初步设计报告.docx
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初步设计报告
1综合说明
1.1概述
盐源县石门坎电站所在河流为树瓦河，系树瓦河流域规划的梯级电站之一，为树瓦河梯级规划的第三级电站。
电站设计装机容量1.5万kW，保证出力为2329kW，年发电量为7379.9万kW.h。
树瓦河流域位于盐源县境内，为雅砻江右岸一级小支流，其上游分为左右两支，其中左支热水河，右支为冷水河，两河汇合以后称为树瓦河，树瓦河全流域面积508.1km2，河长35.8km，平均比降为49.7‰。
热水河发源于后龙山，其海拔为3974m，其流域面积为150km2，河长20.5km，平均比降69.4‰，流域分水岭高程均在3000-3974.8m之间。
石门坎电站位于热水河上游，有多条支沟在电站进水口以上汇合，其中较大的有南林口儿沟、漂水岩、马儿塘沟、西番沟、烂凼沟。
进水口以上流域地势北高南低，流域呈扇形，洪水在进水口处较易汇集。
冷水河发源于白林山脉的主峰，其海拔4135m，流域面积155km2，河长20.3km，平均比降93.7‰，河流下切较深，河道狭窄，弯弯曲曲，断面不规则，沿程束放相间，变化较大，上游可达98‰，水流搬运力量很大，河道沿程分布许多大的砾石，流域内以沉积岩为主，石灰岩和砂岩分布广，喀斯特地貌特征明显，存在溶洞和泉水。
石门坎电站从热水河、冷水河、春天坪沟取水，热水河进水口以上集雨面积为152.7km2，河长19.8km，比降75‰，进水口地理坐标为东经101°47′30″，北纬27°20′05″，冷水河进水口以上集雨面积为94.3km2，河长17.2km，比降99.5‰，进水口地理坐标为东经101°45′49″，北纬27°17′20″，春天坪沟进水口以上集雨面积为56.4km2，河长14.82km，比降88.11‰，进水口地理坐标为东经101°45′54″，北纬27°18′10″，电站厂房建于树瓦河右岸，厂房以上集雨面积为330.6km2，厂房地理坐标为东经101°47′47″，北纬27°17′21″。
2005年完成了树瓦河干流水电规划，凉山州发改委、凉山州水利局在西昌主持召开了《盐源县树瓦河流域水电规划报告》审查会，并对该报告进行了批复。
同意报告推荐开发方案，按五级径流式进行开发，该河流水力资源技术可开发量2.72万kw，年发电量14920.3万kw.h。
平均年利用小时数为5485h。
石门坎为树瓦河梯级规划的第三级电站，规划装机容量10000kW，年发电量5303.4万kW.h，年利用小时数5303小时。
2007年10月，我单位受业主委托，承担了盐源县石门坎电站的勘测设计任务。
接受任务后即组织有关专业技术人员在工程区内开展了踏勘选点、测量、地质、占地和环评、洪水和泥沙调查等工作。
根据所开发河段的地形地质条件和水资源分布条件，结合流域规划成果，在规划河段作了多方案的比较、优化，于2008年1月完成了石门坎电站的初步设计报告，现报请上级主管部门和业主审查，在此期间得到了业主、盐源县有关部门的大力支持，在此表示衷心感谢。
石门坎电站工程特性见表1—1。
工程特性表表1—1
序号
项目
单位
数量
备注
一
水文
1、
流域面积
热水河进口坝址以上
km2
152.7
三个坝址以上流域面积合计303.4km2
冷水河进口坝址以上
km2
94.3
春天坪沟进口坝址以上
km2
56.4
厂房以上
km2
330.6
2、
利用的水文系列年限
参证站
站·年
18
和平子水文站、白沙坡水文站、树河水文站
3、
电站进水口多年平均年径流量
亿m3
3.472
4、
代表性流量
多年平均流量
m3/s
11.01
保证流量（p=90%）
m3/s
1.82
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
658
热水河进水口
校核洪峰流量（P=0.5%）
m3/s
835
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
441
冷水河进水口
校核洪峰流量（P=0.5%）
m3/s
555
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
253
春天坪沟进水口
校核洪峰流量（P=0.5%）
m3/s
321
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
1100
厂房天然
校核洪峰流量（p=1%）
m3/s
1250
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
1100
厂房建堤后
校核洪峰流量（p=1%）
m3/s
1250
5、
泥沙
多年平均悬移质年输沙量
万t
2.886
热水河进水口
多年平均输沙总量
万t
3.319
多年平均悬移质含沙量
kg/m³
1.652
多年平均悬移质年输沙量
万t
1.782
冷水河进水口
多年平均输沙总量
万t
2.049
多年平均悬移质含沙量
kg/m³
1.652
多年平均悬移质年输沙量
万t
1.066
春天坪沟进水口
多年平均输沙总量
万t
1.226
多年平均悬移质含沙量
kg/m³
1.652
6、
水位
进水口设计洪水位（P=2%）
m
1526.55
热水河进水口
进水口校核洪水位（P=0.5%）
m
1527.00
进水口设计洪水位（P=2%）
m
1518.92
冷水河进水口
进水口校核洪水位（P=0.5%）
m
1519.24
进水口设计洪水位（P=2%）
m
1519.66
春天坪沟进水口
进水口校核洪水位（P=0.5%）
m
1519.96
厂房设计洪水位（P=2%）
m
1352.74
天然
厂房校核洪水位（P=1%）
m
1352.90
厂房设计洪水位（P=2%）
m
1353.13
建堤后
厂房校核洪水位（P=1%）
m
1353.61
二
工程效益
1
装机容量
kW
15000
2
保证出力（P=90%）
kW
2329
3
多年平均发电量
万kW.h
7379.9
4
年利用小时
h
4919
三
工程永久占地
1
工程永久占地
亩
45.94
四
主要建筑物
1
热水河取水枢纽
（1）
溢流坝长
m
20.0
（2）
溢流坝坝顶高程
m
1525.20
（3）
冲砂闸底板高程
m
1522.20
2.4×2.0
（4）
进水闸底板高程
1523.50
2.0×1.8
（5）
沉砂池
a
沉砂池身长、宽
m2
40.0×7.0
b
溢流堰宽度
m
10.0
堰顶高程：
1524.95
c
进水节制闸
扇
1
2.2×2.5
d
启闭机型式及数量
台
1
LQ—10
e
冲砂闸
m
1.0×1.0
LQ—5
2
冷水河取水枢纽
（1）
底栅坝长
m
25.0
（2）
底栅坝坝顶高程
m
1518.72
（3）
底栅坝进水控制闸
m
2.0×1.6
LQ—10
（4）
过河倒虹管
1）
进水池
a
进水池身长、宽
m2
25.0×7.0
含渐变段
b
正常水位
m
1517.95
2）
出水池
a
出水池长、宽
m2
20.0×7.0
b
正常水位
m
1517.60
c
溢流堰长
m
15.25
d
进水节制闸
m
2.5×2.6
LQ—10
e
冲砂钢管
m
0.80
闸阀控制
2
春天坪沟取水枢纽
（1）
底栅坝长
m
15.0
（2）
底栅坝坝顶高程
m
1518.20
（3）
底栅坝进水控制闸
m
1.5×1.5
LQ—10
（4）
沉砂池
a
沉砂池池身长、宽
m2
65.0×10.0
b
正常水位
m
1517.00
c
溢流堰长
m
24.0
d
冲砂闸
m
1.0×1.0
LQ—5
e
进水节制闸
m
3.0×2.4
LQ—10
2）
出水池
a
正常水位
m
1516.80
4、
引水渠道
（1）
热水河引水渠长
m
4286.951
2.2×1.8
（2）
冷水河引水渠长
m
225.686
2.5×1.85
（3）
春天坪沟引水渠长
m
3833.504
2.6×2.5
（4）
渠首正常水位
m
1522.25
（5）
渠末正常水位
m
1513.02
5
压力前池
（1）
前池池室长
m
36.296
（2）
前池渐变段长
m
16.88
（3）
前池底宽
m
6.0
（4）
前池水位：
最高
m
1513.50
正常
m
1513.00
最低
m
1511.20
（5）
前室底板高程
m
1506.45
（6）
前池顶高程
m
1514.00
（7）
进水室
<1>
进水室底板高程
m
1507.05
<2>
管口轴线高程
m
1508.00
<3>
闸门孔口尺寸
m
3.0×2.8
6
压力管道
（1）
型式
<1>
管道直径
m
1.90
<2>
主管长
m
281.647
<3>
管坡最大倾角
°
42.6584
<4>
支管长
m
33.6
<5>
管壁厚度
mm
16～20
<6>
管道设计流量
m3/s
11.40
<7>
主管平均流速
m/s
4.02
<8>
水头：
毛水头
m
164.0
<9>
设计水头
m
155.0
末端压力：
最高
m
200.08
最低
m
150.88
试验压力
m
250.1
<10>
镇墩
个
4
7
主厂房
（1）
平面尺寸
m2
42.4×13.1
（2）
机组安装高程
m
1349.95
（3）
厂房室内地坪高程
m
1349.00
（4）
正常尾水位
m
1349.00
<1>
水轮机
台数及型号
台
3
HLA520—WJ—104
<2>
发电机
台数及型号
台
3
SFW5000—8/2150
五
施工
（1）
主要工程量
<1>
土石方开挖
m3
127011
<2>
回填
m3
13776
<3>
砼
m3
43475.5
<4>
砌体工程
m3
6134
（2）
主要材料用量
<1>
钢材
T
300.48
<2>
模板
m3
44929.7
<3>
水泥
T
11980
<4>
炸药
T
168.7
（3）
劳动力
<1>
总工日
万工日
198.8
<2>
高峰人数
人
1018
（5）
施工期限
月
22
六、
经济指标
1.
静态总投资
万元
10549.41
2.
总投资
万元
11140.42
建筑工程
万元
4916.51
机电设备及安装工程
万元
2738.77
金属结构设备及安装工程
万元
534.82
临时工程
万元
560.51
独立费用
万元
957.37
3.
综合利用经济指标
单位千瓦投资
元/kW
7336
单位电能投资
元/kW.h
1.49
经济内部收益率
%
12.11
财务内部收益率
%
10.73
投资回收期
年
9.58
1.2水文
1.2.1流域概况
石门坎电站位于树瓦河上，树瓦河流域位于盐源县境内，为雅砻江右岸一级小支流，其上游分为左右两支，其中左支热水河，右支为冷水河，两河汇合以后称为树瓦河，树瓦河全流域面积508.1km2，河长35.8km，平均比降为49.7‰。
热水河发源于后龙山，其海拔为3974m，其流域面积为150km2，河长20.5km，平均比降69.4‰，流域分水岭高程均在3000-3974.8m之间。
石门坎电站位于热水河上游，电站进水口有多条支沟在电站进水口以上汇合，其中较大的有南林口儿沟、漂水岩、马儿塘沟、西番沟、烂凼沟。
进水口以上流域地势北高南低，流域呈扇形，洪水在进水口处较易汇集。
冷水河发源于白林山脉的主峰，其海拔4135m，流域面积155km2，河长20.3km，平均比降93.7‰，河流下切较深，河道狭窄，弯弯曲曲，断面不规则，沿程束放相间，变化较大，上游可达98‰，水流搬运力量很大，河道沿程分布许多大的砾石，流域内以沉积岩为主，石灰岩和砂岩分布广，喀斯特地貌特征明显，存在溶洞和泉水。
在冷水河上有较大支流春天坪沟从右岸汇入，汇口距冷水河与热水河汇口约3.0km，春天坪沟全流域集雨面积为56.9km2,河长14.82km，河道平均比降88.11‰，该支流发源于白林山脉的中梁子，其主峰高程为3589.00m，主河道由西南向东北方向与冷水河汇合，汇口处高程在1500.00m左右，流域形为长条形，在流域上游水系发育，支沟汇入较多，在流域中下游河道较为顺直。
由于河道两岸狭窄坡度较陡，进水口以上多为旱地，厂房处有少量农田和坡地，汇口以下河道开阔，农田、人口增多，树河镇为人口集中区。
树瓦河流域森林植被较好，冷水河汇口以上森林覆盖率可达80%，热水河流域稍差一些，汇口以下，由于人类活动影响，植被稍差，森林覆盖率仅为40%左右。
树瓦河流域内有多级电站和灌溉渠堰。
流域内交通方便，公路贯穿冷水河、热水河及汇口以下树瓦河全河段。
1.2.2气象
树瓦河流向基本为北西向南东，流域最高点高程为4135m，最低点高程为1100m，下游气候为亚热带气候，而上游为亚寒带气候，临树瓦河而上，气候有较明显的变化，下游年平均气温较高，年温差变化不大，从下游到上游，气温逐渐下降，到冷水河发源地和盐源盆地相交地带，表现出明显的川西部高原型气候，年平均气温较低，四季不分明，年降雨量变少，冬春干燥寒冷，夏季不炎热。
由于树瓦河处在迎风坡上，雨季由西南季风带来大量水汽迎风而上，带来丰富降水，流域内降雨多在1400mm左右，树瓦河流域内无长系列气象资料，1978年5月为修和平子一级电站而建立的水文站观测有少量的雨量资料，经实测在冷水河上，1978年降雨量为1647.9mm，1979年为1481.7mm，1982年为1467.5mm，比盐源盆地内的降雨量大一倍左右。
1.2.3径流
树瓦河径流主要受两个因素的制约，在天气因素中，以降水为主，在下垫面因素中以森林为主。
石门坎电站进水口设计径流由三部分组成，热水河、冷水河、春天坪沟来水。
将树河水文站径流成果按面积比移到电站进水口，得石门坎电站径流成果，石门坎设计径流成果见表1-2。
石门坎电站设计径流成果表1-2
位置
集雨面积（km2）
成果
时段
统计参数
Qp（m3/s）
均值Q
（m3/s）
Cv
Cs/Cv
P=10%
P=50%
P=90%
热水河
152.7
全年
5.54
0.25
2
7.37
5.43
3.88
枯季（1～5月）
1.99
0.20
2
2.51
1.97
1.49
冷水河
94.3
全年
3.42
0.25
2
4.55
3.35
2.39
枯季（1～5月）
1.23
0.20
2
1.55
1.22
0.92
春天坪沟
56.4
全年
2.05
0.25
2
2.73
2.01
1.44
枯季（1～5月）
0.735
0.20
2
0.926
0.728
0.544
合计
303.4
全年
11.01
0.25
2
14.7
10.8
7.71
枯季（1～5月）
5.27
0.20
2
4.99
3.92
2.95
据以上成果，求得电站多年平均径流量W=3.472亿m3，多年平均年径流深Y=1144.40mm。
1.2.4洪水
利用设计暴雨，流域特征值，产流参数，汇流参数的成果计算得电站各进水口、洪峰流量，求得石门坎电站各分期各频率的最大流量，见表1-3。
石门坎电站设计洪水成果表表1-3
位置
分期
统计参数
1～2
3
4
5
10
11
12
进水口（热水河）
Qm
4.86
2.95
2.46
3.60
36.1
17.3
6.20
进水口（冷水河）
Qm
3.00
1.82
1.52
2.45
25.8
11.8
3.83
进水口（春天坪沟）
Qm
1.80
1.09
0.912
1.62
18.0
7.81
2.30
厂房
Qm
10.5
6.41
5.35
6.71
62.6
32.4
13.5
Cv
0.23
0.23
0.23
1.70
0.9
0.38
0.36
Cs
2.0
2.00
2.00
3.00
3.00
2.00
3.50
1.2.5泥沙
由于本流域无泥沙实测资料，故泥沙计算采用相关站实测资料分析确定。
以龙塘水文站作为参证站。
经计算电站泥沙成果见下表。
石门坎电站泥沙成果表表1-4
位置
集雨面积（km2）
悬移质输沙量（万t）
多年平均含沙量（kg/m3）
推移质输沙量（万t）
输沙总量（万t）
热水河进水口
152.7
2.886
1.652
0.433
3.319
冷水河进水口
94.3
1.782
1.652
0.267
2.049
春天坪进水口
56.4
1.066
1.652
0.160
1.226
厂房
330.6
6.248
1.652
0.937
7.185
合计
11.982
1.797
13.779
1.3工程地质
1.3.1地形地貌
测区位于横断山脉东部，牦牛山山脉南段，地势西北高东南底。
最高山峰为西北部的北林善，主峰海拔4135m，其次为北部的笋子林，海拔3975.5m。
最底处为树瓦河与雅砻江汇合处，海拔1100m。
一般山岭海拔高程2000～3000m左右，山脉与构造线展布大体一致，呈南北向延伸。
区内地势陡峻，高低悬殊，深切的“V”型谷多。
测区内总体以侵蚀地貌为主，在测区以南，即树瓦河的下游干流区，相对以剥蚀构造地貌为主，相对高差300～500m。
山脊平滑，河谷较开阔，地形坡度一般在15～35度。
测区的以北、西北部则为侵蚀构造地形。
深切沟谷发育，河谷多呈”V”字型，多陡崖地貌，崩塌现象较发育。
流域内发育有三级阶地，Ⅰ级阶地高出河床2～5m，Ⅱ级阶地高出河床12～25m，Ⅲ级阶地高出河床30～50m。
1.3.2地层岩性
树瓦河流域从震旦系以来的出露地层较齐全。
测区除泥盆系外，各系地层均有分布，其中以古生界地层分布最为广泛。
1.3.3地质构造
工程区大地构造位于“杨子准地台”西部，康滇地轴北段西缘与盐源丽江台缘拗陷东缘，即地轴与拗陷接合部。
为盐源弧形构造的东翼，金河-箐河断裂带南段。
主要构造线为北东向，兼有北西向及东西向构造。
1.3.4地震烈度
据外围强震资料和测区附近地震资料，工程区处在强震波及区。
据1：
400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），电站工程区的地震动峰值加速度为0.15g，特征周期值为0.45s，相应地震基本烈度为Ⅶ度。
1.3.5主要建筑物地质条件
1.3.5.1坝址工程地质条件
1、热水河取水枢纽
坝区河流近南北向，坝址河谷地形为宽缓地不对称“v”型，左岸地形坡度35°左右，右岸为20～25°。
左岸坡脚为崩坡积，岩性为含土块碎石（表层2～3m土质成份为多），密实，厚度约5～8m,右岸为河漫滩堆积，岩性为含漂石卵砾石，砾石占25%，漂石占30%，卵石占25%，砂土占20%，主要为砂岩和灰岩及白云岩，堆积层厚5～10m。
左岸坝肩为冲洪积与坡积混杂堆积的含土漂块石层，堆积层结构较密实，承载力满足建筑物要求，但抗渗及抗冲性差，须作处理。
右岸坝肩基岩裸露。
坝区的基岩为震旦系灯影组的白云岩，白云质灰岩，岩石坚硬，强风化厚度5～10m。
地层走向顺河向，右岸为反向坡，边坡稳定。
坝基为漂卵石层，承载力满足建筑物要求，但要作漂卵石的防渗处理。
2、冷水河取水枢纽
坝区位于和坪子二级电站尾水以下，坝区河流近东西向，坝址河谷地形为宽缓地“v”型，左岸地形坡度35～45°左右，右岸为30～40°。
左右岸斜坡裸露震旦系灯影组的白云岩，白云质灰岩。
枯水期水面宽15m左右，河流纵坡8‰左右，水流相对平缓，水深0.5m左右。
左右岸坝肩均为冲洪积与坡积混杂堆积的含土漂块石层，堆积层结构较密实，承载力满足建筑物要求，但抗渗及抗冲性差，须作处理。
坝区的基岩为震旦系灯影组的白云岩，白云质灰岩，岩石坚硬，强风化厚度5～10m。
地层走向顺河向，右岸为反向坡，边坡稳定。
坝基为漂卵石层，承载力满足建筑物要求，但要作漂卵石的防渗处理。
3、春天坪沟取水枢纽
位于春天坪沟口，坝区河流近北东向30°，坝址河谷地形为宽缓地“v”型，左岸地形坡度5～15°左右，右岸为30～40°。
左岸为冲洪积漫滩堆积，右岸斜坡裸露震旦系灯影组的白云岩，白云质灰岩。
枯水期水面宽2m左右，河流纵坡8‰左右，水流相对平缓，水深0.5m左右。
漂卵石层结构稍密实，作为坝基承载力满足建筑物要求，渗透系数大15～30m/d，允许渗透坡降0.12～0.15，须作防渗处理。
河左岸为河漫滩，左坝肩工程地质条件相对较差，右坝肩为基岩陡壁，稳定性较好。
坝基为漂卵石层，承载力满足建筑物要求，但要作漂卵石的防渗处理。
1.3.5.2输水建筑物工程地质条件
输水线路沿线主要为高陡的河谷岸坡，地形坡度40～50°，山高坡陡，斜坡大多出露基岩，斜坡坡面局部还有1～3m的残坡积，中部有以大型崩塌堆积体，岩性为大孤石、块碎石土层，有架空、溶蚀和胶结现象。
输水建筑物区出露的基岩主要灰岩、白云质灰岩、砂岩、粉砂岩夹泥页岩。
1.3.5.3厂区工程地质条件
厂区枢纽主要水工建筑物有压力前池、压力管道、厂房、尾水渠道及泄水陡渠等。
前池位置在高程1520m左右的斜坡上，地形坡度25～35°。
表层有1～3m的第四系全新统残坡积（Q4e-dl）块碎
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