阿斯坳电站扩建可行性研究报告.docx

1、阿斯坳电站扩建可行性研究报告湖南省永兴县阿斯坳电站扩建可行性研究报告二OO七年十一月阿斯坳电站扩建综合特性表 序 号名 称 单 位 数 量备 注一 流 域 特 性1坝址以上流域面积平方公里14.52控制干流长度公里113利用水文年限年204河流径流特性多年平均流量秒立方米0.5530年一遇洪峰流量秒立方米101300年一遇洪峰流量秒立方米160二枢纽工程特性1坝址地层岩性花岗岩2拦河坝坝型圬工重力坝坝轴线长米45.4其中：溢流坝段米12 挡水坝段米33.4坝顶宽米3.73引水建筑物设计引用流量秒立方米1.3隧洞：底宽米1.5正常水深米1.2坡降1/1000隧洞长米1086渠道：宽米1.5高米1

2、.5坡降1/1000渠道长米312前池：蓄水量立方米746压力管道：根数2每根管长米386直经米0.53新管道0.63四机电1电站特性装机容量千瓦1270最大工作水头米150最小工作水头米135平均水头米141最大引用流量秒立方米1.3保证出力千瓦348年发电量万千瓦时4102水轮机型号XJ02-W-40/1*9台数台2额定出力千瓦354设计水头米140额定转速转/分10003发电机SFW320-6/850台数台2额定转速转/分1000额定出力千瓦320电压伏4004升压站主变台2S9-800-11/0.4五扩建机电特性1电站特性装机容量千瓦630最大工作水头米150最小工作水头米135平均水

3、头米141最大引用流量秒立方米0.65保证出力千瓦348年发电量万千瓦时1502水轮机XJ02-W-50/1*12.5型号台数台4额定出力千瓦678设计水头米45额定转速转/分6003发电机SFW630-6/990台数台1额定转速转/分1000额定出力千瓦630电压伏4004升压站主变台2S11-800-11/0.4五经济指标1技改总投资296.5土建工程元175.378机电设备及安装工程元53.5314其它费元29152电站实际增加容量KW6303可增加发电量万千瓦时1504财务内部收益率%11.6%5上网电价元/度0.28第一章 综合说明1.1 绪言永兴县阿斯坳电站工程位于永兴县七甲乡境内

4、八甲上游，电站所在地属山区地貌。阿斯坳电站控制流域面积14.5Km2，多年平均流量为0.55m3/S，电站最高水头150m，最低水头135m，平均水头141m，保证出力348KW。厂房内布置2320KW卧式发电机组，XJ02-W-40/1*9型水轮机配SFW320-6/850发电机，单机引用流量0.318m3/S。于1974年动工，1976年发电，设计装机2*200KW，设计年发电量220万KWh，实际发电量为160万度，1997年进行改造，将装机容量增加到2320KW，年发电量达到240万KWH。阿斯坳电站由于是在特定的历史条件下上马，技术力量薄弱而且施工队伍大多由民工组成，施工中留下的缺陷

5、较多。设备陈旧老化，大部分机电设备系淘汰产品，备品备件难以购买，影响电站正常运行。1997年进行改造，淘汰了旧设备，但渠道未得到根治，从90年代初每年到丰水季节，渠道不是漏水造成渠道倒塌，就是山体上下滑坡造成渠道倒塌。经过31年来的运行情况来看，该点水量充沛，水电站弃水时间长，水力资源未充分利用，根据水文计算电站可装机1200KW，电站扩建从资源来看是完全可行的。乡政府、电站和水利局有关人员通过实地考察科学论证，电站扩建是可行的。1.2 水文坝址以上干流长11公里，干流平均坡降8.5%，流域面积14.5平方公里。本流域地处中亚热带季风湿润气候区，属长江中游温湿气候，四季分明，雨量充沛，历年平均

6、气温为17.6，元月最冷，月平均气温为5.8，七月最热，月平均气温为28.8，整个流域平均降雨量1589.8mm，本流域植被良好，雨量较丰富，河川径流分配较均匀。经计算，坝址处多年平均流量0.55m3/s。本工程所在流域无实测水文资料，故推求洪水采用湖南省暴雨洪水查算手册中一系列表、图、公示得计算成果，由设计暴雨推算洪峰流量。三十年一遇洪水过程，其洪峰流量为Q3.3%=101m3/S，三百年一遇洪水过程，其洪峰流量为 Q0.33%=160m3/S。1.3 工程地质阿斯坳电站位于永乐江的上游,湘赣边境罗宵山脉的西缘,低山地区,标高300米到900米,比高200至500米,山顶呈园锥形,山线呈波状

7、,多呈不规则延伸,山坡坡度2531度,河谷呈V字形与U字形之间,河床多弯曲，心滩与岸滩较陡，河谷坡降35.5%，基岩主要是岩浆岩，为加里东期第一、第二次侵入体，呈岩盘状。岩性为灰白色中粒黑云母斑状二长花岗岩，一般风化多呈纲纹状，风化深度1550米，伏状厚510米，多为重砂质土，易产生泥化，山坡稳定性较差。但植被较好，地面复盖率达75%，多为杉、松、灌从及楠。本电站地质构造：处于万洋山彭公庙第巨形隆起带，大湖仙至龙山的西翼，为华夏系构造体系，构造线为北西向。以北北西向压性断裂较发育，F1断层走向350，倾向80倾角85度，断层宽2.15.6米，断距0.5-0.8米,充填物质多重砂土及碎屑岩块。节

8、理裂隙以走向010度、4060度、100-12度、150-160度较发育，其中：150-160度一组倾向南西 倾角61度。40-60度为御荷节理，倾向南东、北西倾角25-31度，这两组裂隙对工程影响较大，一则影响在基的抗滑稳定，二则影响山坡的稳定。100-120度与河谷正交倾向北东倾角85度。黑云母斑状二长花岗岩。因物质成分和结构的差异性，一般易风化，其中：巨风化、强风化深5-15米，弱风化、微弱风化到新鲜岩石15-25米，但因地形坡向不同，亦有差异。风化岩石的裂隙率一般为5-8条/米，多为张开裂隙，新鲜岩石裂隙率为0.7条/米，为闭合裂隙，一般地下水沿新鲜岩石面运动，外治河水。本电站具有巨厚

9、的分水岭，北、东向地势高，水流自南东向、北西方向流动，北面分水岭厚2500米左右，无较大裂隙与库相联通。根据有史记载，本区为少震区。仅于1640年冬发生过四级地震，震中在永兴郴州。近期有地震两次，一次1974年12月震级1.8级，另一次1975年9月27日震级1.1级。新鲜花岗岩力学指标，容重2.53G/CM，比重2.6，孔隙率0.4%，吸水率0.4%，抗压强度：干抗压1800KG/Cm2，湿抗压1000，软化系数0.72，摩擦系数0.7，弹性模量3310，坚固系数8泊桑比0.2。从本电站岩石裂隙发育规律分析0-10、40-50、150-160度三组对坝体及山坡均不利，其倾角25-61度，倾向

10、河床及下游，半风化区裂隙率5-7条/米，新鲜岩石区裂隙率2-3条/米，据此摩擦系数建议采用0.65为宜。1.4 扩建缘由和范围1.4.1 扩建缘由经过31年来的运行情况来看，该点水量充沛，水电站弃水时间长，水力资源未充分利用，根据水文计算电站可装机1200KW，电站扩建从资源来看是完全可行的。电站渠道全线倒塌严重，个别地方已多次倒塌，渠道漏水极为严重，在原渠道线上进行改造已经是不可能的事，改道是事在必行。乡政府、电站和水利局有关人员通过实地考察科学论证，电站在改造渠道过程中对电站进行扩建是可行的。1.4.2 扩建范围根据电站现状，拟在老电站厂房侧边新增一台630KW的机组，新增一台800KVA

11、主变。新开一条长1086米隧洞。新开一条长312米渠道。新加一条长386米直630的压力钢管。新建一座长8.5米、宽7.8米、高4.8米的厂房。1.5 扩建方案1.5.1 水工建筑物阿斯坳电站位于永兴县七甲乡，距离七甲乡政府较近，阿斯坳电站主要供电对象为七甲乡，该电站为七甲乡骨干电站之一。根据阿斯坳电站设计说明书：设计保证率75%的情况下，经过3个代表年逐月平均流量的计算，得保证出力348KW。电站设计装机2320+630KW，年发电量410万kwh，年利用小时数3200h。运行特性：多年平均流量0.55m3/s，最大发电引用流量1.25 m3/s，电站最大水头150m，最小水头135m，设计

12、水头141m，设计保证率75%，保证出力348KW，多年平均发电量410万kwh。工程总体布置及主要建筑物电站由拦河坝，隧洞、引水渠道、前池、电站厂房、升压站组成。 拦河坝为浆砌石重力坝，由挡水坝和溢流坝组成，总长45.4米，其中挡水坝长33.4米，溢流坝长12米。引水工程由进水闸和引水渠组成。引水渠长1820米，渠道采用矩形断面。前池长11.4米，宽11.9米，水深5.5米，容积746立方米。 压力管道长386米，直径450MM。厂区由前池、厂房、升压站组成 ，厂房内安装2台斜击式水轮发电机组，升压站紧靠厂房右侧布置。改造土建项目：大坝位于王家村雷公咀，距电站1820米，大坝为一浆砌石坝，现

13、坝体良好不需维修和加高。渠道因扩建成后，过流量增加一倍，原有渠道不能满足要求，重新开挖一条隧洞，隧洞尺寸为 1.51.7(宽高)米，长1086米，坡陡为1/1000，重新开挖一段312米的渠道，渠道尺寸为1.51.5(宽高)米。新加一条长386米、皮厚7MM、直径630MM的压力钢管。新建一座长8.5米、宽7.8米、高4.8米的厂房。 1.5.2 水力机械、电气1.5.2.1 现有水力机械、电气情况水力机械阿斯坳电站设计水头141米，装机容量640kw，年发电量240万kwh。水轮机型号XJ02-W-40/19，配SFW320-6/850发电机二套。电气一次电站装机容量640KW，年发电量24

14、0万kwh。该电站发电量通过10KV并网线路与龙形市变电站联网，并网线路长7Km。电气主接线采用单元接线，二台机组共用一台变压器，变压器容量为800KVA。1.5.2.2 水力机械、电气扩建项目：水力机械阿斯坳电站实际设计水头141米，扩机容量630kw，水轮机型号XJ02-W-50/112.5，配SFW630-6/990发电机。电气一次电站扩机容量630KW，增加一台主变容量为800KVA。1.6 施工组织设计1.6.1 工程管理阿斯坳水电站是七甲乡的一个下属企业，电站现有职工6人，为了提高电站经济效益，1997年电站实行改革，采取承包制，目前，电站实有员工6人进行管理。电站管理范围包括：水

15、库工程区、枢纽工程区和生产生活区。水库工程区包括：水库征用线以内的库区。枢纽工程区包括：拦河坝、隧洞、引水渠道、前池、电站厂房、升压站、消防设施，通信设施，进厂交通设施等建筑物周围。具体指：上游从坝轴线向上200m，下游从坝轴线向下200m，大坝两端100m，其他建筑物从工程外轮廓外20m。生产区永久房屋建筑，总建筑面积1000m2。电站扩建成项目由电站负责实施，水利局负责指导、监督。1.6.2 工程施工1.6.2.1 施工条件阿斯坳电站是一座上世纪七十年代建成的小型水电站，具有健全的管理机构，属七甲乡管理。配备了具有丰富经验的管理班子。具有30多年的运行管理经验，建立和健全了规范的工作制度。

16、该电站是扩建工程，厂房内外交通以及生活等设施都已具备；通过安排分期施工，可以利用本厂厂用电源作施工电源；利用电站原有的风、水系统供施工用。本工程石料在厂、坝址附近均有足量的材料均可供开采。1.6.2.2 施工进度本工程项目是扩建项目，因此，在施工过程中尽量减少影响电站生产的时间，影响生产的工程项目主要是隧洞进出口与大坝和前池贯通，压力管道与前池接口。本工程土建部分拟采用招标承包方式组织施工，工程规模不大，施工机械化程度不高，施工总进度应以长1086米的隧洞进度作控制。为了尽量减少对电站的生产影响，本工程施工总工期安排20个月。1.7 环境保护评价本项目是扩建工程，扩建的范围一是新增水力机械和电

17、气设备；二是隧洞开挖弃渣；三是厂房新建、压力管道开挖弃土。造成一定的水土流失，但不会对环境保护产生大太的影响。1.8 工程投资概算编制依据本概算采用省颁(92)，机电设备按市场价。工程总投资额为296.5万元。1.9 经济评价 本工程的财务内部收益率为11.6%，高于评价规程规定的10%基准收益率。现金流量表见表 折现系数为10%时的财务净现值为21.47万元； 工程项目的全部投资回收年限9.3年；指标说明阿斯坳电站扩建项目可行。第二章 水文2.1 流域概况八甲河是七甲水的支流，发源于永兴县皇安山，蜿延于群山峡谷中，干流全长21km，干流平均坡降4%。流域面积45km2。阿斯坳水电站坝址位于永

18、兴县七甲乡四甲村，坝址控制集雨面积14.5Km2，坝址以上干流全长11km。平均坡降8.5%。2.2 气象本流域地处中亚热带季风湿润气候区，属长江中游温湿气候，四季分明，雨量充沛。坝址处无实测气象资料，但据邻近的永兴县气象站实测资料统计显示：多年平均气温为17.6。极端最高气温为39.8（1962年），极端最低气温为-8.3（1972年），多年平均相对湿度为83%；多年平均降雨量1589.8mm，多年平均蒸发量为1304.3mm。最大风速为18m/s，风向西南。2.3 水文基本资料阿斯坳电站位于七甲乡，属山区地貌。该区属亚热带季风性湿润气候，多年平均气温为18.1，元月最冷，月平均温度为5.8

19、，七月最热，月平均气温为29.4。统计多年平均降雨量为1589.8mm，雨量较为丰沛。根据1984年永兴县阿斯坳电站设计说明书中水文计算结果。多年平均流量0.55秒立方、30年一遇洪峰流量101秒立方、300年一遇洪峰流量160秒立方。 第三章 工程地质阿斯坳电站位于八甲的中上游,湘赣边境罗宵山脉的西缘，低山地区，标高300米到900米，比高200至500米，山顶呈园锥形，山线呈波状，多呈不规则延伸，山坡坡度2531度，河谷呈V字形与U字形之间，河床多弯曲，心滩与岸滩较陡，河谷坡降35.5%，基岩主要是岩浆岩，为加里东期第一、第二次侵入体，呈岩盘状。岩性为灰白色中粒黑云母斑状二长花岗岩，一般风

20、化多呈纲纹状，风化深度1550米，伏状厚510米，多为重砂质土，易产生泥化，山坡稳定性较差。但植被较好，地面复盖率达75%，多为杉、松、灌从及楠。本电站地质构造：处于万洋山彭公庙第巨形隆起带，大湖仙至龙山的西翼，为华夏系构造体系，构造线为北西向。以北北西向压性断裂较发育，F1断层走向350，倾向80倾角85度，断层宽2.15.6米，断距0.5-0.8米,充填物质多重砂土及碎屑岩块。节理裂隙以走向010度、4060度、100-12度、150-160度较发育，其中：150-160度一组倾向南西 倾角61度。40-60度为御荷节理，倾向南东、北西倾角25-31度，这两组裂隙对工程影响较大，一则影响在

21、基的抗滑稳定，二则影响山坡的稳定。100-120度与河谷正交倾向北东倾角85度。黑云母斑状二长花岗岩。因物质成分和结构的差异性，一般易风化，其中：巨风化、强风化深5-15米，弱风化、微弱风化到新鲜岩石15-25米，但因地形坡向不同，亦有差异。风化岩石的裂隙率一般为5-8条/米，多为张开裂隙，新鲜岩石裂隙率为0.7条/米，为闭合裂隙，一般地下水沿新鲜岩石面运动，外治河水。本电站具有巨厚的分水岭，北、东向地势高，水流自南东向、北西方向流动，北面分水岭厚2500米左右，无较大裂隙与库相联通。根据有史记载，本区为少震区。仅于1640年冬发生过四级地震，震中在永兴郴州。近期有地震两次，一次1974年12

22、月震级1.8级，另一次1975年9月27日震级1.1级。新鲜花岗岩力学指标，容重2.53g/cm，比重2.6，孔隙率0.4%，吸水率0.4%，抗压强度：干抗压1800kg/cm2，湿抗压1000，软化系数0.72，摩擦系数0.7，弹性模量33*10，坚固系数8泊桑比0.2。从本电站岩石裂隙发育规律分析0-10、40-50、150-160度三组对坝体及山坡均不利，其倾角25-61度，倾向河床及下游，半风化区裂隙率5-7条/米，新鲜岩石区裂隙率2-3条/米，据此摩擦系数建议采用0.65为宜。第四章 扩建缘由和范围4.1 扩建缘由经过31年来的运行情况来看，该点水量充沛，水电站弃水时间长，水力资源未

23、充分利用，根据水文计算电站可装机1200KW，电站扩建从资源来看是完全可行的。电站渠道全线倒塌严重，个别地方已多次倒塌，渠道漏水极为严重，在原渠道线上进行改造已经是不可能的事，改道是事在必行。乡政府、电站和水利局有关人员通过实地考察科学论证，电站在改造渠道过程中对电站进行扩建是可行的。4.2 扩建范围根据电站现状，拟在老电站厂房侧边新增一台630KW的机组、一台800KVA主变。新开一条长1086米隧洞，一段长312米的渠道。新加一条长386米直630的压力钢管。新建一座长8.5米、宽7.8米、高4.8米的厂房。第五章 扩建方案5.1 水轮发电 机组技术改造方案5.1.1 电站原有基本情况装机

24、容量：640KW装机台数：2台保证出力：348KW年发电量：320万KWH最大水头：150m 最小水头：141m 设计水头：135m 机组：水轮机型号XJ02-W-40/19，配SFW320-6/850发电机。电气一、二次设备：主变压器一台S9-800-11/0.4，控制、保护、同期屏三合一屏共6块5.1.2 扩建 机组设备电站实际情况：电站最高水头150米，最小水头135米，设计水头141米，安装二台320KW机组，扩建一台630KW机组。根据计算扩建机组选用XJ02-W-50/112.5型水轮机配SFW6306/990发电机。XJ02-W-50/112.5设计水头 141M 流量 0.61

25、8M3/S出力 638KW 设计转速 1000r/min配SFW630-6/990发电机功率 630KW 额定电压 0.4KV额定转速 1000r/min 主变压器S 11-800-11/0.45.2 水工建筑物改造方案5.2.1 隧洞电站原有一条长1820米引水渠，渠道宽0.8米，渠道深1.2米，坡降1/200，过流量为0.64秒立方，电站扩建后渠道引用流量达1.26秒立方，现有渠道不能满足要求，重开一条长1086米的隧洞、一段312米长的的渠道，隧洞宽1.5米、高1.7米，坡降为1/1000，渠道宽1.5米、高1.5米，坡降1/1000。5.2.2 压力管道电站原有压力钢管长386米，其中

26、直径0.45米长约200米，直径0.529米长186米。新加一条长386米、皮厚7mm、直径630mm的压力钢管。新压力管道同原压力管道平行布置。5.2.3 厂房5.2.3.1 厂区总体布置概况：电站为引水式电站，装机容量2320+630KW，压力前池、压力管道、厂房、升压站、尾水渠等厂区建筑物均布设于河流流向右岸。压力水管二台旧机组采用两机一管布置，新机组采用一机一管布置正向引入厂房。升压站布置在厂房进口段公路一侧。5.2.3.2 厂房布置概况电站装机容量2320+630KW，旧机组选用XJ02-W-40/19，配SFW320-6/850发电机。采用机组轴线与厂房纵轴平行的布置方式。旧机室长

27、16米、宽8米、高6米。新厂房与老厂房垂直长8.5米、宽7.8米、高4.8米。第六章 施工组织设计6.1 施工条件6.1.1 水文气象电站坝址位于七甲乡四甲村，电站距县城65Km，为引水式电站。电站坝址以上集雨面积14.5km2，坝址以上干流长度11km，多年平均流量0.55m3/S，根据下游永兴县气象站和郴州水文站实测资料，经计算分析，得坝址不同频率洪峰流量。坝址区气候温和，多年平均气温17.6，年平均降雨量1480mm，雨季集中在3-8月，约占全年降雨量的79.1%，枯水期为9-2月，占全年的20.9%。坝址不同频率洪峰流量表频率（%）0.333.3流量（m3/S）1601016.1.2

28、工程条件阿斯坳电站座落在永兴县七甲乡，距七甲乡4公里，距县城65公里。阿斯坳电站是一座上世纪七十年代建成的小型水电站，具有健全的管理机构，属县七甲管理。配备了具有丰富经验的管理班子。具有20多年的运行管理经验，建立和健全了规范的工作制度。该电站是改造工程，厂房内外交通以及生活等设施都已具备；通过安排分期施工，可以利用本厂厂用电源作施工电源；利用电站原有的风、水系统供施工用。6.2 土建项目施工本工程施工应严格执行小型水电站施工技术规范（SL172-96）。6.2.1 料场选择与开采办法本工程石料在厂、坝址附近均有足量的料场可供开采，但需设在厂、坝区保护范围外。河沙砾石全部从外面购运。6.2.2 隧洞、渠道开挖重开一条长1086米的隧洞，隧洞宽1.5米、高1.7米，坡降为