xx水电站建设工程初步设计可行性研究报告.docx
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xx水电站建设工程初步设计可行性研究报告
xx水电站建设工程初步设计
可行性研究报告
第一章综合说明
第一节概述
**水电站工程位于**省**县**乡境内**水系**支流的**上，厂房距**县城约24km，下游为1986年投产发电的**水电站（3×500KW），距其大坝约40m。
本工程开发的目的是发电，无其他综合利用要求。
本初设阶段拟定本工程为筑坝与引水相结合的混合式开发方案。
早在二十世纪70年代末县水利部门曾对**流域规划中，就有将该河来水引入**水电站并在该河流域中建设电站的设想，并就该项目进行了踏勘和初步研究，后因技术及资金的限制，仅开发了**梯级开发方案中的几个骨干电站（包括**水电站），并将**水引入**水电站拦河坝内。
随着社会科技进步和发展，社会经济进一步腾飞，工程施工技术的不断更新与改进，建设工程的投资在同等规模下比二十世纪80年代降低了很多。
这些，对在该河流域中建设电站的可行性提供了有利条件。
2003年10月，**县水利局与**县小水电集团公司共同对该河流域进行了现场踏勘和测量，从水力资源利用、地形地质条件、淹没损失、社会经济效益等方面进行了分析论证，提出了该河二级开发方案，即一级茅山水电站（装机800KW），二级**水电站（装机800KW）。
**水电站尾水进入**水电站拦河坝水库内，使得水能资源得到充分利用。
为合理开发利用全县水力资源，2004年6月我司组织有关技术人员历时25天实地对该河流域进行了全面勘测与规划，初步定为四级开发方案，即一级石榴河水电站（装机250KW）、二级双河水电站（装机250KW）、三级茅山水电站（装机800KW）、四级**水电站（装机800KW）。
四级**水电站尾水进入**水电站拦河坝水库内。
该河流域梯级规划具体见图2.1-1。
**中宜集团看好对该河的梯级开发项目并首先对该河的第三、四级骨干电站进行投资开发，已与**乡签订了资源开发协议书。
为增加财政收入，发展旅游业及其他产业，**乡政府积极要求外商投资兴建水电站工程项目。
这些为**水电站的开发提供了先前必备条件。
第二节水文
**水电站工程位于长江流域**水系**支流**上，主体工程横跨**县**乡的里仁村、**村，站址距**县城约24km，距其下游的**水电站拦河坝约40m。
**在**水电站拦河坝下游约150m处汇入**，全流域面积74.6km2，主河道长度18.3km，河道平均坡度15‰，流域长度14.5Km，流域平均宽度5.1Km，流域形状系数0.35。
**水电站坝址位于**县**乡里仁村境内，坝址以上流域面积61.8km2，主河道长度13.9km，河道平均坡度18‰，流域长度10.8Km，流域平均宽度5.7Km，流域形状系数0.53。
**水电站所处流域地处大别山南坡深山区，为亚热带季风气候区，气候温和、雨量充沛、湿度较大、四季分明。
其多年平均气温12.5℃，最高气温七月份平均30℃，最低气温一月份平均2.5℃，极端最高气温39℃，极端最低气温-15℃，年积温4000℃；无霜期185天，平均日照小时数2070.5小时；多年平均风速1.9m/s，历年最大风速19m/s；多年平均降雨量为1610mm（**县最大年降雨量达2323.7mm），降雨多集中在夏季，一年中5～8月为多雨期，占年降雨量的75%以上。
多年平均径流深961mm，多年平均径流量1.88m3/s，多年平均径流总量0.59亿m3
**水电站水库30年一遇最大入库洪峰流量为1109m3/s，最大下泄容量为1071m3/s。
100年一遇最大入库洪峰流量为1599m3/s，最大下泄流量为1550m3/s。
多年平均侵蚀模数为432t/km2（含推移质），多年平均来沙量2.7万t。
第三节工程地质
本工程区海拔高程150～1500m，属构造剥蚀中～低山区，地形起伏较大，河道多蛇曲。
工程区出露的岩层主要为新太古代～古元古代的大别山岩群一套中深变质表壳岩系。
主要为黑云斜长片麻岩夹超镁铁质岩透镜体的一套岩性组合。
片麻理产状紊乱，总体产状为：
N5E～N30E/SE/370～650，呈NE～SW向展布。
工程区隶属大别山造山带，为秦岭造山带的东延部分，夹持于黄羊殿～来榜与逆水～响肠深大断裂之间；区内总体构造线呈NE向展布，褶皱发育；库区岸坡多为弱～微风化黑云斜长片麻岩，岸坡斜陡，岩体较完整。
库区岩层稳定，岩石坚硬致密，岩体较完整，无大的断裂构造分布，库岸稳定性较好，库区无渗漏问题，也不会出现大的滑坡、泥石流等地质灾害。
坝址区出露的岩层为第四系松散坡、冲积物及桥岭组的黑云斜长片麻岩，未发现断裂构造、节理不发育，裂隙走向多垂直河床流向，且倾角较陡，节理面后期胶结呈闭合状。
发电引水隧洞所穿岩层为黑云斜长片麻岩，岩层风化深度不大，洞线经过地段为微风化～新鲜岩体，岩石坚硬致密，在王湾转点至出洞口段夹大理岩，总体来说隧洞区岩石稳定条件和成洞条件较好。
厂区属低山陡、斜、缓坡地貌，厂址出露岩层主要为黑云斜长片麻岩及第四系松散坡、冲积物，上部呈强风化，强风化带深度一般3～6m，各建筑物的地基持力层均为强风化的黑云斜长片麻岩。
总的来说，库区、坝区、引水隧洞区、厂址区的水文地质条件简单，工程地质条件较好，利于工程建设。
工程区河床内开阔地带有少量储存的砂料分布，可供利用，工程所需主要砂料来自于**的**河段内；区内广泛分布的新鲜黑云斜长片麻岩可做块石及碎石料且储量很大，可就近开采利用。
第四节工程任务和规模
**县水力资源丰富，全县水力资源蕴藏量为24.09万KW，可开发量为15.77万KW，截止2003年底已开发10.08万KW（含省电力局所属的毛尖山水电站2.5万KW），仅为可开发量的63.9%。
**县于1995年9月通过了由省计委和省水利厅联合进行的初级电气化县达标验收。
电气化建设促进了工农业生产的迅速发展和精神文明建设进程，也进一步促进了小水电建设的步伐。
**水电站借此开发良机，加快了开发进程。
**水电站工程是**梯级水能开发方案中的第四级电站，为**中的最后一级电站。
它不仅自然条件优越，还能增强**水电站的水量调节能力。
本站水库正常高水位为228m，死水位为222m。
30年一遇设计洪水位为232.55m，100年一遇校核洪水位为233.72m。
水库总库容77.3万m3，正常高水位以下库容32.2万m3，滞洪库容45.1万m3，调节库容22.6万m3，死库容9.6万m3。
调节系数1.11%（含第三级茅山水电站调节库容43.4万m3），调节特性为日调节。
电站装机容量800KW，最大净水头62.6m，平均水头59.115m，最小净水头55.63m。
发电引水工程全长3177m，设计引用流量2.05m3/s。
其中：
拦河坝进水口与压力引水隧洞进口之间的压力引水钢管长40m，直径1.2m；压力引水隧洞长2980m，直径1.8m；压力引水隧洞出口与厂房之间的压力引水钢管主管长150m，直径0.95m；两根发电支管每根长7m，直径0.7m；厂房按**水电站大坝下游30年一遇洪水设计，设计洪水位为161.3m，50年一遇洪水校核，校核洪水位为161.9m，设计尾水位与**水电站拦河坝顶相平，为158.5m，最低尾水位为158.0m。
电站多年平均发电量375.2万KWh，有效电量356.44万KWh，年售电量352.9万KWh，多年平均年利用小时4690小时，保证出力105KW。
保证电能90.1万KWh。
第五节工程布置及建筑物
**水电站为混合式开发的水电站，经认真分析比较，本阶段确定，坝址位于河底高程约214.5m处的河段。
厂址选在****水电站拦河坝下游40m处的河道右岸。
拦河坝进水口与压力引水隧洞进口之间用压力引水钢管连接，长40m，直径1.2m。
压力引水隧洞长2980m，直径1.8m×1.8m。
压力引水隧洞出口与厂房之间用压力引水钢管连接，主管长150m，直径0.95m，两根发电支管每根长7m，直径0.7m。
根据水文水利计算，确定水库正常高水位228m，死水位222m，正常尾水位158.5m，水库总库容为77.3万m3，电站装机容量800Kw。
根据《防洪标准》（GB50201-94），确定本工程等级为V等。
主要建筑物大坝及坝顶溢洪道为5级，引水隧洞、压力引水钢管、发电厂房及升压站按电站装机容量800KW确定为5级。
大坝及坝顶溢洪道防洪标准为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。
引水隧洞、发电厂房及升压站防洪标准为30年一遇洪水设计、50年一遇洪水校核。
一、砌石单曲拱坝
水库大坝坝型为砌石单曲拱坝。
坝址处河底高程为214.5m，坝顶高程234m，坝底高程214m，最大坝高20m。
坝顶弦长61m，弧长69.4m，坝顶厚2m；坝底厚4.5m，厚高比0.225m，坝体体积约2562m3。
大坝泄洪方式为坝顶开敞式溢流，跌流消能，堰顶高程为228m，溢流段净宽为52m，校核单宽流量29.8m3/s。
二、引水建筑物
本站引水建筑物包括大坝进水口、大坝进水口与压力引水隧洞进口之间的连接钢管、压力引水隧洞、调压室、压力引水隧洞出口与厂房之间的连接钢管五部份。
大坝进水口底板高程217m，圆形孔口直径1.2m，进口设球形拦污栅拦污；拦河坝进水口与压力引水隧洞进口之间的连接钢管长40m，直径1.2m，在其末端设一直径1.2m的闸阀控制引水系统的引水流量；压力隧洞长2980m，洞身断面为城门型，直径1.8m×1.8m，进口底板高程216m，纵坡I=4.5‰，出口底板高程203m；调压室位于隧洞出口上游80m处，纵坡I=0‰，型式为简单圆筒型，直径2m，室底板高程203m，室顶高程246m；隧洞出口紧接压力管道，在厂房背后分为两根对称分岔型发电支管，发电支管直接与机组闸阀相连接，压力管道采用钢板卷焊，形式为地面明敷式，主管全长150m，内径0.95m，支管每根长7m，内径0.7m。
三、发电厂房
厂房型式为地面式，厂房纵轴垂直于压力钢管。
厂房尺寸为：
长19m、宽8m、高6.5m。
厂房内布置两台HL110-WJ-60A型水轮机，配套两台SFW400-8/990型发电机。
机组安装高程为160.36m，水轮机层地坪高程为159.5m。
厂房外地面高程为159.4m。
厂区防洪墙顶高程为162.4m，为**水电站大坝下游50年一遇洪水位加0.5m安全超高组成。
升压站布置在厂房后侧1＃镇墩平台上，占地80m2，主变地面高程160.4m。
第六节水力机械
经技术经济比较，本站选用2台HL110-WJ-60A型卧式水轮机
2台SFW400-8/990型发电机。
水轮机额定水头56m，额定流量0.93m3/s，额定点效率87.4%，额定出率457Kw，设计吸出高度1.86m，额定转速750r/min；发电机额定电压0.4Kv，额定电流721.7A，额定效率93%，额定功率400Kw，功率因数0.8，飞逸转速1350r/min，转动惯量2.47t㎡；选用两台YT-300型调速器，每台机组蜗壳进口前装设φ500交流电动闸阀一台，操作电压380V。
本站机组安装及检修吊装采用10t电动葫芦配合木制扒杆进行。
本站供水水源从闸阀前压力钢管上引出，经滤水器后送至150mm供水干管，两台机组互为备用，并兼作厂内消防主水源。
本站厂区后山来水、渗漏排水与检修排水分开设置，排水采取自排与抽水泵抽排相结合的形式。
厂房后山来水通过厂房外围排水沟直流排至下游河道。
厂房四周来水及机组渗漏水由排水沟及排水管排至集水井，当外河水位低于厂房地面高程时，通过厂房防洪墙内埋设φ200的排水孔（排水孔与集水井相通）由排水阀排向下游河道；当外河水位高于厂房地面高程时，关闭排水阀用两台固定式**泵或柴油机抽水泵从厂内集水井抽排至下游河道。
本站检修排水通过150mm的PVC管将水从闸阀坑引入厂外集水井再用**泵抽排至外河。
本站不设高压气系统。
低压气系统仅设一台移动式空压机，供风动吹扫等用。
第七节电气工程
**水电站装机容量800KW（2×400KW），水轮机型号为HL110-WJ-60A，发电机型号为SFW400-8/990，额定功率400KW，额定电压0.4KV，额定电流721.7A。
因单机容量较小，为节约投资，使运行方式简单化，降低今后运行成本，本站采用单母线不分段接线方式。
主变采用一台为S9-1000—11±2×5%/0.4KV型的升压变压器。
电站采用专线10KV线路接入**35KV变电所，导线型号为LGJ-50，输电距离4km。
第八节金属结构
本站枢纽建筑物的金属结构主要为大坝冲沙系统和发电引水系统两大部分。
大坝冲沙系统金属结构：
在坝体下部设置一冲沙底孔，冲沙底孔孔径为1.2m×1.2m，设铸钢平板闸门配12.5T启闭机控制。
发电引水系统金属结构：
大坝进水口设球形拦污栅一樘，大坝进水口与引水隧洞之间的连接钢管及钢管上的引水控制闸阀，钢管总长50m（含坝内及隧洞内埋设钢管10m），直径1.2m，重8.9t，隧洞出口至厂房内水轮机闸阀前的连接发电引水钢管，它包括长150m的压力引水主管一根，长7m的支管两根，总长164m，全部用钢板卷焊而成。
主管内径0.95m，支管内径0.7m，钢管重23.4t。
钢管总重32.3t。
第九节消防
本站地处大别山深山地带，为亚热带季风气候区。
根据**气象站统计资料，其多年平均气温12.5℃，最高气温七月份平均30℃，最低气温一月份平均2.5℃，极端最高气温39℃，极端最低气温-15℃，年积温4000℃；无霜期185天，平均日照小时数2070.5小时；多年平均风速1.9m/s，年主导风向及频率为C34%、SSE11%,历年最大风速19m/s。
电站地处山岭河流地带，正常运行期间生产运行人员较少，且电站的建筑物构件一般为大体积混凝土和钢筋混凝土梁板柱，其耐火等级均超过一级标准，厂房内除单独布置在间隔内的电气设备外，其余一般为火灾危险较低的生产场所。
本站的消防设计遵循以防为主，防消结合的原则。
消防设计的主要依据为：
《水利水电工程防火设计规范》（SDJ278-90）及《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）。
本站厂房是电站的主要生产场所，也是消防的重要部位。
厂房采用以水喷射灭火为主，化学灭火器材灭火为辅的消防措施。
消防水源从水轮机闸阀前的压力钢管上引出。
厂房设置SN50消火栓1只，移式灭火器2只，手提式灭火器6只。
主变旁设砂箱1只，移动式灭火器1只，手提式灭火器2只。
第十节工程管理
**水电站是一座以发电为主混合式开发的水电站，由**中宜集团投资兴建。
该工程由**中宜集团进行建设项目管理和电站运行管理。
根据**县已建成水电站运行经验结合本站自动化程度，初定电站编制为10人（其中：
运行、检修共8人，水工1人，管理1人）。
第十一节工程施工
**水电站工程位于**县**乡境内长江流域**水系**支流**上，距县城约24km。
**水电站大坝座落在**乡里仁村下仓组附近的河道内，距**乡政府约6公里，其厂房距**乡政府仅200m，距岳岩公路（**大桥）仅50m，工程对外交通很方便。
施工所需三大材：
水泥钢筋主要来源安庆等地，木材可就地解决，天然砂料取自附近河谷，骨料及块石、条石就近开采加工。
施工用电可用系统网电，由茅山乡荫榜村变台架设2.5km的10KV线路至茅山水电站厂区，大坝施工用电由茅山水电站厂用变台接0.4Kv线路到坝区，线路长200m。
厂区用电“T”接**10KV线路，长度200m。
各施工支洞用电单独架设10KV线路并架设施工变压器。
施工用水直接从河中抽取。
大坝施工需导流，导流时段取10月～4月，导流标准为枯水期3年一遇洪水，设计流量为38.5m3/s。
采用两期导流，一期先围右岸，利用左岸河槽导流，待右岸清基回填到一定高程（217m以上）再围左岸，利用右岸的冲砂底孔导流。
围堰型式采用粘土心墙土石混合围堰。
本工程对外交通主要靠汽车运输，坝区、厂区距岳岩公路均很近。
上坝公路由里仁村公路“T”接至茅山水电站厂房再接200m至**水电站坝址。
进厂公路由岳岩公路在**大桥端“T”接，长50m。
在厂区、坝区、隧洞出口及施工支洞等计划修3.1km板车道。
并分别设置砼拌和系统。
生产、生活建筑800m2，分别布置在厂区、施工支洞、隧洞进口、大坝四个工区。
施工期为一年零六个月，2004年12月上旬正式进场。
2005年9月上旬大坝开工，2006年1月底大坝施工结束。
引水隧洞开挖于2004年12月下旬开工，2006年4月中旬完工（含洞内钢筋砼衬砌）。
厂房2005年3月初开工，2006年2月底土建结束。
其它如压力管道工程穿插进行。
2006年3月初水轮发电机组开始安装，2006年4月底二台机组安装结束。
2006年5月底二台机组投产发电。
主体工程主要工程量：
土石方明挖6615m3；洞方开挖9374m3；浆砌条石733m3；浆砌块石：
1919m3，砼及铪：
865m3，回填灌浆：
750m2；钢筋制安42.1t，钢板制安32.3t，砂石路0.4Km。
主体工程主要材料用量：
水泥747t；钢筋42.1t；钢板32.3t；炸药：
28.3t；雷管：
34483只；导火线：
71540m；板枋材53.1m3；条石733m3；块石2150m3；碎石1153m3；黄砂1574m3。
总工日7.2万个工日，预计高峰人数300人。
第十二节水库淹没处理和工程永久占地
根据不同洪水标准的沿程回水位高程，耕地按5年一遇，人口、房屋（居民点）按10年一遇，山场按正常高水位的回水位高程对库区进行淹没范围征赔。
库区无迁移人口，水库淹没和工程永久占地数量及补偿投资见表1.9-1。
水库淹没和工程永久占地数量及补偿投资概算表
表1.9-1
项目
单位
数量
补偿标准
（元/亩）
补偿金额
（元）
水库
淹设
水田
亩
2
12000
24000
旱地
亩
2
3000
6000
山场
亩
12
500
6000
小计
16
36000
工程
永久
占地
水田
亩
0．5
12000
6000
旱地
亩
1
3000
3000
山场
亩
2
500
1000
小计
3．5
10000
合计
19．5
46000
第十三节环境影响评价
**水电站工程规模较小，水电又是清洁能源，电站的兴建对环境的影响，将主要表现为对生态环境的保护和改善。
电站水库总库容77.3万m3，属小
（2）型，水库正常高水位228m，相应的库容为32.2万m3，热容量很有限，对局部地区气候、土壤、水质、生物、生态、人类活动、人群健康等无影响，相反，对自然及生态环境将起到保护与改善的作用。
工程建设中要注重水土保持和环保工作，对工程弃碴要合理堆放，工程结束后尽量恢复植被。
第十四节工程投资概算
**水电站工程是按照国家、水利部和省有关《定额》规定，结合2004年上半年**县市场价格水平，来编制本工程投资概算。
本工程投资总概算为462.8万元，其中建筑工程投资为261.2万元，机电设备及安装工程投资为88万元，金属结构设备及安装工程投资为27.6万元，临时工程投资为4.2万元，水库淹没及处理补偿费投资为5万元，其它费用50.8万元，基本预备费13.1万元，工程静态总投资为449.9万元，工程建设期贷款利息为12.9万元。
电站单位千瓦投资为5785元/KW，单位电能投资为1.23元/KWh。
第十五节经济评价
**水电站工程建设项目经济评价按国家有关规程和规范进行。
本工程经济评价计算期取21.5年，其中生产期20年，施工期1.5年，分年投资比例为60%、40%。
工程总投资的70%从银行贷款，30%由业主自筹，五年以上期贷款年利率为5.76%。
**水电站多年平均发电量为375.2万KWh，有效电量系数取0.95，厂用电率取1%，则年售电量为352.9万KWh，上网电价取0.27元/KWh。
经计算国民经济评价，工程经济内部收益率为25%，大于社会折现率12%，经济净现值345.9万元，大于0，静态投资回收期5.9年（含建设期），因此本工程国民经济评价可行。
工程财务内部收益率为15.3%，大于基准收益率10%，财务净现值165.8万元，大于0，静态投资回收期7.8年（含建设期），平均投资利润率为11.2%，平均投资利税率11.3%（含增值税）。
**水电站工程开发条件优越，本身装机容量不大（800KW/2台），主要是引**水发电，是**梯级开发的骨干电站。
从经济评价及敏感性分析指标看，本工程是合理可行的，且具有一定的抗风险能力。
通过方案比较，推荐的枢纽总体布置方案及坝型，正常高水位，开发方式是合理的。
因此兴建本工程无论是从经济角度还是从技术角度看都是合理可行的。
此外,工程的兴建不仅为**乡增加财政收入,还对该乡的旅游等产业起着一定的促进和发展作用，其库区可从事渔业和养殖业,从经济和社会角度看,工程应早日开工。
第十六节结论及今后工作意见
在现行小水电投资体制和上网电价下，本工程经济指标较好，工程经济可行。
建设单位应抓住当前贷款利率低、物价水平低的大好时机，广开筹资渠道，增加资本金占总投资的比重，优化资金运用。
运用工程监理制、招投标制等竞争机制，减少工程投资，缩短工程工期，保证工程质量，使工程取得更好的经济效益。
第十七节**县**水电站工程特性表
序号及名称
单位
数量
备注
一、水文
1、流域面积
全流域
km2
74.6
坝址以上
km2
61.8
厂址以上
km2
348.9
厂房位于**水电站拦河坝址下游40m处,属**流域
2、利用的水文系列年限
年
41
1958—1998年
3、多年平均降雨量
mm
1610
4、多年平均径流深
mm
961
5、多年平均年径流总量
万m3
5939
6、代表性流量
**水库多年平均径流量
m3/s
1.88
**水库设计洪水流量
m3/s
1109
1/30
**水库校核洪水流量
m3/s
1599
1/100
**水库施工导流流量
m3/s
38.5
1/3
**厂房设计洪水流量
m3/s
2764
1/30
**厂房校核洪水流量
m3/s
3360
1/50
7、泥沙
续表
序号及名称
单位
数量
备注
多年平均侵蚀模数
t/Km2
432
含推移质
多年平均输砂量
万t
2.7
淤砂高程
m
220
坝前
二、水库
1、水库水位
校核洪水位
m
233.72
1/100
设计洪水位
m
232.55
1/30
正常高水位
m
228
死水位
m
222
2、正常高水位时水库面积
Km2
0.052
3、水库回水长度
m
1663
1/10
4、水库容积
总库容
万m3
77.3
正常高水位（228m）以下库容
万m3
32.2
滞洪库容
万m3
45.1
调节库容
万m3
22.6
死库容
万m3
9.6
5、库容系数
%
1.11
含茅山电站水库43.4万m3
6、调节特性
日调节
7、校核洪水时最大泄量
m3/s
1550
1/100
相应下游水位
m
219.45
8、设计洪水时最大泄量
m3/s
1071
1/30
相应下游水位
m
218.42
三、工程效益指标
1、发电效益
装机容量
KW
800
保证出力（P=85%）
KW
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