整理布尔水电站综合说明.docx
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整理布尔水电站综合说明
1综合说明
1.1概述
白水江是白龙江的最大支流，属长江3级支流。
白水江发源于四川、甘肃两省交界的岷山弓杆岭。
河源分黑河、白河两个分支，于九寨沟县城以上20km的黑河塘会合后始称白水江。
白水江流域总面积8316km2。
干流全长296km（其中四川境内189km，甘肃境内107km），天然总落差2958m，平均比降10.1‰。
白水江在文县境内107km，天然落差486m，河道平均比降4.54‰。
布尔水电站位于甘肃省文县境内白水江干流的中游上，为一低坝径流无调节引水式电站。
在分析研究西北勘察设计研究院2001年4月编制的《白水江干流文县河段梯级规划补充报告》等有关文件的基础上，结合现场考察、测量，认为在白依坝至尚德水电站之间的布尔河段，具备较好的水能开发条件，在此修建水电站，即布尔水电站，不影响白水江干流水能资源梯级开发的总体规划。
布尔水电站是在本河段插补的一座小型水电站。
布尔电站位于西元村和文县县城之间，电站厂区距县城约1km。
工程自白依坝尾水起沿布尔河段右岸布置，引水隧洞穿过白马峪河至布尔，长约3092.21km，工程由取水枢纽、引水隧洞、前池、压力管道、发电厂房、升变压站等部分组成。
电站设计引水流量160m3/s，设计水头19.82m，装机26Mw（2×13Mw），机组年利用小时数4557h，年发电量1.185亿kw.h，工程总投资？
万元。
2005年7月，受甘肃省平兴电力设备有限责任公司的委托，我院完成了《甘肃省文县布尔水电站项目建议书》，在此基础上，改方又委托我院对布尔水电站进行了可行性研究阶段的工作。
现已完成了《甘肃省陇南市文县布尔水电站可行性研究报告》及相关图纸。
地理位置详见电站地理位置图
1.2自然条件
1）地理及气候
白水江是白龙江的最大支流，发源于甘肃、青海两省交界处岷山山脉，有西、北二源，源地海拔高程4096m，西源称为白河，发源于四川省的九寨沟以西的弓杆岭东麓，白河全长57.0km，集水面积1334km2；北源称为黑河，发源于弓杆岭西麓的热莫克咯，黑河全长139km，集水面积2613km2。
白水江沿岷山山脉自西北向东南流经九寨沟（南坪）至刀口坝转而南下，在柴门关出四川省境流入甘肃，转向东流，经文县于玉垒乡关头坝注入白龙江碧口水库。
白水江流域呈羽状，被南秦岭山地所盘踞，地势西北高，东南低，地表起伏较大，属山大沟深地区，气候温暖湿润，垂直分布较明显，植被较好，上游为原始森林，中下游灌木杂草繁茂，分布稀疏林木，白水江流域总面积8316km2。
干流全长296km，其中四川境内189km，甘肃境内107km，天然总落差2958m，河道平均比降10.1‰。
布尔水电站位于甘肃省文县境内白水江干流中游，距文县县城约4km，坝址以上控制流域面积6936km2。
白水江流域属北亚热带季风气候，该地区海拔高程较高，属高山区，气候有明显的垂直变化。
本地区多年平均气温14.9℃，历年极端最高气温37.7℃；极端最低气温－7.4℃。
多年平均降水量442.78mm，多年平均蒸发量2122.0mm，历年最大积雪深度5.0cm，多年平均日照时数1711.0h，多年平均湿度61%，多年平均风速2.4m/s，历年最大风速16.0m/s。
2）水文
白水江干流从上至下先后设有南坪县（现九寨沟县）、鹄衣坝、文县、蒿坪、刘家河坝等水文站，除南坪水文站归属四川省水文水资源局外，其余各站均为甘肃省水文水资源局管辖，各站均为国家基本测站，资料测验精度较高，观测项目较全，资料整编符合规范要求。
本次设计采用鹄衣坝水文站1967～2004年共38年年径流系列具有一定的代表性，能够满足设计要求成果，可供工程设计使用，年径流系列不进行插补延长。
以此通过频率分析计算，计算得布尔水电站设计年径流，成果见表1－1。
布尔水电站设计年径流成果表
表1－1
F
（km2）
统计参数
不同保证率的设计值（m3/s）
Qo
（m3/s）
Cv
Cs/Cv
10%
25%
50%
75%
90%
6936
86.7
0.19
2.0
108
97.2
85.7
75.1
66.4
3）泥沙
布尔水电站泥沙推算是以刘家河坝水文站和蒿坪水文站作为设计依据站，根据蒿坪水文站输沙模数计算出布尔水电站的多年平均输沙量。
根据刘家河坝水文站1959～2004年（1959年资料不完整，1962年缺测）44年实测泥沙资料统计：
多年平均输沙量174万t，多年平均输沙模数为214t/km2。
由此计算出布尔水电站多年平均入库沙量148万t。
多年平均含沙量为1.71kg/m3，多年平均推移质输沙量为7.4万t，多年平均输沙总量为155.4万t。
4）洪水
布尔水电站枢纽位于白水江干流上，引水隧洞需要穿过白马峪河，布尔水电站工程坝址和鹄衣坝水文站控制流域面积相等，所以布尔水电站坝址设计洪水成果直接采用鹄衣坝水文站成果，
布尔水电站设计洪水成果见表1－2。
布尔水电站设计洪峰流量成果表
1－2
站名
F
（km2）
统计参数
各种频率设计值（m3/s）
Qm
Cv
Cs/Cv
0.2%
1%
2%
5%
10%
20%
水电站坝址
6936
362
0.62
4.0
1640
1220
1040
814
643
479
水电站厂房
7303
375
0.62
4.0
1700
1270
1080
843
666
496
对白马峪河沟道洪水采用“瞬时单位线”方法以及结合历史洪水调查资料等对沟道洪水进行计算确定。
白马峪河跨沟建筑物工程断面设计洪峰流量成果见下表2－3
白马峪河流域跨沟建筑物设计洪峰流量成果表
表2－3
项目
F
（km2）
各种频率设计值（m3/s）
1%
2%
3.33%
10%
跨沟建筑物断面
349
754
626
542
396
5）冰情
工程区一般10月下旬～11月上中旬开始结冰，3月中旬至4月上中旬全部融化。
流冰花时间较长，一般在11月上旬开始至次年4月初，流冰花时间150天左右。
1.3工程地质
⑴工程区地处于秦岭东西向复杂褶皱带南缘，位于西倾山—白龙江复背斜南翼，文县山字型构造前弧地带。
工程建筑物涉及区域内断裂构造不发育。
区域性断裂分布在工程区外围。
工程区出露地层为泥盆系中统三河口组第一岩性段中厚层砂质板岩偶夹砂岩及薄层砂质板岩夹碳质板岩，岩体呈单斜产状，走向稳定，岩体中裂隙较发育。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（1/400万50年超越概率10﹪）工程区地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为8度。
⑵库区工程地质条件良好，不存在邻谷渗漏问题，但有左岸阶地砂砾卵石层绕坝渗漏问题，需进行截渗处理。
按正常蓄水位946.5m计，蓄水后库岸再造形成的入库物总量约2.3万m3，由塌岸再造引起的耕地损失约9.4亩,这部分可通过干砌块石护坡处理消除，库区淹没耕地面积约24亩，浸没面积约4亩。
⑶两坝线相比较：
下坝线右坝肩覆盖层较厚，开挖和治理较为困难，因此推荐上坝线为选定坝线。
上坝线坝基岩性为河床砂卵砾石，属软基地基，其工程地质性能满足设计要求。
坝基砂卵砾石层具备管涌破坏的渗透变形条件，其临界水力坡降为0.14，允许水力坡降为0.093，；坝基渗漏量较大，约9916m3/d，存在基坑涌水问题，故需进行防渗处理，并考虑排水。
坝肩条件良好，适当清基即可。
左坝肩存在绕坝渗漏问题，渗漏量约为1678.7m3/d，须做截渗处理，截渗墙范围应为距河水边线至少100m。
⑷引水隧洞工程地质条件较好，隧洞进出口边坡稳定，洞身围岩类别属Ⅲ～Ⅳ类，但穿白马峪河暗渠段地下水丰富，施工难度较大。
引水发电隧洞全长约3.1km，Ⅲ类围岩占40%，Ⅳ类围岩占55%，暗渠占5%。
⑸厂房区前池、压力管道、厂房、尾水渠工程地质条件良好。
前池、压力管道地基为洪积碎石土或河床砂卵砾石层，厂房地基可置于基岩或砂卵砾石层中，尾水渠地基为河床砂卵砾石层。
⑹天然建筑材料中的砼骨料，取自白马裕河，其数量能满足设计要求，但粗骨料级配不良，细骨料含泥量、轻物质含量偏高，孔隙率偏大，使用时需冲洗。
⑺白水江水，质良好，对普通水泥无侵蚀性，可作为施工用水。
1.4工程任务和规模
大通河水量充沛、河床比降大、落差易集中，水能资源极为丰富，水资源的开发，不仅为地区经济发展提供了电力，而且对带动地区其他资源的开发有积极的促进作用，同时还可作为少数民族地区的一个支柱产业，对促进地区经济的持续发展和人民生活水平的提高有着重要意义。
江源水电站为Ⅳ等小
（1）型工程，装机42MW，多年平均年发电量约1.806亿kW·h。
根据《小水电水能设计规程》（SL76—94），电站的设计水平年采用第一台机组投产后的4～7年并和国民经济五年计划相适应。
按照施工进度安排，电站2008年左右第一台机组发电。
因此，设计水平年选定为2015年。
根据电站在电力系统中的作用及规模，参照《小水电水能设计规程》（SL76-94）的规定，本电站设计保证率采用P=85%。
1.5工程布置及建筑物
1）工程等别及标准
电站装机容量26MW，依《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），工程等别为Ⅳ等，工程规模为小
（1）型。
主要建筑物级别为4级，次要及临时建筑物为5级。
由于泄冲闸挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于10m，枢纽防洪标准按平原、滨海区标准确定。
枢纽洪水标准：
设计[重现期（年）]为50年（P=2%）；校核[重现期（年）]为100年（P=1%）。
消能建筑物洪水标准：
[重现期（年）]为20年（P=5%）。
厂房洪水标准：
设计[重现期（年）]为30年（P=3.33%）；校核[重现期（年）]为100年（P=1%）。
2）坝线的确定
本阶段选择了二条坝线，上、中两坝线相距460m，中下坝线相间1154m。
为保证装机容量不变得条件下，上中坝的正常挡水位均为2622.00m，下坝线的正常挡水位2620.80m，主要通过库区淹没、枢纽建筑物和引水建筑物投资的综合比较，确定上坝线为本阶段的推荐方案。
3）厂址的选定
初选上下两厂址，为了最大的利用水能资源，确定下厂址为推荐方案。
4）推荐方案工程总体布置
江源电站由枢纽、引水系统和厂区建筑物三大部分组成。
枢纽为一综合建筑物，担负着引水、泄洪和冲砂等任务，引水系统在大通河的左岸，有一孔进水口、砼压力管道、压力隧洞，总长6820.998m。
直径均为6.50m，调压井一座，内径18m。
调压井为阻抗式，前接隧洞，后经过一段隧洞与厂房压力钢道相连，机组供水采用一管三机。
厂区由主、副厂房、尾水渠、升压站和管理区等建筑物组成。
1.准备阶段尾水渠采用梯形断面，末端与大通河相接。
（5）为保障评价对象建成或实施后能安全运行，应从评价对象的总图布置、功能分布、工艺流程、设施、设备、装置等方面提出安全技术对策措施；从评价对象的组织机构设置、人员管理、物料管理、应急救援管理等方面提出安全管理对策措施；从保证评价对象安全运行的需要提出其他安全对策措施。
对策措施的建议应有针对性、技术可行性和经济合理性，可分为应采纳和宜采纳两种类型。
管理区设在厂房上游Ⅱ级阶地上，通过新建的跨大通河桥可与青冈公路相连界。
5）建筑物的布置、型式及主要尺寸
（1）枢纽总长161.3m，从左到右依次布置有土坝、泄洪冲砂闸、表孔泄洪闸（实用堰）、溢流坝和重力坝，进水口布置在泄冲闸上游处。
闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00m。
2.辨识与分析危险、有害因素
（2）引水系统由进水口、砼压力管、引水隧洞、调压井和压力钢管组成。
进水口位于枢纽左岸，砼管和隧洞均为有压圆形断面，内径6.50m，线路总长度6821m，其中砼管长48m，隧洞总长6773m。
调压井为阻抗式，直径18m，阻抗口直径3.20m，总高度为32.50m。
（2）评价方法的适当性；机组采用一管多机，卜形分岔的布置供水方式，主管管径5.80m，岔管直径均为3.00m，管道为外包砼的钢管。
（3）厂区位于江源村的东侧，建筑物主要有主副厂房、升压站、尾水渠、进厂公路和其它附属建筑物。
直接市场评估法又称常规市场法、物理影响的市场评价法。
它是根据生产率的变动情况来评估环境质量变动所带来影响的方法。
主厂房平面尺寸52.30×16.10m,副厂房布置于主厂房上游侧，平面尺寸47.40m×10.86m，分为三层，上层楼面高程与发电机层相同，下层底板高程与水轮机层相同，中间为电缆层。
上层设中央控制室、载波室、电气实验室、值班室等；下层为电缆夹层、励磁室、厂用变室、和空压机房等。
在评估经济效益不能直接估算的自然资源方面，机会成本法是一种很有用的评价技术。
机会成本法特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然资源的开发项目的评估。
尾水渠为复式梯形断面，底宽16.0m，渠底砼衬砌，边坡为浆砌块石，坡度1:
1.25，渠道纵坡1:
2000，渠堤顶高程2572.80m。
通过大通河上新建公路桥，可到厂区。
本章中环境影响评价制度，2010年的真题中全部集中在环境影响评价这一节。
环境保护的对象，环境影响评价制度，环境影响评价文件的组成、文件的报批等是历年考试的热点。
1.6机电及金属结构
1.6.1水力机械
环境影响的经济损益分析，也称环境影响的经济评价，即估算某一项目、规划或政策所引起的环境影响的经济价值，并将环境影响的经济价值纳入项目、规划或政策的经济费用效益分析中去，以判断这些环境影响对该项目：
规划或政策的可行性会产生多大的影响。
对负面的环境影响估算出的是环境费用，对正面的环境影响估算出的是环境效益。
1）水轮机型号的选定型号
电站最大水头20.82m，最小水头16.20m，加权平均水头19.82m，电站额定水头19.30m，经技术比较，选用二台容量为2×13MW轴流转桨式水轮发电机组。
水轮机型号为：
ZZA834—LH—350，发电机型号为：
SF13.0—35/5500（10.5kv）。
2.环境影响评价技术导则1.6.2接入电力系统方式、主接线方案
1）接入电力系统方式：
对于不同的评价单元，可根据评价的需要和单元特征选择不同的评价方法。
电站接入系统方式选用35kV电压等级，选用双回路35kV架空导线。
送出线路选用1回。
另予留1回35kV出线间隔。
2）发电机侧接线和主变
10.5kV侧采用单母线不分段接线方式，主变型号选择为SF9-20000/35的二台。
3）升高电压侧接线采用单母线接线。
升高电压侧电压等级为35kV两回出线，其中一回作为上网线路，另一回作为备用。
4）过电压保护：
本水电站采用微机型成套保护装置，按发电机、主变压器等不同的主设备分别组屏，35kV线路保护根据接入系统设计要求配置。
5）自动控制
全厂设备的监视控制完全依靠计算机，监控系统发出操作指令，通过现场执行机构执行。
6）通信
通信方式设为两种，调度通信采用电力线载波方式，水电站与外界的联系采用当地公用网解决。
1.6.3金属结构
金属结构依据工程区水文气象、冰情及各部位金属结构特点，金属结构分别在枢纽（泄冲闸、进水闸）、前池（进水闸、冲砂闸）和厂房尾水部位共设有不同类型不同规格的闸门、拦污栅8类十套。
并相应配置不同型式、不同容量的启闭设备？
台。
电站
金属结构设备的总重量约为336t，其中闸门、拦污栅重约？
t，埋件重约？
t，其它附件（锁锭、自动抓梁、轨道等）重约？
t启闭设备重约？
t。
1.7消防设施
主厂房内发电机消防采用自动喷水灭火方式，电气设备以干粉灭火器为主要消防设施。
其它非电气设备或非带电设备以消火栓作为主要消火设施，并配备一定数量的干粉灭火器作为辅助灭火措施。
1.8施工
1）交通
本工程枢纽区河谷较为狭窄，施工营地拟规划四处，分别在枢纽附近、厂房附近和两个支洞旁。
工程区距省会西宁市175km，距门源县城60km。
岗青公路通过工程区，对外交通条件十分便利。
工程所用水泥采用甘肃省永登水泥厂，钢材在西宁采购，木材可从门源县采购。
2）导流标准和方案
导流建筑物级别为5级，枢纽工程一期、二期围堰挡水标准均选用设计洪水重现期5年，其相应全年最大洪水流量790m3/s，汛前枯水期最大洪水流量449m3/s（6月）。
采用河床内分期导流施工方式，Ⅰ期工程首先利用枯水期草土围堰和土石围堰挡水，河水由束窄后的右岸河床通过，完成泄冲闸、进水闸及泄冲闸和实用堰之间的闸坝导墙及上下游纵向浆砌石围堰的施工。
导流时段为第一年11月～第二年9月底，相应最大流量为790m3/s。
Ⅱ期工程利用右岸上下游横向土石围堰和纵向浆砌石围堰挡水，第二年11月～第三年5月底的流量由一期完成的泄冲闸通过，完成溢流坝、重力坝和截渗墙2612.2m高程以下和上下游铺盖、消力池及海墁的施工，相应时段最大流量为240m3/s。
汛期（6月～9月）来临时，容许基坑过水，暂停施工，待洪峰过后，继续进行坝体砼浇筑；10月～12月流量由已经浇筑完成的坝体挡水，泄冲闸过流，期间完成枢纽所剩余的工程。
厂区导流标准亦按5年一遇洪水设计。
利用尾水渠上的预留砂砾石坎挡水，厂房基坑全年施工。
厂区防洪堤和尾水渠后半段在枯水期时施工。
3）总进度
根据本工程的枢纽特点和施工条件，确定本工程的施工进度计划总工期为28个月，其中施工准备期2个月，主体工程施工期25个月，完建期1个月。
1.9水库淹没及工程永久占地
库区回水淹没设计洪水重现期，按《水利水电工程水库淹没处理设计规范》（DL/T5064—1996）执行。
规范规定淹没对象为耕地、园地，设计洪水频率标准按50%～20%，重现期2～5年；校核洪水频率标准按10%～5%，重现期10～20年。
本电站洪水标准如下：
在P=20%设计洪水时，洪峰流量479m3/s；在P=5%校核洪水时，洪峰流量814m3/s，根据枢纽建筑物的泄洪能力，在正常挡水位时，泄冲闸可渲泄1059m3/s，闸前水位均低于正常挡水位，淹没面积均按正常挡水位确定。
工程永久占地54.5亩，其中耕地38.5亩，河滩地16亩。
库区淹没耕地24亩，浸没耕地4亩。
1.10环境保护和水土保护
布尔水电站由于规模小，有少量土地淹没和浸没，对社会环境无大的不利影响。
工程的兴建，必将增加当地群众的就业机会，清洁能源的利用也将有利于减少对林木的砍伐，进而促进自然环境的改善。
因此，工程的修建对环境的有利影响远远大于不利影响。
环境保护设计主要内容有：
弃渣场保护、工程区渣场整治与利用。
恢复植被，水质保护等。
环境保护和水土保持投资暂按250万元计。
1.11工程管理
布尔水电站装机容量26MW，属Ⅳ等小
（1）型工程，电站建成后由“甘肃省平兴电力设备有限公司”管理，电站编制人员35人。
其中：
管理和服务人员6人，人员16人，检修维护人员8人。
工程的管理由电站自身承担，电站设站长一人，统一管理电站的生产运行、生活。
运行班的职责是负责电站的生产与运行，包括闸门启闭、拦污机的清污、厂房内机组的运行等。
1.12概算
工程概算采用青海省水利厅建设厅青水生技字（95）第160号文颁发的《青海省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》及青海省水利厅青水字（1998）第142号文颁发的《青海省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准的补充规定》。
编制办法依据青海省水利厅建设厅青水生技字（95）第160号文颁发的《青海省水利水电工程初步设计概算编制办法》进行编制。
定额依据：
建筑工程采用青海省水利厅1993年颁发的《青海省水利水电建筑工程预算定额》，并扩大5%，设备安装工程采用水利部1992年颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》（中小型）。
本工程静态投资为29266.41万元，总投资为31338.38万元，其中：
建筑工程14958.71万元，机电设备及安装工程4931.83万元，金属结构设备及安装工程921.40万元，临时工程1644.02万元，水库淹没处理补偿费685.40万元，其他费用4413.06万元，基本预备费1411.99万元；水保及环保工程投资300万元，建设期贷款利息2071.97万元。
电能输出工程，包括35KV电能输出线路和35KV进线间隔，共计1140万元。
1.13经济评价
1）资金来源：
①固定资产投资的30%自筹，即自筹8779.92万元，不计息。
电站投产后按资本金的8%付红利（即应付利润）。
②其余70%申请银行贷款，贷款额20486.49万元，年利率6.12%，借款期限23年。
2）建设期利息
根据投资分年度使用计划和资金来源，采用复利计算，整个项目建设期利息2071.97万元。
建设期利息计入固定资产价值。
3）财务评价
江源水电站装机容量为42.0MW（3×14.0MW），多年平均年发电量为1.806亿kW·h，装机年利用小时数为4300h，有效电量为1.770亿kW·h，扣除厂用量（1.0%）后，可供上网电量为1.752亿kW·h。
按工程静态总投资29266.41万元计算，单位千瓦投资为6968元/kW，单位电能投资为1.654元/kW·h，单位发电成本为0.122元/kW·h，单位发电经营成本为0.034元/kW·h。
上网电价按现行上网电价0.227元/kW·h（含税）计，借款偿还期为23.0年。
全部投资财务内部收益率为8.70%，大于财务基准收益率Ic=8%；财务净现值（Ic=8%）为1788.82万元，大于零；投资回收期从建设期算起为12.2年；投资利润率4.99%，投资利税率5.81%，资本金利润率17.70%。
从敏感性分析计算结果看各种不确定因素在一定范围内变化时，全部投资财务内部收益率都大于财务基准收益率。
综上分析说明，本项目具有一定的抗风险能力，在财务上是可行的。
4）国民经济评价
按影子电价0.30元/kW·h分析计算，本水电站工程经济内部收益率为13.47%，高于社会折现率Is=10%；经济净现值（Is=10%）为8500.70万元，大于零；经济效益费用比为1.296，大于1。
从敏感性分析计算结果看，各种不确定因素在一定范围内变化时，经济内部收益率均大于社会折现率。
综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。
1.14结论及建议
1）结论
江源水电站的建设能充分利用大通河水能资源，工程规模较小，自然条件和地质条件基本清楚，建设条件好。
工程区水文资料是由上游尕大滩、下游的天堂、连城、享堂水文站较长系列实测数据分析插补还原而得，精度高，成果可靠。
工程区无突出不良工程地质问题，当地建筑材料丰富，易于开采。
电站兴建后，对环境无不利影响。
电站装机容量42MW，多年平均年发电量1.806亿kW·h。
工程静态总投资为29266.41万元，单位千瓦投资为6968元/kW。
单位电能指标1.654元/kW·h。
单位发电成本为0.122元/kW·h，单位发电经营成本为0.034元/kW·h，全部投资财务内部收益率为8.70%。
工程建设总工期28个月。
2）建议
本工程的水头尚属低坝，但由于消力池基础为软基，且单宽流量大，泄流组合较多，建议做水工模型实验，确定消能建筑物型式和结构。
由于引水系统长，建议做调压井的波动试验，验证调压井断面的合理性，并为隧洞结构计算提供较为准确的数据。
布尔水电站工程特性表
序号
项目
单位
数量
备注
一
水文气象
1
电站以上流域面积
km2
6936
2
利用水文系列年限
年
39
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