1、城建发电结合城市供水航运灌溉等综合利用水利枢纽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月城建发电结合城市供水航运灌溉等综合利用水利枢纽工程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64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1 综合说明1.1概述xx水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市xx镇xx村以下1km处的2、增江新开河段内，坝址距增城市中心8km，下游至增江出口约14km。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝址下游约14km处流入东江。增江流域集雨面积为31560km，干流河道长为203km，河道平均坡降为0.74,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。工程坝址以上集水面积2978km,占整个流域集水面积的94.2%，河长189km，增城市河段平均坡降为0.17。坝址上游已建有大中小型水库111宗，计有：大型xx水库宗，中型xx、梅州、xx、百花林宗，小（一）型水库28宗，小（二）型水库78宗，总库容5.03亿m，兴利库容3.36亿m，控制集雨面积926.523、km，占xx坝址以上集雨面积的31.11%1.2工程建设的必要性xx水利枢纽工程是经审定的增江流域规划方案中的增城梯级，是分期实施开发增江水资源的一个重要项目，是促进增城市城区开发和开发区经济发展的基础工程，也是省级农村能源综合建设试点所选定的项目。增城市是一个以盛产荔枝而闻名中外的历史名城，改革开放以来，社会经济发展很快，城区建设日新月异，人民生活水平逐年提高，群众对居住环境的要求越来越高，而作为贯穿于市中心的增江，却受到河槽下切的影响而水位下降，使大片河滩荒地裸露，水环境容量大大减少，严重影响增城市区的生态环境和投资环境，为了加快城区建设开发步伐，以达到扩大内需，拉动增城市经济发展的目的，4、非常迫切也很有必要兴建xx水利枢纽工程，壅高增江水位，形成人工湖泊，美化市区环境。1.3综合利用要求本梯级工程的开发目标是以城建、发电为主，结合城市供水、航运、灌溉、交通等综合利用的水利枢纽工程。2 水文2.1流域概况xx水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市xx镇xx村以下1km处的增江新开河段内，坝址距增城市中心8km，下游至增江出口约14km。坝址右岸，距离增滩公路1km，往南距在建的增城新火车站7km；坝址左岸，北可沿增博围堤顶经广汕公路到xx，南可经塘口村通荔三公路。坝址处交通、通信、供电等条件均较优越。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝5、址下游约14km处流入东江。增江流域集雨面积为31560km，干流河道长为203km，河道平均坡降为0.74,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。增江干流自东北向西南流，河宽约100300m，没有明显的上、中、下游之分，水流比降变化也不大，河水常年清澈，只在洪水期较浑浊，悬移质含沙量不大，约0.10kg/m。沿河两岸为广东省农业较发达地区，工业比重不大，人口较多且集中，有可成片开发的滩地。工程坝址以上集水面积2978km,占整个流域集水面积的94.2%，河长189km，增城市河段平均坡降为0.17。坝址上游已建有大中小型水库111宗，计有：大型xx水库宗，中型xx、梅州、xx、百花林宗，小（一6、）型水库28宗，小（二）型水库78宗，总库容5.03亿m，兴利库容3.36亿m，控制集雨面积926.52km，占xx坝址以上集雨面积的31.11%(不计149宗小山塘)。2.2气象增江流域属亚热带气候，受东南亚季风影响很大，且处于低纬度地区，太阳辐射，日照时数多，平均气温高；气候炎热多雨，夏季绵长。工程所在地的气象站为xx站（增城站）。xx站于1958年12月设站至今，观测的主要项目有气温、蒸发、降雨、湿度、风向风力等。工程所在地的主要气象特性为：气温：多年平均气温为21.6,平均最高气温为28.5，平均最低气温为12.1。极端最高温为38.2,极端最低温度为-4.5。夏季49月均气温为27。7、降雨：本流域属丘陵地区，年平均降雨量为1820mm，但年内分配不均，46月多季风雨，占全年降雨量的46.7，79月多台风雨，占全年雨量的36.27,其余103月降雨量只占全年的17.03。据中游南昆站实测，最大24h降雨量为480mm。蒸发：多年平均水面蒸发量在11402800mm之间，据增城站实测蒸发量资料统计，多年平均蒸发量为1232mm。湿度：流域内水汽充沛，湿度较大，平均相对湿度达84，极端最大相对湿度99。风向风力：夏季多吹东南风和偏南风，冬季多吹北风和偏北风。多年平均风速2.5m/s，实测最大风速15m/s。2.3水文基本资料增江流域主要的水文、水位测站有：新家埔、xx、香溪、龙门8、和渡头站，以上五站均为国家级水文站，由省水文局管理。xx水文站离xx坝址较近，位于坝址上游17km，于1954年4月设站至今已有45年的实测水文资料，并经过历年整编，精度可靠，可作为本工程设计的主要根据。在xx坝址下游1.7km处设置有工程专用水位站一大江水位站，该站观测时间较短，仅有1992.11993.12的水位资料，但资料质量较好，精度较可靠，且离坝址较近，可用于工程设计。xx水利枢纽工程上、下游主要水文测站情况如下表2-1。表2-1 坝址上、下游水文站情况一览表站名站别集水面积（km）资料系列测验项目新家埔水位站31131951.6至今水位xx水文站28661954.4至今水位、流量、9、降水量、蒸发量香溪水位站14611960.1至今水位、降水量龙门水位站7771956.5至今水位、降水量渡头水文站4721958.7至今水位、流量、降水量大江专用水位站1992.11993.12水位2.4径流径流系列及代表性分析xx站1955年4月起有较完整的径流资料，故该站的径流系列采用1955年4月1997年3月共42年。xx水库位于xx坝址和xx站的上游，控制面积461km，总库容2.41亿m，于1992年8月开始下闸蓄水，同年10月并网发电,该水库的运用对xx站的径流会产生一些影响，可研阶段曾根据xx水库的水文资料，对年、月径流进行了还原计算，并进行了统计分析，成果如表2-2。表2-210、 xx站实测和还原年径流统计成果对比表 单位：ms统计系列n年平均枯水期平均汛期平均实测还原实测还原实测还原1993.41997.34127.3127.756.450.7198.1204.7可研阶段认为，xx水库1992年月下闸蓄水以来，对增江的枯水流量起到了一定的调节作用，建库以后xx站的实测枯水期平均流量比天然情况（还原后）增加5.7 m/s，相对增加11.2，但由于xx水库为年调节水库，因此对年径流总量影响不大，1993年月1997年3月四年的实测和还原后的年平均径流量分别为127.3 m/s和127.7 m/s两者基本一致，因此在年径流频率计算时可采用实测系列进行分析计算。年径流实测系11、列见附表2-2。从年径流实测系列可见，本次设计采用的径流系列流量小于100 m/s的枯水年份有13年，其中包含特枯年份1963.41964.3（Q=40.6 m/s）,流量大于150 m/s的丰水年份有9年，约占径流系列的21.4，且径流系列已达42年，丰、平、枯各种典型的代表年俱全，具有较好的代表性。2.4.2径流计算xx坝址位于xx水文站下游约17km，集雨面积2978km,比xx站的集雨面积仅大3.76，且区间无大的支流加入，因此本工程的年径流分析计算主要对设计依据站（xx站）而进行，坝址的年、月径流由xx站用面积比直接搬家而得。年径流系列采用xx站1955年1997年3月的实测径流系列12、。统计参数采用矩法公式计算，频率曲线采用P-型。经复核后，xx参数站年径流频率计算成果如表2-3。 xx站年径流设计成果表2-3 单位m/s系列n均值CvCs/CvQp()10509097实测系列42120.80.302169117.277.362.3根据上表2-2的年径流频率计算结果，丰、平、枯三种典型的代表年以年水量接近P=10、P=50、P=90的设计值为原则，考虑到xx水库运行的实际情况，代表年尽量在xx水库投入运行后的年份中选取，经比较分析后，选用1993年4月1994年3月（Q167.6 m/s），1995年4月1996年3月（Q 107m/s），1958年4月1959年3月（Q813、0.3 m/s）为丰、平、枯的代表年；其中1993年4月1994年3月和1995年4月1996年3月为xx水库投入运行后的年份，较能代表实际情况；P=90的枯水代表年在xx水库投入运行后的年份中找不到年水量较为接近的代表年，故在xx水库投入运行以前的年份中选取，枯水期流量与实际情况相比稍为偏小，可对电能计算成果略留余地。2.4.3坝址径流设计据前述，xx坝址的径流由xx站用面积搬家指数k=2978/2866=1.039求得，坝址的年径流设计成果如表2-4。 表2-4 xx坝址年径流设计成果 单位：m/s系列n均值CvCs/CvQp()10509099实测系列42120.80.302.5167.14、49116.6979.7358.472.5 洪水 暴雨特性增江流域特性地形属增江流域地形属丘陵盆地及中、低山地形，且临近南海，五、六月份受热带海洋气团的影响，使流域内常处于潮湿不稳定的状态，易于形成强度大、历时较长的降雨，46月为前汛期，主要是锋面雨；79月为后汛期，多为台风雨，实测最大24h降雨量376mm。洪水特性增江流域洪水主要由暴雨形成，洪水特点是水情复杂，遭遇多种，流量变率大，增江上游河床陡峻，又常为暴雨中心，暴雨下降后迅速汇集，中游河槽淤浅，容量少，形成洪水暴涨暴落；由锋面雨造成的洪水峰型较肥硕，涨水缓慢。由台风雨造成的洪水峰型尖瘦，变率大。年最大洪水一般发生在49月，一次洪水过程15、一般为35天。据xx站19551997年实测洪水的资料统计，年最大洪峰流量发生在五、六月份的次数有31次，占7.1。实测最大洪水发生在1959年月，xx实测洪峰流量4180m/s，重现期相当于50年一遇。xx站实测洪峰流量系列见附表2-5。附表2-5 xx站洪峰流量系列 单位：m/s年份洪峰流量年份洪峰流量1955181019761790195611401977114019572340197864119589951979196019594180198021601960190019811930196112101982135019621770198317301963608198422001964116、5601985117019651100198616401966352019872530196712801988110019683620198912501969190019906631970126019913711971143019921610197213201993178019731860199411001974321019951460197521801996800199715702.5.3设计洪水xx站的设计洪水可研阶段采用实测洪峰流量系列，考虑到上游xx水库已于1993年投入运行，为了使系列较为一致，本阶段采用系列1955-1997年进行对比分析，计算结果见（表2-6）表明。表2-6 xx17、xx坝址设计洪峰流量成果表站名nQCvCs/Cv0.20.330.51251020xx421677.60.484.05821.35401.95099.94546.34009.53288.12734.52180.9坝址17430.4846148.35612.65298.84723.64165.93416.32841.12266.02.5.4施工洪水根据施工安排，施工导流标准为5年一遇（P=），施工分期为103月和94月，根据xx站实测洪水资料进行分期洪水频率计算，计算得洪峰流量（P=）分别为391 m/s和1030 m/s，用面积比的0.5次方搬至坝址得到本工程的施工洪水洪峰流量Q=398m/18、s（103月）和Q=1050m/s(94月)。2.6泥砂增江流域上游森林覆盖率较高，地面植被基本良好，水土流失不严重，中、下游人为破坏不大，悬移质含沙量不会高。坝址附近仅xx站有1954、1955、1956、1966、1967、1968等六年的泥沙资料，据统计，多年平均含沙量0.101kg/m，多年平均输沙量43.3万t/年，约3.33万m/年。2.7 设计断面水位流量关系曲线本枢纽工程没有实测的水位流量资料，主要依据新测河道断面资料和xx、新家埔站的实测水文资料用水力学方法进行修正，高水部分参考增城市防汛手册所确定的防汛水位定线。坝址缺乏实测资料，大江水位站的实测点少，资料代表不足，对HQ的19、定线和精度要求仍有一定困难，因此，建议在可能的条件下对坝址实施水位、流量测量，以验证和提高坝址水位流量关系曲线的精度。 3 地址概况1.地质概况xx水利枢纽工程地处小丘陵平原地区，钻探成果表明整个新开河段的土质比较清楚，坝址附近的土质大部分为第四纪花岗岩风化土。其自上而下分别为素填土、粉质粘土。中粗砂砾石层，基岩，坝址内未发现软土夹层等不利地质现象，但砂砾层具强渗透性，属不良地质条件。岩层较完整，未发现较大规模的断层及破碎带。坝址场地内分布着两种类型地下水即第四纪及全风化中的空隙税合计严重的裂隙潜水。根据广东省地震烈度区划图本场区地震属6度区。天然建材，工程所需的砂料分别从坝址上、下游河道内开20、采，储量满足要求。土料从坝址右岸附近开采，石料分别从作案324国道附近的采石场以及坝址右岸下游增滩公路附近的石料场开采或购买，可以满足本工程所需。根据地质报告，地基允许承载力为190KN/M2。2.地形资料(略)3.地震本工程所在地区的地震基本烈度为6度，采用设计烈度亦6度，根据水工建筑物抗震设计规范SL203-P7本工程各项建筑不进行抗震计算，仅适当采取结构及工程措施。4 工程任务和规模4.1工程建设的必要性xx水利枢纽工程是经审定的增江流域规划方案中的增城梯级，是分期实施开发增江水资源的一个重要项目，是促进增城市城区开发和开发区经济发展的基础工程，也是省级农村能源综合建设试点所选定的项目。21、增城市是一个以盛产荔枝而闻名中外的历史名城，改革开放以来，社会经济发展很快，城区建设日新月异，人民生活水平逐年提高，群众对居住环境的要求越来越高，而作为贯穿于市中心的增江，却受到河槽下切的影响而水位下降，使大片河滩荒地裸露，水环境容量大大减少，严重影响增城市区的生态环境和投资环境，为了加快城区建设开发步伐，以达到扩大内需，拉动增城市经济发展的目的，非常迫切也很有必要兴建xx水利枢纽工程，壅高增江水位，形成人工湖泊，美化市区环境。4.2综合利用要求本梯级工程的开发目标是以城建、发电为主，结合城市供水、航运、灌溉、交通等综合利用的水利枢纽工程。城市景观与生态环境xx水利枢纽工程是增城市建设的一个重22、要组成部分，位于增城市区中心下游约8km，由于拦河闸坝的建成，使xx至小楼的增江河段水位升高36m，形成长22km，平均宽200mm的人工湖泊，使干枯的城区河段保持一池清水，青山楼宇与绿水相辉映，景色怡人，这就大大美化增城的城区景观与生态环境，使一江两岸的土地升值，形成以增江河为中心的房地产地产开发热潮，促使城区的建设速度和社会经济的发展。发电通过拦河建坝，使原来1.0m左右的水位提高至6.5m在坝的上下游形成水头了落差，可进行水力资源开发。根据水能计算结果，装机容量6000kw，保证率P=90%时出力925kw，多年平均年发电量2888万kw.h 。供水增江河段由于近年来河床挖砂而使水位下降23、，原砂糖水闸渐渐不能进水，县江因为失去进水而逐年淤积，致使增博围内的xx镇、沙庄街及石滩镇部分村庄的农田及居民缺水。通过兴建引水工程，可解决解决围内5.8万亩耕地和4万多人的用水问题。 航运由于拦河闸坝壅高水位，使增江的xx至小楼22km航道得到彻底的改善，提高通航能力。坝址以上由原来丰水期只能通航50t船只，提高到全年能通航300t船只，跃升为V级航道。4.2.5交通拦河坝上结合架设公路桥，使增江两岸的郑田与塘口沟通，并使增滩路与荔三路的中段增加了横向通道，改善了这一地区交通条件。4.3正常蓄水位确定梯级衔接要求据广东省增江流域规划复查报告（广州市水电局，1987年7月），正果一级闸前水位建24、议为14.0m，增城一级（xx）闸前水位建议为7.0m，正果水电站工程为使上游龙门县白庙电站尾水不受回水影响，实施闸前水位为13.0m，最低尾水位为7.25m。考虑到xx枢纽回水的影响，xx闸前水位宜控制在7.0m以下，可研阶段从发电兴利、灌溉供水及美化城区环境等综合考虑，曾拟6.0m，6.5m，7.0m三个闸前水位方案比较，以满足梯级衔接要求。4.3.2正常蓄水位的选择据可行性阶段的资料分析，正常蓄水位从6.5m增至7.0m时，淹没面积将大大增加，超过1200亩，淹没投资相应也大大增加，同时将增大对各围排水的影响，特别是影响到xx镇的城市排水管网系统。牵涉面广，增加了处理的难度，因而从定性上25、排除了正常蓄水位7.0m的方案，仅从6.0m与6.5m两个方案进行比较。正常蓄水位技经指标比较见表4-1。表4-1 正常蓄水位技经指标比较表项目方案备注6.0m6.5m年平均发电量（万kwh）27272888均按6000kw装机计算，投资为方案比较阶段数，枢纽工程仅指拦河闸坝年发电量增值（万kwh）161淹没面积（亩）79498052淹没面积增值（亩）103枢纽工程投资（万元）25842716工程总投资（万元）49625224投资增值（万元）262增值单位电度投资（元/kwh）1.627从上表可以看出，当闸前水位增加到6.5m，虽然淹没面积增加到103亩，枢纽工程增加工程投资132万元工程总投26、资增加262万元，增值单位电度投资为1.627元/kw.h，小于工程电站部分单位电度投资1.809元/kw.h，远小于广东省在建小水电单位电度投资，从经济上看是合理的。另外，若按上网电价0.4525元/KW.H.计算，年增加发电效益达到72.85万元，静态投资回收期只有3.6年，经济指标相当优越。因此，综合水库淹没，主体工程投资及各种及各种经济指标后选用正常蓄水位6.5m是合理的。增城市城区街道及建筑ud地面高程一般为10m11.5m之间，xx站多年平均最高洪水位为9.20m汛期警戒水位7.2m，xx水利枢纽正常蓄水位为6.50m，推算至xx站的回水约为6.5m回水位与增城市区的最低点面高程相27、差约3.5m 左右，远低于城区街道及建筑物的最低地面高程10.00m。据调查，目前城区排水支渠渠底高程（出口处）多数超过6.50m。河屋、夏街、雁塔三个电排站的起排水位7.00m，当xx水利枢纽回水位为6.5m，时，对城区排水的自排能力基本上没有影响。综上所述，xx水利枢纽工程正常蓄水位为6.0m和6.5m其技术上都是可行的，但6.50m方案经济指标较好，故选定6.50m为本工程的正常蓄水位是合理的。4.4机组容量及运行机型的选择电站的特点及运行方式方式的确定xx水电站是增江下游的末端梯级，是一低水头径流式电站，靠闸坝壅高水位形成水头发电，电站的水头变化范围为4.5m-6.5m，电站最突出的特28、点是水头低，流量大。xx电站的运行方式，对装机容量规模有一定的影响，若调峰运行规模可能大些，但调峰运行会损失一部分水头，相应发电量亦会减少，从而影响发电效益。从电站的实际情况来看，电站的工作位置，宜在基荷或必要时在腰荷运行，不参于电网调峰，尽量避免由于调峰运行所造成的电量减少。本工程以城建、发电为主，兼顾船运，结合交通的综合利用工程。水库不具长时间调节性能，但上游xx水库、正果等梯级，按理可对下游梯级做有水力联系的补偿调节，但目前无法做到，所以仅根据机组运行特性和来水条件，确定电站的运行方式。（1） 当上游来水流量小于250m/s，利用拦河闸闸门开度控制，泄放超过机组可以利用以外的流量，使电站29、保证正常蓄水位6.5m运行。（2） 当上游来水流量大于250m/s，拦河闸闸门全开泄洪，停止发电，直到来水流量减少至250m/s以下，再用闸门控制来保证正常蓄水位发电。（3） 电站日调节运行时，水库水位宜控制在5.72m以上，以免电站水头减少而损失电量，调节后要及时回蓄准备下次或第二天调节。（4） 根据坝址日平均流量统计，保证率P=90时，流量为22 m/s，P=0，流量为34m/s，而本电站单机流量为49.3m/s，故当枯水流量较少时，每天可集中一台机发电1016h。（5） 本枢纽不设专用的入库水文站，闸坝泄洪和电站发电调度所需的流量资料采用xx水文站的资料。洪水调度过程如表-2。xx枢纽洪30、水流量调度过程表 表4-2天然流量（m/s）库水位（m）发电流量（m/s）闸控泄量（m/s）Q147.96.5Q0147.9250恢复天然水位0QQ250回蓄至6.5147.9Q147.9电力电量发展要求据增城地区“九五”电力发展规划及2010年远景展望（增城市电力局），预测2005年、2010年最大负荷分别为55.33万kw和88.67万kw，电量要求分别为28.78亿kw.h和51.43亿kw.h，而全市现有自发电装机容量6.4万kw，年自发电量9540万kw.h，“九五”期间预计水火电装机容量为18.99万kw。因此无论近期、远期电力电量缺口都很大，需要省大电网调配供给才能满足增城市的电31、力电量要求，但并非增城市电网的需求就是xx水电站经济合理的装机容量，因此，本电站的装机容量可根据自己的特点即实际情况拟定装机规模。 装机容量的选择根据本次径流设计采用的丰、平、枯三个代表年的径流资料，通过总利用率最优（即水能利用率与机械利用率的乘积最大）得出本电站的装机容量为5735.6kw，设计引水流量149.7 m/s，设计水头5.00m。参考类似低水头径流式电站情况，按年利用小时不小于4000h和水量利用率不小于50两个条件初选5000kw和6000kw两个方案进行比较。装机容量比较见表4-3。装机容量方案比较表表4-3项目方案备注5000kw6000kw机电设备拟定（万元）40824432、60均按闸前水位6.50m计算能量指标，投资为方案比较阶段数值。土建投资（万元）10031081工程总投资（万元）50855541总投资增值（万元）456年平均发电量（万kw.h）26842888年平均发电量增值（万kw.h）204年利用小时（h）53684813增值单位电度投资（元/kw.h）2.24增值单位千瓦投资（元/kw）4560从表4-3可以看出，装机容量从5000kw增至6000kw时，机电设备及安装工程投资增加378万元，土建（主要指厂房）投资增加78万元，工程总投资增加456万元，增值单位电度投资2.24元/kw.h，小于广东省在建的小水电单位电度投资；增值单位千瓦投资也较小，33、只有4560元/kw，小于广东省的平均水平。从水量利用率来看，装机6000kw水量利用率达61.9，比装机5000kw高7.5。因此，综合以上各方面因素，本阶段仍采用装机容量为6000kw。 机组机型的选择本工程电站最大水头6.5m，设计流量为149.7 m/s时，相应下游水位1.10m，考虑部分发电水头损失，电站设计水头5.0m，为平均水头的96.2。参考国内生产厂家的型谱资料，机型选用常规轴流式ZZ600-LH-300型，转轮直径选用330cm，转速125r/min，3台，单机容量2000kw。具体机组型号在机电专业中选定。5 工程布置及建筑物5.1设计依据工程等别及建筑物级别根据广州市水34、利局增江流域规划划复报告，xx水利枢纽位于增江下游。本工程坝址选在xx镇xx村以下1km的增江新江开河段上，上游距增城市区8km，下游距增江出口14km。坝址以上集水面积1978km2，多年平均流量125.51m3,水库正常蓄水位6.5m，相应库容1700万m2，电站装机容量6000kw，多年平均电量2888万kw.h。根据国家标准防洪标准GB50201-94的规定，以及广州市水利局对本工程可行性研究报告的审查意见，确定本工程为III等工程，其他建筑物级别与洪水标准如下(表5-1)：永久建筑物级别与洪水标准表5-1项目建筑物级别洪水重现期（年）正常运用非常运用拦河闸坝320100电站厂房32035、100船闸320100次要建筑物42050围堰35/设计基本资料.1水文气象数据（1）水文坝址以上集水面积2978km2多年平均径流总量39.5亿m3多年平均流量 125.51m/s（2）气象多年平均降水量1820.0mm多年平均气温21.60C最高平均气温28.50C最低平均气温12.10C多年平均相对湿度84%多年平均风速2.5m/s多年平均最大风速15.0 m/s多年平均蒸发量1232.0m(3)泥沙多年平均输沙量43.3万t多年平均含沙量0.10kg/ m5.1.2.2 特性水位及下泄流量特性水位及下泄流量表 表5-2项目闸前水位（m）最大下泄流量（m/s）闸下游水位（m）校核洪水（P36、=1）9.9050709.70设计水位（P=5）8.5035808.35正常蓄水位6.505.1.2.3 电站动能指标及机组参数 电站装机容量 32000kw 电站最大水头 6.50m电站最小水头 4.50m电站设计水头 5.0m机组额定流量 49.3 m/s机组安装高程 2.0m电站保证出力（P=90） 925kw多年平均发电量 2888万kw.h年利用小时数 4813h5.1.2.4 通航要求根据增江航道管理站的意见及可行性批复，目前增江航道级别不足级，规划设计要求达到级，通航吨位要达到300t。5.1.2.5 地震烈度本工程所在地区的地震基本烈度为6度，采用设计烈度亦为6度，根据水工建筑37、物抗震设计规范SL203-97的规定，本工程各项建筑物不进行抗震计算，仅适当采取结构及工程措施。5.1.2.6 开挖边坡建议值（见表5-3）开挖边坡建议值表表5-3坡比分层临时边坡永久边坡水上水下水上水下沙层1：1.71：21：21：2.25沙砾1：1.51：1.751：1.751：2粘性土1：1.251：1.51：1.51：751：1.51：1.751：2全风化带1：11：1.251：1.251：1.51：1.251：1.41：1.51：1.755.1.2.7 安全系数和允许应力（1） 拦河闸坝抗滑稳定安全系数基本组合k1.25特殊组合k1.10基底应力各种计算情况下地基反力的最大垂直应力不38、大于地基承载力；应力比不大于规定值。根据地质报告，基底允许承载力=190 KN/ m2（2） 厂房抗滑稳定安全系数基本组合 k1.1特殊组合 k1.05抗浮稳定安全系数kf1.1基底应力：各种计算情况下地基反力的最大垂直应力不大于地基承载力；应力比不大于规定值。根据地质报告，基底允许承载力=190kn/m2。 主要技术规程规范（1）防洪标准 GB50201-94（2）水利水电工程初步设计报告编制规程 DL5021-93（3）水闸设计规范SL265-2001（4）内河通航标准 GBJ139-90（5）水电站厂房设计规范 GD335-89（试行）（6）水利电力工程初步设计报告编制规程 DL502139、-935.2闸坝轴线选择及枢纽布置闸坝轴线的选择.1闸坝轴线位置在可行性研究阶段，曾对上坝址。下坝址在地形、地质、泄洪消能、施工条件、投资运行等方面进行了综合技术经济比较。本阶段在可行性研究选定的下坝线和上坝线。其详细位置见附图一（水利工程平面布置图）。5.2.1.2枢纽布置形式根据上下坝线位置附近的地形、地质、对外交通条件等因素，上下坝线均采用河床左侧为船闸，右侧布置厂房，拦河闸居于河床中部，两岸以堤围连接的枢纽布置形式。另外，闸坝左侧均设分水岛。拦河闸布置20孔，每孔净宽10m，总净宽为200m的泄洪闸泄水前沿总净宽为232.4m，发电厂房安装3台2000kw的悬式轴流转浆发电机组，占河宽40、为49.2m。因此拦河闸、船闸和厂房共占用河道宽度318.6m。枢纽布置5.2.1枢纽建筑物组成枢纽建筑物主要包括拦河闸坝、电站厂房、船闸和两岸分水岛四大部分，其布置分述如下。5.2.2 工程布置xx水电站为低水头电站，以发电为主，枢纽主要建筑物由厂房,闸,闸组成，枢纽建筑物布置采用厂房，闸坝，闸坝，船闸等建筑物一字型布置方案，从洪水期利于泄洪和减轻洪水宣泄时对河床两岸冲刷的角度出发，泄洪建筑物闸坝在河床中央，船闸厂房分别布置在左右两侧。从地形地质条件，枢纽布置，技术难度，施工导流，泄洪及投资效益等方面综合比较论证后确定该水电站坝址选在下坝轴线。河床高程0.00m.河床式水电站长宽为49.2141、4.7m。船闸闸室尺寸初设宽为12 m。闸孔形式及闸墩厚度的确定 比较：（1）宽顶堰：是水闸最常用的底板结构形式。其主要优点是结构简单，施工方便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪,.冲沙,排淤,通航等。其缺点是自由泄流时流量系数小，容易产生波状水跃。（2）低实用堰：有梯形，曲线形和驼峰形。实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃，但泄流能力受尾水位变化的影响较为明显，不稳定。 经比较后选定建筑物型式为宽顶堰，堰顶高程比河床高1.00m。5.2.4闸孔尺寸 1、据闸孔越大过流越小，但上游淹没小，闸孔越小过流大，但上游淹没大的特点，拟单闸孔净宽为10m，20个孔。42、即闸孔尺寸为1010m。选用整体式底板，缝设在闸墩上，边墩厚1.0m中墩、缝墩厚1.6m采用两孔一联形式。 如(图5-1)所示图5-1闸孔尺寸布置图闸孔总为L=200+191.6+12=232.4m(2)拦河闸坝泄流能力计算根据拦河闸控制运行方式分析结果，在上游来水量超过250m3/s时，所有闸门全部打开，此时的水量控制条件为堰流。计算采用水力学堰流计算公式Q= (5-1)=1-0.2（n-1）0+k (5-2)m=0.36+0.01 (5-3)B0闸孔总净宽，；过闸流量，；重力加速度，可采用9.8m3/s；H0计入行进流速水头的堰上水深，；堰流流量系数，可采用.358; 堰流侧缩系数，n闸孔43、数，B0闸孔净宽，边闸孔侧收缩系数， P堰高，m；堰流淹没系数，Hs由堰顶算起的下游水深，；由公式（5-1）(5-3).下游水位,拦河闸坝泄流能力计算如表5-4所示。表5-4 上游水头计算表过闸流量Q（m3/s）系数下游水位（m）闸前水位(m)闸前水位壅高值(m)备注m2266 (P=20%)0.590.90.3537.007.110.112841.1(P=10%)0.450.9040.3557.77.90.23416.3(P=5%)0.50.8820.368.38.560.26设计洪流量4165.9(P=2%)0.5450.8730.3588.99.220.324723.6(P=1%)0.544、450.860.369.810.160.36校核洪流量注：考虑上游淹没，闸前水位雍高小于50cm。5.2.5防渗和防冲设计（1） 消能防冲设计1.消能防冲设计的控制情况因水闸下游水深度较低，且河床的抗冲能力较低,所以采用底流式消能。设计水位或校核水位时闸门全开宣泄洪水，为淹没出流，无须消能。闸前为正常高水位6.5m，部分闸门局部开启，只宣泄较小流量，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，须设置相应的消能设施。为了保证一台机组发电时，流量为147.9m/SQ来5 则 =0.5式中 土基上水闸的地基有效计算深度,; 地下轮廓的水平投影长度,; 地下轮廓的垂直投影长度,;=3645、；=2.0则=36/2.0=185.0;因地基报告缺少不透水层高程，则地基有效深度为实际透水层深度，=18计算。地基透水性较强，在闸坝底板前端设板桩至高程-15.00m。如简图所示：（2）简化地下轮廓线将实际的轮廓线简化为垂直和水平两个主要部分,其为8个典型段.如图5-2。、段为进口段，、为内部垂直段,、为水平段。） 进出口段 （5-15） 垂直段：=2/lnctg （5-16） 水平段：=/T （5-17） 计算各典型段的水头损失h= (5-18)5） 进出口段水头损失； (5-19)h (5-20) （5-21）式中：S桩或齿墙的入土深度 m；T地基透水层深度 m；L水平段长度 m；S进口46、段的入土深度 m；S出口段的入土深度 m；阻力系数上下游水头差 m； 阻力修正系数，当大于1.0时，取1.0进出口段修正后的水头损失值 m；h计算出的水头损失值m；根据上述公式计算闸基底的渗透压力，渗透计算结果如下表5-6表5-6 闸基各角点渗透压力值H1H2H3H4H5H6H7H8H954.5224.453.742.1670.6410.1440.0680.004.验算渗流逸出坡降。出口段的逸出坡降为；公式：J0= 或 Jx= （5-21） 式中：J0水平段渗透坡降； J0出口处的平均出逸坡降； H0修正厚的进出口水头损失值； S进出口齿墙人图深度。Jx0.04JX=0.170.22之间；Jx47、0.034J00.450.50之间。满足要求,不会发生渗透变形,闸底板的渗透压力分布如图5-3.图5-3 闸底板下渗透压力分布示意图5.3闸室结构设计5.3.1 结构布置1.底板和闸墩1)底板底板既是闸室的基础，又兼有防渗，防冲刷的作用。它既要满足上部结构布置的要求，又要满足稳定及本身的结构强度等要求。底板形式采用整体工平底板。长为15m，厚为3m。2）闸墩闸墩作用分隔闸孔并支承闸门等上部结构，使水流顺利地通过闸室。3）处形轮廓应能满足过闸水流平顺，侧向收缩小，过流能力大的要求。上游墩头采用半圆形，下游墩头采用流线形，其长度与底板同长，为15m。4） 厚度 中墩、缝墩1.6m边墩1.0m。墩为48、砼结构，闸墩上设两瓣门槽（检修门槽，工作门槽），检修门门槽在上游，槽深0.30m宽0.20m工作门门槽深0.30m宽0.60m下游不设检修门槽。墩头上游半圆形，下游为流线形R=0.8m，工作门槽与检修门槽间留3.5m净距，以便工作人员检修。 5）高度闸墩上游部分的顶部高程在泄洪时高于设计或校核水位加安全超高。关闸时应高于正常蓄水位加波浪计算高度加安全超高。墩高=校核洪水位时水深+安全超高=10.62m墩高=设计洪水位时水深+安全超高=9.23m取最大值为闸墩顶高度取为10.62m，即H墩高程为10.62m2、闸门与启闭机 1)工作闸门工作闸门基本尺寸为10.65.80.6（m）采用平面钢闸门，49、双吊点，滚轮支承。2)启闭机类型(1)启闭机可分为固定式和移动式两种，常用固定式启闭机有卷扬式，螺杆式和油压式，卷扬式启闭机启闭能力较大，操作灵便，启闭速度快，但造价高。螺杆式启闭机简便，廉价；适于小型工程，水压力较大，门重不足的情报况等。油压式启闭机是利用油泵产生的液压传动，可用较小 的动力获得很大的启闭力，但造价较高。在有防洪要求的水闸中，一般要求启闭机迅速可靠，能够多孔同步开启，这里采用卷扬式启闭机，一门一机。(2)启闭机的选型根据升卧式平面闸门平面直处钢闸门结构活动部分重量，按公式：GKgKzKCH1.43B0.88 (5-21)式中： G闸门结构活动部分重量，t; K支闸门的支承结构50、特征系数，对于滑动式支承取0.8,对于济轮取1.0,支于台车式取1.3；取1.0。 Kc闸门材料系数，普通碳素结构钢赞同制成的闸门为1.0,低合金结构制成的闸门取0.8; Kg闸门高度系数，当H5m时,Kg=0.156；当5H8m时，Kg=0.13. H孔口高度, m; B孔口宽度, m;则闸门重G=12.2T120KN（3）初估闸门启闭机的启门和闭门力。根据水工设计手册中的近似公式(5-22) （5-23）计算；FQ=(0.100.12)P+1.2G (5-22) FW=(0.100.12)P-1.2G (5-23)式中 FQ启门力 KN FW闭着力 KN P作用在闸门上总的水压力 KN G51、闸门重量 KN计算结果如下：FQ=155.3KN； FW=-75.65KNFW0,表时闸门能靠自重关闭闸门,不需加重块帮助关闭闸门。查升卧式平面闸门，选用电动卷扬启闭机型号QPQ216，其机架处轮廓宽J=1757mm。重量3.5T。3、上部结构1)工作桥是为了安装启闭机和便于工作人员操作而设的桥。若工作桥较高可在闸墩上部上设排架支承，工作桥设计高程与闸门尺寸形式有关，由于平面钢闸门采用固定式启闭机，闸门提升后不能影响泄放最大流量，并留有一定的富裕度，根据工作需要和设计规范，工作桥设在工作闸门的正上方，用排架支承工作桥，桥上设启闭机。由启闭机型号决定基架处轮廓宽为1757mm，启闭机外的过道设052、.5m,启闭机房采用18墙,因此工作桥总宽B=1.757+2.0+0.36=4.117m;取工作桥宽B为4.2m；工作桥细部结构如图5-4 （ 单位：cm）图5-4工作桥细部结构图2)交通桥交通桥的作用是连接两岸交通，供车辆和人通行，交通桥的形式可采用板梁式。交通桥的位置应根据闸室稳定及两岸连接等条件确定，布置有下游。具体尺寸如图5-5所示。图5-5 交通桥细部构造图4.闸室的分缝与止水水闸沿轴线每隔一定距离必设陷沉缝，兼作温度缝，以免闸室不均匀沉降及温度变形产生裂缝。缝距一般为1530m，缝宽为22.5cm,整体式底板闸室沉陷缝一般设在中间,二孔一联为独立单元,其优点是保证在发生均匀沉陷时闸53、孔不变形,闸门仍然正常工作。凡具有防渗透要求的缝都设止水设备，止水分铅直和水平两种，前者设在闸墩中间与翼墙本身，后者设在铺盖，消力池与底板和铺盖，消力池本身的温度沉降缝内。本次设计缝墩宽1.6m，缝宽2cm，取二孔一联。5.3.2闸室稳定和应力计算闸室稳定及基底应力计算根据水闸设计规范（SL265-2001）进行闸室稳定和应力计算工况选取正常选取正常情况、设计洪水情况、校核洪水情况等计算。正常水位基本组合采用上游水位6.50m，闸门全部关闭，下游最低水位为-0.5m；施工完建期，上下游无水。机组检修情况基本同正常运行情况，故在此不对此情况进行分析。计算荷载包括：闸室结构及设备自重上游正常蓄水、54、设计洪水、校核洪水时的水压力、水重下游的静水压力、水重相应水位时的扬压力浪压力泥沙压力闸室稳定按闸室沿基础底面的抗滑稳定计算公式：KC（fW+CA）/H基底应力计算公式： W/A6M/BL2或e=；式中：KC抗滑稳定安全系数，闸坝为3级建筑物，基本组合=1.23,基本组合=1.1。 F板砼与地基土之间的摩擦系数，中粗纱f=0.35; C基础底面与地基土之间的粘结力，c0； W作用在底板上的全部竖向荷载； H作用在底板上的全部水平荷载； M作用在底板的全部作用力对底板中心的力距 A基础底面面积根据上述荷载组合，经计算，结果见表5-7表5-7 室抗滑稳定及基底应力计算成果表计 算 项 目正常运行情55、况设计洪水情况抗滑稳定安全计算系数1.274.3基底垂直正应力91.277.2250.470.14计算表明，闸室抗滑稳定安全系数设计值Kc大于规定允许值=1.25或1.10，闸室地基容许承载力fk190kpa,上下游应力比小于2.0，表明闸室是稳定的和安全的。闸坝稳定及应力计算过程和图表详见计算书。5.4发电厂房及变电站厂区布置经枢纽布置方案比较，电站厂区布置于河床的右侧坝轴线的下游，左侧紧靠枢纽闸坝，右侧紧靠右岸河堤及生活区，厂房纵轴线与闸坝线相距17.55m。厂区布置主要包括：主厂房、副厂房、安装场,升压站和厂区交通道路等。主厂房布置在河床右岸靠下游侧，河床原有地面平均高程为0.00m基础56、持力层置于中粗砂含风化土基上，无断层带，基础地质条件良好。在主厂房的右侧布置安装场，紧靠主厂房的下游侧布置副厂房，发电机层的主厂房、安装场及中控室的地面高程均为10.62m，厂房大门及回车场置于安装场的右侧，回车场地底面高程为10.62m10.5m,以未倾斜向外，防止雨水倒灌主厂房并便于排水。变电站地面高程亦为10.62m，高于回车地面高程便于排水。厂区的对外交通，进场公路路面高程10.50m，路面宽7m，与大坝交通（工作）桥相连，入口位置路面在沿河右岸1.2km的增滩二级公路，对外交通十分方便，回车场高程与公路齐平。厂区地面四周均设有排水沟，并与厂房地面排水系统相连，由专用排水设施将水排出厂57、外，确保厂房安全。5.4.2发电厂房5.4.2.1厂房主要尺寸及高程的确定根据水文水能计算结果，本枢纽设计洪水标准为P5，相应上游最高水位为8.56m下游最高水位为8.3m；校核洪水标准为P=1%，相应上游最高水位为10.16m，下游最高水位10.16m。电站设计总装机容量为N=6000KW，内装3台悬式轴流转浆发电机组，选定水轮机型号为ZZ-LH-330，发电机型号为SF-J2000-48/4250，调速器型号为WSF-80-4.0，油压装置型号为HYZ-1.6-4.0，设计闸前蓄水位为6.50m，发电尾水最底水位为0.59m。（1）机组间距及主厂房长度根据机组制造厂家提供的资料，卧壳最大平58、面尺寸为8.562m，尾水管最大平面尺寸为8.97m，机敦厚1.0m，故机组间距L1=12.2m；安装间长度L2=（1-2）L1=12.2-24.4m，取L2=12.2m，（包括在机组间安装之间设的一沉降缝，缝宽2cm）；两边的机组边墩结构厚度1.0m,确定主厂房长度为L=49.2m。（2）主厂房宽度 根据生产厂家提供的机组布置方案并参考已建的正果电站厂房的宽度尺寸和本工程电站厂房布置的实际需要，确定主厂房水上部分总宽度为14.7m，机组中心线重合，内装一台30/5t双梁双钩桥式起重机，跨度为12.0m。（3）主厂房各高程的确定 水轮机安装高程 根据生产厂家提供ZZ-LH-330水轮机运转特性59、曲线，出力限制线内其允许吸出高度Hs2.5m，其中，在最小发电水头4.5-5.0时，其允许吸出高度为Hs=6.05m，大于额定水头时，其允许吸出高度逐渐增加，至最大发电水头6.50m，Hs=4.5m，电站最低发电尾水位为-0.46m，因此，确定水轮机安装高程为3.39m。 各部高程的确定1、 根据机组生产厂家提供的尾水管顶高度为-0.315m，及水轮机安装高程3.39m，其尾水管底板高程为-5.005m，地板厚1.20m。2、 机组导水机构中心高程为3.39，至卧壳层底板高程为5.11m,则卧壳底板高程为-1.095m。3、 机组导水机构中心高程至蜗壳顶板高度为4.195m，顶板厚度取1.2m60、，则水轮机层地面高程为5.395m。4、 P=1%校核洪水位上游为10.16m，下游为9.8m，安全超高加风浪高为0.791m，为避免洪水进入厂房，确定发电机层面高程为10.62m。5、 吊车梁轨顶高程确定：+h1+h2+h3+h4式中：发电机层地板高程， h1吊件离地面的距离， h2最高设备高度，发电机转子高为5.20m，水轮机连轴高度为5.35m，取h2=5.35m, h3其重成绳的捆扎垂直长度，h4吊钩极限长度，参考以建的工程，6、厂房房屋大梁底高程=20.155 式中：H5吊车轨至小车顶的高度，取2.1m H6小车与、屋盖大梁底的净空，取0.4m厂房房屋大梁高度取1.25 m，女儿墙高61、度取0.8m，尾水地板厚1.2m，因此，厂房顶高程=23.255m。.2 厂房布置（1）主厂房发电机层平面尺寸尺寸为49.214.7m，安装间位于右侧，尺寸为12.214.5m，发电机地面高程为10.62m，内装悬式轴流装浆发电机组3台，总装机容量为6000kw，机组布置为一系列。机组纵向中心线与主厂房纵向中心线重合，机组间距为12.2m。定子取用埋入式布置，每台机组在距机组中心线2m处布置调速及油压装置，在机组的下游侧靠近副厂房的位置布置机旁屏，其尺寸分别为30.80.8m，在安装间下游侧布置有楼梯，连接电机层与水机层的上下交通，便于人员来往。在安装间的右侧，设一进厂大门，其尺寸为56m。（62、2）水轮机平面布置水机层平面尺寸与电机层相同，地面高程为5.395m，在纵轴线上布置机墩，内置3台型号为ZZ-LH-330水轮机，在机墩内的一三象限布置调速器，在左侧布置调速器管道，在机墩的下游侧布置机坑进人门及水力测量系统。此外，还布置了有窝壳排水阀、窝壳进人门及漏油装置等。 在安装间的下面布置气压室、油处理室、储油室、供水泵室、深井泵室及吊车砼试块，其尺寸长为7.35m、5.33.7m、6.23.4m、3.73.4m、4.73.5m、2.52.5m，地面高程与水轮机层相同，为5.395m。（3）副厂房 平面布置副长房位于主厂房下游侧的尾水管口上，紧靠主厂房布置，平面尺寸为376m，分两层，63、各个高程分别与电机层、水轮机层及窝壳相同。高程10.62m层的平面尺寸为376m，布置中控室，高压室、厂用变电设备室及工具室等。高程5.395m层的平面尺寸为376m，主要布置励磁盘变压器、柴油发电机、大坝用油压装置及油、水、气系统管道和设备等，并在左右两侧分别设置楼梯，作为进入尾水安装及检修的交通。5.4.3进水口进水口设计流量147.9m3/s，进水口设计口有事故闸门及检修闸门。每台机组的引水道2孔，共需设置事故工作闸门3扇，事故工作闸门尺寸为5.56m6.49m，动水起闭。选用固定卷扬机式起闭机，每扇闸门一套。检修闸门设在事故工作闸门之前，检修闸门采用滑动平面钢闸门，各分块闸门有同用性，64、规格一致，宽高尺寸为5.566.49m，平时3扇分块闸门分散放置在相应的闸孔，有检修需要时，通过行走式简易吊机起吊。起吊设备采用1套20/5t悬挂式电动葫芦。水轮机发电机组在运行时，上游的污物，树支等会随着水流流入机组而影响运行安全，为此在进水口前段设置拦污栅，以保护水轮机正常运行。本站拦污栅采用活动式，倾斜700布置，数量3孔，总重量17t，清污方式考虑人工清污，在必要时可以提出水面进行维护检修，起吊设备采用吊环挂手拉葫芦方式。栅片净距取150mm，拦污栅孔口宽高的尺寸分别为611.095m。（单孔）5.4.4尾水建筑物厂房流道出口尾水渠中心总长为17.75m，尾水出口底板高程为-5.00565、m。然后以1：5的反坡与河床高程相接，尾水渠底宽底部用砼进行衬护。在尾水渠左侧为分水导墙，长100m墙顶高程为5.0m。电站尾水流道出口处设有尾水闸门，闸门检修平台设于10.62m高程处。起闭机室紧靠中控室。尾水闸门为平面滑动钢闸门，闸门尺寸为8.594.690.3m，在静水中起闭。起闭设备用一台200KN移动卷扬机式起闭机。5.4.5 10KV变电站10KV变电站位于安装间下游侧，靠近河右岸布置，平面尺寸为15.28.0m（长宽），地面高程10.62m,与安装间高程等高。变电站内布置2台型号不同的主变压器，变电站与厂区回车场相连，方便设备运输。变电站内的出线构架均采用铁塔。5.4.6 厂房稳66、定及应力计算5.4.6.1 计算工况（1）正常运行情况：电站正常发电，上游为正常蓄水位6.5m，下游为电站三台机满发时的尾水位1.5m为基本荷载组合。（2）机组检修情况：电站全部停机检修，此时上游为正常蓄水位6.5m，下游为维持最低通航的水位0.00m；（3）施工完建情况：厂房机组安装完毕，上下游无水；（4）设计、校核洪水情况5.4.6.2 荷载及组合计算的荷载包括：结构自重；水重；永久机电设备重；上下游静水压力；扬压力；扬压力；浪压力；土压力；风压力等。计算简图、荷载分布及计算过程详见图5.4.6.3 厂房稳定及应力计算厂房稳定按厂房沿基础地面的抗滑地面的抗滑稳定公式计算，厂房底应力按材料力67、学骗心公式进行计算，计算公式：公式中：Kc抗滑稳定安全系数，厂房为3级建筑物，基本组合Kc=1.1,特殊组合Kc=1.05；F板砼与地基土之间的摩擦系数，基础为中、粗沙，根据地质报告f为0.42；C基础底面与地基土之间的粘结力，c0；W作用在底板上的全部竖向荷载；H作用在底板上的全部水平荷载；M作用在底板的全部作用力对底板中心的力距A基础底面面积根据上述荷载组合，经计算，结果如表5-8。厂房稳定及基底应力计算成果表 表5-8计算内容正常运行检修情况完建情况校核洪水情况抗滑稳定安全系数Kc4.694.76抗浮安全系数Kf2.142.241.65基底应力（Kpa）167.03170.49219.868、2145.33146.43176.18从表中结果可以看出来，厂房抗滑稳定安全系数设计值Kc大于规定允许值Kc=1.1或1.05；厂房抗浮稳定安全系数Kf也大于规定允许值Kf=1.1；厂房地基应力；厂房地基应力小于基地容许承载力fk=215Kpa或250Kpa。分析各项计算数据均满足要求，表明厂房是稳定和安全的。6 水轮机、金属结构6.1水力机械6.1.1水轮机及其附属设备（1）电站基本参数上游水位校核洪水位 10.16m设计洪水位 8.3m正常水位 6.5m下游水位校核洪水位 10.16m设计洪水位 5.56m设计尾水位 1.5m最低尾水位 -0.5m水头最大水头 6.5m设计水头 5.0m最69、小水头 4.5m多年平均流量含沙量多年平均含沙量 0.101kg/m3保证出力 925kw多年平均发电量 2888万kw根据水能计算，保证出力N=925kw,多年平均发电量E=2888Q万KW.H，平均水头5.5m，多年平均流量为125.5m3/s，按上述进行方案比较叫表6-1表6-1 装机容量选择表装机（KW）600050004800保证出力（KW）925925925多年平均发电量（KW.H）28882684.32636.0利用小时481252685491从表上可见，对径流电站而言，装机利用小时4813h电站的水利资源及设备利用率较能充分利用，发电量最多比其它方案多。效益明显。本工程选用6070、00KW方案。6.1.2轴流式水轮机轴流式水轮机作为低水头电站开发的主要进行之一。该机型具有结构简单，安装、运行和检修方便，运行可靠性高，机组造价底等优点。所以轴流式水轮机在中小型低水头电站中仍广泛地应用。根据目前国内研制的轴流式机型，结合xx电站的水力参数及技术经济比较的出，采用轴流式机型是合理的。xx水电站水轮机及发电机设计参数水轮机主要参数型号：ZZ-LH-330最大水头：6.5m设计水头：5.0m最小水头：4.5m额定流量：49.3m3/s转轮直径：330cm发电机型号：额定容量： 2000KW额定转速：125rpm额定电压：50HZ安装高程：3.39m。6.2金属结构6.2.1拦河坝71、的闸门及起闭机设备（1）闸门的布置方案在枢纽工程布置中，拦河坝溢洪闸的方案多方比较，选定双吊点卷扬机提升平面钢板闸门。孔数20孔，每扇12.2t，闸门宽高尺寸为10.65.80.6m，闸门顶高程比正常蓄水位6.5m超高30cm,目的是为日后电站运行水头适度提高准备余量，同时考虑到防洪和淹没问题。应避免冲刷下游海鳗，经消能计算。按计算水能控制闸门开度。（2）起闭机设备每孔闸门配有一台卷扬机，型号为：QPQ216。闸门的起闭机控制采用计算机监控，操作控制布置在厂房发电机层中控室。6.2.2电站部分的金属结构（1）水轮发电机组在运行时，上游的污物、树枝等会随着水流流入机组而影响运行安全，为此在进水口72、前端设置拦污栅采用活动式，倾斜700布置，数量三孔，总重量34t，清污方式考虑人工清污，在必要时可以提出水面进行维护检修，起吊设备采用吊环手拉葫芦方式，以减少投资。根据水轮机组要求，栅片净距取150mm，按水口的水工布置，拦污栅空口尺寸分别为：611.095m。（单孔）。（2）进水口闸门及起闭机机进水口闸门包括事故闸门及检修闸门。本电站装机3台，每台机组的引水道2孔，供需设置事故工作闸门6扇，闸门尺寸为10.65.80.6（m），采用平面滚轮闸门，其起闭设备选用型号为：QPQ216。每孔闸门配有一台卷扬机。该闸门的操作方式，要求在正常水位条件能动水起闭。（3）尾水闸门及起闭机本工程有3扇尾水闸73、门，闸门尺寸闸门尺寸为8.594.690.3m，操作方式通常情况下为静水起闭，起闭设备计划一门一机。均用双吊点为平面滑动钢闸门。参考文献1 朱岐武等.水文与水利水电规划.河南:黄河水利出版社,2003.12 王英华等.水工建筑物.北京:中国水利水电出版社,2004.93 张耀先等.水力学. 河南:黄河水利出版社,2002.84 陈晓平等.土力学与地基基础.武汉:武汉理工大学出版社,2003.75 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）。北京：中国水利水电出版社6 水闸设计规范（SL265-2001）。北京：中国水利水电出版社7 水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-93）。北京：中国水利水电出版社8 水工设计手册.北京：中国水利电力出版社9 钢闸门设计手册.河北：河北水利电力出版社