工程任務(wù)和規(guī)模三

PAGE4工程任務(wù)和規(guī)模4.1地區(qū)社會經(jīng)濟概況及工程建設(shè)的必要性4.1.1河流水電開發(fā)規(guī)劃概述某水電站位于堵河西支泗河，是堵河干流（西支）梯級開發(fā)的第二級（由上而下）。堵河是漢江丹江口水庫以上的一條重要支流，發(fā)源于大巴山脈北麓，陜西省鎮(zhèn)坪縣的樹坪，北流徑竹溪縣鄂坪鄉(xiāng)彭家臺入湖北后折向東流，至竹山縣又折向東北流，于鄖縣遼瓦鄉(xiāng)堵河口入漢江。堵河流域全長354km，流域面積為12502km2，全流域水力資源十分豐富，僅干流及西、南兩支流，八個梯級裝機總?cè)萘?422.5MW，已建最下一梯級黃龍灘電站，裝機容量為490MW。經(jīng)國家和湖北省計委組織審查，水利電力部以（86）水電水建字第17號文批復(fù)了《湖北堵河河流規(guī)劃報告》，同意推薦的開發(fā)方案，并同時批復(fù)了潘口水電站初步設(shè)計報告，潘口水電站初設(shè)的正常蓄水位確定為355.0m。1993年8月，中南水電勘測設(shè)計院在編制的《湖北堵河河流規(guī)劃報告》的基礎(chǔ)上，對堵河西支泗河流域作了規(guī)劃復(fù)核工作，并編制了《湖北堵河匯灣河段規(guī)劃復(fù)核報告》，提出了三級開發(fā)方案：鄂坪（550m）＋某（441.3m）＋白果坪（373m），其中鄂坪水庫為匯灣河段龍頭水庫，具有年調(diào)節(jié)能力。并提出了當(dāng)某電站建成后，不保留70年代建成運行的匯灣電站，該電站裝機5MW，規(guī)模較小，引用水頭低，某電站其首部樞紐與匯灣電站共用，設(shè)備老化，匯灣電站無取水水源，無保留價值。并經(jīng)國家和湖北省計委審查批準(zhǔn)。某水電站為堵河西支泗河上第二個梯級，上游與鄂坪電站尾水銜接，下游尾水與白果坪電站正常蓄水位銜接。堵河流域西支泗河梯級開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表4－1－1。堵河支流泗河梯級開發(fā)方案主要指標(biāo)表4－1－1梯級名稱流域面積(km2)平均流量(m3/s)總庫容(億m3)正常蓄水位(m)裝機容量(MW)保證出力(萬kw)年發(fā)電量(億kw/h)利用小時(h)鄂坪(下)167633.82.88550721.542.253125某171835.0441.3361.031.464056白果坪208241.337310.50.290.4341204.1.2綜合利用某是一座利用原匯灣低壩引水式電站，以發(fā)電為主，沒有防洪、灌溉供水任務(wù)，但可為發(fā)展周邊經(jīng)濟或提水灌溉提供電力。4.1.3社會經(jīng)濟概況某水電站建成后將成為十堰市和竹溪縣一處骨干電站，對竹溪縣和十堰市國民經(jīng)濟發(fā)展有著重要的作用。十堰市位于湖北省的西北部，與川、陜、豫三省及襄樊、宜昌和神龍架毗鄰，全市自然面積23680km2，耕地面積305.4萬畝，人口344.4萬人，全市轄鄖縣、鄖西、竹山、竹溪、房縣和丹江口市等五縣一市及十堰市的張灣區(qū)和茅箭區(qū)，襄渝、漢丹鐵路和漢江橫貫全區(qū)，成為通往川、陜交通中樞，具有重要的地理和區(qū)域優(yōu)勢。十堰市的經(jīng)濟基礎(chǔ)較差，黨的十一屆三中全會以后，國民經(jīng)濟有了很大的發(fā)展，地方工業(yè)主要有農(nóng)機、化肥、輕紡、建材、釀造輕工、桐油以及農(nóng)副產(chǎn)品加工等；還有國家級企業(yè)第二汽車制造廠，其產(chǎn)值占十堰市工業(yè)產(chǎn)值的75%。1990年十堰市工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值34.85億元（二汽除外，下同），其中工業(yè)產(chǎn)值19.54億元，到1999年，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值為94.4億元，其中工業(yè)產(chǎn)值為54.02億元，年平均增長率為11.7%，其中工業(yè)產(chǎn)值增長率為12.0%。竹溪縣是十堰市的一個山區(qū)大縣，自然面積3311km2，耕地面積38.8萬畝，人口36.1萬人，本縣以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主，適宜發(fā)展多種農(nóng)作物和林木土特產(chǎn)，農(nóng)作物以糧油為主，土特產(chǎn)以生漆、黑木耳、香菇、油桐等多種經(jīng)營。工業(yè)主要有電力、機械、煤炭、建材、采礦等，近幾年有較大發(fā)展，1990年竹溪縣工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值25423萬元，其中工業(yè)產(chǎn)值14134萬元，到1999年全縣工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值達(dá)105957萬元，其中工業(yè)產(chǎn)值達(dá)53641萬元，年平均增長率為17.2%，其中工業(yè)產(chǎn)值增長率為16.0%。竹溪縣水力資源非常豐富，能源是制約本區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的“頸瓶”，所以加速開發(fā)本縣的水電資源是山區(qū)發(fā)展經(jīng)濟的重要舉措。4.1.4工程建設(shè)的必要性十堰市水力資源非常豐富，能源是制約本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的“頸瓶”，所以，加快開發(fā)本地區(qū)的水電資源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要舉措，截止2000年，十堰市已建水電站135處260臺（省屬水電站除外），裝機容量135MW，年均發(fā)電量3.5億KW·h?，F(xiàn)在十堰市的地方電網(wǎng)已經(jīng)形成，據(jù)統(tǒng)計，已建水電站規(guī)模小，且無一處中型以上骨干電站，調(diào)節(jié)性能也差，全市電力建設(shè)基本狀況是既缺電量，又缺調(diào)峰容量，因此，為適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展要求，必須加快本地區(qū)的水電建設(shè)，使電力增長滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需求。竹溪縣的水力資源十分豐富，加快發(fā)展本縣的水電資源是發(fā)展經(jīng)濟的重要舉措。目前，竹溪縣已建水電站15處，裝機容量30.03MW，多年平均發(fā)電量0.684億KW·h，但用電量為1.1億KW·h，電力缺口依然很大，現(xiàn)在竹溪縣地方電網(wǎng)已基本形成，但已建電站規(guī)模小，且無一處中型電站，調(diào)節(jié)性能也差，全縣電力建設(shè)基本狀況是既缺電力，又缺調(diào)峰容量，因此為適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展要求，必須加快開發(fā)本縣的水電建設(shè)，使電力增長滿足國民經(jīng)濟發(fā)展要求。竹溪縣要在“十五”至2010年期間，保持較高速度發(fā)展國民經(jīng)濟，根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展和電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，興建某電站，是非常必要和迫切的。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，特別是工業(yè)的高速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，對電力的需要將會更大，對供電質(zhì)量要求也會更高。目前竹溪縣電力建設(shè)滯后，電力電量供需矛盾十分突出，缺口較大，嚴(yán)重地影響了整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。某電站的興建，在很大程度上促進(jìn)了竹溪縣以及整個十堰市的社會經(jīng)濟發(fā)展步伐，緩解電力緊張局面，提高人民的生活水平，是非常必要的。4.2供電范圍及負(fù)荷預(yù)測某水電站建成運行后，電力除滿足竹溪縣地方國民經(jīng)濟發(fā)展需求外，將投入十堰市電網(wǎng)，成為該區(qū)電網(wǎng)骨干電站。1999年，十堰市全年用電量9.9億KW·h，其中工業(yè)用電占77.1%，生活用電占17.1%，農(nóng)業(yè)用電占1.3%，其它用電占4.5%（用電量不含二汽，下同）?！鞍宋濉逼陂g，全市用電量平均增長率為9.48%，“九五”期間，其用電量增長率為8.21%，全市歷年用電量見表4－2－1。十堰市歷年用電量統(tǒng)計表表4－2－1年份1990199119921993199419951996199719981999用電量(億KW·h)4.594.614.645.065.517.228.579.429.569.90根據(jù)十堰市的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，在“十五”至2010年期間，利用本地區(qū)的水力資源，經(jīng)濟將獲得較大發(fā)展。1990年十堰市工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值34.85億元，其中工業(yè)產(chǎn)值19.54億元，到1999年工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值94.4億元，其中工業(yè)產(chǎn)值54.02億元，年均增長率為11.7%，其中工業(yè)增長率為12.0%，預(yù)測到2005年，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值154.9億元，其增長率為8.6%，其中工業(yè)產(chǎn)值85.04億元，增長率為9.5%；預(yù)測2010年，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值212.2億元，其增長率為6.5%，工業(yè)產(chǎn)值119.3億元，增長率為7.0%。按時間自回歸分析法，電力增長與工農(nóng)業(yè)增長基本同步，十堰市1999年實際最大用電負(fù)荷為16.5kW；考慮到線損及廠用電量4%，則最大負(fù)荷為17.16萬kW；預(yù)測到2005年，全市用電最大負(fù)荷由30.2萬kW，增長率為9.9%；預(yù)測到2010年，全市最大負(fù)荷為43.2萬kW，其用電量為25.92億kW·h，增長率為7.4%，并根據(jù)近幾年十堰市負(fù)荷特性，編制該區(qū)2010年典型負(fù)荷典線，詳見表4－2－2、4－2－3十堰市電力系統(tǒng)負(fù)荷特性表表4－2－2項目單位六月（夏季）12月（冬季）最大負(fù)荷萬kW38.943.2年均負(fù)荷萬kW32.2935.42最小負(fù)荷萬kW26.8429.81平均日負(fù)荷率0.830.82最小日負(fù)荷率0.690.69冬、夏季日負(fù)荷曲線表表4－2－3小時12345678季冬7270696971737280夏季7575697072767779小時910111213141516季冬8894928977868785夏季9294908775858689小時1718192021222324季冬81871009594847974夏季868086981009485784.3前池有效容積的確定當(dāng)機組負(fù)荷變化時,用來補充機組運行所需水量之不足,或渲泄多余水量,以保證機組正常運行.因此要求壓力前池具有一定的容積和相應(yīng)的工作深度.具體計算采用經(jīng)驗公式的近似計算方法.計算公式如下:W=0.07066QV/I本電站設(shè)計引用流量Q=90m3/s,渠道底坡i=1/2000,相應(yīng)流速V=2.04m/s,由此計算得W=2.6萬m3.4.4前池正常引水位確定前池正常引水位直接影響到工程的規(guī)模及經(jīng)濟效益，因此，合理地選擇前池正常引水位至關(guān)重要。由于某攔河壩壩址是泗河流域匯灣河段第二個梯級，按《湖北堵河匯灣河段規(guī)劃復(fù)核報告》的梯級開發(fā)方案，某為引水式電站，其引水壩距離上游鄂坪壩址5.0km，引水壩壩頂高程441.3m，某電站引水道長8.426km，根據(jù)水工布置，引水道平均比降按0.5‰，則計算至前池的正常引水位為438.25m，相應(yīng)庫容3.8萬m3。某電站尾水位為373m，下游與白果坪正常蓄水位373m銜接。4.5前池最低水位的確定某電站是以發(fā)電為主,攔河壩址多年平均輸沙量為48.0萬t，在考慮了泥沙淤積后，據(jù)水工布置以及選擇各種設(shè)計情況下能滿足徑流調(diào)節(jié)的原則，前池發(fā)電死水位確定為432.0m。該水位與正常水位之間的實際容積為3.8萬m3,大于理論計算所需的有效容積,完全滿足設(shè)計要求.4.6裝機容量選擇某電站供電范圍主要是竹溪縣和十堰市，其設(shè)計水平年為2010年。依據(jù)十堰市電力系統(tǒng)的資料和國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃統(tǒng)計分析計算，預(yù)測2010年十堰市電力系統(tǒng)最大負(fù)荷為43.2萬kW，系統(tǒng)中無火電站，因此，參加十堰市電力系統(tǒng)電力電量平衡包括已建、在建和計劃興建，已并入或計劃并入十堰市電網(wǎng)的所有電站。根據(jù)調(diào)節(jié)性能，并充分利用已建電站容量，安排其在系統(tǒng)中的工作位置：鄂坪和某、陡嶺子、三里坪四座電站，由它們共同承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，并作為調(diào)頻、事故、負(fù)荷備用的主要電源；松樹嶺、霍河等電站共同擔(dān)任腰荷；其它在建或計劃興建電站擔(dān)任基荷。其電力電量平衡的原則是：1）備用容量：系統(tǒng)負(fù)荷備用容量取為各月系統(tǒng)最大負(fù)荷的4%，系統(tǒng)事故備用容量取為各月系統(tǒng)最大負(fù)荷的10%，原則上盡量由調(diào)節(jié)性能好，裝機容量大的電站承擔(dān)；2）檢修容量：機組每年都要進(jìn)行檢修，檢修時間安排在枯水期進(jìn)行，按每臺每年15－30天考慮；3）周調(diào)節(jié)系數(shù)：考慮系統(tǒng)中的不均衡因素，其周調(diào)節(jié)系數(shù)確定為1.10。根據(jù)以上電力電量平衡原則，進(jìn)行十堰市電力系統(tǒng)的電力電量平衡計算，成果詳見附圖4—2—1，4—2—2。由于系統(tǒng)中無火電站，所以枯水期的電力電量缺口較大，由大網(wǎng)進(jìn)行補償。根據(jù)電力電量平衡，其某電站的備用容量，按工作容量在系統(tǒng)中所占的比例分擔(dān)。其某電站的容量組成見表4－6－1。某電站容量組成表表4－6－1保證出力工作容量備用容量必需容量備注0.923.51.24.7單位：萬kW某電站最大水頭64.9m，最小水頭為63.65m，該電站接上一級鄂坪電站尾水,鄂坪電站為年調(diào)節(jié)水電站,對二級某以及三級白果坪電站起到龍頭水庫的作用,該流域三個電站同步發(fā)電,據(jù)水頭變化范圍和設(shè)計流量以及電力電量平衡的必需容量選定裝機容量48MW。4.7徑流調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)4.7.1徑流調(diào)節(jié)1）徑流系列某引水壩址徑流系列，采用本階段分析計算的1959年－1999年實測及插補延長的徑流系列，水文年度從4月至次年3月。2）徑流調(diào)節(jié)計算徑流調(diào)節(jié)計算采用梯級聯(lián)合運行方案進(jìn)行，其正常引水位438.25m，前池發(fā)電死水位432m，有效容積3.8萬m3，電站尾水位373m，與白果坪電站正常蓄水位373m銜接，電站設(shè)計保證率為85%，出力系數(shù)取9.0。由于上游有鄂坪年調(diào)節(jié)水庫，故梯級聯(lián)合運行時，以月為計算時段，徑流調(diào)節(jié)是先由鄂坪電站進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，鄂坪電站的下泄調(diào)節(jié)流量再加上鄂坪壩址至匯灣攔河壩壩址的區(qū)間流量來代表某電站的流量，再進(jìn)行某電站的徑流調(diào)節(jié)，由此進(jìn)行長系列等出力操作，其水能指標(biāo)計算成果見表4－7－2。某電站徑流調(diào)節(jié)成果表表4－7－2裝機容量（MW）保證出力（MW）多年平均發(fā)電量量（億kW·h）年利用小時（h）489.21.732735864.7.2洪水調(diào)節(jié)1）防洪標(biāo)準(zhǔn)某水電站調(diào)洪演算主要是考慮確保電站廠房工程本身的防洪安全為原則。按照國家技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國建設(shè)部1994年聯(lián)合發(fā)布的GB50201－94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，本工程項目為小型電站，水工建筑物為Ⅳ等4級，水電站廠房為4級，根據(jù)水工布置，水電站廠房按30年一遇洪水設(shè)計，100年一遇洪水校核。2）某引水壩泄水建筑物型式某水電站的首部樞紐由攔河土石壩、埡口溢流壩、發(fā)電引水道進(jìn)水口和沖沙池組成，溢流壩堰頂高程441.3m，不設(shè)閘門，自由泄流。攔河土石壩以上流域面積1718km2。另外，上游鄂坪水庫泄洪建筑物溢洪道為2孔13m（高）×14m（寬），壩頂高程555.50m，其起調(diào)水位547.50m。3）泄洪方式及調(diào)洪成果由于某電站廠房尾水直接導(dǎo)入河道，故電站廠房的防洪是在某引水壩址自由泄流情況下，該電站廠房處直接防御河道相應(yīng)頻率的洪水。洪水調(diào)節(jié)的方式是先由鄂坪水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)，鄂坪電站壩址以上流域面積1676km2，相應(yīng)頻率的下泄過程與鄂坪壩址至某電站廠房處的區(qū)間（區(qū)間面積194km2）流量按時序錯一時段疊加作為某電站廠房處來水過程，當(dāng)來水流量較小時，電站廠房處尾水位逐步上升；當(dāng)來水量較大時，則河道水位上升，直至達(dá)到最高洪水位。調(diào)洪成果詳見表4－7－3。洪水調(diào)節(jié)成果表表4－7－3頻率P（%）鄂坪壩址洪峰流流量(m3/s)區(qū)間相應(yīng)最大流流量(m3/s)鄂坪壩址下泄最最大流量(m3/s)電站廠房處洪峰峰流量(m3/s)相應(yīng)下游水位(m)0.54620386425