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4工程任务和规模915

4　工程任务和规模

4.1地区社会经济

4.1.1地区社会经济发展状况和工程建设的必要性4.1.1.1地区社会经济发展状况城南水电站工程所在的米易县位于攀枝花市东北部，幅员面积2081.06km2。

县境内东西两山对峙，沟谷中地形多起伏，最高海拔高程3447m（白坡山），最低海拔980m（安宁河口）。

截至2005年底，全县总人口为20.71万人，其中农业人口17.87万人，人口密度100人/km2。

现有耕地17.27万亩，人均占有耕地0.97亩。

农业为米易县经济的基础产业，传统种植业以水稻、玉米、小麦、甘蔗为主。

现已初步形成了全县在宏观上分层次布局、在微观上多种模式相交织的立体农业格局。

近几年来，米易县进一步调整农村产业结构，优化资源配置，使农业呈全面协调发展的良好势态。

2005年粮食产量7.95万吨，早市瓜菜总产量15.49万吨，收入2500万元；甘蔗总产量14.7万吨；蚕桑总产量421吨；水果总产量2.25万吨；农业总产值50610万元，农村人均纯收入为3567元。

米易县已形成了以制糖、电力、建材、采矿、冶炼、印刷等各门类工业体系，共有工业企业1123个，工业尤以制糖业和建材业较为出名。

2005年实现工业增加值（不含村及村以下）102886万元，制糖业等支柱产业已扭亏为盈，花岗岩等建材业产销两旺。

米易县现有水泥公路12条，总长度118.2km，县城到各乡均通汽车，乡、镇之间都有公路相通；成昆铁路穿越县境长达57km，是攀枝花市至成都的交通要道。

目前，攀西高等级公路米易县段已进入施工阶段；成昆铁路电气化建成使用；邮电综合大楼已投入使用，开通了全国长途直拨电话。

全县自然资源丰富，矿产资源种类繁多，分布较广，以钒钛磁铁矿、花岗石、石灰石等为主。

现基本查明钒钛磁铁矿40.4亿吨，花岗石20亿吨，石灰石16.8亿吨，硅土0.1亿吨以及稀有矿产金、铜、镍、锌、钨、铀、铅、钡、石英、水晶等。

全县森林面积251.17万亩，森林覆盖率为59.78％，盛产云南松、黄栎、锗栎、高山栎等森林，活立木蓄积量1022.61万m3，植物资源种类多达216种，为木材加工，造纸业提供了有利条件。

县境内水力资源十分丰富，西面有雅砻江，江水清澈，峡谷幽深，其境内落差130米，是理想的水电建设基地。

安宁河是雅砻江第一级支流，由北向南贯穿全县长达76km，多年平均流量232m3/s，另有支流12条，全县水电蕴藏量151.6万kw，其中安宁河可开发量21.45万kw。

2005年，全县国民生产总值达221217万元，工农业增加值153496万元，县财政收入30536万元。

4.1.1.2建设的必要性

城南水电站工程的建设是地方电力发展的需要。

米易县地方电力系统目前供需矛盾突出，地方电网目前基本上为径流式水电站，规模较小，调节性能差，峰谷矛盾突出。

2005年地方负荷峰谷差达12581kw，米易县地方电网尽管与攀枝花市地方电网联网，但市地方电网缺高峰期电量，不能解决米易地方电网的供需矛盾。

今后，随着米易县工农业生产的迅猛发展，电力供需矛盾将更为突出。

城南水电站工程的建成，可改善米易电网的供电质量。

综上所述，城南水电站工程建设对改善地方电力系统的运行条件、促进地方经济发展、保证城乡人民生活用电具有重大意义。

因此，城南水电站工程的建设是必要的、迫切的。

4.1.2电力发展要求

4.1.2.1电力系统现状

米易县现有装机容量57954kw，共计82台，其中并网电站42504kw。

总用电量16764万kw.h，人均用电量809.46kw.h。

根据米易县电气化规划报告，2010年将需电量90044.4万kw.h。

电网方面，已建成110kv变电站2座，变电容量103000kvA，110kv输电线路55km，已建成35kv变电站5座，变电容量47900kvA，35kv输电线路139.78km，10kv线路1209.4km，初步形成了以35kv输电线路为骨架的地方网络。

通过农村电网的建设与改造，使米易地方电网结构更合理，供电可靠性得到进一步提高。

4.1.2.2供电范围论证

城南水电站工程距米易县城800m，距盐边新县城约58km，距攀枝花市区79km，根据米易县电气化规划，2015年需电量为105020万kw.h，而2005年实际总供电量为16764万kw.h，自供电量为11096.3万kw.h，占66.19％。

米易县矿物燃料资源不足，加之国务院明令限制兴建单机2.5万kw以下小火电，小火电难以修建；米易县水力资源虽然丰富，但真正具备近期开发条件且规模适中的电源除城南水电站工程外，尚无合适的电源点以满足2015年米易县地方电力系统要求。

城南水电站工程装机容量1.7万kw，年发电量7080.6万kw.h，因此，城南水电站工程首先就近供电米易县，满足米易县电力需求。

城南水电站工程参与米易县电网，并作设计水平年（2015年）枯水年、中水年电力电量平衡后，城南水电站工程的容量和电量基本能被米易县电网吸收。

综上所述，城南水电站工程的供电范围是米易电网，主供米易县，但系统电力缺口大，近期及规划期又少调节性能的骨干电源，难于全部承担备用容量，因此，米易县网还应通过攀枝花市地方网与国家主网联网，以便安全稳定运行。

4.1.2.3负荷预测

4.1.2.3.1米易县电力系统

根据米易县电力统计，2005年最大负荷为26832.7kw，年需电量16764万kw.h，米易县各行业电力、电量增长见表4－1。

米易县电力系统实际运行中，工业用电比重相对较大，主要企业实行一班制，加之今年来市政生活用电比例增加。

因此，全系统日负荷过程呈双峰型，20－21点晚峰最高，当前，由于以电定产，汛期水电发电较多，所以年最大负荷常出现在8月。

对系统运行较正常的实际负荷典型分析，结合本系统负荷结构的特点和历史统计资料及将来第三产业的比重上升，编制了米易县电力系统冬季（11～5月），夏季（6～10月）的典型负荷曲线。

负荷特征值见表4－2。

米易县地方电力系统负荷、电量增长预测

表4－1单位：

万kw.h

年份

项目

2005

2010

电力

电量

电力

电量

一

工业用电

32078

11418

188589

71210

227053

82340

地属及以上企业

65000

26000

70000

28000

县办企业

18861

7982

85806

33795

108842

40050

乡镇企业

12303

3138

34405

10227

43901

12774

其它

914

298

3378

1188

4310

1516

二

农业用电

2391

780

6129

2003

7355

2403

农副产品加工生产

1138

387

3239

1106

3887

1327

电力提灌

1061

332

2390

736

2868

883

其它

192

500

161

600

193

三

生活用电

9439

2890

29568

7827

37021

9775

照明

2898

882

7258

2076

8710

2491

电热、电炊

5307

1631

19231

4794

24616

6136

其它

1234

377

3079

957

3695

1148

四

合计

43908

15088

224286

81040

271429

94518

五

同时率

0.55

0.63

六

综合最大负荷

24149.4

141300

171000

厂用及网损率（%）

七

最大发电负荷及电量

26832.7

16764

157000

90044.4

190000

105020

2005～2015年米易县地方电力系统日负荷特性指标表

表4－2

项目

2005～2015年

冬

夏

日负荷率

0.810

0.826

最小负荷率

0.65

0.66

年负荷过程按动态设计。

年最大负荷出现在8月，春季负荷下降10%，负荷下降最大月份为2月份，年负荷不均匀系数为0.89左右，月不均匀系数平均按0.90计。

年平均负荷过程根据最大负荷、日负荷率和月不均衡系数计算。

4.1.3河流规划

根据《安宁河流域水源开发总体规划报告》（四川省水利水电勘测设计院，1991年），共规划装机容量在0.5MW以上的水电站72座，总装机容747.7MW。

共中干流20座，装机容量526MW，占70.4%。

规划电站中，装机容量25MW参上的有9座，均位于干流上。

安宁河干流梯级电站主要指标，详见表4－3。

布置图见图4-2-1。

安宁河干流梯级电站主要指标表

表4－3

河

段

梯级

名称

集雨面积（km2）

引水高程（m）

尾水高程（m）

引用流量（m3/s）

总水头（m）

装机容量（MW）

年发电量（万kw.h）

年利用小时（h）

备注

上

游

段

大桥

796

2020

1846

66.8

174

34100

3783

已建

观音岩

1092

1828

1755

61.3

16858

5619

已建

巨龙

1654

1755

1691

75.4

17561

5488

长山咀

1654

1691

1627

73.5

16851

5617

小计

182

85370

4691

中

游

上

段

黄土坡

3817

1616

1577.25

38.75

17.5

10873

6213

月华

3817

1577

1557

5006

7151

已建

坡头脑

3817

1556

1542

10.9

0.6

547

8547

已建

小计

25.1

16426

6534

中

游　下

段

洼脑

6790

1465

1436

89.4

16.5

9792

5935

凤凰

6831

1433

1420

22.8

2.1

1760

8390

已建

三棵树

6843

1420

1337

103

57.5

34010

5915

在建

小高桥

7170

1336

1300

102

22.5

13179

5857

已建

腊鹅

7819

1301

1235

118

28692

5738

小计

148.6

87433

5292

下

游

段

新马

8235

1235

1184

110

20928

5979

三锅庄

9271

1184

1161

128

17.5

10281

5875

挂榜

9380

1161

1125

117

14738

5895

双沟

9945

1125

1096

134

13988

5828

在建

丙海

10060

1096

1056

137

32.5

18715

5758

垭口

10578

1056

1043

142

9.5

5577

5870

楠木

11027

1043

1030

133

12.5

7257

5806

湾滩

11094

1030

1015

133

14.5

8369

5772

已建

小计

145.5

99853

5856

合计

894.75

501.2

289082

5496

注：

引自《安宁河流域水源开发总体规划报告》（四川省水利水电勘测设计院，1991年）

　　根据《规划报告》，已建的解放桥、红星、前进渠电站不作为规划梯级保留，当所处河段的规划电站开发后，可作季节性发电。

根据《安宁河干流挂榜至丙海河段水电规划调整报告》，对该报告四川省发展和改革委员会、四川省水利厅以川发改能源[2004]280号文，给予了批复。

从该河段水资源优化配置和现在的实际情况出发，将原规划的双沟、丙海2个梯级调整为双沟一级、双沟二级――小三峡和丙海3个梯级（布置图见图4-2-2）。

双沟二级至丙海之间河段留作国家体育总局皮划艇急流回旋竞训基地用水、城市生态环境用水、国家体育总局静水皮划艇竞训基地用水、农业灌溉用水等县城综合用水河段，共有水头22.5m，河段长13.7km。

根据《安宁河米易县县城河段规划调整报告》，将安宁河米易县县城河段范围内，由原来的两级电站枢纽开发改变为三级电站枢纽开发和皮划艇基地建设开发的方式，分别为双沟二级电站枢纽、急流回旋皮划艇工程枢纽、城南水电站枢纽和丙海水电站枢纽（布置图见图4-2-3）。

规划的城南水电站枢纽，其正常蓄水位为1079.5m，尾水位为1074.94m，为河床式电站。

设计引用流量231.76m3/s，电站装机容量3×2.5MW。

米易县电力有限责任公司作为业主开发安宁河米易县城南水电站。

城南水电站本次设计正常蓄水位为1079.5m，为充分利用该河段的水能资源，采用长尾水渠开发方案，将原规划的尾水位1074.94m降低至1072.50m，尾水渠出口设计水位为1071.94m，为河床式电站。

在参照上一级电站的设计引用流量和国内外对灯泡贯流式机组选择的弃水天数经验，将原规划的引用流量231.76m3/s调整为设计引用流量340m3/s，电站装机容量由3×2.5MW增加为2×8.5MW。

本次设计正常蓄水位与上游皮划艇基地尾水（尾水出口高程1079.5m）衔接合理，尾水不影响下级电站的水头（丙海水电站正常蓄水位1065.0m）。

调整规划及本次设计后安宁河米易县县城段平面布置图见图4-2-4。

4.1.4工程建设任务

根据《安宁河流域水源开发总体规划报告》（四川省水利水电勘测设计院，1991年）、安宁河干流挂榜至丙海河段水电规划调整报告》及《安宁河米易县县城河段规划调整报告》，从流域的总体看，安宁河水资源开发利用的总体任务是：

农业灌溉、工业和城镇生活供水，江河防洪治理，水土保持，结合发电、水产养殖、旅游等，即综合开发，综合利用。

对于个别区域，个别工程，应区别具体情况，有所侧重。

因此，根据开发河段的实际情况，制定该河段水资源综合利用与开发任务。

开发河段处于流域下游段，其地形地貌为尖脊高山地形，在锦川河以下的干流河道，河谷束放相间，有60、70年代建成的一些灌溉渠道，较大有有前进渠。

本工程上游即有攀莲堰有红旗堰，主要灌溉县城下游的大片农田，从位置上和电站的运行方式，本工程的建设不可能对其取水造成影响。

已建的国家皮划艇急流回旋竟训基地引水渠道位于河道左岸，皮划艇竟训基地用水流量为15m3/s，其尾水为攀莲堰，攀莲堰设计流量3m3/s，共计18m3/s，必须全年保证供给。

皮划艇竟训基地尾水接静水皮划艇基地（城南电站库区）。

库区不涉及城镇生活及生产用水。

本河段米易县县城作为重要城镇，工矿企业和在片农田需要防洪。

已建的攀莲镇防洪堤工程，已大大提高防护区的防洪标准。

设计时水位满足防洪堤要求。

本工程应考虑下游河道的环境生态用水，根据《安宁河流域水资源开发总体开发总体规划报告》（四川省水利水电勘测设计院，1991年）和《安宁河干挂榜至丙海河段水电规划调整报告》，环境生态用水流量应不小于7m3/s。

虽然流域综合利用和开发的主要任务是灌溉和生活用水，但结全本河段的实际情况，拟定本工程的开发任务主要是国家静水皮划艇竞训基地、打造新水型城市及水力发电。

4.2水利动能

4.2.1径流调节计算

4.2.1.1径流系列及设计典型年选择

湾滩水文站距城南水电站工程坝址约41km。

本次设计采用湾滩水文站1957年6月至2002年5月共46年（水文年）年月径流系列，按流域面积比推算出城南水电站工程月径流系列。

其修正系数为0.917，坝址处控制流域面积10175km2，多年平均年径流量67.1亿m3，多年平均量223m3/s。

通过对径流系列进行全年、汛期、枯期分段流量频率分析和复核，考虑中水年全年平均的保证率为45％～55％之间，枯水年枯期平均值的保证率为85％～95％，丰水年丰期平均值保证率为5％～10％，并兼顾三年平均与多年平均值关系，选择典型年为

枯水年：

1972年6月～1973年5月

中水年：

1976年6月～1977年5月

丰水年：

1965年6月～1966年5月

其成果见表2－4－5，2－4－9～2－4－14。

4.2.1.2库容曲线

根据实测的1/1000地形图量绘而得，见图。

①水库渗漏损失

按月平均库容1％计。

②本电站调节库容小，属无调节电站，蒸发损失很小，设计中不予考虑。

4.2.1.3水头损失

电站水头损失采用0.4m。

4.2.1.4厂房尾水位流量关系曲线

厂房尾水位流量曲线经水文实测和分析确定，见图。

4.2.1.5出力系数

水轮机效率由绘制的运转特性曲线，根据流量和水头变化分析，水轮机平均效率取90％。

调节计算根据水轮机运转特性曲线逐时、逐点查求出水轮机效率，并考虑发电机效率97%，得出各时的出力系数，调节计算考虑出力限制的影响。

4.2.1.6运行方式

①枯期（11～5），电站在系统中担任基荷运行，水库水位保持在正常蓄水位运行。

②汛期（6～10月），结合上游小三峡电站的运行方式，水库水位维持在正常蓄水位1079.5m运行。

当入库流量大于900m3/s时，水库开闸拉沙，电站停机，以利排砂。

4.2.2设计水平年和设计保证率

根据计划，城南水电站工程于第一年底开工，第二年12月第一台机组建成投产，为系统的骨干电源。

按规范，电站的设计水平年为第一台机组投产后的5～10年并结合国家经济五年计划，2015年作为该电站的设计水平年。

城南水电站工程是攀枝花市地方电力系统的主要电源之一，电站设计保证率采用90%。

4.2.3特征水位选择

4.2.3.1正常蓄水位

本工程为全闸水电站工程，正常蓄水位主要由上游国家皮划艇急流回旋竟训基地尾水渠底板高程和县城滨河公园景观长廊亲水平台及城市建基面最低高程确定。

皮划艇急流回旋竟训基地尾水渠末端底板高程为1079.5m，县城滨河公园景观长廊亲水平台高程为1079.5m，县城建基面最低高程为1080.0m，考虑波浪爬高、回水雍高及砂卵石地基毛细管水爬升的影响，确定正常蓄水位为1079.5m是合适的。

相应库容130万m3。

4.2.3.2死水位

本工程为全闸水电站工程，考虑放水冲沙和泄洪的需要，闸底板高程与现河床同高，为保证电站正常运行的最低运行水位，根据工程布置和电站进水口设计尺寸，计算出电站死水位为1078.23m，相应死库容为52.22万m3。

4.2.3装机容量选择

4.2.3.1有无尾水渠比选

根据拟定坝址下游的河床坡降及安宁河丰枯流量变化大的特点，现做有无尾水渠比选，拟定尾水渠过流能力为340m3/s，纵坡1/1500，渠长936m。

具体分析见表4—4。

有无尾水渠装机容量方案动能经济指标　　

表4—4

项目

单位

方案

无渠

有渠

正常蓄水位

1079.5

死水位

1078.23

正常蓄水位以下库容

万m3

130

水量利用率

67.59

装机容量

万kw

1.3

1.70

设计引用流量

m3/s

340

水

头

最大水头

6.30

9.18

最小水头

2.90

3.85

全年加权平均水头

5.16

6.95

汛期加权平均水头

4.87

6.36

额定水头

4.5

5.8

动能指标

保证出力

万kw

0.20

0.30

多年平均发电量

万kw.h

6128.2

8013.8

其中：

枯期（12～4月）电量

万kw.h

1163.7

1650.5

平水期（5、6、10、11月）电量

万kw.h

1996.0

2704.1

装机年利用小时

4714

经济指标

静态总投资

万元

12835.57

15517.56

单位千瓦投资

元/kw

8289.83

7980.62

单位电能投资

元/kw.h

1.76

1.69

年净效益

万元

1574.96

2186.59

差值指标

增加容量

万kw

0.4

多年平均发电量

万kw.h

1885.6

其中：

枯期（12～4月）电量

万kw.h

486.8

静态总投资

万元

2681.99

年净效益

611.63

补充

增量

补充单位千瓦投资

元/kw

6704.98

补充单位电能投资

元/kw.h

1.42

从上表中可以看出，无论从多年平均发电量，还是单位指标，修建尾水渠的效益显著，所以本次设计推荐方案为有尾水渠的设计方案。

4.2.3.2有尾水渠装机容量比选

（1）方案拟定

按照上述计算原则，按三个设计代表年的日径流资料，采用相同的水库运行方式进行计算，拟定装机容量分别为1.6万kw、1.7万kw和1.8万kw。

考虑安宁河丰枯流量变化较大，机组台数均按2台考虑。

按有尾水渠方案进行计算。

（2）动能指标

各装机容量方案动能经济指标详见表4—5。

各装机容量方案动能经济指标

表4—5

项目

单位

方案

一

二

三

正常蓄水位

1079.5

死水位

1078.23

正常蓄水位以下库容

万m3

130

水量利用率

69.96

76.40

80.90

装机容量

万kw

1.6

1.7

1.8

设计引用流量

m3/s

320

340

360

水

头

最大水头

9.18

最小水头

3.86

3.85

3.86

全年加权平均水头

6.99

6.95

6.92

汛期加权平均水头

6.36

6.34

额定水头

5.8

动能指标

保证出力

万kw

0.30

多年平均发电量

万kw.h

7728.0

8013.8

8289

其中：

枯期（12～4月）电量

万kw.h

1659.6

1650.5

1641.7

平水期（5、6、10、11月）电量

万kw.h

2633.0

2704.1

2763.7

装机年利用小时

4830

4714

4605

经济指标

静态总投资

万元

14817.93

15517.56

16369.14

单位千瓦投资

元/kw

7905.46

7980.62

8073.64

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