整理王家磨水电站综合说明.docx

1、整理王家磨水电站综合说明王家磨水电站综合说明1综合说明1.1概述白水江是白龙江的最大支流，属长江3级支流。白水江发源于四川、甘肃两省交界的岷山弓杆岭。河源分黑河、白河两个分支，于九寨沟县城以上20的黑河塘会合后始称白水江。白水江流域总面积8316平方千米。干流全长296（其中四川境内189，甘肃境内107），天然总落差2958m，平均比降10.1。白水江在文县境内107，天然落差486m，河道平均比降4.54。王家磨电站位于甘肃省文县境内白水江干流的中游上，为一低坝径流无调节引水式电站。在分析研究西北勘察设计研究院2001年4月编制的白水江干流文县河段梯级规划补充报告等有关文件的基础上，结合现

2、场考察、测量，认为在白依坝至尚德水电站之间的布尔河段，具备较好的水能开发条件，在此修建水电站，即布尔水电站，不影响白水江干流水能资源梯级开发的总体规划。布尔水电站是在本河段插补的一座小型水电站。王家磨电站位于西元村和文县县城之间，电站厂区距县城约1。工程自白依坝尾水起沿布尔河段右岸布置，引水隧洞穿过白马峪河至布尔，长约3092.21，工程由取水枢纽、引水隧洞、前池、压力管道、发电厂房、升变压站等部分组成。电站设计引水流量160m/s,设计水头19.82m，装机26MW（213MW），机组年利用小时数4557h，年发电量1.185亿kwh，工程总资？万元。2005年7月，受甘肃省平兴电力设备有限

3、责任公司的委托，我院完成了甘肃省文县布尔水电站项目建议书，在此基础上，改方又委托我院对布尔水电站进行了可行性研究阶段的工作。现已完成了甘肃省陇南市文县布尔水电站可行性研究报告及相关图纸。地理位置详见电站地理位置图1.2自然条件1）地理及气候白水江是白龙江的最大支流，发源于甘肃、青海两省交界处岷山山脉，有西、北二源，源地海拔高程4096m，西源称为白河，发源于四川省的九寨沟以西的弓杆岭东麓，白河全长57.0，集水面积1334平方千米；北源称为黑河，发源于弓杆岭西麓的热莫克咯，黑河全长139，集水面积2613平方千米。白水江沿岷山山脉自西北向东南流经九寨沟（南坪）至刀口坝转而南下，在柴门关出四川省

4、境流入甘肃，转向东流，经文县于垒乡关头坝注入白龙江碧口水库。白水江流域呈羽状，被南秦岭山地所盘踞，地势西北高，东南低，地表起伏较大，属山大沟深地区，气候温暖湿润，垂直分布较明显，植被较好，上游为原始森林，中下游为灌木杂草繁茂，分布稀疏林木，白水江流域总面积8316平方千米。干流全长296，其中四川境内189，甘肃境内107，天然总落差2958m，河道平均比降10.1。布尔水电站位于甘肃省文县境内白水江干流中游，距文县县城约4，坝址以上控制流域面积6936平方千米。白水江流域属北亚热带季风气候，该地区海拔高程较高，属高山区，气候有明显的垂直变化。本地区多年平均气温14.9，历年极端最高气温37.

5、7；极端最低气温-7.4。多年平均降水量442.78，多年平均蒸发量2122.0，历年最大积雪深度5.0，多年平均日照时数1711.0h，多年平均湿度61%，多年平均风速2.4m/s，历年最大风速16.0m/s。风区长度0.9。2）水文白水江干流从上至下先后设有南坪县（现九寨沟县）、鹄衣坝、文县、蒿坪、刘家河坝等水文站，除南坪水文站归属四川省水文水资源局外，其余各站均为甘肃省水文水资源局管辖，各站均为国家基本测站，资料测验精度较高，观测项目较全，资料整编符合规范要求。本次设计采用鹄衣坝水文站19672004年共38年年径流系列具有一定的代表性，能够满足设计要求成果，可供工程设计使用，年径流系列

6、不进行插补延长。以此通过频率分析计算，计算得布尔水电站设计年径流，成果见表1-1。F(km2)统计参数不同保证率的设计值（m/s）Qo(m/s)CvCs/Cv10%25%50%75%90%693686.70.192.010897.285.775.166.43）泥沙布尔水电站泥沙推算是以刘家河坝水文站和蒿坪水文站作为设计依据站，根据蒿坪水文站输沙模数计算出布尔水电站的多年平均输沙量。根据刘家河坝水文站19592004年（1959年资料不完整，1962年缺测）44年实测泥沙资料统计：多年平均输沙量174万t，多年平均输沙模数为214t/km2。由此计算出布尔水电站多年平均入库沙量148万t。多年平

7、均含沙量为1.71/m，多年平均推移质输沙量为7.4万t，多年平均输沙总量为155.4万t.4)洪水布尔水电站枢纽位于白水江干流上，引水隧洞需要穿过白马峪河，布尔水电站工程坝址和鹄衣坝水文站控制流域面积相等，所以布尔水电站坝址设计洪水成果直接采用鹄衣坝水文站成果，布尔水电站设计洪水成果见表1-2。布尔水电站设计洪峰流量成果表1-2站名F(km2)统计参数各种频率设计值（m/s）QmCvCs/Cv0.2%1%2%5%10%20%水电站坝址水69363620.624.0164012201040814643479电站厂房73033750.624.0170012701080843666496对白马峪河

8、沟道洪水采用“瞬时单位线”方法以及结合历史洪水调查资料等对沟道洪水进行计算确定。白马峪河跨沟建筑物工程断面设计洪峰流量成果见下表2-3。白马峪河流域跨沟建筑物设计洪峰流量成果表项目F(km2)各种频率设计值（m/s）1%2%3.33%10%跨沟建筑物断面349754626%5423965）冰清工程区一般10月下旬11月上中旬开始结冰，3月中旬至4月中旬全部融化。流冰花时间较长，一般在11月上旬开始至次年4月初，流冰花时间150天左右。1.3工程地质（1）工程区地处于秦岭东西向复杂褶皱带南缘，位于西倾山白龙江复背斜南翼，文县山字型构造前弧地带。工程建筑物涉及区域内断裂构造不发育。区域性断裂分布在

9、工程区外围。工程区出露地层为泥盆系中统三河口组第一岩性段中厚层砂质板岩，岩体呈单斜产状，走向稳定，岩体中裂隙较发育。根据中国地震动峰值加速区划图（1/400万50年超越概率10）工程区地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为8度。（2）库区工程地质条件良好，不存在邻谷渗漏问题，但有左岸阶地砂砾卵石层绕坝渗漏问题，需进行截处理。按正常蓄水位946.5m计，蓄水后库岸再造形成的入库物总量约2.3万m，由塌岸再造引起的耕地损失约9.4亩，这部分可通过干砌块石护坡处理消除，库区淹没耕地面积约24亩，浸没面积约4亩。（3）两坝线相比较：下坝线右岸坝肩覆盖层较厚，开挖和治理较为困难，因此推荐上坝

10、线为选定坝线。上坝线坝基岩性为河床砂卵砾石，属软基地基，其工程地质性能满足设计要求。坝基砂卵砾石层具备管涌破坏的渗透变形条件，其临界水力坡降为0.14，允许水力降为0.093，；坝基渗漏量较大，约9916m/d，存在基坑涌水问题，故需进行防渗处理，并考虑排水。坝肩条件良好，适当清基即可。左坝肩存在绕坝渗漏问题，渗漏量约为1678.7m/d，须做截渗处理，渗流墙范围应为距河水边线至少100m。（4）引水隧洞工程地质条件较好，隧洞进出口边坡稳定，洞身围岩类别属类，但穿白马峪河暗渠段地下水丰富，施工难度较大。引水发电隧洞全长约3.1，类围岩占40%，类围岩占55%，暗渠占5%。（5）厂房区前池、压力

11、管道、厂房、尾水渠工程地质条件良好。前池、压力管道地基为洪积碎石土或河床砂卵砾石层，厂房地基可置于基岩或砂砾石层中，尾水渠地基为河床砂卵砾石层。（6）天然建筑材料中的砼骨料，取自白马峪河，其数量能满足设计要求，但粗骨料级配不良，细骨料含泥量、轻物质含量偏高，孔隙率偏大，使用时需清洗。（7）白水江水，质良好，对普通水泥无侵蚀性，可作为施工用水。1.4工程任务和规模大通河水量充沛、河床比降大、落差易集中，水能资源极为丰富，水资源的开发，不仅为地区经济发展提供了电力，而且对带动地区其他资源的开发有积极的促进作用，同时还可作为少数民族地区的一个支柱产业，对促进地区经济的持续发展和人民生活水平的提高有着

12、重要意义。江源水电站为等小（1）型工程，装机42MW，多年平均发电量约为1.806亿kwh。根据小水电水能设计规程（SL76-94），电站的设计水平年采用第一台机组投产后的47年并和国民经济五年计划相适应。按照施工进度安排，电站2008年左右第一台机组发电。因此，设计水平年选定为2015年。根据电站在电力系统中的作用及规模，参照小水电水能设计规程（SL76-94）的规定，本电站设计保证率采用P=85%。1.5工程布置及建筑物1）工程等别及标准电站装机容量26MW，依水利水电工程等级划分洪水标准（SL252-2000），工程等别为等，工程规模为小（1）型。主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5

13、级。由于泄冲闸挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于10m，枢纽防洪标准按平原、滨海区标准确定。枢纽洪水标准：设计重现期（年）为50年（P=2%）；校核重现期（年）为100年（P=1%）。消能建筑物洪水标准：重现期（年）为20年（P=5%）。厂房洪水标准：设计重现期（年）为30年（P=3.33%）；校核重现期（年）为100年（P=1%）。2）坝线的确定本阶段选择了两条坝线，上、中两坝线相距460m，中、下坝线相距1154m。为保证装机容量不变的条件下，上中坝 的正常挡水位均为2622.00m，下坝线的正常挡水位2620.80m，主要通过库区淹没、枢纽建筑物和引水建筑物投资的综合比较，确定上

14、坝线为本阶段的推荐方案。3）厂址的选定初选上下两厂址，为了最大的利用水能资源，确定下厂址未推荐方案。4）推荐方案工程总体布置价值=支付意愿=市场价格消费量+消费者剩余江源电站由枢纽、引水系统和厂区建筑物三大部分组成。（3）旅行费用法枢纽为一综合建筑物，担负着引水、泄洪和冲砂等任务，引水系统在大通河的左岸，有一孔进水口、砼压力管道、压力隧洞，总长6820.998m。直径均为6.50m，调压井一座，内径18m。（6）对建设项目实施环境监测的建议。调压井为阻抗式，前接隧洞，后经过一段隧洞与厂房压力钢管相连，机组供水采用一管三机。厂区由主、副厂房、尾水渠、升压站和管理区等建筑物组成。尾水渠采用梯形断面

15、，末端与大通河相接。1.准备阶段管理区设在厂房上游级阶地上，通过新建的跨大通河桥可与青冈公路相连接。（4）化工、冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸、军工、公路、水运、轨道交通、电力等行业的国家和省级重点建设项目；5）建筑物的布置、型式及主要尺寸（1）枢纽总长161.3m，从左到右依次布置有土坝、泄洪冲砂闸、表孔泄洪闸（实用堰）、溢流坝和重力坝，进水口布置在泄洪闸上游处，闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00m.(2)引水系统由进水口、砼压力管、引水隧洞、调压井和压力钢管组成。进水口位于枢纽左岸，砼管和隧洞均为有压圆形断面，内径6.50m，线路总长度6821m，其中砼管长48m，隧洞

16、总长6773m。（3）评价单元划分应考虑安全预评价的特点，以自然条件、基本工艺条件、危险、有害因素分布及状况便于实施评价为原则进行。调压井为阻抗式，直径18m，阻抗口径3.20m，总高度为32.50m。1.环境影响评价依据的环境标准体系机组采用一管多机，卜形分岔的布置供水方式，主管管径5.80m，分岔直径均为3.00m，管道为外包砼的钢管。（3）厂区位于江源村的东侧，建筑物主要有主副厂房、升压站、尾水渠、进厂公路和其他附属建筑物。主厂房平面尺寸52.3016.10m，副厂房布置于主厂房上游侧，平面尺寸47.4010.86m，分为三层，上层楼面高程与发电机层相同，下层底板高程与水轮机层相同，中间

17、为电缆层。上层设中央控制室、载波室、电气实验室、值班室等；下层为电缆夹层、励磁室、厂用变室和空压机房等。尾水渠为复式梯形断面，底宽16.0m，渠底砼衬砌，边坡为浆砌块石，坡度1:1.25，渠道纵坡1:2000，渠底顶高程2572.80m。3.政府部门规章通过大通河上新建公路桥，可到厂区。1.6机电及金属结构1.6.1水力机械6.提出安全对策措施建议1）水轮机型号的选定型号电站最大水头20.82m，最小水头16.20m,加权平均水头19.82m，电站额定水头19.30m，经技术比较，选用二台容量为213MW轴流转桨式水轮发电机组。水轮机型号为：ZZA834-LH-350,发电机型号为：SF13.

18、0-35/5500(10.5KV)。3）规划实施的经济效益、社会效益与环境效益之间以及当前利益与长远利益之间的关系。1.6.2接入电力系统方式、主接线方案1）接入电力系统方式：电站接入系统方式选用35KV电压等级，选用双回路35KV架空导线。送出线路选用1回。另予留1回35KV出线间隔。2）发电机侧接线和主变10.5KV侧采用单母线不分段接线方式，主变型号选择为SF9-20000/35的二台。3）升高电压侧接线采用单母线接线。升高电压侧电压等级为35KV两回出线，其中一回作为上网线路，另一回作为备用。4）过电压保护本水电站采用微机型成套保护装置，按发电机、主变压器等不同的主设备分别组屏，35K

19、V线路保护根据接入系统设计要求配置。5）自动控制全厂设备的监事控制完全依靠计算机，监控系统发出操作指令，通过现场执行机构执行。6）通信通信方式设为两种，调度通信采用电力线载波方式，水电站与外界的联系采用当地公用网络解决。1.6.3金属结构金属结构依据工程区水文气象、冰清及各部位金属结构特点，金属结构分别在枢纽（泄冲闸、进水闸）、前池（进水闸、冲砂闸）和厂房尾水部位共设有不同类型不同规格的闸门、拦污闸8类十套。并相应配置不同型式、不同容量的启闭设备？台。电站金属结构设备的总重量约为336t，其中闸门、拦污栅重约？t，埋件重约？t，其他附件（锁锭、自动抓梁、轨道等）重约？t启闭设备约？t。1.7消

20、防设施主厂房内发电机消防采用自动喷水灭火方式，电气设备以干粉灭火器为主要消防设施。其它非电气设备或非带电设备以消火栓作为主要消防设施，并配备一定数量的干粉灭火器作为辅助灭火措施。1.8施工1）交通本工程枢纽区河谷较为狭窄，施工营地拟规划四处，分别在枢纽附近、厂房附近和两个支洞旁。工程区距省会西宁市175km，距门源县城60km。岗青公路通过工程区，对外交通条件十分便利。工程所用水泥采用甘肃省永登水泥厂，钢材在西宁采购，木材可从门源县采购。2）导流标准和方案导流建筑物级别为5级，枢纽工程一期、二期围堰挡水标准均选用设计洪水重现期5年，其相应全年最大洪水流量790m3/s，汛前枯水期最大洪水流量4

21、49m3/s（6月）。采用河床内分期导流施工方式，期工程首先利用枯水期草土围堰和土石围堰挡水，河水由束窄后的右岸河床通过，完成泄冲闸、进水闸及泄冲闸和实用堰之间的闸坝导墙及上下游纵向浆砌石围堰的施工。导流时段为第一年11月第二年9月底，相应最大流量为790m3/s。期工程利用右岸上下游横向土石围堰和纵向浆砌石围堰挡水，第二年11月第三年5月底的流量由一期完成的泄冲闸通过，完成溢流坝、重力坝和截渗墙2612.2m高程以下和上下游铺盖、消力池及海墁的施工，相应时段最大流量为240m3/s。汛期（6月9月）来临时，容许基坑过水，暂停施工，待洪峰过后，继续进行坝体砼浇筑；10月12月流量由已经浇筑完成

22、的坝体挡水，泄冲闸过流，期间完成枢纽所剩余的工程。厂区导流标准亦按5年一遇洪水设计。利用尾水渠上的预留砂砾石坎挡水，厂房基坑全年施工。厂区防洪堤和尾水渠后半段在枯水期时施工。3）总进度根据本工程的枢纽特点和施工条件，确定本工程的施工进度计划总工期为28个月，其中施工准备期2个月，主体工程施工期25个月，完建期1个月。1.9水库淹没及工程永久占地库区回水淹没设计洪水重现期，按水利水电工程水库淹没处理设计规范（DL/T50641996）执行。规范规定淹没对象为耕地、园地，设计洪水频率标准按50%20%，重现期25年；校核洪水频率标准按10%5%，重现期1020年。本电站洪水标准如下：在P=20%设

23、计洪水时，洪峰流量479m3/s；在P=5%校核洪水时，洪峰流量814m3/s，根据枢纽建筑物的泄洪能力，在正常挡水位时，泄冲闸可渲泄1059m3/s，闸前水位均低于正常挡水位，淹没面积均按正常挡水位确定。工程永久占地54.5亩，其中耕地38.5亩，河滩地16亩。库区淹没耕地24亩，浸没耕地4亩。1.10 环境保护和水土保护布尔水电站由于规模小，有少量土地淹没和浸没，对社会环境无大的不利影响。工程的兴建，必将增加当地群众的就业机会，清洁能源的利用也将有利于减少对林木的砍伐，进而促进自然环境的改善。因此，工程的修建对环境的有利影响远远大于不利影响。环境保护设计主要内容有：弃渣场保护、工程区渣场整

24、治与利用。恢复植被，水质保护等。环境保护和水土保持投资暂按250万元计。1.11 工程管理布尔水电站装机容量26MW，属等小（1）型工程，电站建成后由“甘肃省平兴电力设备有限公司”管理，电站编制人员35人。其中：管理和服务人员6人，人员16人，检修维护人员8人。工程的管理由电站自身承担，电站设站长一人，统一管理电站的生产运行、生活。运行班的职责是负责电站的生产与运行，包括闸门启闭、拦污机的清污、厂房内机组的运行等。1.12概算工程概算采用青海省水利厅建设厅青水生技字（95）第160号文颁发的青海省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准及青海省水利厅青水字（1998）第142号文颁发的青海

25、省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准的补充规定。编制办法依据青海省水利厅建设厅青水生技字（95）第160号文颁发的青海省水利水电工程初步设计概算编制办法进行编制。定额依据：建筑工程采用青海省水利厅1993年颁发的青海省水利水电建筑工程预算定额，并扩大5%，设备安装工程采用水利部1992年颁发的水利水电设备安装工程概算定额（中小型）。本工程静态投资为29266.41万元，总投资为31338.38万元，其中：建筑工程14958.71万元，机电设备及安装工程4931.83万元，金属结构设备及安装工程921.40万元，临时工程1644.02万元，水库淹没处理补偿费685.40万元，其他费用4

26、413.06万元，基本预备费1411.99万元；水保及环保工程投资300万元，建设期贷款利息2071.97万元。电能输出工程，包括35KV电能输出线路和35KV进线间隔，共计1140万元。1.13 经济评价1） 资金来源： 固定资产投资的30%自筹，即自筹8779.92万元，不计息。电站投产后按资本金的8%付红利（即应付利润）。 其余70%申请银行贷款，贷款额20486.49万元，年利率6.12%，借款期限23年。2） 建设期利息根据投资分年度使用计划和资金来源，采用复利计算，整个项目建设期利息2071.97万元。建设期利息计入固定资产价值。3）财务评价江源水电站装机容量为42.0MW（314

27、.0MW），多年平均年发电量为1.806亿kWh，装机年利用小时数为4300h，有效电量为1.770亿kWh，扣除厂用量（1.0%）后，可供上网电量为1.752亿kWh。按工程静态总投资29266.41万元计算，单位千瓦投资为6968元/kW，单位电能投资为1.654元/kWh，单位发电成本为0.122元/kWh，单位发电经营成本为0.034元/kWh。上网电价按现行上网电价0.227元/kWh（含税）计，借款偿还期为23.0年。全部投资财务内部收益率为8.70%，大于财务基准收益率Ic=8%；财务净现值（Ic=8%）为1788.82万元，大于零；投资回收期从建设期算起为12.2年；投资利润率

28、4.99%，投资利税率5.81%，资本金利润率17.70%。从敏感性分析计算结果看各种不确定因素在一定范围内变化时，全部投资财务内部收益率都大于财务基准收益率。综上分析说明，本项目具有一定的抗风险能力，在财务上是可行的。4） 国民经济评价按影子电价0.30元/kWh分析计算，本水电站工程经济内部收益率为13.47%，高于社会折现率Is=10%；经济净现值（Is=10%）为8500.70万元，大于零；经济效益费用比为1.296，大于1。从敏感性分析计算结果看，各种不确定因素在一定范围内变化时，经济内部收益率均大于社会折现率。综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。1.14结论及建议1）结论江源

29、水电站的建设能充分利用大通河水能资源，工程规模较小，自然条件和地质条件基本清楚，建设条件好。工程区水文资料是由上游尕大滩、下游的天堂、连城、享堂水文站较长系列实测数据分析插补还原而得，精度高，成果可靠。工程区无突出不良工程地质问题，当地建筑材料丰富，易于开采。电站兴建后，对环境无不利影响。电站装机容量42MW，多年平均年发电量1.806亿kWh。 工程静态总投资为29266.41万元，单位千瓦投资为6968元/kW。单位电能指标1.654元/kWh。单位发电成本为0.122元/kWh，单位发电经营成本为0.034元/kWh，全部投资财务内部收益率为8.70%。工程建设总工期28个月。 2）建议

30、本工程的水头尚属低坝，但由于消力池基础为软基，且单宽流量大，泄流组合较多，建议做水工模型实验，确定消能建筑物型式和结构。由于引水系统长，建议做调压井的波动试验，验证调压井断面的合理性，并为隧洞结构计算提供较为准确的数据。序号项目单位数量备注一水文气象1电站以上流域面积Km269362利用水文系列年限年393代表性流量多年平均流量m/s86.7设计洪水流量m/s814P=5%校核洪水流量m/s1220P=1%施工导流洪水流量m/s479P=20%4泥沙多年平均宣移质输沙量万t148多年平均含沙量/m1.71多年平均输沙量万t1.745气象多年平均气温14.9极端最高气温37.7极端最低气温-7.4多年平均降水量442.78二工程地质特性1枢纽区砂砾石序号项目单位数量备注2引水隧洞砂质板岩、砂岩3厂区砂砾石层三特征水位1枢纽上游校核洪水位m947.35P=1%2枢纽上游设计洪水位