴线为避开含煤岩层14、采取折线布置,地下厂房区围岩以类为主。本阶段主要工程地质问题已基本查明,坝址处具备修建高混凝土坝和大型地下厂房的地形和地质条件。工程枢纽由混凝土重力坝、右岸地下厂房及左岸坝后厂房、通航建筑物和两岸灌溉取水口组成。最大坝高161m,坝顶长度897m,河床布置5个溢流表孔和7个溢流中孔,采用底流消能,最大下泄流量48680m3/s;左岸坝后及右岸地下发电厂房各安装4台750MW水轮发电机组,单机引用流量925m3/s,额定水头90m,引水管直径分别为12.6m和14.4m,地下厂房顶跨度33m;左岸布置一级垂直升船机,最大提升高度114m,承船箱尺寸114m12m2.5m,可通过2500t一顶两驳15、船队,设计单向年过坝货运量254万t。向家坝水库系河道型水库,回水长156km,水库淹没涉及川、滇两省3县,据1997年调查,淹没耕地3.59万亩,迁移人口74860人,已初步完成移民安置规划和两县16个乡镇的迁建规划。兴建本工程对环境的影响以有利为主,不利影响通过采取措施后可以减免或缓解,无制约工程兴建的环境问题。施工采用分期导流,一期先围左岸滩地,二期由左岸坝体缺口和5个导流底孔泄流,后期导流缺口封堵后,由左、右岸7个导流底孔和永久中孔泄流。对外交通以公路运输为主,水路运输为辅,根据施工总进度安排,筹建期为2年,第一批机组发电工期7年,总工期9年6个月。按1997年底价格水平,2002年开16、始筹建,工程静态总投资224.51亿元(其中水库淹没处理补偿静态投资34.12亿元),工程总投资517.43亿元,静态单位千瓦投资3742元,动态单位千瓦投资8623元。还贷期上网电价0.375元/ h(2014年水平)。国民经济评价和财务评价表明本电站具有较强的还贷能力和抗风险能力,财务上可行,经济上合理,且具有较大的社会效益。kW3.2溪洛渡水电站h。水库单独运行前60年大量泥沙可拦截在库内,出库排沙比为41,泥沙粒径变细,有利于减少落淤于三峡库内泥沙,减缓三峡水库的淤积速度。汛期排沙水位以上库容可起到滞洪削峰作用,在金沙江洪水为主并结合预报的情况下,将对宜宾市的防洪起到积极作用。溪洛渡水17、电站现位于不通航河段内,水库形成后,将使库区一定范围具备通航条件,水库调节增加枯水期下泄流量,可改善下游航道的航运条件,同时减少漂木的损耗,具有显著的综合利用效益。h,相当于每年减少燃煤2650万t。可增加三峡和葛洲坝两电站保证出力379MW,年发电电量9.9亿kWh,年利用小时4780h。电站供电主送华中、华东,兼顾川渝、滇用电,可替代火电装机容约10000MW,发电量560亿kW),多年平均含沙量1.7kg/m3,推移质输沙量182万t。左岸是四川省雷波县,右岸为云南省永善县,上接白鹤滩水电站,下与向家坝水电站衔接,是金沙江梯级开发的倒数第二个梯级。下距宜宾市230km(公路),距宜昌、武18、汉、上海的直线距离分别为770km、1065km、1780km。是以发电为主,兼有拦沙、防洪、漂木和改善下游航运条件等综合利用效益的特大型水电站。本阶段初步选定正常蓄水位600m,总库容122.3亿m3,调节库容64.6亿m3,为季调节水库;电站装机12000MW,单独运行保证出力3385MW,多年平均发电量573.5亿kW%,多年平均流量4620m3/s,年径流量1457亿m3,多年平均输沙量2.45亿t(占宜昌站的47%溪洛渡水电站控制流域面积45.44万km2,占金沙江流域面积的96库段属稳定次稳定岸坡,近坝库岸稳定条件较好,岸坡变形破坏不会危及工程的安全。坝址选在河道顺直,岸坡陡峻,无19、沟谷切割的河段,河谷呈对称“U”型,宽高比小于2,临江坡高400m以上,河床覆盖层厚15m20m,最厚约40m,出露地层为间歇性多期喷溢的玄武岩,岩流层缓倾下游,受构造影响较弱,未见大断层分布。主要构造形迹表现为层间和层内的构造错动带和节理裂隙,地下厂房围岩以类为主,本阶段主要工程地质问题已基本查明,坝址处具备修建高混凝土拱坝和巨型地下厂房的地形和地质条件。%溪洛渡水电站坝址无区域性深大断裂切割,东距马边盐津地震带约20km,属外围强震波及区,坝址地震基本烈度为度。库区两岸山体浑厚,不具备向临谷永久渗漏的条件,也不存在向下游产生岩溶渗漏的条件。水库多岩质边坡,90,下游采用水垫塘消能,水垫深达20、70m,最大冲击压力为14.169.8kPa。另设5条泄洪隧洞(左2条,右3条),有压段直径15m,无压段为14m17m直墙圆拱型,洞长1500m1900m,泄洪洞总泄量19471%工程枢纽由混凝土双曲拱坝、左右岸地下厂房及引水、尾水系统、泄洪隧洞、过木设施组成。最大坝高273m,坝顶弧长684m,底厚74m,厚高比0.27,弧高比2.5。坝身设7个表孔和8个深孔,校核情况下坝体最大泄量30134m3/s,占总泄量的56.5 m3/s,单洞泄量3500m m3/s4000 m3/s,均采用龙落尾型式,挑流消能。左、右岸地下厂房各安装8台750MW水轮发电机组,机组最大工作水头230m,最小工作21、水头155m,额定水头180m,机组引用流量459 m3/s,单机单管引水,引水洞直径10m,地下厂房顶跨度32m。溪洛渡水库为河道型,回水长度204km,水库淹没涉及川、滇两省9个县(市)。据调查淹没影响总人口31982人,淹没耕地36884亩,已初步完成农村移民安置规划和3个集镇的迁建规划。兴建本工程对环境的影响以有利为主,不利影响通过采取的环保措施可以减免,无制约工程兴建的不利环境问题。施工期采用河床一次断流,隧洞导流,全年施工的导流方式,左、右岸各布置3条导流洞,其中各2条低洞与尾水洞结合,断面为18m20m,城门洞型。后期导流由2条高进水口导流洞(断面为16m22m)和坝身的10个导22、流底孔泄洪。对外交通以公路运输为主,水路运输为辅。自向家坝下游的三星店铁路转运站至溪洛渡公路191.5km。根据施工总进度安排筹建期3年6个月,第一批机组发电工期8 年8个月,总工期12年2个月。h(2017年水平)。国民经济和财务评价表明本电站具有较强的还贷能力和抗风险能力,财务上是可行的,经济上是合理的,具有较大的社会效益。按1997年底价格水平,2002年工程开始筹建静态总投资363.33亿元(其中水库淹没处理补偿静态投资16.09亿元),工程总投资1091.31亿元,单位千瓦静态投资3028元,单位千瓦总投资8494元,还贷期电价0.403元/kW4对向家坝、溪洛渡两项目工程技术经济比23、较意见向家坝、溪洛渡两电站距屏山水文站较近,分别在其下游和上游,流域面积相差不足1,因此两电站的水文、泥沙计算依据站都是屏山站,主要水文、泥沙成果如水文系列、年径流、设计洪水、输沙量等是一致的。仅采用标准因工程不同有所区别(如设计洪水与施工期分期洪水)。通过正常蓄水位和装机容量选择,两个工程中间阶段的方案比较论证,基本上选定了两工程的工程规模,正常蓄水位分别为380m和600m,装机容量分别为6000MW和12000MW,总库容分别为52亿m3和122亿m3。向家坝、溪洛渡两电站由于规模上的差异,单独分析其动能经济指标和综合利用效益也有明显的不同。两工程相比,溪洛渡调节库容为向家坝的7倍,装机24、容量为2倍,保证出力为2.35倍,非汛期电量为2.14倍,非汛期的出力和电量的比重较大,体现了溪洛渡水库调节性能优于向家坝,非汛期的效益较显著。h低10,说明虽然溪洛渡要比向家坝送电距离增加800900km,仍能显示其经济性。由于溪洛渡工期较长,计入价差预备费后,两电站的动态单位投资指标相当。h,较向家坝送华中的单位投资指标6267元/kW和1.28元/kW溪洛渡的静态单位千瓦投资和静态单位电能投资比向家坝要低约20。考虑送出工程后,溪洛渡主送华东单位投资指标为5636元/kW和1.18元/kW两工程分别兴建均可改善其库区的航运条件,向家坝则能增加深水航道76km;溪洛渡水库则由不通航可变成具25、备局部通航条件。平、丰水期两电站日内出力变化小,水位变幅较稳定,对下游航运均不会产生影响,而枯水期对下游航道改善有所不同,溪洛渡电站经日调节,最小流量可达1600 m3/s,而向家坝要维持流量1100 m3/s要发一定的航运强迫基荷,影响容量效益的发挥。两电站均有由于汛期排沙,限制水位的要求,该水位以上库容向家坝、溪洛渡分别为11.5亿m3和36.2亿m3,可起到防洪库容的作用。经调洪计算分析,溪洛渡库容较大,有一定的削峰作用,有利于减轻宜宾市的防洪压力;向家坝库容较小,但也可通过错峰调度减轻宜宾市的洪水灾害,两工程比较溪洛渡的滞洪作用较大。向家坝两岸留有灌溉取水口,取水最大流量为92 m3/26、s,为发展灌溉提供了条件;溪洛渡无灌溉要求。金沙江为多泥沙河流,年输沙量悬移质2.45亿t,推移质182万t。向家坝、溪洛渡两工程的库沙比均很小,分别为27和61,泥沙淤积问题比较突出。为保持调节库容和减少库尾淤积和对上游梯级坝址的影响,两电站都要采取汛期降低水位运行、排沙。两电站汛期排沙限制水位以下库容溪洛渡是向家坝的2倍,因此,两电站的拦沙效果随水库运行方式、库容大小和运用时间长短而有所差别。向家坝每年10月开始蓄水,溪洛渡每年9月开始蓄水,水库运行30年后溪洛渡淤积总量为45亿m3,向家坝为34亿m3,比较接近;60年淤积总量分别是82亿m3和42亿m3,差别就很明显了;水库达到冲淤平衡27、年限差别也较大,溪洛渡为80年90年,向家坝为50年60年;拦沙作用的时效差别也较大。由此可见溪洛渡的拦沙作用大于向家坝,不仅本工程冲淤平衡年限长,对延缓下游梯级的水库泥沙淤积进程也较为有利。但溪洛渡汛限水位高于死水位30m,有效库容的损失率大于向家坝,当水库运行60年时,向家坝有效库容损失率为33.2,溪洛渡为52.3。两电站主要工程地质和水文地质问题至本阶段已基本查明。两工程虽坝型和坝高差别很大,对地基的要求也不同,但坝址处都具备修建高混凝土坝和巨型地下厂房的工程地质条件。两坝址都无发生强地震的地质背景,都主要受马边盐津地震带 的影响。向家坝、溪洛渡两电站坝址的地震基本烈度分别为度和度,溪28、洛渡强震危险来自下游,拱坝抗震问题较为突出。向家坝和溪洛渡近坝库岸的马步坎高边坡和干海子滑坡整体是稳定的,局部的不稳定均不构成对工程的危害。向家坝水库无渗漏之虞,溪洛渡库首岩溶经专题论证也不存在渗漏的可能性。两坝址的工程地质问题通过采取相应的工程处理措施,在技术上均可得以解决:向家坝中坝线坝基主要利用T32-6以砂岩为主的岩层,两岸坝线向上游折转后坝基避开了T33含煤岩组。河床右侧背斜轴附近的坝基岩层产状缓倾下游,较软弱的T32-5岩层埋藏较浅,并有层间错动带分布,不利于坝基抗滑和变形稳定。溪洛渡坝基为坚硬致密的玄武岩,地层产状缓倾下游偏左岸,玄武岩中分布有多层层间、层内错动带,基本连续,是构29、成拱坝坝肩抗滑岩体的底滑面,不利于坝肩的抗滑稳定,需注意加强工程处理。向家坝右岸地下厂房主要位于T32-6层厚层砂岩层中;溪洛渡两岸地下厂房均位于微新玄武岩体中。两工程地下厂房围岩均以类为主,但地层产状平缓,存在顶拱局部围岩的稳定问题,需加强支护。向家坝两坝肩开挖边坡及左岸引航道边坡可能存在边坡稳定问题;溪洛渡拱坝坝肩嵌深较大,坝肩及电站进水口开挖坡高陡。均需采取加固措施。两工程的水库淹没处理报告成果具有同等的工作深度和可比性,向家坝的水库淹没损失和城镇移民安置难度均大于溪洛渡。在水库淹没实物指标中,淹没耕地、园地、林地及等级公路的数量,两工程均比较接近,但受淹人口向家坝是溪洛渡的2.34倍,30、房屋是2.36倍,其中农村淹没人口比较接近,差别主要是向家坝淹没屏山、绥江两座县城和16座集镇的人口。%向家坝水库面积96km2,溪洛渡137km2,前者是后者的70向家坝需搬迁人口近10万人,溪洛渡4.3万人,其中农村搬迁人口均为3.8万人左右。对于农村人口的安置,从两库的资源条件分析,恢复他们的生产、生活是可行的。但实现有一定的难度,还需做过细的工作。对于集镇和县城的迁建,均进行了新址选择,并对部分有代表性的集镇进行了总体规划。溪洛渡受淹的10个集镇人口都在1000人以下,向家坝的两座县城、16个集镇总人口近6万人,迁建任务及艰巨性要大得多。两工程淹没补偿投资,向家坝为79.25亿元,溪洛31、渡为52.68亿元,前者是后者的1.5倍,折合单位千瓦投资分别是1320元/kW和440元/kW,向家坝是溪洛渡的3倍。两电站建设形成水库后都将改善水库及下泄水流水质,水库的形成有利于库周干热河谷气候条件的改善,促进农、林、果、渔业的发展。两电站建设均不会影响长江上游干流珍稀鱼类的繁衍生息。电站建设过程中及建成后运行对生态和环境也会产生不利的影响,只要采取相应的环保措施,就可减少其影响,不存在制约工程建设的环境问题。与溪洛渡相比,向家坝为解决施工期的水质、粉尘、噪声和运行期对水富县城和云天化的影响,工程设计和施工均增加了一定的难度。溪洛渡电站的环保问题比向家坝电站相对要简单些。经过坝线、坝型、32、坝体断面、枢纽布置选择几个阶段的多方案比较和专题论证,逐步深入优化,基本上选定了向家坝和溪洛渡两工程的枢纽布置方案。在各阶段的方案比较中,始终贯彻了关键技术问题要基本落实和适当留有余地的指导思想。鉴于两工程规模巨大,部分技术问题达到或局部超过当今世界先进水平。三峡和二滩水电站的设计和建设,为向家坝和溪洛渡提供了可借鉴的宝贵经验,在此基础上两工程设计中的一些关键技术问题通过进一步的研究和实践是可以解决的。在预可行性研究报告审查时,两工程即已选定了坝址,向家坝还选定了混凝土重力坝坝型;对溪洛渡的坝型也有明确的倾向性意见,通过本阶段的论证,从适应地形和地质条件、结构消能特点、技术经验特性等方面综合比33、较,基本选定双曲拱坝。向家坝混凝土重力坝坝高161m,与三峡相近,国内已积累较丰富的经验,河底平洞的资料为落实大坝抗滑稳定性分析和基础处理提供了可靠的依据。溪洛渡坝高273m,略超过目前已建成的世界最高拱坝英古里的高度,又建在高地震区,坝身可能最大过流量30000m3/s,消力塘消能总功率近50000MW,较二滩拱坝的技术参数均有一定幅度的提高,尚缺乏设计和运行经验,给拱坝设计提出了一些新的问题需要解决。向家坝采用坝身泄洪、底流消能是较好的选择,加大中孔的泄流能力,使在汛期防沙限制水位367m时遇20年一遇洪水不超限,同时中孔单独运行遇5年一遇洪水时不超限,此时中孔与表孔的泄流能力之比达2.734、,具有较好的冲沙保库能力。底流消能可减少雾化程度,有利于下游流态的稳定对向家坝来说具有重大意义。大单宽流量(近260m3/s)高跃前流速(45m/s)的挟沙水流较三峡要突出,缺乏工程运行经验。9.8kPa,与已建成的美国摩西罗克坝相当,技术上是基本可行的;与二滩的消能水平相近,只是绝对数值较高。5条泄洪洞(14m17m)单洞泄量近4000m3/s,与二滩泄洪洞指标相近。两工程的泄洪安全均是关键技术问题,有一定的工程经验,但参数水平高,尚需继续研究解决。溪洛渡坝身与泄洪洞共同担负泄洪任务,由于受到布置条件的限制,两岸布置16台750MW大型机组地下厂房洞室群后,布置泄洪洞的位置有限,坝身需要担负35、一半左右的泄洪流量(设计47.5,校核56.5)。试验表明,下游水垫深达70m以上,二道坝下游水面波幅仅1m2m,流速小于10m/s,坝身泄洪消能指标单位水体消能率10kW/m3,最大冲击动水压力14.16两工程均有修建巨型地下厂房洞室群的工程地质条件,向家坝采用右岸布置地下厂房、左岸布置坝后厂房,充分利用了地形地质条件,使总体布置宽松,变三期导流为两期导流,提前发电,缩短总工期,具有显著的技术优势和经济效益。但由于单机引用流量高达925m3/s,选用首部布置需要设置规模很大的尾水调压室,托马稳定断面面积达930m2,在布置上受地质条件的制约(临近T33岩组);若采用无压尾水洞,因下游尾水位变36、幅达30m,洞高达53m,为此选用明满流交替尾水洞,从而构成了有可能影响机组稳定的又一关键技术问题,国内外尚缺乏可借鉴的运行经验。溪洛渡单机引用流量459m3/s,尾水洞长达1200m1500m,需设置尾水调压室,托马稳定面积1500m2(二机一室)及2100m2(三机一室)。大机组长尾水洞,调节保证计算较为复杂,但选用常规布置,技术上较向家坝落实。两工程的装机规模大,在系统中的地位重要,本阶段主要机电设备的选型和布置遵循了重大技术问题基本落实,主要经济技术指标适当留有余地的原则。鉴于其工作深度受阶段限制,尚需在可研阶段深入研究,逐步落实。本阶段向家坝和溪洛渡电站水轮发电机的单机容量均初选为737、50MW,水轮机的比速系数K分别为2250和2150,相应比转速ns为235m.kW和160m.kW,均居于中等参数水平。向家坝电站最大水头113.6m,水轮机转轮直径9.5m,制造难度系数略低于加拿大的丘吉尔瀑布和我国的三峡电站,与世界上萨扬舒申斯克、大古力、依泰普等大型水轮机组相当。溪洛渡电站最大水头230m,水轮机直径7.7m,制造难度略高于丘吉尔瀑布、三峡和萨扬舒申斯克电站水轮机。从制造难度分析,向家坝电站水轮机处于世界先进水平,溪洛渡电站水轮机处于世界领先水平。鉴于两电站机组将在三峡电站机组之后才可能投运,向家坝电站机组可立足国内设计制造,溪洛渡机组则需要部分引进国外先进技术。向家坝38、溪洛渡电站分别有91.3%和83%的时间在额定水头(Hr)以上的高水头范围运行,对机组的稳定性要求较高,两电站最大水头与额定水头的比值分别为1.26和1.28都超过了通常稳定范围,比值偏高。经验表明,降低该比值将有利于高水头区运行的稳定。因此,有待于进一步研究提高两电站的额定水头。金沙江含沙量较高,由于溪洛渡电站水头高于向家坝电站1倍以上,故其水轮机泥沙磨损要严重。减轻导水机构和其它过流部件的磨损蚀问题,两工程均有待进一步研究。向家坝和溪洛渡水轮发电机的机械难度、每极容量、推力轴承的制造难度三项主要指标同样前者为世界先进水平,后者为世界领先水平,溪洛渡的难度相对更大一些。但技术上立足国内或部39、分引进技术和部件都是可能实现的。两电站通过比较论证选择的电气主接线方案技术上都是可行的,安全可靠性较高,兼顾了运行灵活性和经济性。由于两电站的接线与送出工程输电方案(如输电方式、电压等级等)、梯级开发、全国联网等问题密切相关,是一个较为复杂的系统工程,还需留待以后系统解决。其它电气设备布置总体分析是合理可行的。向家坝、溪洛渡两电站控制、保护及通信系统技术上不存在比三峡工程难的特殊问题。技术上差异也不大。向家坝、溪洛渡两电站金属结构部分工程量分别为38000t和48000t,溪洛渡约高10000t,每万千瓦钢材耗量向家坝要高,是溪洛渡的1.6倍(向家坝63t/万kW,溪洛渡40t/万kW)。两电40、站的闸门尺寸、操作水头、挡水水头及总水压力比国内现有水平又有较大提高。如向家坝表孔弧形工作门孔口尺寸达19m26.89m,溪洛渡泄洪洞工作弧门总水头压力130000kN,但从国内现有设计、制造和安装的技术水平分析,通过努力都是可能做到的。两电站技术难度没有明显差异。两工程规模巨大,施工组织设计均较复杂,由于两工程的枢纽布置、导流方式、施工条件、施工方法等均有很大的不同,其施工难度和工期安排也有较大差异。向家坝对外交通便利,施工条件比较好,但坝址离水富县城和云天化厂较近,施工期环保问题突出;溪洛渡对外交通改扩建量大,运距远,坝址两岸地形陡峻,施工道路布置困难,外围施工场地充裕,内昆铁路安边梅花山41、段复工完建后将对交通条件大为改善,在普尔设转运站公路运距由194km缩短至84km。两工程施工导流规划差异很大,各有难点。向家坝分两期导流,施工期有航运问题,增加了复杂性,二期纵向围堰上游段40m深覆盖层基础处理难度较大;溪洛渡河床一次断流,6条导流洞洞线长、断面大,为控制发电工期的关键项目,施工工期长、干扰大,上游土石围堰高达79m,要在一个枯水期完建工期紧、难度较大,后期导流需封堵的孔洞多、程序较复杂。两工程天然砂砾料储量均不足、质量差、采运不便,故选用人工混凝土骨料为主,其料源丰富、有保证,质量均满足要求。向家坝双河灰岩料场开采环境较复杂,长距离胶带运输机沿线维护、管理要求较高;溪洛渡为42、充分利用洞渣料对洞渣料的挖运、堆存和回采的平衡规划有较高要求。向家坝大坝基坑工作面大,施工机械设备配置较灵活,大坝混凝土采用塔带机浇筑为主,效率高,但浇筑点多且分散;溪洛渡两坝肩开挖边坡高,施工难度大,大坝混凝土采用缆机浇筑运行机动灵活,混凝土供料方便,有利于质量控制,但溪洛渡地下工程规模庞大,布置纵横交错、立体交叉,施工工作面多,施工干扰较大,通风排烟问题较突出。向家坝施工总体布置特点是场内交通方便,主要施工工厂设施距坝近,施工方便,但外部环境复杂;溪洛渡场内交通布置困难,主要工厂设施布置在坝区外围,距坝较远,但布置灵活、余地较大,外部环境相对简单,便于封闭式管理。两工程施工总进度差别较大。43、向家坝筹建期2年,溪洛渡3年6个月;向家坝发电工期7年,总工期9年6个月,控制工期的关键项目为大坝混凝土浇筑;溪洛渡发电工期8年8个月,总工期12年2个月,控制工期关键项目为导流洞施工和大坝施工。两工程地下工程施工均为次关键线路,发电工期余地均不大。但后续机组安装间隔为6个月,较宽裕,总工期尚有压缩的可能性。向家坝静态投资相当于溪洛渡的2/3,而总投资相当于1/2。溪洛渡总工期较向家坝长2年零8个月,筹建期长1年6个月,合计长达4年,对动态投资影响较大,对动态因素、物价指数和贷款利率的变化较为敏感,建设过程中投资控制难度相对较大。两工程枢纽部分投资构成比例接近,相差仅12个百分点,而水库淹没补44、偿在投资中所占比例差别较大,向家坝约占15,溪洛渡占5.5。工程开始筹建年对两工程投资的影响均较大,筹建期推迟两年,总投资增加10,对向家坝来说增加50亿元,对溪洛渡来说增加100亿元。从降低投资角度,两工程越早开工越有利。h,溪洛渡为0.404元/经济评价与财务评价表明,两电站均具有较强的还贷能力。向家坝投资回收期14.5年(自开始筹建算起),第一台机组投产仅5.5年即回收全部投资。溪洛渡投资回收期17.6年,第一台机组投产后5年即可收回全部投资。两工程各项国民经济评价指标和财务指标均优于国家的规定。说明兴建两电站在财务上是可行的,经济上是合理的。2002年开始筹建两工程还贷期20年的还贷电45、价向家坝为0.375元/kW h。按远距离送电经济分析表明,平均下网电价分别为0.623元/h和0.208元/ kWh,按1997年价格测算现价分别是0.218元/ kWkW h(2014年)和0.677元/kW h(2017年),均小于测算的当时售电价,具有较强的市场竞争力。从总费用现值比较,建设火电方案比建向家坝、溪洛渡中任何一个电站都要差。kW5两工程开发排序的经济分析根据经济分析计算,如溪洛渡2002开始筹建,2007年向家坝相继开始筹建方案,总费用现值为1456亿元;当向家坝2002开始筹建,2007年溪洛渡相继开始筹建方案,总费用现值为1471亿元;溪洛渡先建方案总费用少15亿元。46、敏感性分析表明,如考虑2010年以后国民经济增长速度可能会比目前降低一些,社会折现率也应相应降低、煤价可能上涨、火电的环保投资需要增加等因素,溪洛渡先建总费用现值较向家坝先建更少;当溪洛渡和向家坝投资均增长10,仍然是溪洛渡先建有利;向家坝工程投资减少10,溪洛渡投资增加10的情况下,总费用现值相当;只有在向家坝工程投资减少20,溪洛渡投资增加20的情况下,向家坝先建方案总费用现值少15亿元,才是经济的,但这种情况是不大可能发生的。如两项目开工时间相隔10年,溪洛渡先建的经济性更为显著,其总费用现值比向家坝先建少55亿元。可见从国民经济宏观分析评价,溪洛渡先建在经济上较为有利,且具有较强的抗风47、险能力。6两工程综合分析评价通过对两工程技术经济比较、拦沙及对下游梯级的补偿效益分析、输电效益分析、滚动开发资金承受能力分析等方面的研究,综合简化对比见表6- (1)。6.1先建向家坝的主要利弊条件分析(1)先建向家坝的主要有利条件如按2002年开始筹建,预计2010年第一批机组可发电,主要有利方面有:向家坝建设工期较短,先建向家坝可以提前近3年发电,可以提早受益。先建向家坝,电站工程和送出工程投资均较小,资金筹措难度相对较小。向家坝交通较便利,筹建期短,施工场地、房建、辅助生产建设等条件较好。向家坝水库作为溪洛渡的反调节水库,可改善溪洛渡的运行方式,表6- (1) 向家坝和溪洛渡两项目综合比48、较表序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站一 工程本体的主要技术经济指标 水文 1 坝址以上流域面积(占全流域) km2 458800(97%) 454400(96%)2 坝址多年平均流量 m3/s 4620 46203 坝址多年平均径流量 亿m3 1457 14574 多年平均悬移质输沙量 万t 24500 245005 多年平均推移质输沙量 万t 182 1826 设计洪水流量(p) m3/s 41200(0.2%) 43700(0.1%)7 校核洪水流量(p) m3/s 49800(0.02%) 52300(0.01%) 水库 1 校核洪水位 m 382.049、0 604.832 设计洪水位 m 380.00 596.193 正常蓄水位 m 380.00 600.004 汛期限制水位(排沙) m 367.00 570.005 死水位 m 370.00 540.006 回水长度 km 157 1997 总库容 亿m3 51.85 122.308 调节库容 亿m3 9.05 64.629 死库容 亿m3 40.73 51.1210 库容系数 0.62 4.411 调节特性 不完全季调节 季调节 工程效益指标 1 装机容量 MW 6000 120002 保证出力 MW 1440 33853 多年平均发电量 h 293.38 573.50亿kW4 年利用小时50、数 h 4890 47805 灌溉面积灌溉最大引用流量 万亩m3/s 218.392 /6 改善航道里程 km 157 / 淹没损失与补偿 1 淹没实物指标 人口 人 74860 31982耕地 亩 35864 36884园地 亩 11207 13321林地 亩 7726 2826各类房屋 万m2 254.26 108.07等级公路 km 196 240续表6- (1) 序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站淹没县城 座 2 淹没集镇 个 16 102 规划水平年 2010 2013农业生产安置人口 人 34592 37730搬迁人口 人 97313 43124迁51、建房屋 万m2 298.99 109.68迁建等级公路 km 245 3203 淹没补偿及环保投资 静态总投资 2002/2004年 万元 341238/348604 188115/190802总投资 2002/2004年 万元 792465/891445 526815/587637单位指标(静态/动态)2002年 元/kW 568.7/1328.8 156.8/439 主要建筑物 1 挡水建筑物 坝型 重力坝 双曲拱坝地震设防烈度 度 8 9最大坝高 m 161 273坝顶长度 m 897.5 684厚高比 0.780.85 0.2712 泄水建筑物 表孔(孔数宽高) m 51926 71252、.516m 256 200最大单宽流量 m3/s消能型式 底流 消力池 挑流 水垫塘 中孔或深孔(孔数宽高) m 7711 858底坎高程 m 305.00 500.00单孔最大泄量 m3/s 1827 1583消能型式 底流 消力池 挑流 水垫塘 泄洪或排沙洞(条数闸门尺寸) m 153 51412底坎高程 m 317.00 540.00单洞泄量 m3/s 400 35623894(设计校核) 设计洪水位总下泄量 m3/s 40270 41065 校核洪水位总下泄量 m3/s 48680 496053 引水建筑物 引水洞直径 m 14.4 10压力钢管 m 12.6 尾水调压井(长宽高) m53、 无 2642581.5(阻抗式)尾水隧洞 m 1620.65接2234(城门洞型) 1820(城门洞型)续表6- (1) 序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站4 发电建筑物 主厂房(个长宽高) m 2213589(地面)2553187.5(地下) 235225.7574.1(地下)主变室(长宽高) m 1792037.5 23091731.6开关站(长宽) m 221037.5 23211705 通航建筑物 垂直升船机 预留通航建筑物位置过坝吨位 t 2500 最大提升高度 m 114 年过坝能力 万t 254 通航流量 m3/s 140001100 主要机电54、设备 1 水轮机 台 8 16水轮机直径 m 9.5 7.7额定出力 MW 761 761额定转速 r/min 75 120额定流量 m3/s 925 459额定水头 m 90 180最大水头/最小水头 m 113.6/79(毛) 230/154.7水轮机制造难度系数 10.25 13.64水轮机重 t 2713 22502 发电机 台 8 16单机容量 MW 750 750发电机视在功率 MVA 833 833发电机重 t 3485 3000发电机推力轴承制造难度系数 41.72 46.32 施工 1 主要工程量 土石方明挖 万m3 2434.5 2014土石填筑 万m3 66 3.4石方洞55、挖 万m3 266 1427混凝土和钢筋混凝土 万m3 1155 1308钢筋、钢材 万t 20.8 32.4帷幕灌浆 万m 22.3 77.2固结灌浆 万m 56.7 96.42 主要建筑材料 木材 万m3 11.3 17.8续表6- (1) 序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站水泥(粉煤灰) 万t 311.9 422.1钢筋、钢材 万t 45.2 42.933 施工工期 筹建期 2年 3.5年准备期 3年 3年8个月发电工期 7年 8年8个月总工期 9.5年 12年2个月 经济指标 1 静态总投资(2002/2004筹建) 亿元 224.51/225.25 56、363.32/363.592 总投资 (2002/2004筹建) 亿元 517.43/572.17 1019.31/1123.653 单位千瓦投资(静态/动态)20022004 元/kW 3742/86243754/9536 3028/84943030/93644 单位电能投资(静态/动态)2002h2004 元/kW 0.78/1.790.78/1.98 0.63/1.780.63/1.965 经济内部收益率 2002/2004筹建 13.9/13.97 13.866 财务内部收益率 % 13.6 13.127 还贷期上网电价 建成年份价/现价 h元/kW 0.375/0.217 0.40357、/0.2088 平均下网电价建成年份价/现价 h元/kW 0.623/0.378 0.677/0.359二 送出工程技术经济指标 1 供电范围 川渝、云南、华中 川渝、云南、华中、华东2 送电方案 方案 方案 川渝、滇各600MW,华中4800MW川渝、滇各1200MW,华中3600MW 川渝、滇各1200MW,华中6400MW,华东3200MW川渝、滇各1200MW,华中3200MW,华东6400MW3 落点输电方式电压线路长度回路数方案方案 宜宾交流500kV40km1昭通交流500kV190km1赣中直流500kV1300km1湘中直流500kV 1000km1赣中直流500kV130058、km1宜宾、昭通同方案各2回 宜宾交流500kV145km2昭通交流500kV120km2赣中直流600kV1350km1湘中直流600kV1050km1浙西直流600kV1900km1赣中直流600kV1350km1浙西直流600kV1900km1皖南直流600kV1800km1宜宾、昭通同方案续表6- (1) 序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站4 静态总投资(2002年筹建)方案/方案 亿元 151.51/119.24 299.31/313.03单位千瓦输变电投资方案/方案 元/kW 2525/1987 2494/2608三 东送联网与送电效益 联网效益 59、1 错峰效益 有利于云南、川渝、华中错峰 有利于云南、川渝、华中、华东错峰2 互为备用效益 西南、华中联网事故备用和负荷备用容量可调配使用,从而减少备用容量 西南、华中、华东联网事故备用和负荷备用容量可调配使用,从而减少备用容量3 水文补偿效益 有利于实现西南、华中二地区水文补偿 有利于实现西南、华中、华东三地区水文补偿 送电效益 远送华中可替代火电容量94送电电量利用率97 远送华东可替代火电容量100送电电量利用率99(送电华中同向家坝)四 梯级补偿效益 拦沙效益 1 拦沙量 单独运用60年减沙53亿t;单独运用30年减沙量相当于三峡库区淤积量的48 单独运用60年减沙104亿t,单独运用60、30年减沙量相当于三峡库区淤积量的592 下游河段冲淤变化 运用30年河道冲刷量为多年平均输沙量的1 运用60年河道冲刷量为多年平均输沙量的13 下游河道水位变化 宜宾至合江水位下降 0.5m 宜宾至合江水位下降 0.5m4 对重庆河段航道影响 淤积程度减轻与减沙效果有关 淤积程度减轻与减沙效果有关 梯级发电补偿效益 1 提高三峡、葛洲坝水电站的 保证出力,设计枯水年供水期延长 MW 32.5(提高0.5%) 379.2(提高6.1%),1个月2 增加三峡、葛洲坝水电站的 枯水期发电量 h亿kW 2.4(提高0.7) 18.9(提高5.5%)3 补偿提高三峡、葛洲坝水电站的 年发电量 h亿kW61、 0.1 9.9(提高1) 梯级防洪效益 1 对宜宾市的防洪作用 在金沙江洪水不与区间洪水遭遇的情况下,可对20年一遇以下的部分历史洪水起到一定的错峰防洪作用。 在金沙江洪水为主时通过水库调洪,可对宜宾50年一遇以下的洪水起到消峰防洪作用。续表6- (1) 序号 项 目 单 位 向 家 坝 水 电 站 溪 洛 渡 水 电 站2 对三峡的防洪作用 与三峡联合调度可起到减少三峡下游洪水威胁的补偿作用,作用较小。 与三峡联合调度可起到减少三峡下游洪水威胁的补偿作用,作用稍大。 对下游及三峡的航运效益 入库输沙量及泥沙粒径的改变,使重庆段回水变动区的淤积改善,对该河段航运状况有重要作用;增大下游枯水期62、流量,最小旬平均流量增加120160m3/s,增加航道水深;根本改善了向家坝以上156km河段航运条件,其中76km变为深水航道;库区航运条件改善明显。 入库输沙量及泥沙粒径的改变,使重庆段回水变动区的淤积改善,对该河段航运状况有重要作用;增加下游枯水期流量,最小日流量增加100300m3/s,增加航道水深;库区随水位变化全程或局部具备通航条件;对下游及三峡航运补偿效益较大。五 三峡总公司滚动开发承受能力 2009年以前需投资2002/2004筹建 亿元 289.77/152.4 209.4/150.32009年以前资本金投入2002/2004筹建 亿元 71.39/50.34 98/912063、09年以前三峡可提供资本金 亿元 193.78 193.782009年以前三峡总公司开发溪洛渡或向家坝平均负债率2002/2004筹建(三峡自身负债率41.85)最高负债率 2002/2004筹建 44.68/39.3454.4/50.0 44.49/41.355.06/50.3充分发挥溪洛渡的效益。向家坝水库淹没较大,向家坝和溪洛渡为一组电源,向家坝水库迟早都要建设,库区被淹没的两县一镇,经济发展较快,先建可使移民安置较易解决,补偿较少。向家坝工程技术难度相对较小。向家坝先建,可使级航道抵达溪洛渡坝址,对改善溪洛渡交通条件有利。(2)先建向家坝的主要不利条件先上向家坝初期外送电力较少,西电东64、送规模较小,供电范围适应性较差,难以考虑满足华东对电力的需求。向家坝水库调蓄库容较小,电能质量相对较差。库容较小,对三峡的减沙效益和补偿效益相对较小。在经济上,如按2002年开始筹建,总费用现值先建向家坝和溪洛渡分别为1471亿元和1456亿元,先建向家坝经济性较差。向家坝水库淤积,对溪洛渡施工将带来不利影响,如可能增加溪洛渡坝址覆盖层厚度,提高围堰高度等。6.2先建溪洛渡的主要利弊条件分析 (1)先建溪洛渡的主要有利条件如按2002年开始筹建,预计2013年12月第一批机组可发电,主要有利方面有:初期输送容量大,电能质量相对较高,有一定的调节能力,可较好地适应华东、华中电网对电力的需求,特别65、是对优化华东电网电源结构起重要作用。h。h。虽然年电量增加不大,但枯水期电量可增加18.86亿kWh,共9.9亿kWh和2.24亿kW溪落渡水库库容相对较大,溪落渡先建可提前对下游电站发挥补偿效益,每年可使三峡和葛洲坝电站分别增加枯水期平均出力308.7MW和70.5MW,共379.2MW;可使三峡和葛洲坝电站分别增加年发电量7.66亿kW溪洛渡水库先建可以减少向家坝水库入库泥沙,延长淤积年限;有利于向家坝发挥发电航运效益。对三峡的减沙效益大。通过溪洛渡水库的调节作用,可以减少向家坝施工导流流量和施工截流难度,相应减少导流工程量。避免向家坝先建因泥沙淤积可能对溪洛渡建设和厂房尾水位产生的不利影66、响。溪洛渡先建总费用现值小,经济性较好。(2)先建溪洛渡主要不利方面电站工程和送出工程投资较大。溪洛渡对外交通相对不便,筹建期较长,施工准备工程量相对较大。溪洛渡高坝及地下硐室群建设难度相对较大。在向家坝水库建成前,溪洛渡电站运行要受下游航运的制约,如要求一定的航运基流,下游水位变幅有一定的要求,使电站调峰受到限制。6.3对金沙江第一期工程综合比选排序的意见向家坝和溪洛渡两工程规模巨大,又是一组同一条江上的上下游衔接的相互补偿的水电站。但在开发上受许多因素制约,不太可能同时兴建,只能分先后。开发顺序需要从政治、经济、社会发展等多方面统筹决策。根据本报告从工程建设的特点、施工条件、建设周期、经济67、效益、电力市场的需求、对三峡入库泥沙的拦沙效益、建设资金筹措等因素的具体比较、分析,提出综合比选排序的意见是:(1)从技术功能比较评价、市场需求分析、经济效益和经济性比较的结果看,各方面的比较结论总趋向是一致的,即溪洛渡满足需要的程度、投入与产出效益和综合效益等都相对优于向家坝,先建溪洛渡的技术经济合理性较好。因此,溪洛渡宜排序在前。(2)结合资金承受能力对前期工作的安排建议:如果在三峡首批机组发电之前(2002年)即可筹建金沙江第一期工程项目时,则应抓紧再利用2年的时间完成第一期项目的可行性研究报告,另一个电站可放缓可研进度,但不宜间断前期工作。如果在三峡首批机组发电之后(2004年)才可开68、始筹建金沙江第一期工程项目时,则两项目可同步放缓、继续完成可行性研究工作。7结论通过对金沙江第一期工程向家坝和溪洛渡水电站综合比选和论证,结论归纳如下:三峡工程的建设正按照1997年大江截流,2003年首批机组发电,2009年工程完工三大里程碑进度计划逐步实现。金沙江下游河段的梯级开发就显得更加必要、更加现实。其积极意义主要体现在三个方面:第一,把清洁的能源西电东送,部分替代当地建火电,可以起到平衡东西部能源配置、优化电源结构的作用,同时减轻华中、华东地区北煤南运运力不足和环境保护的压力。华中、华东都是我国经济发达地区,经济基础好,负荷增长较快。30年电网规划表明,华中电网20102020年火69、电装机需要增加32000MW,届时火电装机容量需达74000MW左右,是目前火电装机的4.5倍;华东电网20102020年火电装机需要增加39000MW,届时火电装机容量需达110000MW左右,是目前火电装机的3.5倍。然而,华中、华东两地区都是一次能源缺乏的地区,预测华中四省2010年以后都将成为煤炭输入省,华东地区目前约有70的煤需由区外供应,2010年以后外供煤电的比重还要加大。因此,大规模发展火电必然要受到煤炭运输和环境保护以及合理电源结构的制约,积极引进外区送电,弥补本区水、火、核电的不足,是解决两区电力发展需要的途径之一。华中、华东地区具有接受外区送入能源的巨大要求和市场,金沙江70、又具有丰富的水能资源,初步研究表明,无论是建设向家坝或溪洛渡水电站,均比在华中、华东地区建设火电要经济,且加大向华中、华东送电的比例,综合经济性更好,因此,改部分输煤为输电有着强劲的市场竞争力。第二,发挥对三峡工程的补偿效益以及长久发挥三峡工程的防洪、拦沙、发电和航运作用,使其取得的综合效益更大。金沙江的开发对三峡工程的效益有较大的补偿作用,仅考虑溪洛渡电站就可提高三峡、葛洲坝两电站的保证出力380MW,相当于增建一个百万千瓦级的水电站。但更显著的作用是拦沙效益,长江三峡的泥沙有近一半来自金沙江,如向家坝、溪洛渡两梯级紧接三峡先后投入,则不仅可拦截坝址以上全部推移质,而且单独运行30年可减少三71、峡库区淤积量的4050,延长三峡水库寿命,减轻水库变动回水区的泥沙淤积程度,提高运行水位从而有利于进一步持久发挥三峡工程的防洪、发电、航运等综合效益。第三,发展西南经济,沟通西南、华中、华东三大经济区,为实现资源、经济优势互补,共同发展将起到联系的纽带作用。金沙江中、下游地区近十余年来经济有了一定的发展,但整个地区经济仍不发达,少数民族地区仍处于相对贫困状态,沿江各地方政府迫切希望尽快开发金沙江,以带动其它资源的开发及地区经济和文化的发展,使资源优势早日转化为经济优势,以改善我国的产业结构布局,有利于国土整治和少数民族地区脱贫致富,促进民族团结。本报告论证提供的资料和数据进一步表明,继三峡工程72、之后适时开发金沙江第一期工程向家坝或溪洛渡,是非常必要的并有深远的重要意义。两工程开发排序的推荐意见:向家坝和溪洛渡都是金沙江下游效益显著的特大型工程,而且是一组紧密联系、效益互补的工程,相继建成才可充分发挥调节与反调节,以及梯级优化组合的联合整体效益。鉴于两工程规模巨大、影响大,同期开发涉及问题较多,考虑实际和可能,仅就通过对向家坝、溪洛渡两工程可行性研究中间报告的技术经济指标、减沙和梯级补偿效益、送电效益以及投资承受能力等几个重要因素的初步研究论证、综合评价,在相对比较的基础上提出两工程开发排序意见:如果2002年可以开始筹建,那么溪洛渡工程经济指标较好、技术可行、资金承受能力也有现实可能73、性,应排序在先,优先开发,尽快完成可行性研究报告;向家坝可适当放缓完成可行性研究报告的进度,但不间断前期工作。理由可概括如下:以上,容量效益和电量效益均发挥得较好。溪洛渡的优势是东送的电力、电量是向家坝的2倍以上,2020年前可实现川渝、滇、华中、华东电网的联网,在一定时间内可兼顾华中、华东的受电需求。而向家坝送电能力和范围相对较小,满足不了华东地区的电力需求。经济分析表明,西电东送愈早愈好,愈多愈经济。因此,先建溪洛渡经济上较为有利,同时还可取得相对较大的联网错峰效益,减少系统备用容量效益,东西部水电站的水文补偿效益。%,送电电量利用率99%,送电电量利用率为97。溪洛渡送电华东替代火电容量74、效益为100%其一,从西电东送的效益来说,向家坝和溪洛渡都有很好的送电效益,华中、华东电网系统装机的控制月份均在汛期7月和8月,恰值向家坝或溪洛渡电站发电高峰期,供求同步,使得两电网接受送电的能力强。向家坝或溪洛渡送电华中替代火电容量效益为940.9,即水库拦1t的沙,对三峡库尾可减少0.9t的淤积。尤其是在水库运用的前2030年之内,大部分泥沙都拦在库内。两工程减淤的作用差别不大,效益都是很大的,但两工程库容差别较大,汛期限制水位以下的库容溪洛渡约为向家坝的2倍,悬移质泥沙出库的过程也不同,总的来说溪洛渡的减沙作用和时效均大于向家坝。溪洛渡30年减沙量与向家坝60年的减沙量相近;60年的减沙75、量是向家坝的2倍;90年减沙量可以达到不建溪洛渡时三峡库区淤积量的一半以上。此外,先建溪洛渡可以大大减少向家坝水库的泥沙,减缓向家坝水库淤积速度,延长其使用寿命。水库拦沙不仅减少了下泄量,同时也使泥沙变细,向家坝10年、溪洛渡30年之内出库悬沙中径0.01mm,这对维护重庆河段航道是极为有利的。因此,从对向家坝、三峡水库的减沙效益来看,应先建溪洛渡。:其二,从拦沙效益来说,金沙江悬移质年输沙量为2.45亿t,推移质年输沙量为182万t,是泥沙较多的河流,在三峡投入运行后,适时兴建向家坝或溪洛渡,在一定时间内都将起到显著的拦沙效果,对三峡库区,尤其是库尾回水变动区起到减淤作用,其减淤效果为1其三76、,从资金承受能力分析,三峡总公司的资金承受能力较强,在三峡建设期间负债率平均低于50,发电后收益较大,工程竣工后总资产将达2500亿元以上,将三峡、葛洲坝作为母体电站滚动开发向家坝或溪洛渡均是可行的。定量分析表明,若只承担投资20的资本金,其余由融资解决,无论先上向家坝还是溪洛渡,所占三峡资本金来源的比重都很小,都可以满足对资本金的需求。同时,对三峡总公司的财务经济指标影响不大,均在承受能力之内。从筹集投资方面分析,溪洛渡总投资是向家坝的2倍,但在2002年开始筹建至三峡2009年竣工以前,向家坝与溪洛渡分别需要投资为290亿元和210亿元,溪洛渡要少80亿元,占1/4强。从资本金方面分析,向77、家坝和溪洛渡分别需要资本金103.5亿元和203.9亿元,而2009年以前分别需要71亿元和98亿元,溪洛渡仅多27亿元。总的来说,虽溪洛渡投资规模大,但就三峡竣工之前先建溪洛渡从资金筹措角度只体现于资本金比向家坝多27亿元,而投资需求却少80亿元,并未增加多少负担。而三峡竣工之后收益很大,溪洛渡的投资容易解决。如果2004年以后才有可能进行三峡后续工程的筹建工作,那么最好是同步继续完成可行性研究报告。经过一年多的比选工作使两工程的可行性研究中间报告已达到相当深度,主要工程地质问题已基本查明,工程规模、枢纽布置等初步选定,但与可行性研究的深度还有一定距离,关键技术问题的进一步试验研究、论证与落78、实尚需一定的时间和投入,2004年筹建,时间上比2002年筹建可宽缓两年左右,经费投资强度也可降低。此外,可研工作连续不断可减少两个工程往复进点带来的损失。从发展角度看,向家坝、溪洛渡电站是一组功能关系共轭性较强的电源点,互补效益较大,梯级滚动连续开发,可获得最好的经济效益,也是水能资源的经济合理开发方式。随着社会经济的发展,比选因素条件也会发生变化,2004年前有条件同步完成可行性研究报告,对决策开发规模如此巨大的任何一个工程都是有利的。先建溪洛渡的技术可行性和经济合理性技术可行性:向家坝和溪洛渡都是特大型工程,各自都有一些属世界水平的技术问题,缺乏实践经验,相对来说,溪洛渡的技术问题难度要79、高些。尤其是273m的高拱坝、相当于9度设防的高地震、可能高达30000m3/s的坝身过流量。坝工设计上的“三高”问题,以及大型机组的制造难度,近2000km的输电问题等还需要攻关解决。经验告诉我们,没有那一个大型工程不是在突破一些技术难题而建成的。80年代建成的龙羊峡电站坝高178m,为当时国内最高的重力拱坝就有很多突破;90年代即将建成的二滩双曲拱坝高240m,又有新的突破,是集多项居世界前缘技术指标于一身的尖子工程。在三峡工程和二滩工程的基础上,有它们的宝贵经验作借鉴,建设溪洛渡工程,必将可以解决报告中所指出的诸多技术难题。经济合理性:h、混凝土浇筑314向家坝、溪洛渡两工程总工程量土石80、方开挖分别是2800万m3和3500万m3(其中洞挖量1400万m3)、混凝土浇筑分别是1200万m3和1300万m3,根据国内已建或在建的十多座大型水电工程统计表明,所需的工程量为土石方开挖632m3/万kW h),混凝土浇筑分别是14h(其中洞挖2 m3/万kWh和7 m3/万kWh。三峡和二滩土石方开挖分别是10.5 m3/万kWm3/万kW h(其中洞挖2 .5h和 6 m3/万kWh。向家坝和溪洛渡的土石方开挖分别是9.5 m3/万kWh和3.5 m3/万kWm3/万kW h和2.5h),混凝土浇筑分别是4 m3/万kWm3/万kW h。比较说明向家坝和溪洛渡的主要土建实物指标都是很81、低的,溪洛渡的指标比向家坝还要优越。这和历来分析金沙江较其它河流的动能经济指标优越是一致的。工程投资可靠性主要取决于设计基本资料和工程量计算的可靠程度,本次比选注意到了要适当留有余地。由于溪洛渡单位电能工程量指标比向家坝相对较低,单位投资指标也是较为经济的。故单位千瓦和单位电能的静态投资指标溪洛渡均优于向家坝,但因溪洛渡的工期较长,反映到动态投资上,其指标两者持平。两工程本体的国民经济评价指标和财务评价指标均满足国家的规定,经济上合理,财务上可行。m3/万kW以上,而火电造价不变时,水电东送经济性才不如在当地建火电经济,但这和煤价上涨,环保费用增加的趋势是不相符的。先建向家坝或先建溪洛渡的不同82、开发顺序经济分析也表明,先建溪洛渡总费用现值最小。从以上工程实物指标、工程本体的国民经济指标和财务评价指标、向东送电的经济分析和风险分析、不同开发顺序的经济分析等多方面的结果均说明,建设向家坝或溪洛渡都具经济合理性,并且先建溪洛渡在经济上较优。%向东送电的经济分析表明,两电站均较在华中、华东建火电要经济,且先建溪洛渡经济性更好些。只有在水电造价上浮15兴建溪洛渡的时机。从三峡总公司承受资本金的能力来看,仅2002年和2003年两年内有资金缺口15.5亿元,略显紧张,而2004年三峡就可以提供大于当年所需的资本金10亿元,以后还会逐年增加。因此抓紧时机,2002年即开始筹建,2014年第一批机组发电,2017年完工是较好的选择。%综上所述,西电东送需要、三峡工程需要、西南经济发展也需要尽早开发金沙江水电。各方面的分析均表明先建溪洛渡优于先建向家坝。为减小溪洛渡工期较长、筹建期也较长、送电距离远的不利影响,适应东部电力需求,愈早建才愈有利。初步分析2004年开始筹建较2002年筹建,静态投资几乎不变,只差2700万元,而动态投资要提高104亿元,约增加10金沙江第一期工程的开发,有巨大的经济效益、社会效益,我们期望开发这取之不尽的资源,加快她的开发步骤,为实现西电东送的伟大目标,不失时机地付诸实施,早日造福于人民。