电站可行性研究报告.docx
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电站可行性研究报告
祁连县二珠龙电站可行性研究报告
第一章概述
二珠龙水电站位于青海省祁连县境内，距祁连县城70公里，东径99°38′11″，北纬38°24′44″。
二珠龙电站兴建是黑河流域整体开发的龙头项目电站，开发形式为坝后式电站。
电站水库总库容为8230万立方米，具有灌溉、防洪、发电等综合效益，也可作为黑河梯级开发调节水库，为祁连县新建年产十万吨石棉矿、祁连县及海水地区的资源开发提供电力。
二珠龙电站控制流域面积3770平方公里，装机12×3200千瓦，年利用小时数为5523小时，年平均发电量为3535.216万千瓦时。
第二章项目背景及建设的必要性
祁连县位于海北藏族自治州西北部，总面积15610平方公里，平均海拨3169米，全县辖8个乡镇，总人口4.9万人，有耕地4.3万亩，基本上分布在县城西部的黑河流域，其中有水浇地面积1.2万亩，宜农荒地1.8万亩，林地面积232万亩，可利用草场面积1274万亩。
祁连县城位于县境中部的八宝河畔，东南距省会西宁284公里，南距海北州府所在地西海镇204公里。
区域供电主要以小水电为主。
祁连县有煤炭、黄金、铅锌、铬铁、锰铜、石棉等43种矿产，是全省资源重点开发县之一。
特别是石棉、煤炭、黄金资源十分丰富。
石棉储量为1740万吨，居全国前列。
并且石棉的理化性极佳，是我国第一、世界第二
成浆性棉，有极大的开采价值。
石棉、煤灰、黄金、铬铁是祁连县发展国民经济的四大优势资源。
近几年祁连县为充分发挥其资源优势，新建了铬铁冶炼厂（1300KW）、小八宝棉选矿厂（3000KW）、铅锌选矿厂（600KW）、冰铜冶炼厂（1000KW）等一批有地方资源特色的工业开发项目，用电负荷增长较快。
根据祁连县“九五”及2010年工业发展规划，到2000年全县用电负荷将由目前的7000KW发展到2.8万KW，电力缺口约2万KW。
用电量将由目前的1400万KWH增加到1.36亿KWH。
据该县2001年-2010年工业发展规划，预测到2010年电力缺口将达5.38万KW。
由此可以看出：
祁连地区目前及今后一个时期面临的电力供需矛盾非常尖锐，迫切需要解决电源问题。
为解决祁连地区的用电，省上已建设门源一祁连的110千伏送变电工程，其中一期工程默勒一祁连110千伏输电线路（85公里）于2000年年底投运。
根据省电力设计院提交的初设方案，该线路全部建成后，其最大输送能力约3.1万千瓦，其中向祁连县城送电能力仅2.35万千瓦，届时仍不能满足祁连县负荷发展的需要。
由于祁连县处于大电网的末端，为保持大电网末端电压的稳定也需要建设一个有一定规模的电源支撑点。
丰富的水电资源是祁连发展经济的一个优势。
根据水利部、能源部东北勘测设计研究院编制的《黑河（黄藏寺以上河段）水电开发规划报告》，黑河上游干流段祁连境内规划有二珠龙、油葫芦、大郎沟、上柳沟、绵纱弯、地盘子、黄藏寺等七个梯级电站，总装机19.5万千瓦，保证出力6.5万千瓦，年发电量8.52亿千瓦时。
黑河是我国西部一条较大的内陆河流，发源于托勒山与祁连山，流经青海、甘肃、内蒙古三省（自治区）的10余个县市，流域面积13万平方公里，
全长800公里，年径流量36.3亿立方米。
黑河干流黄藏寺以上河段长93.2公里，总落差756米。
由于黑河上游地区属高原寒冷气候，地面风大、干燥、降水量少，流域内降雨季节性强，河流汛期流量变化大。
为合理利用水资源，并兼顾中、下游地区的工农业用水在上游河段修建一座集发电、防洪、灌溉为一体的调节水库是非常必要的。
拟建的二珠龙水电站坝址位于黑河上游西岔，距祁连县城70公里。
该电站工程地质条件较好，工程量小，库容大，调节能力强。
计划水库电站装机容量为6400千瓦。
该电站的兴建不但能为祁连县提供电力，而且还能向西宁电网送电，减轻西宁电网向海北输入电的压力，使电网潮流更合理。
同时可作为黑河梯级开发的龙头调节水库，对防洪、发展经济和保持生态环境都有重要作用。
还可以就近解决正在筹建的祁连玉石沟10万吨/年石棉矿（负荷容量1.95万千瓦）及其它矿产资源开发的用电问题。
因此，尽快准备建设祁连二珠龙水电站，对促进祁连县经济发展，改善电网结构和提高黑河流域农田灌溉保证率，减轻洪水灾害是非常必要的。
浙江省富阳市栖鹤水电站有限公司是浙江省富阳市一家股份制企业，拥有固定资产2.5亿元，流动资金8000万元，经济实力较为雄厚，公司主要从事冶金、水力发电行业，全年总产值可达1.5亿元。
主要生产铜棒、硫酸锌和水力发电。
公司董事长何浩年对水力发电颇感兴趣，且融资能力较强。
从一九九O年开始从事铜业小型生产以来，发展速度较快，一九九O年年产值仅为5万元，固定资产仅为3万元，发展到2002年拥有铜棒厂、硫酸锌厂、水力发电站三处，固定资产达到2.5亿元，年生产总值达到3.1亿元，年创税利4960万元。
具备投资兴建二珠龙电站和对黑河流域总体开发的能力。
祁连县政府适应西部大开发契机，为搞活经济初步达成意向，同意将二珠龙电站和高大坂电站由浙江省富阳市栖鹤水电站有限公司开发经营。
第三章建设条件
第一节水文气象
一、气象
本地区具有内陆高寒气候，气温低，温差大，降水少，气候干燥，本地区多年平均气温在0.7℃左右，多年平均降水量400毫米，年蒸发量1100-1500毫米，极端最高气温30.5℃，极端最低气温-31.0℃，平均风速2米/秒，最大风速20米/秒，年降雪期240-270天，每年9月至翌年5月为冰冻期，无霜期仅40-110天，冰冻期1-3月，最大冰厚河心1.36米，岸边1.40米。
二、水文测站
黑河干流黄藏寺以上流域有三个水文气象站，莺落峡站有45年水文资料、扎马什克和黄藏寺分别有33年和12年的水文资料。
三、径流
二珠龙电站坝址处径流计算见下表
二珠龙电站径流计算成果
集水面积
KM
年水量
10M
多年平均流量
立方米/秒
设计流量（立方米/秒）
P=20%
P=50%
P=80%
3770
5.93
18.8
21.4
18.4
15.6
四、洪水
本工程的设计洪水为500年一遇，校核为2000年一遇。
二珠龙电站洪水计算成果
项目
P=0.01%
P=0.05%
P=0.1%
P=0.2%
P=0.5%
P=1%
P=2%
P=3.33%
QM
1437
1325
1213
1101
957
845
734
654
W
8220
0.760
0.699
0.638
0.557
0.496
0.434
0.389
W
16402
1.627
1.497
1.368
1.199
1.069
0.935
0.840
表中：
QM-设计洪峰流量W1-1日洪量W3-3日洪量
五、泥沙
由于坝址以上植被条件较好，侵蚀模数小，经计算悬移质含沙量3.95千克/立方米，输沙率29公斤/秒，多年平均输沙量为91.6吨。
第二节工程地质
一、水库区工程地质条件
1、水库渗漏
库区地处黑河上游，两岸山体陡峻，比高多在800-1200M。
库区四周及底部均为相对不透水的中寒武系火山岩，二叠系砂岩夹砂质泥岩及第三系的砾岩夹泥岩组成。
库岸山体宽厚，一般无永久渗漏可能。
坝址右岸为一单薄鞍状条形山体，正常蓄水位3747M时，鞍部最小厚度为300M左右；又有F1断层从该处通过并延伸至下游，沿单薄分水岭渗漏问题有待进一步论证。
2、库岸稳定
当正常蓄水位3242M时，右库岸为35℃左右的岩质边坡，而左库岸为缓坡起伏的阶地，阶地下均为岩质基座，两岸又无对整体岸坡不利的结构面存在，因此不会有大的坍岸问题。
3、水库浸没
水库周边无永久无居民点，亦无工矿企业分布，仅在左岸有少量放牧草场，故浸没问题不大。
二、坝址区的工程地质条件
据兰州院1983年编制的地勘报告成果，设计采用3号剖面。
1、地形地貌
黑河自西北向东南流经坝址，坝址位于峡谷进口段，属对称的“V”形河谷，河水位3182M，水面宽15-25M。
岸坡较陡，多在400-500，左岸基岩多已裸露，右岸亦见有零星基岩出露，表部覆盖层厚约1-5M，表层有塌滑现象，两岸未见有较大的冲沟，岸坡较完整。
2、地层岩性
坝址区基岩为中寒系统的安山质凝灰角砾岩和绢云母石英纳长片岩。
安山质凝灰角砾岩为暗紫褐色，以直径2-20CM的安山质火山角砾为主组成，岩性坚硬。
绢云母石英纳长片岩为黄绿色或灰黄色，以纳长石、石英为主组成，含有少量绢云母，表面风化常呈片状剥落，强风化带甚薄。
河床砂砾石覆盖层厚1-4M。
3、地质构造
本区在构造上地处黑河断陷带，属北西西向构造体系，正处野牛台背向斜带中间部分。
坝区见有四条北西向断层分布，均属逆断层。
F1断层以600左右的倾角逆冲在第三纪砾岩夹泥岩层之上，其产状为NW2900-3000，NE550-700，破碎带宽0.5-3M，影响带宽3-7米，破碎带充填物质为断层泥、糜棱岩和构造角砾岩，胶结不好。
该断层自坝址左岸向东南延伸至右岸鞍状山梁，东侧坡与分支断层F2交汇。
另在坝区尚有一组NW3050-3200的压扭性走向断层发育（F3和F4等），与F1断裂带呈150左右的交角，成“入”字型展布在峡口地段。
同时还有与其斜交的NE50（F6）和NE800（F5和F9）两组扭性构造相配置，其中F5穿越左岸坝基。
整个坝区均处在F1断裂带的上盘，
并受“入”字型展布的构造控制。
坝区岩石裂隙发育，完整性差，裂隙主要有三组：
（1）NE600-700NW<620；
（2）NE300NW<310；
（3）NW2900SW<750。
上述裂隙延伸较远，充填物多为岩石碎屑及方解石脉。
4、水文地质条件
按埋藏条件，坝区地下水分为孔隙潜水和基岩裂隙水。
孔隙潜水主要分布在河床砂卵砾石层及冲洪积碎石夹土层中，水质类型为重碳酸盐钙钠镁水，由大气降雨，上游河水及两岸地下水补给，向河床及下游排泄。
裂隙性潜水主要分布在两岸基岩表部，其含水情况受控于断裂的发育特性，不构成完整的含水层，由高山融雪及大气降雨补给，由两岸向河床排泄，有时通过覆盖层以下降泉形式出露在山坡脚下或阶地陡坎的基座侵蚀面上，季节性变化明显，水质类型为重碳酸盐钙钠水，个别情况硫酸根离子偏高。
河床部位10M以下即为微透水或相对隔水层。
本地区地震烈度为七度。
三、天然建筑材料
经初步调查，库、坝区附近未见有填筑所需的防渗土料产地，沿河阶地上仅见有厚0.5-2M的黄土质砂壤土，呈薄夹层或透镜体分布在碎石或砂砾层中。
从库区的公路桥以下至坝址，沿河滩均有砂卵砾石层分布，可作混凝土骨料用，储量丰富，质量尚可，但含泥量偏高。
按照地形和距坝址远近，初步分为3个产地。
从地形、运输和开采等条件看，以1号产地为佳，储量在20万立方米以上，但地下水埋深浅是其缺点。
坝址下游沿河左岸多见寒
武系中统的中酸性火山岩，流纹质英安凝灰岩硅质岩，岩石致密坚硬，厚度在1000M左右，储量丰富，可供作建坝用块石料。
四、结论
坝址区主要由较坚硬的岩石组成，完整性稍差，但风化不深，覆盖层亦不厚，枢纽工程地质条件较好，筑坝无大的制约因素，修建当地材料坝和混凝土坝都是可行的。
因附近粘土料奇缺，考虑当地材料坝时采用混凝土面板防渗为宜。
第四章水文水能分析
为减化设计工作量，水文计算采用祁连水利志有关资料进行。
第一节基本资料
一、气象：
祁连山地处中国地势第三台阶，位于青藏高原东北部，黄土高原西缘。
而祁连地处祁连山腹地，地形复杂多样，基本特征是山地面积大，降雨量少，冰川分布广，盆地峡谷多，属大陆性气候。
境内山脉走向呈北西至南东走向，有利于东南季风深入而有腾云致雨作用。
地区的气候特点是空气稀薄干洁、透明度大、日照时数长、太阳辐射强，地形和海拨高度对温度的作用大于纬度对温度的影响，致使县内各地气温分布差异较大，垂直变化明显。
春季升温慢，秋季降温快，冷空气持续时间长，造成冬季寒冷，夏季短促凉爽，冬夏所受气团控制不一，使得降水地带分布差异显著，季节变化大，降水次数多，量级小，多雷暴和冰雹，春季受强大西北气流影响，空气干燥，多西北风。
祁连地势起伏显著，大部分地区海拨在3400米余，多年冻土广布，高
耸云端，石骨峥嵘的山峰均在4200米以上，山脉多为现代冰川发育的寒冻
风化及冰蚀作用强烈的剥蚀构造高山，山脉隆起幅度大，地形切割强烈，寒冷季长，四季不明显。
二珠龙地处祁连县中北部，地面高程为海拨3171米，冬季寒冷期长为212天，入冬时间为10月3日；春季较短为37天，入春时间5月3日；夏季为88天，入夏时间为6月9日；秋季为28天，入秋时间为9月8日。
气温变化规律是1月最冷，2月开始回升，3月升温幅度最大，7月气温最高，8月-9月气温逐渐下降，10月后降温较快，极端低温出现在1月份，一般在-21℃，极端低温可达-39℃，极端高温出现在7月份，一般在14-17.8℃之间，极端高温为30.7℃。
各月多年平均气温如下表：
平均气温表
月份
气温
地名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
边麻
-15.8
-12.2
-5.6
1.3
6.0
9.1
11.5
10.7
6.0
-0.1
-8.5
-14.9
-1.1
野牛沟
-17.5
-14.2
-8.0
-1.5
3.3
6.4
9.1
8.5
3.7
-2.4
-11.3
-16.2
-3.3
扎麻什
-14.3
-11.0
-5.1
1.5
6.6
9.8
12.1
11.0
6.4
0.8
-8.1
-13.5
-0.3
二、日照和热量
日照是祁连重要光能资源，县内各地阳光充足，太阳辐射强度大，是我国太阳辐射较高值地区之一，根据祁连县水利志，日照时数在2590-2890小时。
热量是动植物生活环境的重要因子（3700米以上），祁连县各地热量条件有显著差异，在高海拨地区积温在7200以下，一般地区在7200-1150℃之间，在海拨3200米以下地区积温在1150-1650℃之间。
三、降水：
祁连降水主要来自印度泽孟加拉湾上空的西南暖湿气流，因祁连深居内陆，故其入境后，含量大减，使降水量较我国东部要少，属干旱、
半干旱区，年降水量为403.1毫米，降水量集中在6-9月，约占全年的65.61%，年降水量最大值出现在7-8月，最小值出现于1月，年际变化较小，Cv=0.2-1.5,Cs=2Cv，根据统计祁连县，年内降水分配如下表：
祁连县野牛沟、扎麻什降雨年内分配表
地名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
合计
扎麻什
1.2
2.6
7.9
18.2
53.0
81.3
102.6
93.2
63.6
16.5
3.0
0.7
37.0
443.8
野牛沟
1.5
2.2
6.8
13.4
38.9
66.9
103.3
90.1
55.3
11.7
3.2
0.6
32.8
393.9
四、蒸发：
祁连县地区高原，日照充足，日数较长，太阳辐射强，因而年蒸发量较大，蒸发量主要集中在5-7月，占全年蒸发的40%，年最大蒸发量为1640.8毫米，临近二珠龙的扎麻什和野牛沟蒸发量如下表：
祁连县野牛沟、扎麻什蒸发量统计表
项目
站名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年蒸发量
扎麻什
34.3
44.9
135.1
159.6
177.1
157.1
160.1
155.3
109.1
76.8
47.0
35.4
1292.6
野牛沟
38.4
56.00
105.2
155.4
186.2
185.1
172.2
162.3
116.8
94.5
53.6
39.7
1364.8
五、迳流：
祁连县迳流来源于大气降水和冰雪消融，黑河流域多年平均迳流深为159.6毫米，迳流模数为5.06升/秒平方公里，迳流量4-6月以融雪消冰为主，7-9月大气降水补给为主。
扎麻什水文站4-6月径流量为1.83亿立方米，占全年24.95%，7-9月为4亿立方米，占全年27.96%。
祁连县扎麻什年迳流特征值统计表
项目
集水
面积
多年平均
Cv
Cs/Cv
不同保证率年迳流量
最大年
最小年
最大
年径流深
年迳流量
年迳流模数
20%
50%
75%
95%
迳流量
发生年份
迳流量
发生年份
最小
单位
KM2
mm
亿立方米
c/s·km2
亿M3
亿M3
年
亿M3
年
数值
4589
155.2
7.125
4.9
0.15
2
8.02
7.06
6.35
5.42
10.47
1958
5.26
1973
1.99
六、河流水系：
黑河是祁连山内陆主要水系之一，发源于青海省东北
部祁连山支脉走廊南山雅腰掌，野牛沟乡洪水坝的八一冰川，河流海拨4120米，流向东北，流迳野牛沟乡的沙龙滩、大泉、野马嘴、油葫芦、高大坂峡、扎麻什乡，于宝瓶河与八宝河汇合，转北进入莺落峡流入青海、甘肃界河，后流入内蒙古。
二珠龙位于野牛沟乡下游十公里，扎麻什乡上游40公里处,上游主要支流有柯柯里河、铁迈沟、泉刺沟等50多条,总流域面积3770平方公里。
七、水质：
根据祁连县水利志，二珠龙水质指标如下表：
二珠龙水质分析
矿化度
总碱度
总硬度
PH
硝酸根
亚硝酸根
铵氮
0.21
8.83
13.51
8.3
0
0.0006
0
第二节设计年迳流
因缺乏二珠龙水文资料和其它参证站流量资料，采用祁连县八宝站不同保证率的年月迳流分配资料进行推求，根据祁连县水利志确定频率为20%为丰水年，50%为中水年，75%为枯水年。
二珠龙电站设计年迳流量推求表
设计代表年
P=20%
丰水年（1980）
P=50%
中水年（1985）
P=75%
枯水年（1972）
说明
项目
八宝站
亿m3/月
二珠龙
（m3/s）
八宝站
亿m3/月
二珠龙
（m3/s）
八宝站
亿m3/月
二珠龙
（m3/s）
3
月
平
均
流
量
（m3/s）
0.1
4.89
0.12
5.96
0.11
5.51
八宝站F=2452
二珠龙
F=3770
扎麻什
F=4589
4
0.21
10.61
0.22
11.29
0.24
12.42
5
0.53
25.92
0.27
13.41
0.51
25.54
6
0.78
39.42
0.53
27.20
0.32
16.66
7
0.89
43.53
0.97
48.18
0.93
46.56
8
0.93
45.48
0.95
47.18
0.73
36.55
9
0.74
37.40
0.63
32.33
0.42
21.73
10
0.34
16.63
0.27
13.41
0.26
13.02
11
0.16
8.09
0.16
8.21
0.14
7.24
12
0.11
5.38
0.11
5.46
0.10
5.01
1
0.09
4.40
0.09
4.47
0.08
4.01
2
0.08
4.33
0.08
4.40
0.06
3.33
年平均流量（m3/s）
4.96
20.60
4.40
18.56
3.88
16.50
第三节设计保证率
本电站设计保证率采用丰、中、枯水年月平均流量进行计算，以设计频率为75%时的出率为电站保证出率。
将丰中枯的月平均流量以大到小次序排列，进行频率计算，求出保证流量，然后求出保证出力。
二珠龙电站保证频率计算
序号
流量（m3/s）
出现频次
累计出
现频次
经验频率
P=M/（n+1）×100%
平均流量（m3/s）
平均出力（kw）
1
48以上
1
1
2.7
48
10620.0
2
44-47.99
3
4
10.8
46
10177.5
3
40-43.99
1
5
13.5
42
9292.5
4
36-39.99
3
8
21.6
38
8407.5
5
32-35.99
1
9
24.3
34
7522.5
6
28-31.99
0
9
24.3
30
6637.5
7
24-27.99
3
12
32.4
26
5752.5
8
20-23.99
1
13
35.1
22
4867.5
9
16-20.99
2
15
40.5
18
3982.5
10
12-15.99
4
19
51.4
14
3097.5
11
8-11.99
4
23
62.2
10
2212.5
12
4-7.99
12
35
94.6
6
1327.5
13
0-3.99
1
36
97.3
2
442.5
由计算可知当P=75%，Q=7.5m3/s，N=1659.3，即当保证率为75%时保证流量为7.5m3/s，保证出率为1659.3。
第四节水能计算
二珠龙电站设计调节库容6850万立方米，死库容1251万方，水能调节计算采用丰水年、中水年、枯水年分列计算，如下表：
多年平均发电流量为17.39米3/秒，多年平均迳流量18.47米3/秒，多年平均发电量为3535.1216万千瓦时。
第五章建设规模和主要工程布置
第一节建设规模及工程等级
二珠龙水电站是以发电为主，兼作防洪、环保、灌溉等综合工程。
枢纽工程由拦河大坝、发电隧洞、溢洪道、压力管道、压力前池、电站厂房、尾水渠、升压站、输电线路、生活区等部分组成。
拟建大坝采用钢筋砼面板碓石坝，坝高32.5米，坝长200米，总库容8230万立方米，兴利库容6850万立方米，死库容1251.6万立方米。
电站总装机2×3200千瓦，年发电量3535.12万千瓦时，保证出力1659.3千瓦，年利用小时为5523.63小时本工程根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）》SDJ12-78规定，本工程属中型工程，主要建筑物按2级，次要建筑物按3级，临时建筑物按4级设计。
洪水标准采用500年一遇设计，2000年一遇校核。
本工程按7级地震设防。
第二节大坝
根据地形地质及天然建筑材料条件，结合施工，运行等综合考虑，在枢纽布置中，拦河大坝采用钢筋混凝土面板堆石坝，右岸布置发电引水隧洞兼作施工导流和输水洞，地面式厂房紧靠河床边布置。
水库正常蓄水位3204.5米，死水位3194.5米，水库设计洪水位3206.0
米，校核洪水位3206.5米。
钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程3208.5米，最大坝高32.5米，坝顶长120米，坝顶宽15米，
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