小水電代燃料棋盤石電站可行性研究報告

國水電設(shè)證乙級國水電設(shè)證乙級181147－s號工咨丙##市赫山區(qū)可行性研究報告##省##市水利水電勘測設(shè)計研究院二○○八年八月目錄工程特性表3.1工程位置5.工程選址、工程總布置及主要建筑物5.2基本資料附圖：1、流域總平面圖2、河道縱剖面示意圖3、竹荊寺電站總平面布置圖4、竹荊寺電站水輪機層平面圖、竹荊寺電站電機層平面圖5、竹荊寺電站廠房橫剖面圖6、竹荊寺電站廠房縱剖面圖、1-1、2-2剖面圖棋盤石電站項目工程特性表序號名稱單位指標(biāo)備注一棋盤石電站水文概況流域面積km21015干流長度km65多年平均降雨量mm1460多年平均氣溫℃多年平均風(fēng)速m/s最大風(fēng)速m/s20利用水文系列年限年30〔一〕竹荊寺電站1壩址控制流域面積km28632壩址以上干流長度km3干流平均坡降‰4代表性流量多年平均流量m3/sP=15%平均流量m3/sP=50%平均流量m3/sP=85%平均流量m3/s〔二〕洋溪江電站1壩址控制流域面積km25922壩址以上干流長度km3干流平均坡降‰4代表性流量多年平均流量m3/sP=15%平均流量m3/sP=50%平均流量m3/sP=85%平均流量m3/s〔三〕船形山電站1壩址控制流域面積km26952壩址以上干流長度km3干流平均坡降‰4代表性流量多年平均流量m3/sP=15%平均流量m3/sP=50%平均流量m3/sP=85%平均流量m3/s〔四〕北峰山電站1壩址控制流域面積km27602壩址以上干流長度km3干流平均坡降‰4代表性流量多年平均流量m3/sP=15%平均流量m3/sP=50%平均流量m3/sP=85%平均流量m3/s二特征參數(shù)〔一〕竹荊寺電站1上游正常蓄水位m2下游尾水位m3電站凈水頭m4電站裝機容量kw4×2005機組臺數(shù)臺46多年平均發(fā)電量萬度3597年利用小時h45008回水長度km〔二〕洋溪江電站1上游正常蓄水位m2下游尾水位m3電站凈水頭m4電站裝機容量kw4×1605機組臺數(shù)臺46多年平均發(fā)電量萬度2787年利用小時h45008回水長度km〔三〕船形山電站1上游正常蓄水位m2下游尾水位m3電站凈水頭m4電站裝機容量kw4×1255機組臺數(shù)臺46多年平均發(fā)電量萬度2897年利用小時h45008回水長度km〔四〕北峰山電站1上游正常蓄水位m2下游尾水位m3電站凈水頭m4電站裝機容量kw3×125+1×1605機組臺數(shù)臺46多年平均發(fā)電量萬度3167年利用小時h45008回水長度km三主要建筑物及設(shè)備〔一〕竹荊寺電站1廠房型式鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)地基巖性變質(zhì)巖主廠房平面尺寸(長×寬)m×水輪機安裝高程m2開關(guān)站型式戶外式地基巖性變質(zhì)巖3主要機電設(shè)備a水輪機型號臺數(shù)臺4額定出力kw200額定轉(zhuǎn)速r/min300額定水頭m額定流量m3/sb發(fā)電機型號臺數(shù)臺4額定容量kw200額定電壓kv額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速r/min300c主變壓器型號臺數(shù)臺1容量KVA400〔二〕洋溪江電站1廠房型式鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)地基巖性變質(zhì)巖主廠房平面尺寸(長×寬)m20×水輪機安裝高程m2開關(guān)站型式戶外式地基巖性變質(zhì)巖3主要機電設(shè)備a水輪機型號臺數(shù)臺4額定出力kw200額定轉(zhuǎn)速r/min300額定水頭m額定流量m3/sb發(fā)電機型號臺數(shù)臺4額定容量kw200額定電壓kv額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速r/min300〔三〕船形山電站1廠房型式鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)地基巖性變質(zhì)巖主廠房平面尺寸(長×寬)m×水輪機安裝高程m2主要機電設(shè)備a水輪機型號臺數(shù)臺2額定出力kw200額定轉(zhuǎn)速r/min300額定水頭m額定流量m3/sb發(fā)電機型號臺數(shù)臺2額定容量kw200額定電壓kv額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速r/min300〔四〕北峰山電站1廠房型式鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)地基巖性變質(zhì)巖主廠房平面尺寸(長×寬)m20×8水輪機安裝高程m2主要機電設(shè)備a水輪機型號臺數(shù)臺1額定出力kw200額定轉(zhuǎn)速r/min300額定水頭m額定流量m3/sb發(fā)電機型號臺數(shù)臺1額定容量kw200額定電壓kv額定功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速r/min300四施工1主體工程數(shù)量開挖土石方m33500漿砌石m31368砼及鋼筋砼m311502主要建筑材料水泥t4800塊石m3650砂m3900鋼筋t3所需勞動力總工日工日20000高峰期工人數(shù)人100平均人數(shù)人554施工總工期月月6五經(jīng)濟(jì)指標(biāo)棋盤石電站項目靜態(tài)總投資萬元綜合利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)水電站單位千瓦投資元/kw9112單位電度投資元/kw．h3經(jīng)濟(jì)效益費用比經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率%經(jīng)濟(jì)投資回收年限年志溪河是資江的一級支流，發(fā)源于寧鄉(xiāng)，經(jīng)桃江進(jìn)入赫山區(qū)，河道總長65km，平均坡降1.06%，流域總集雨面積1015km23，水能理論蘊藏量15.82mw,技術(shù)可開發(fā)量6.745mw，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量4.655mw，已開發(fā)量1.65mw。全流域〔赫山區(qū)境內(nèi)〕現(xiàn)建有小型水力發(fā)電站6個，裝機13臺1695kw，年發(fā)電量347萬kwh，現(xiàn)裝機僅占可開發(fā)裝機的25.13%。棋盤石電站是志溪河下流赫山區(qū)境內(nèi)6個梯級小電站的統(tǒng)稱，包括擬建的竹荊寺電站和已建的芭蕉電站、石筍電站、洋溪江電站、船形山電站、北峰山電站。在已建的幾個電站中，部分因機組經(jīng)過多年的運行，設(shè)備嚴(yán)重老化，出力無法達(dá)到原設(shè)計指標(biāo)；部分因原設(shè)計對水能利用考慮不充分，產(chǎn)生大量棄水。本著充分利用水能資源，實現(xiàn)以電代薪的宗旨，本次可研主要對其中的竹荊寺電站新建及對船形山、洋溪江、北峰山電站進(jìn)行設(shè)備更新及擴容改造進(jìn)行分析論證，確定最佳水能開發(fā)方案，以提高水能開發(fā)的力度，達(dá)到以小水電代薪的目的。報告依據(jù)《水利水電可行性研究報告編制規(guī)程》DL5020-93進(jìn)行編制。竹荊寺壩址是棋盤石電站項目的最下游，壩址以上流域集雨面積863km2‰，年平均降雨量1460mm，多年平均年徑流深650mm，流域內(nèi)植被良好，地表徑流以山坡集雨為主。本工程地處亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，雨量充沛，四季分明，嚴(yán)寒期短，無霜期長。5～9月平均氣溫在20℃以上；5～6月為梅雨季節(jié)，天氣沉悶，濕度大；7～8月在西太平洋副高熱帶控制下，極端最高氣溫達(dá)40℃以上。棋盤石電站項目工程各壩址處特征流量見下表：河壩名稱積雨面積(km2)年平均流量(m3/s)15%豐水年流量(m3/s)50%平水年流量(m3/s)85%枯水年流量(m3/s)洋溪江5924.6615.111.08.1船形山6955.4717.712.99.5北峰山7605.9819.314.110.4竹荊寺8636.8021.916.011.8棋盤石電站工程包括竹荊寺、芭蕉、石筍、洋溪江、船形山、北峰山共六個梯級電站，本次工程設(shè)計規(guī)模如下：竹荊寺電站擬裝機4臺800kw(4×200)，年平均發(fā)電量288萬kwh。洋溪江電站原裝機2臺2×125kw，本次設(shè)計改建擴容至裝機容量640kw〔4×160kw〕，年平均發(fā)電量可至230萬kwh。船形山電站原裝機2臺2×125kw，本次設(shè)計改建擴容至裝機容量500kw〔4×125kw〕，年平均發(fā)電量可至168萬kwh。北峰山電站原裝機3臺3×125kw，本次設(shè)計改建擴容至裝機容量535kw〔3×125kw+1×160kw〕，年平均發(fā)電量可至184萬kwh。六處電站合稱棋盤石電站，主要是就近供電，多余的電量并入赫山區(qū)電網(wǎng)，本次設(shè)計總裝機容量為2475kw，比目前裝機增加了1600kw，增加年發(fā)電量600萬kwh，其中以電代薪裝機容量800kw。1、工程布置根據(jù)工程所在地的地形、地質(zhì)等自然條件，攔水壩及廠址均位于##市高新區(qū)謝林港鎮(zhèn)。采用明渠引水發(fā)電，尾水直接排入下游河道；變電站布置于廠房左側(cè)。2、主要建筑物根據(jù)選定的工程布置方案，確定竹荊寺水電站工程主要建筑物包括進(jìn)水渠道、控制閘、廠房、變電站等。洋溪江電站工程坐落于龍光橋鎮(zhèn)，本次更新擴容改造調(diào)整裝機容量采用4臺160kw的水輪機組，廠房位置不變，只對廠房按新裝機組的空間要求進(jìn)行重修，此外對原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬以滿足過流要求。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。船形山電站工程坐落于新市渡鎮(zhèn)，本次更新擴容改造調(diào)整裝機容量采用4臺125kw的水輪機組，廠房位置不變，只對廠房按新裝機組的空間要求進(jìn)行重修。對原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬以滿足過流要求。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。北峰山電站工程坐落于謝林港鎮(zhèn)，本次更新擴容改造調(diào)整裝機容量采用3臺125kw和1臺160kw的水輪機組，原廠房不動，只在現(xiàn)廠房旁邊增設(shè)一個新廠房。引水渠道還是利用原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。1、機組及其它主要機電設(shè)備〔1〕水輪機主要參數(shù)型號：ZD760-LMY-100增加臺數(shù)：11臺額定水頭：4.0～4.5m額定轉(zhuǎn)速：300n/min額定出力：125～200kW額定流量：3.71～6.25m3/s〔2〕調(diào)速器：選用TT-300型自動調(diào)速器，勵磁裝置采用TKL型?！?〕發(fā)電機主要參數(shù)型號SF125-20/1180，額定功率125kW，共2臺；型號SF160-20/1180，額定功率160kW，共5臺；型號SF200-20/1180，額定功率200kW，共4臺；額定電壓0.4kV，額定轉(zhuǎn)速300n/min；功率因數(shù)0.8?！?〕主變壓器型號：S9-315KVA/10±0.5%/0.4臺數(shù)：4臺〔5〕斷路器：戶外10kV真空斷路器型號：ZW1-10/400臺數(shù)：4臺〔1〕土方工程施工：土方開挖采用挖掘機施工，土料就近堆放，開挖坡比為1:1.0。土方回填采用推土機分層鋪料，鋪料厚度不大于30cm，然后采用履帶式拖拉機〔帶碾磙〕碾壓,機械碾壓不到的部位,應(yīng)輔以蛙式打夯機夯實,最終壓實度不小于0.92。填筑材料選用粉質(zhì)粘土，其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)滿足規(guī)范要求?！?〕漿砌石砌筑：利用從外地運來的石塊，用斗車或拖拉機運送至砌筑工地，人工砌筑。砌石工程施工順序：砂漿鋪設(shè)—砌石安裝—砌縫填筑—鋼釬插搗密實—養(yǎng)護(hù)—轉(zhuǎn)入上層砌筑。砌石工程石料要求質(zhì)地堅硬，砂漿應(yīng)艙滿，砌石牢固、穩(wěn)定?！?〕鋼筋砼澆筑：采用人力鋼筋制安，搭接長度需滿足規(guī)范要求。人工制作模板，人工搭拆腳手架，砼采用攪拌機拌制，人力膠輪車運送入倉，插入式振動捧配合平板震動器振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)；并根據(jù)天氣變化情況采取必要的防凍措施。1.7工程投資估算經(jīng)估算，完成本工程需總投資1458.0萬元，單位千瓦裝機投資指標(biāo)9112元/kw,單位千瓦時發(fā)電量投資指標(biāo)2.43元/kwh。1.8經(jīng)濟(jì)評價棋盤石電站是志溪河下游流域的一個水利梯級開發(fā)工程，各電站總增加裝機容量1600kw，一年增加發(fā)電量600萬度，總個工程靜態(tài)總投資1458.0萬元，按代燃料上網(wǎng)電價0.31元/kw計算，投資回報年限為10.9年，該項目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為14.8%＞12%綜上所述，興建該工程具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時可消除安全運行隱患，并可以緩解當(dāng)?shù)赜秒娋o張的局面，達(dá)到以柴代薪的目的，項目可行。2.水文竹荊寺壩址是棋盤石電站項目的最下游，壩址以上流域集雨面積863km2‰，年平均降雨量1460mm，多年平均年徑流深650mm，流域內(nèi)植被良好，地表徑流以山坡集雨為主。本工程地處亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，雨量充沛，四季分明，嚴(yán)寒期短，無霜期長。5～9月平均氣溫在20℃以上；5～6月為梅雨季節(jié)，天氣沉悶，濕度大；7～8月在西太平洋副高熱帶控制下，極端最高氣溫達(dá)40℃以上；秋季極地氣團(tuán)勢力增強，天氣晴朗少雨；冬季受蒙古高原氣壓所控制，多出現(xiàn)東北風(fēng)；入春后，赤道低壓北移，低緯海洋暖濕氣流增強，由東南南嶺向北移與北極氣團(tuán)相遇，是形成汛期暴雨的主要原因。本工程流域內(nèi)無水文觀測資料，徑流計算引用石板灘水文站1959~1988年的流量資料，按面積比推求志溪河各級河壩洪峰流量和多年平均流量。石板灘站各種頻率洪峰流量推求如下：石板灘站年最大日流量頻率計算表序號年份年最大日流量(m3/s)按大小排列的流量(m3/s)模比系數(shù)KK-1(K-1)2P=M/(N+1)×100%1195979.8239.081.582.5073.232196060.3209.02.261.261.5856.453196155.4209.02.261.261.5859.684196286.6168.01.820.820.66612.9051963168.0167.01.810.810.64816.136196479.5110.01.190.190.03619.3571965239.0107.01.160.160.02422.5881966107.098.91.070.070.00525.819196792.296.51.040.040.00229.0310196842.295.01.030.030.00132.26111969209.092.21.000.000.00035.4812197071.887.00.94-0.060.00438.7113197187.086.60.94-0.060.00441.9414197232.985.00.92-0.080.00745.1615197364.484.20.91-0.090.00848.3916197498.979.80.86-0.140.01951.6117197558.879.50.86-0.140.02054.8418197695.071.80.78-0.220.05058.06191977167.071.00.77-0.230.05461.2920197859.564.40.70-0.300.09264.52211979209.060.30.65-0.350.12167.7422198071.059.50.64-0.360.12770.97231981110.058.80.64-0.360.13374.1924198296.555.40.60-0.400.16177.4225198346.051.80.56-0.440.19480.6526198440.146.00.50-0.500.25383.8727198527.742.20.46-0.540.29687.1028198651.840.10.43-0.570.32190.3229198784.232.90.36-0.640.41593.5530198885.027.70.30-0.700.49196.77∑2775.61.000.009.827計算得Cv=∑〔(K-1)2采用P-Ⅲ型曲線適線法計算，經(jīng)過適線假定Cs=2.5Cv=1.45比較合適，并查得各種頻率的模比系數(shù)如下：頻率p(%)1251020507590模比系數(shù)k4.003.693.252.912.582.121.771.410.870.570.41備注Cv=0.58Cs=2.5Cv求得各種頻率的洪峰流量如下：頻率p(%)10521重現(xiàn)期(年)2203050100200500模比系數(shù)K1.772.122.422.582.913.253.69最大洪峰流量(m3/s)163.8196.1223.9238.7269.2300.7341.4②地區(qū)洪峰流量經(jīng)驗公式的修正以上是爛泥湖治理工程規(guī)劃設(shè)計時，省水利勘測##運用石板灘流量資料得到的該地區(qū)洪峰流量經(jīng)驗計算公式，由于石板灘流量資料系列延長，對上述公式修正如下：頻率p(%)重現(xiàn)期(年)經(jīng)驗公式1010Q10%520Q5%30Q3.33%250Q2%1100Q1%200Q0.5%500Q0.2%F為流域面積，石板灘站流域面積F=127km2。石板灘站各種頻率年平均流量的推求石板灘站多年平均流量計算表序號年份年最大日流量(m3/s)按大小排列的流量(m3/s)模比系數(shù)KK-1(K-1)2P=M/(N+1)×100%119592.884.291.750.750.5683.23219601.773.911.600.600.3586.45319612.963.391.390.390.1499.68419623.913.321.360.360.12812.90519632.003.181.300.300.09016.13619642.873.021.230.230.05519.35719653.022.961.210.210.04422.58819662.802.881.180.180.03125.81919672.332.871.170.170.03029.031019681.442.811.150.150.02232.261119694.292.801.140.140.02135.481219703.182.571.050.050.00338.711319712.272.551.040.040.00241.941419721.332.471.010.010.00045.161519733.322.451.000.000.00048.391619742.452.390.98-0.020.00151.611719752.472.350.96-0.040.00254.841819762.352.340.96-0.040.00258.061919773.392.330.95-0.050.00261.292019781.402.270.93-0.070.00564.522119791.942.090.85-0.150.02167.742219802.572.000.82-0.180.03370.972319812.391.940.79-0.210.04374.192419822.811.860.76-0.240.05777.422519831.861.770.72-0.280.07680.652619842.341.440.59-0.410.16983.872719851.391.400.57-0.430.18387.102819861.011.390.57-0.430.18690.322919872.091.330.54-0.460.20893.553019882.551.010.41-0.590.34596.77∑73.381.000.002.835計算得Cv=∑〔(K-1)2采用P-Ⅲ型曲線適線法計算，經(jīng)過適線假定Cs=2.5Cv=0.75比較合適，并查得各種頻率的模比系數(shù)如下：頻率p(%)1251020507590模比系數(shù)k2.312.192.021.901.761.571.411.250.960.790.66備注Cv=0.31Cs=2.5Cv求得各種頻率的多年平均流量如下：頻率p(%)15(豐水年)50(平水年)85(枯水年)重現(xiàn)期(年)6.702.006.70模比系數(shù)K1.320.960.71年平均流量流量(m3/s)3.232.351.74④志溪河梯級河壩各種頻率年平均流量的推求按面積比求得志溪河梯級河壩各種頻率的年平均流量如下：河壩名稱積雨面積(km2)年平均流量(m3/s)15%豐水年流量(m3/s)50%平水年流量(m3/s)85%枯水年流量(m3/s)洋溪江5924.6615.111.08.1船形山6955.4717.712.99.5北峰山7605.9819.314.110.4竹荊寺8636.8021.916.011.8棋盤石電站控制集雨總面積863km2，流域內(nèi)植被良好，覆蓋率高，水質(zhì)含沙率低。工程位置棋盤石電站項目位于##市赫山區(qū)境內(nèi)，赫山區(qū)北與##市資陽區(qū)隔江相望，南接寧鄉(xiāng)，西低桃江，地理位置優(yōu)越，交通便利。本區(qū)西南為雪峰山之余脈，因此山巒疊嶂，丘崗起伏，東北部為洞庭湖平原區(qū)，故田連阡陌，地勢平坦，全區(qū)地勢自西南向東北傾斜遞降，具有三級階梯狀特點。本區(qū)總的地貌特征表現(xiàn)為湘中丘陵與洞庭湖泛濫平原銜接地帶，以平原為主，山地、丘陵各占一定比例，具有“一分丘山兩分崗，五分平原兩水鄉(xiāng)〞的特點。東北部主要是大面積緩慢下降作用造成的湖河堆積平原；西北部及中部為侵蝕堆積地形，多已剝蝕成殘丘狀，西南部屬構(gòu)造剝蝕地形，表現(xiàn)為花崗巖低山丘陵、紅巖丘陵和殘破積紅土丘陵三種不同形態(tài)。壩址區(qū)出露的地層主要有七種類型：印支期花崗巖、砂礫巖、石灰?guī)r、變質(zhì)巖、第四系紅土、砂頁巖第四系紅土、砂頁巖和第四系松散堆積物、沖積物、洪積物。印支期花崗巖分布在衡龍橋、滄水鋪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積26.5平方公里，占全區(qū)各類巖型的2.1%，均已風(fēng)化為深厚肥沃但易于流失的土層。砂礫巖分布在泥江口、石筍、樊家廟等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的山地，面積約46平方公里，占各類巖型的3.6%,風(fēng)化后呈沙性，透水性強。石灰?guī)r面積約23.6平方公里，占1.86%,主要分布于衡龍橋、岳家橋、樊家廟等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其上覆蓋5-25米厚紅土。變質(zhì)巖分布在謝林港、新市渡、黃泥湖等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分布面積約182.14平方公里，占各類巖型的14.3%，形成低山，丘陵地貌。第四系紅土呈崗地形態(tài)。面積約117.平方公里，占9.3%，主要分布于白石塘、衡龍橋等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。砂頁巖面積約32.6平方公里，占各類巖型的2.56%，主要分布在石筍、泥江口一帶。第四系松散堆積物、沖積物分布于全區(qū)各鄉(xiāng)，分布面積841.7平方公里，占各類巖型的66.2%。項目區(qū)地處丘陵地區(qū)，河流婉轉(zhuǎn)于丘陵的山包之中，河流形似“S〞型，山頂高程250m左右，山坡坡度30～40°，植被較發(fā)育。項目區(qū)出露的主要地層為二迭系上統(tǒng)海陸相交替沉積的印支期花崗巖、砂礫巖以及石灰?guī)r等。項目區(qū)無大的斷層通過，構(gòu)造簡單，主要表現(xiàn)以巖層褶曲、擠壓褶皺為主，巖層產(chǎn)狀N20～35°E?NW或SE＜30～80°.項目區(qū)地下水類型以基巖裂隙水和第四系孔隙水為主，多接受大氣降水補給?？傮w而言，區(qū)域內(nèi)新構(gòu)造差異運動較弱，更新世以來的活動斷裂極少，且規(guī)模小，區(qū)內(nèi)無大的斷裂通過。根據(jù)1/400萬《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國地震反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。按照有關(guān)規(guī)范，不需地震設(shè)防。距竹荊寺壩址2km處有一天然土料場，礫質(zhì)粉土厚2～3m，儲量＞5萬m3，根據(jù)坑探樣品結(jié)果，其含水率ω為25.5%，飽和度Sr為83.2，土料比重Gs為2.74，孔隙比e為0.861,液性指數(shù)IL＜0,壓縮模量Es為15.5MPa，內(nèi)摩擦角Ф為23°45′×10-6cm/s,其質(zhì)量能夠滿足要求。3.4.2塊石、砂、卵石料塊石料主要從灰山港購買，要求巖質(zhì)新鮮，其抗壓強度需達(dá)40MPa,砂、卵石可從資江邊砂石場就近購買。項目區(qū)地處抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度地區(qū)，本區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，設(shè)計地震分組為第一組。本場地?zé)o活動斷層發(fā)育，無5級以上的地震活動，抗震穩(wěn)定性好，應(yīng)屬對抗震有利地段。天然建材的儲量和質(zhì)量均滿足工程建設(shè)要求。##市位于##省中部偏北的資江中下游，是環(huán)洞庭湖經(jīng)濟(jì)區(qū)的中心城市之一，也是全國重要的商品糧基地，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，##市赫山區(qū)用電近年來出現(xiàn)嚴(yán)重不足，在用電高峰期只能拉閘限電，電力供需矛盾日漸突出。棋盤石水電站工程項目實施后年發(fā)電量可增加600萬度，計算水平年凈增效益18.2萬元，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，效益逐年遞增，對節(jié)約能源以及緩解日益嚴(yán)重的電力緊張，促進(jìn)赫山經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展具有重要意義?！?〕供電范圍本電站擬將電能送入赫山區(qū)供電局10kV配電線路上，主要滿足電站周邊的農(nóng)村生活用電需求?！?〕負(fù)荷預(yù)測##市電網(wǎng)目前裝機容量為86.3萬kW，網(wǎng)電現(xiàn)缺電力12萬kW，缺電量5億kW·h。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，電力電量缺口將越來越大。本工程為流域梯級開發(fā)，為了提高電站的水能利用率，控制好水位充分利用水能資源，本次各電站特征水位取值如下：特征水位表特征水位洋溪江電站船形山電站北峰山電站竹荊寺電站正常蓄水位〔m〕尾水位〔m〕根據(jù)第二章中的水文計算結(jié)果，對裝機規(guī)模和年發(fā)電量進(jìn)行分析計算，綜合考慮到各電站的設(shè)計水頭Hp在4.0～4.5m的范圍，N的范圍在125—200kw，查“500kw以下水輪機產(chǎn)品品種圖〞，其交點為ZD760—LMY—100區(qū)，選擇ZD760—LMY—100型水輪機能滿足要求。發(fā)電機選用SF125〔160、200〕-20/1180，調(diào)速器選用TT-300型自動調(diào)速器。①年發(fā)電量計算η式中K—Q—多年平均流量〔m3/s〕H—平均凈水頭〔m〕K—根據(jù)上面的流量計算成果，求得志溪河流域各級電站年發(fā)電量如下：河壩名稱積雨面積(km2)年平均流量(m3/s)設(shè)計凈水頭(m)85%枯水年流量(m3/s)年發(fā)電量(萬kwh)所屬水系備注洋溪江59211.04.58.1278志溪河船形山69512.94.09.5289志溪河北峰山76014.14.010.4316志溪河竹荊寺86316.04.011.8359志溪河合計2612②裝機容量的確定計算公式：N=E/h式中：N—裝機容量〔kw〕h—年利用小時〔kw〕，取4500各級電站裝機容量計算成果如下：河壩名稱積雨面積(km2)年平均流量(m3/s)設(shè)計凈水頭(m)85%枯水年流量(m3/s)年發(fā)電量(萬kwh)計算裝機容量(kw)裝機選擇(臺×kw)洋溪江59211.04.58.12786174×160船形山69512.94.09.52896434×125北峰山76014.14.010.43167033×125+1×160竹荊寺86316.04.011.83597974×200合計26122475根據(jù)各電站具體情況，棋盤石電站總裝機容量增加1600kw，年平均發(fā)量增加600萬kwh。本設(shè)計根據(jù)電站裝機容量，輸送電壓等級及在電力系統(tǒng)的地位作用和運行方式，統(tǒng)一采用鋁母板接線方式，廠用電及近區(qū)負(fù)荷接在發(fā)電機母線上。5.工程選址、工程總布置及主要建筑物《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252-2000〕，《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201-94〕，《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范〔試行〕》〔GBJ71-84〕，《水電站廠房設(shè)計規(guī)范》〔SL266-2001〕，《水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范》〔DL/T5015-1996〕，《水電站進(jìn)水口設(shè)計規(guī)范〔試行〕》〔SD303-88〕，《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范〔試行〕》〔SDJ338-89〕等等?！?〕氣象oCoC無霜期：278天〔2〕砼容量：24kN/m3，漿砌石容量：22kN/m3，巖石干容量：24kN/m3〔3〕抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)：基本組合時[Kc]=1.25，特殊組合時[Kc]=1.10；抗傾穩(wěn)定最小安全系數(shù)：基本組合時[K0]=1.50，特殊組合時[K0]=1.40；抗浮穩(wěn)定最小安全系數(shù)[Kf]=1.10?！?〕地震依據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖〔1/400萬〕》GB18306-2001，工程所在區(qū)域的地震烈度小于Ⅵ度，根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定不需做抗震復(fù)核計算。本次棋盤石電站項目設(shè)計除竹荊寺電站外僅對各電站原有廠房進(jìn)行擴建以及增大機組容量，而竹荊寺電站建設(shè)也不影響原擋水建筑物的正常運行，故本次不需對各電站做壩址及壩型的選擇，各電站擋水大壩仍采用原有擋水壩。綜合考慮地形、地質(zhì)、水流條件以及各建筑物的特點進(jìn)行樞紐布置?？紤]原擋水壩處水流特點以及盡量不占用河道行洪斷面，竹荊寺水電站廠房布置于大壩左岸下游坡腳，變電場布置于管理用房與廠房之間。根據(jù)選定的工程布置方案，確定棋盤石水電站項目工程主要建筑物包括進(jìn)水渠道、控制閘、廠房、變電站等?！?〕廠房新建竹荊寺與北峰山水電站廠房，其它各電站將原紅磚廠房拆除，在廠房原址重建新廠房，新〔重〕建過程應(yīng)考慮好送風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)?！?〕變電場新建竹荊寺水電站變電場，對變電場場地進(jìn)行整平，然后用混凝土硬化，安裝一臺型號為S9-315KVA/10±0.5%/0.4的變壓器。由于棋盤石水電站項目各擋水壩均已經(jīng)安全運行多年，實踐證明原設(shè)計都是安全可靠的，本次設(shè)計也沒有對其進(jìn)行改造，因此，各大壩的抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計算不再重述。計算公式：▽安=Z最低+hs+D/2-▽/900▽安--水輪機安裝高程Z最低--下游最低水位hs--水輪機吸出高度D--水輪機導(dǎo)葉高▽—下游水位ZD760—LMY—100型水輪機水頭在2～5m時hs=3m，計算得各電站安裝高程如下：電站名稱Z最低〔m〕hs〔m〕D/2(m)▽/900(m)▽安(m)洋溪江30.0543.78船形山30.0439.28北峰山30.0434.79竹荊寺30.0330.29本項目考慮更新機組2臺，新增機組9臺。根據(jù)有關(guān)樣品目錄和各電站相應(yīng)設(shè)計水頭、保證出力以及裝機容量等參數(shù)，本次統(tǒng)一選取11臺ZD760—LMY—100型水輪機。發(fā)電機選用SF125〔160、200〕-20/1180，調(diào)速器選用TT-300型自動調(diào)速器?！?〕水輪機主要參數(shù)型號：ZD760—LMY—100臺數(shù)：11臺額定水頭：4～4.5m額定出力：125～200kW額定流量：3.71～6.25m3/s額定轉(zhuǎn)速：300n/min〔2〕調(diào)速器：選用TT-300型自動調(diào)速器，勵磁裝置采用TKL型。根據(jù)該電站群在電力系統(tǒng)中的地位和作用以及赫山區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃布局及發(fā)展趨勢，結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)情況，擬采用10kV電壓等級接入系統(tǒng)。棋盤石電站項目位于##市赫山區(qū)，除竹荊寺水電站外其余電站已架設(shè)有輸電線路，可以滿足本工程的需要，本次不再另行考慮。竹荊寺電站離電網(wǎng)10kV配電線路距離約20m，也可直接接入。電站電氣主接線的選擇依據(jù)業(yè)主提供的資料和要求并考慮電站裝機規(guī)模等因素確定?？紤]電站在電力系統(tǒng)中的地位與作用及電力部門要求，本階段推薦竹荊寺水電站采用一臺S9-315KVA/10±0.5%/0.4變壓器，低壓側(cè)〔發(fā)電機側(cè)〕采用鋁母板接線。根據(jù)業(yè)主提供的資料和要求，本次選擇的主要機電設(shè)備如下：〔1〕發(fā)電機主要參數(shù)型號SF125-20/1180，額定功率125kW，共2臺；型號SF160-20/1180，額定功率160kW，共5臺；型號SF200-20/1180，額定功率200kW，共4臺；額定電壓0.4kV，額定轉(zhuǎn)速300n/min；功率因數(shù)0.8?！?〕主變壓器型號：S9-315KVA/10±0.5%/0.4臺數(shù)：4臺×〕，均用10t手電兩用螺桿式啟閉機啟閉?！?〕設(shè)計依據(jù)《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》SDJ278-90《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB16-87〔2〕設(shè)計原則預(yù)防為主，防消結(jié)合。棋盤石水電站各電站廠內(nèi)的電氣設(shè)備、電線電纜、機械使用的潤滑油脂等均屬易燃物，電器開關(guān)拉合時會產(chǎn)生火花。根據(jù)本樞紐各生產(chǎn)場所內(nèi)布置的設(shè)備和用途，按照《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》SDJ278-90、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB16-87等的規(guī)定，確定樞紐各主要生產(chǎn)場所的火災(zāi)危險性類別及耐火等級，具體情況見表7.2-1。主要生產(chǎn)場所火災(zāi)危險性類別及耐火等級序號生產(chǎn)場所名稱火災(zāi)危險性類別耐火等級備注1廠房及其安裝間丁二2變壓器室丙一3配電裝置室丁二4母線室及母線廊道丁二5屋外主變壓器場丙二根據(jù)防火要求確定廠房的墻、柱、板等均應(yīng)使用非燃體材料，各構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限應(yīng)滿足規(guī)范要求。6.6.3消防給水、滅火裝置及送風(fēng)排風(fēng)裝置〔1〕消防給水與水輪機冷卻用水合并考慮，采用DBG50-40型離心泵，室內(nèi)消防給水主管用φ100鋼管，單獨設(shè)置給水泵電源和獨立備用電源?！?〕室內(nèi)滅火設(shè)施：設(shè)置干粉滅火器2個。設(shè)置消防栓1個，φ10mm水槍1支、水帶1×25m作為備用消防設(shè)備?！?〕電站設(shè)有送風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)。廠房運行層采用機械送風(fēng)與自然排風(fēng)方式，檢修層采用自然進(jìn)風(fēng)、機械排風(fēng)方式。棋盤石電站項目工程建成后直接受##市志溪河水利工程管理處直接管理。另根據(jù)有關(guān)人員編制規(guī)范，擬定一名副主任分管，每處電站設(shè)電站負(fù)責(zé)人一名，另設(shè)運行管理人員5人，副主任不占人員編制，因此本工程管理部編制職工定員總數(shù)為24人：其中管理人員4人，運行人員20人。本工程管理范圍包括：各電站樞紐工程區(qū)和生產(chǎn)生活區(qū)。本工程保護(hù)范圍包括：工程保護(hù)范圍和水源保護(hù)范圍。工程管理設(shè)施包括：工程建筑物及水文觀測設(shè)施，水源及電力調(diào)度通信設(shè)施，生產(chǎn)區(qū)永久房屋設(shè)施，交通道路等。工程運行管理應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范規(guī)程執(zhí)行，完善運行管理規(guī)程、事故處理規(guī)程、安全生產(chǎn)規(guī)程，落實安全生產(chǎn)責(zé)任制、值班制等。7.2.1工程建設(shè)管理〔1〕項目嚴(yán)格按基建程序辦事，完善項目申報制度?！?〕建立健全工程質(zhì)量保證體系，提高管理水平。切實實行“三制〞：項目法人負(fù)責(zé)制、招投標(biāo)制、工程監(jiān)理制?！?〕項目法人充分授權(quán)工程監(jiān)理，使之能獨立負(fù)責(zé)項目的建設(shè)工期、質(zhì)量、投資控制和現(xiàn)場施工的組織協(xié)調(diào)?！?〕工程建材、設(shè)備采購供應(yīng)推行“招投標(biāo)制〞。由承包方負(fù)責(zé)采購、運輸、保管，并參與驗收，材料合格證副本提交監(jiān)理工程師?！?〕有效協(xié)調(diào)監(jiān)理、設(shè)計、施工各方關(guān)系：抓好工程各階段驗收及竣工驗收的組織管理。7.2.2技術(shù)管理〔1〕堅持技術(shù)咨詢制度。對涉及工程項目的重大技術(shù)問題、工程建設(shè)計劃和投資安排等重大問題，及時由項目法人組織進(jìn)行必要的技術(shù)咨詢或通過召開建設(shè)單位、監(jiān)理、施工方會議充分討論解決?！?〕建立技術(shù)和質(zhì)量檔案。工程建設(shè)過程中所有技術(shù)和質(zhì)量文件、資料都要建檔作為竣工資料保存，以便備查和追索。7.2.3財務(wù)管理〔1〕財務(wù)協(xié)同計委、財政局具體落實資金年度計劃安排及工程中財務(wù)平衡工作，并建立完善的帳冊。定期向各有關(guān)主管部門上報資金及落實情況、遇到的困難、原因及解決辦法。棋盤石水電站項目位于資水流域的志溪河支流上，公路交通方便，各壩址離周邊城鎮(zhèn)距離均較近。各電站工程區(qū)域內(nèi)地勢平坦，場地開闊，便于施工場地的布置。各處工程處均有面寬3.5m的鄉(xiāng)村公路直達(dá)，為水泥路面。施工所需設(shè)備及材料均可由陸路運至工地?！?。降雨在年內(nèi)分布不均勻，4～7月降雨集中，多以暴雨的形式出現(xiàn)，形成山洪，造成水位上漲；8～9月為過渡期，10～3月為枯水期，降雨稀少，河流水位下降。因此本工程宜選擇枯水期施工。施工前做好水泥、砂、卵石、塊石料等建筑材料的備料工作，主體工程主要材料供應(yīng)：水泥來源于##洞庭水泥廠，平均運距12km；塊石從灰山港采石廠購買，平均運距6km；砂礫石、鋼材均從赫山區(qū)城區(qū)購買，平均運距20km。其它零星材料就近采購，水電就地解決。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》SDJ338-89，本工程導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇設(shè)計。根據(jù)工程所在河流的河水漲落規(guī)律，本工程施工考慮在枯水季節(jié)進(jìn)行。廠房施工圍堰按所需工作面要求布置。由于棋盤石水電站工程項目施工中對各原擋水壩無影響，洪水采用原溢流段泄洪，無需新建導(dǎo)流建筑。棋盤石電站項目工程除廠房基礎(chǔ)外無其它基坑開挖工程。因此本工程基坑排水可只考慮廠房基礎(chǔ)施工時的基坑排水，設(shè)計沿廠房基礎(chǔ)底面的外緣開挖基坑排水溝，共采用10臺IQ-65-200型水泵排水?！?〕土石方開挖基巖開挖可采用手風(fēng)鉆鉆孔，淺孔爆破，反鏟挖掘機挖裝，自卸汽車運輸至棄碴場?！?〕砌石工程利用從外地運來的石塊，用斗車或拖拉機運送至砌筑工地，人工砌筑。砌石工程施工順序：砂漿鋪設(shè)—砌石安裝—砌縫填筑—鋼釬插搗密實—養(yǎng)護(hù)—轉(zhuǎn)入上層砌筑。砌石工程石料要求質(zhì)地堅硬，砂漿應(yīng)艙滿，砌石牢固、穩(wěn)定?！?〕砼工程砂漿、砼拌和站布置在施工現(xiàn)場的大壩下坪上，用斗車運送砼和砂漿，人工制作模板，人工搭拆腳手架，插入式振搗器振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)。廠房基礎(chǔ)澆筑：開挖到設(shè)計深度后，應(yīng)進(jìn)行清基處理，上、下齒槽達(dá)到設(shè)計要求，對局部軟弱夾層采用沿層掏挖回填砼。經(jīng)組織檢查合格后，再進(jìn)行廠房基礎(chǔ)施工。底板砼施工時，砼中應(yīng)加入速凝劑，使砼快速凝固達(dá)到初凝強度，便于上部結(jié)構(gòu)的施工。棋盤石電站項目各壩址全部已通公路，且公路不需加固擴寬。砼拌和系統(tǒng)、鋼筋加工廠、拌和機、制漿機、水泥倉庫、砂卵石堆場均布置在大壩下游的平地上。貫徹執(zhí)行國家法令法規(guī)和方針政策，滿足主管部門和業(yè)主對工程建設(shè)的要求；施工程序和施工進(jìn)度必須以確保工程質(zhì)量和施工安全為前提，嚴(yán)格遵守國家和行業(yè)的規(guī)程規(guī)范；在保證質(zhì)量和安全的前提下，力求縮短工期，提前發(fā)揮效益。對工期影響較大的關(guān)鍵項目，盡量采用先進(jìn)的施工技術(shù)和高效設(shè)備，加大強度、速度，優(yōu)化施工程序以縮短工期；合理劃分籌建期、準(zhǔn)備期、主體工程施工期、完建期，使各階段緊密銜接、有序進(jìn)行；進(jìn)度安排以機械化施工為主，人工為輔；統(tǒng)籌兼顧，處理好臨時工程與永久工程、施工準(zhǔn)備工程與主體工程、土建工程與安裝工程、各單項工程之間及主體工程各工序間的銜接關(guān)系。根據(jù)本工程特點，各電站施工互不干擾，可以全面鋪開同時進(jìn)行施工，工程計算總工期6個月，擬于20##11月動工，至20##4月底竣工。本工程主要施工機械設(shè)備見表8.6-1。主要施工機械設(shè)備匯總表序號設(shè)備名稱規(guī)格單位數(shù)量1自卸汽車5T輛122手扶拖拉機臺123挖掘機1m3臺44砼攪拌機3臺45砂漿攪拌機臺46手持式風(fēng)鉆03-11把87卷揚機5T臺48膠輪架子車輛129鋼筋加工設(shè)施套410單級離心泵20kW臺811潛水泵IQ-65-200臺10根據(jù)《水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》DL/T5064-1996、湘水電計字〔1989年〕第91號《關(guān)于統(tǒng)一確定低水頭徑流式電站淹地移民標(biāo)準(zhǔn)的通知》，本電站淹沒處理設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為：耕地、園地：按2年一遇洪水回水標(biāo)準(zhǔn)；在回水不顯著的壩前段則按正常蓄水位加0.5m超高，接2年一遇洪水回水線。林地：正常蓄水位。人口房屋：農(nóng)村人口按10年一遇洪水回水線，城鎮(zhèn)人口按20年一遇洪水回水線，在回水不顯著的壩前段則按正常蓄水位加1.0m超高，接10年一遇洪水回水線。專項設(shè)施：按20年一遇洪水回水線，在回水不顯著的壩前段則按正常蓄水位加1.0m超高，接20年一遇洪水回水線。水庫回水末端的設(shè)計終點位置，按回水水面線不高于同頻率天然洪水水面線0.3m處確定，且水平延伸至與天然水面線相交。根據(jù)工程所在地實際情況，本次棋盤石電站項目工程淹沒按10年一遇洪水會水線計算。本次調(diào)查由業(yè)主負(fù)責(zé)，庫區(qū)淹沒實物指標(biāo)匯總由業(yè)主提供。根據(jù)業(yè)主提供資料，本工程淹沒耕地面積20畝，其中水田8畝，旱地12畝；庫區(qū)內(nèi)無房屋拆遷及移民安置。但并非本次新增，故不做淹沒補償投資設(shè)計。棋盤石電站項目程占地如下：竹荊寺水電站新增永久性占地3畝，施工臨時性占地5畝畝，施工臨時性占地3畝畝，施工臨時性占地3畝畝，施工臨時性占地4畝畝(),施工臨時性占地15畝(其中水田1.5畝，旱地2.5畝，林地4畝，荒地7畝)。本次設(shè)計按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補償。棋盤石水電站項目建成后，使志溪河流域水能資源得到進(jìn)一步利用，提高水能開發(fā)力度，達(dá)到小水電代薪的目的，并通過其發(fā)電效益的發(fā)揮，將促使區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時隨著工程建設(shè)資金、物資和技術(shù)的大量投入，為當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)利用、環(huán)境治理、生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來難得的機遇。但工程施工過程中對區(qū)域水體水質(zhì)、空氣質(zhì)量、聲環(huán)境將造成一定的不利影響。工程有利影響發(fā)生在工程實施后，對周圍環(huán)境的美化和改善影響較深遠(yuǎn)，不利影響發(fā)生在工程實施過程中，影響相對較輕?？傊?，工程本身產(chǎn)生的有利作用遠(yuǎn)大于工程不利影響，工程影響利大于弊。本工程環(huán)保主要措施如下：〔1〕施工期間，運輸車輛尾氣排放對區(qū)域空氣質(zhì)量影響較大，因此運輸車輛必須安裝尾氣凈化器，確保車輛尾氣達(dá)標(biāo)排放，以保護(hù)環(huán)境?！?〕對于汽車運輸產(chǎn)生的交通噪聲，主要是通過控制車輛超載、禁止鳴放高音喇叭和限速等措施加以控制；同時對高噪聲環(huán)境下作業(yè)的施工人員，連續(xù)工程時間不超過2小時，并配備相應(yīng)的防噪設(shè)施，如耳塞等?！?〕漿砌石澆筑工程產(chǎn)生的廢水中污染物主要為懸浮物，污染物可通過雨水進(jìn)入水體，污染下游水源。因此對污水、廢水應(yīng)采取處理措施。對施工廢水處理，采用明溝集中將廢水收集入初級處理池，然后經(jīng)沉淀泥沙處理懸浮物。〔4〕對于施工廢棄物如水泥袋、砂漿棄渣、泥漿潭等，撤場時都應(yīng)進(jìn)行處理，能回收利用的紙袋盡可能回收，廢棄物應(yīng)予埋覆?！?〕在容易滑坡產(chǎn)生水土流失的堤段，開挖時放緩坡比，削坡減載，以保證邊坡形成自然穩(wěn)定，在滑坡體和裸露土坡體表面和前緣修筑排水溝和沉砂池，防止暴雨沖刷坡面產(chǎn)生水土流失，擋墻基礎(chǔ)開挖土方盡量用于墻背回填，減少棄土。棋盤石電站改造后裝機容量擴容1600KW，多年平均增發(fā)電量為600萬kwh，本電站為流域梯級開發(fā)電站，扣除線損及廠用電量后該電站的上網(wǎng)電