湖南省XX水电站建设项目可行性研究报告.docx
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湖南省XX水电站建设项目可行性研究报告
湖南省XX水电站建设项目可行性
研究报告
2003年9月
XX电站可行性研究报告
目录
第一章概述………………………………………………1
第一节工程位置与流域概述……………………………………1
第二节气象水文…………………………………………………1
第三节工程内容及规模…………………………………………2
第二章水文水能分析…………………………………4
第一节年迳流量资料推求………………………………………4
第二节设计典型年推求…………………………………………5
第三节典型年流量年内分配推求………………………………6
第四节设计保证率………………………………………………7
第五节洪水计算…………………………………………………8
第六节水能计算…………………………………………………9
第三章工程布置及建筑物………………………………10
第一节拦水堰及输水隧洞………………………………………10
第二节压力管道和压力前池……………………………………10
第三节厂房和尾水渠……………………………………………10
第四章水力机械及电机电气配套……………………11
第五章电网接入方式和输电方式……………………12
第一节电气主接线……………………………………………12
第二节主要电气设备选择……………………………………12
第六章投资概算………………………………………13
第一节工程简介………………………………………………13
第二节投资概算………………………………………………13
第七章效益分析………………………………………19
第一节经济效益………………………………………………19
第二节社会效益………………………………………………20
第三节生态效益………………………………………………20
第一章概述
第一节工程位置和流域概述
XX电站位于湖南省XX县XX乡境内，距XX乡6.3公里，电站拦水坝位于东径113°57′10″北纬25°45′1″，属XX县东部山区。
电站所处水系属沤江水系一条支流。
上游有豆角垅电站，电站总控制流域面积140平方公里，流域内植被良好，森林茂盛，水流湍急，河床被降大，水力资源较为丰富。
第二节气象水文
本流域属南亚热带内北亚热带过渡气候区，气候温和，雨量充沛，四季分明，热量充足，无霜期长，春夏季多雨，秋冬季多旱，夏无酷热，冬无严寒。
多年平均气温为16.6℃，最冷月为一月份，平均气温为6.2℃，极端低温为-9.8℃，最热月为7月，平均气为25.5℃，极端最高温为30.1℃，最大温差为19.3℃。
多年平均日照为1731小时。
流域内没有流量站和雨量站，临近集龙乡设有一个雨量站，降雨特征与本流域基本一致，根据集龙乡雨量站推求，本流域多年平均降雨量为1640.9毫米，最大年降雨量为2353.7毫米，最小年降雨量为1133.5毫米。
多年平均迳流深度为1002.7毫米。
根据降雨量推求拦水坝最大年平均流量为1.149m3/s，最小年平均流量为0.553m3/s流域内多年平均蒸发量为647.1毫米。
河域内高山众多，河流发源于桂东县境内，河道总坡降为3.8%，其中电站引水段为1.13%电站可利用落差为30米。
第三节工程内容及规模
本项目包括拦水堰，发电隧洞，发电厂房、输变电工程，压力前池和尾水渠工程，工程规模属小型四等，建筑物级别属四级建筑，工程主要特性见表1-1。
表1-1XX电站主要特性表
特性
项目
单位
指标
备注
一、水文
特性
拦水堰控制流域面积
km2
140
多年平均流量
M3/s
4.301
电站引用流量
M3/s
6.72
二、
主
要
水
工
建
筑
物
拦
水
堰
坝堰堰型
实用堰
堰长
M
50
堰高
M
50
正常水位
M
510
设计洪水位
M
513
校核洪水位
M
515
隧
洞
洞型
城门洞型
断面尺寸（宽×高）
M×m
3×4
纵坡
1：
2500
过水流量
M3/s
7．00
前
池
进水口型式
挡土墙式
前池尺寸（长×宽）
M×m
50×25
前池容积
M3
1250
压力管道
主管长度（支×单管长度）
M
2×145
管径
M
1．3
埋设型式
M
明铺
壁厚
Mm
10
厂房
型式
地面式
尺寸（长×宽×高）
M×m×m
36×7.2×6
升压站
面积
M×m
5×6.5
型式
地面积
尾水渠
断面（宽×高）
M×m
4×4
长度
M
150
底坡
1：
2500
接上表
特性
项目
单位
指标
备注
三、
主
要
机
电
设
备
水轮机
型号
HL-240-WJ-71
水头31-35米
流量3.65M3/s
出力800KW
台数
台
2
单机引用流量
M3/s
3.35
发电机
型号
TSW143/44-10
台数
台
2
单机容量
KW
800
电压400伏
主变
型号
S9-1000/10.5-0.4
台数
台
2
容量
千伏安
1000
线路
电压
千伏
10
导线型号
LGJ-50
厂用
变
容量
千伏安
50
型号
S9-50/10-0.4
四、
工程
效益
装机容量
台×千瓦
2×800
保证出力
KW
580
多年平均发电量
万KWH
753.89
丰、枯比
0.68
年利用小时数
小时
4712
五、
经济
指标
总投资
万元
1114.0218
单位千瓦投资
元/千瓦
6963
单位电能投资
元/KWH
1.478
投资偿还年限
年
12.60
第二章水文水能分析
第一节年迳流量推求
本工程所处流域内无雨量和流量资料，但临近集龙乡有24年降雨资料，文明站有15年的月平均降雨资料，水文资料采用水文比拟法推求本电站的流量资料。
根据XX水文资料查阅，该地多年平均迳流系数为0.59。
表2-1XX电站年迳流资料推求表
年份
降雨量
年迳流总量
年平均流量
备注
1956
1446.6
11949
3.789
1957
1650.3
13631
4.322
1958
1267.4
10469
3.320
1959
1825.8
15081
4.782
1960
1807.8
14932
4.735
1961
2353.7
19442
6.165
1962
1587.3
13111
4.157
1963
1200.1
9912
3.143
1964
1700.9
14049
4.455
1965
1646.3
13598
4.312
1966
1495.6
12354
3.917
1967
1148.8
9489
3.009
1968
1477.8
12207
3.871
1969
1815.7
14998
4.756
1970
1439.6
11891
3.771
1971
2029.4
16763
5.316
1972
1133.5
9363
2.969
1973
1587.1
13109
4.157
1974
2303.6
19028
6.034
1975
1518.8
12545
3.978
1976
2158.5
17829
5.654
1977
1812.9
14975
4.749
1978
1734.6
14245
4.517
1979
1275.4
10535
3.341
合计
39381.5
325509
103.219
平均
1640.9
13563
4.301
第二节设计典型年推求
将年平均流量资料按递减次序排列，计算迳流频率如下表：
表2-2XX电站经验频率计算表
年度
序号
年平均流量
Ki=Qi/Q
（Ki-1）2
m
P=×100%
n+1
1961
1
6.165
1.4334
0.1878
4
1974
2
6.034
1.403
0.1624
8
1976
3
5.654
1.315
0.0992
12
1971
4
5.316
1.236
0.0567
16
1959
5
4.782
1.112
0.01254
20
1969
6
4.756
1.106
0.0112
24
1977
7
4.749
1.104
0.0108
28
1960
8
4.735
1.101
0.0102
32
1978
9
4.517
1.050
0.0025
36
1964
10
4.455
1.036
0.0013
40
1957
11
4.322
1.005
0.0001
44
1965
12
4.312
1.003
0.0000
48
1962
13
4.157
0.967
0.0000
52
1973
14
4.157
0.967
0.0000
56
1975
15
3.978
0.925
0.0056
60
1966
16
3.917
0.911
0.0079
64
1968
17
3.871
0.900
0.0100
68
1956
18
3.789
0.881
0.0142
72
1970
19
3.771
0.877
0.0151
76
1979
20
3.341
0.777
0.0497
80
1958
21
3.320
0.772
0.0520
84
1963
22
3.143
0.731
0.0724
88
1967
23
3.009
0.700
0.090
92
1972
24
2.969
0.690
0.0961
96
平均
4.301
0.96674
Cv=（Ki-1）2/n-1=0.9678/23=0.205
表2-3XX电站不同设计频率迳流计算表
P（%）
0.01
0.1
0.2
0.33
0.5
1
2
5
10
20
50
75
90
95
99
Cs=2Cv
Kp
1.92
1.73
1.67
1.63
1.59
1.52
1.45
1.35
1.26
1.16
0.99
0.86
0.75
0.70
0.59
Qp
8.258
7.441
7.183
7.011
6.838
6.538
6.236
5.806
5.419
4.989
4.258
3.699
3.226
3.011
2.538
Cs=2.5Cv
Kp
2.02
1.78
1.72
1.67
1.63
1.57
1.48
1.36
1.27
1.17
0.98
0.86
0.76
0.70
0.60
Qp
8.688
7.656
7.398
7.183
7.011
6.753
6.365
5.849
5.462
5.032
4.215
3.699
3.269
3.011
2.581
根据适线Cs=2.5Cv理论频率曲线与经验频率点子配合较好，选用Cs=2.5Cv的理论经验频率曲线为妥，确定统计参数如下：
Q=4.301米3/秒
Cv=0.205
Cs=0.513
各设计年迳流量如下：
P=80%Qp=5.00米3/秒
P=50%Qp=4.23米3/秒
P=20%Qp=3.60米3/秒
从集龙雨量资料推求流量资料，1971年、1973年、1979年接近于设计年流量。
第三节典型年流量年内分配推求
根据选定典型年降雨资料，按降雨分配比例进行推求流量资料，求得各计算年流量资料如下表：
表2-4XX电站典型年内迳流分配计算表
设计代表年
P=20%
丰水年
P=20%
平水年
P=80%
枯水年
备注
1
2.606
1.194
1.058
2
2.596
2.217
2.082
3
3.399
2.179
1.650
4
4.016
3.095
3.007
5
4.947
3.432
3.151
6
6.559
6.067
4.265
7
9.670
7.925
7.410
8
7.691
7.030
5.156
9
6.319
6.077
4.237
10
5.596
4.792
5.472
11
4.415
3.427
3.633
12
2.186
3.314
2.077
年平均流量
5.00
4.230
3.600
第四节设计保证率
将丰、中、枯典型年月平均流量从大到小排列，计算其频率，取75%作为保证流量，相应的出力为保证率曲线，从而查出相应保证出力为：
Np=15%=580千瓦
第五节装机容量确定
根据保证出力计算，XX电站以只发不供，按保证出力倍比法确定装机容量，倍率按2.5计算。
N装=2.5N保=580×2.5=1450确装机1600千瓦。
表2-5月平均流量频率计算
序号
流量（m3/s）
出现次数
累计出现次数（m）
经验频率
P=m/（n+1）%
平均流量
（m3/s）
平均出力
（kw）
1
8.00以上
1
1
2.70
8.00
1904
2
7.5-7.999
2
3
8.11
7.75
1844
3
7-7.499
2
5
13.51
7.25
1726
4
6.5-6.999
1
6
16.22
6.75
1607
5
6-6.499
3
9
24.32
6.25
1488
6
5.5-5.999
1
10
27.03
5.75
1369
7
5-5.499
2
12
32.43
5.25
1250
8
4.5-4.999
2
14
37.84
4.75
1131
9
4-4.499
4
18
48.65
4.25
1012
10
3.5-3.999
1
19
51.35
3.75
893
11
3-2.499
7
26
70.27
3.25
774
12
2.5-2.999
2
28
75.68
2.75
655
13
2-2.499
5
33
89.19
2.25
536
14
1.5-1.999
1
34
91.89
1.75
417
15
1.0-1.499
2
36
97.30
1.25
298
第五节洪水计算
因为缺乏暴雨资料，采用相应电站洪水计算值用面积比来确定，根据豆角垅电站集雨面积为103平方公里，相应洪水流量计值如下表：
表2-6XX电站洪水计算表单位：
m3/s
频率
P=5%20年一遇
P=1%100年一遇
豆角垅电站
281.35
436.09
XX电站
382.42
592.74
第六节水能计算
一、电站水头计算
根据1：
10000地形资料，电站引水堰顶高程为510米，电站尾水位高程为475米，电站毛水头为35米，电站引水渠用开挖隧洞引水，因隧洞面积较大，力水坡降为1：
2500，损失水头为1米，则净水头为34米。
二、水能计算
为简化计算，采用月平均流量计算电能，考虑到月平均流量计算值偏大，采用流量折减15%确定。
计算如下表：
表2-7XX电站电能计算
月份
丰水年
中水年
枯水年
流量
出力
电能
流量
出力
电能
流量
出力
电能
1
2.606
527.19
392232
1.194
241.55
179713
1.058
214.03
159238
2
2.596
525.17
352914
2.217
448.50
301392
2.082
421.19
283040
3
3.399
728.08
609403
2.179
440.81
327963
1.650
333.80
248347
4
4.016
812.44
584957
3.095
626.12
450864
3.007
608.32
437990
5
4.947
1000.78
744580
3.342
676.08
503004
3.151
637.45
474262
6
6.559
1326.89
955361
6.067
1227.35
883692
4.265
862.81
621223
7
9.670
1600.00
1190400
7.925
1600.00
1190400
7.410
1499.04
1115285
8
7.691
1555.89
1157582
7.030
1422.17
1058094
5.156
1043.06
776037
9
6.319
1278.33
920397
6.077
1229.38
885154
4.237
857.15
617148
10
5.596
1132.07
842260
4.792
969.42
721248
5.472
1106.99
823600
11
4.415
893.15
643066
3.427
693.28
499162
3.633
734.96
529171
12
2.186
442.23
329019
3.314
670.42
498792
2.077
420.18
312614
合计
8722171
7499478
6397955
丰电3475298
丰电3027960
丰电2648760
枯电5246873
枯电4471518
枯电3749195
经计算多年平均发电量为753.98万千瓦时，丰电305.07万千瓦时，枯电448.92，多年平均利用小时为4712小时。
第三章工程布置及建筑物
第一节拦水堰和输水隧洞
拦水堰设置在豆角垅电站下游打鱼垇上游，堰顶高程为510米，堰长为50米，堰型为污工实用堰。
输水隧洞设计长度为4500米，分上游、下游二段，中间在小庄村设连接口，上游段长1900米，下游段长2600米，洞型采用城门洞型，底宽3.0米，高3.0米，洞顶为微拱，拱顶矢高1.0米。
隧洞纵坡1：
2500，设计引用流量为7.2m3/s。
第二节压力管道和压力前池
压力前池建在白袍洞上游，叶家下游的山坡上，压力前池顶高程为511米，压力前池容积为1500立方米，前池溢流高程为509.5米。
压力管道采用直缝卷焊管，管壁厚度为10mm，管道长度为145米，主管直径为1.30米，辅方式为暗埋外包砼。
第三节厂房和尾水渠
厂房建在红星村上游200米处，厂房面积为500平方米，该地地势开阔，施工交通方便，有利于布置各类辅助房、开关站和升压站。
尾水渠长度200米，采用暗渠下泄至沤江。
第四章水力机械及电机电气配套
根据水文计算和水能计算，确装机1600千瓦。
表4-1XX电站基本参数表
序号
参数名称
单位
数量
1
电站落差
米
34
2
引用流量
米3/秒
6.75
3
年发电量
万千瓦时
753.98
4
年利用小时
小时
4712
5
装机容量
千瓦
1600
配套水力机械和电机电气设备下表：
表4-2XX电站机电设备配套表
序号
名称
型号规格
单位
数量
参数
1
水轮机
XJA-W-55A/1×14
台
2
水头23-45米，出力543-1542kw,流量2.9-4.19m3/s。
2
发电机
SFW-630-8/990
台
2
电压400V，容量800千kw。
3
励磁装置
Z941H-1.6DN-500
套
2
4
调整器
手电动
台
2
调速功600
5
配电屏
静止可控装置
套
2
电压400V，电流1600A
6
主阀
GSFTK-2/I
台
2
通径1200mm
第五章电网接入方式和输电方式
第一节电气主结线
本电站采用发电机变压器单元接线，主按线方式如下图：
第二节主要电气设备选择
电气设备选择内容包括低压发电机侧主开关，隔离开关，主变压器，厂用变，主变高压侧油开关，隔离开关，主送出线。
选择如下表：
表5-1XX电站电气设备选择表
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
技术参数
1
主变压器
S9-1000/10-0.4
台
2
容量1000千伏安电压10.5千伏
2
厂用变压器
S9-SO/10-0.4
台
1
容量50千伏安电压400伏
3
主变高压侧油开关
SN10-10I
台
3
电压12KV电流630安
4
主变高压侧隔离开关
GN-10
台
3
电压10千伏
5
厂变户外跌落式开关
RW10-3
台
1
10千伏
6
主变低压侧隔离开关
HD13-2000/30
台
5
7
发电机送出主开关
DW914-1600
台
2
8
送出线路
LGJ-50
第六章投资概算
第一节工程简介
XX电站位于XX乡境内，施工条件比较方便，建筑用石料、木料、黄砂均可就地取材，交通条件较好。
建造电站需修建进站公路0.5公里。
电站建筑物由拦水堰坝，引水隧洞、压力前池、厂房、尾水渠及其他建筑物。
第二节投资概算
一、概算依据：
因缺乏湖南省水利水电建筑工程预算定额，概算依据《浙江省水利水电工程费用定额及概算编制细则》（1999）、《浙江省水利水
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