XX县XX电站行洪论证.docx

1、XX县XX电站行洪论证XX县XX水电站工程河道行洪论证与河势稳定评价报告书（报 批 稿）建设单位：XX县XX电站开发有限责任公司论证单位：XX设计咨询有限公司2010年11月批 准： 核 定： 审 查： 校 核： 编 写： 参加人员：附件1：委托书附件2：XX发展和改革委员会、XX水务局关于印发XXXX县XX电站初步设计报告专家审查意见附图1：XX县XX电站所在流域水系及地理位置图附图2：XX县XX电站行洪论证范围示意图附图3：工程总体布置图附图4：电站取水口首部枢纽平面布置图附图5：电站厂房平面布置图附图6：电站取水口水位流量关系曲线附图7：XX水文站月最大流量散布图附图8：XX水文站分期洪

2、水频率曲线图附图9：2-5渣场（谷坡）防护设计图附图10：1渣场（临河）平面布置前 言XX县XX电站位于树洛拉达沟上，树洛拉达沟位于XX县河下游段，树洛拉达沟发源于黄茅梗山南麓，全长7.53 km，落差2550m，流域面积27.75 km2。XX电站采用径流引水式开发，电站装机容量5000kW，设计水头443m，设计引用流量1.43m3/s，多年平均发电量2123万kWh。电站的开发任务主要为发电。年利用小时4246h。电站静态投资4173.42万元，单位千瓦投资8347元/KW，电站总工期18个月。XX电站工程枢纽建筑物主要由首部取水枢纽、引水系统和厂区枢纽等组成。由于XX电站的建设，电站坝

3、址至厂址尾水断面河段原有河道的水流条件、行洪断面、库岸边坡稳定性等有所改变，势必会对河道防洪能力、河势稳定等诸多方面造成一定的影响，所以根据国家有关法律法规规定，应对建设项目进行行洪论证，编制行洪论证报告。2010年11月，受业主委托，我单位组织有关设计人员对现场进行了查勘，广泛收集电站水文、气象、地质等基础资料，对XX电站工程影响河段作河道的行洪论证。该报告根据四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大纲（试行）编制完成。该报告书的编制，得到了XX水务局防洪办、XX县水务局、业主单位的大力支持和协助，在此深表谢意！1概 述1.1河流概述XX县XX电站位于树洛拉达沟上，树洛拉

4、达沟位于XX县河下游段，XX县河为金沙江的一级支流，发源于大凉山南麓，自北向南流经XX县境内的洪溪、维其沟、觉洛至巴普后折向西南流，于牛牛坝纳入年渣老河，至XX县大桥汇入乌坡河后折向东流，至柳洪改向东南，经雷波县的莫红、老木沟等地后汇入金沙江。干流全长170km，落差2983m，集水面积3183 km2，河口多年平均流量59.4m/s，多年平均径流量18.7亿m3。树洛拉达沟发源于黄茅梗山南麓，全长7.53 km，落差2550m，流域面积27.75 km2。河道蜿蜒流于高原地形之中，河床均较窄，河道断面上游多为“U”型，两岸边坡较陡。上游比降很大，平均比降达339，同时覆盖层较厚，是泥石流多发

5、区，1997年6月5日发生特大泥石流，造成重大人员财产损失。工程所在地附近有公路通过，距西昌171 km，距XX县城74 km，交通较为便利。XX水电站在支沟汇口下游约80m的地方建坝取水，在XX村附近的坡地上建厂发电。XX电站坝址控制集雨面积16.45 km2，河长3.29 km，河床平均比降339。XX县河总体上从北西向南东流经本区，于树洛拉达沟口下游23km处汇入金沙江。流域内最高山峰为位于工程区西北部的黄茅埂，海拔3961m。河流沟谷深切，地势大多较陡峻，高低悬殊，一般山脊海拔高程2500m 3500m左右，相对高差2000m2500m，属中高XX貌区。流域内河谷狭窄，水流湍急，阶地、

6、河漫滩不发育，沿河只有零星的级阶地和河漫滩发育于宽谷河段。1.2 评价依据1.2.1 相关法律法规（1）中华人民共和国水法（2002.10）（2）中华人民共和国防洪法（1998.1）（3）中华人民共和国河道管理条例（1988.6）（4）四川省【中华人民共和国水法】实施办法(2005.7)(5)四川省【中华人民共和国防洪法】实施办法(2007.8)（6）四川省河道管理实施办法（四川省人民政府令第40号）1.2.2技术标准及规程规范（1）防洪标准（GB50201-94）（2）堤防工程设计规范（GB50286-98）（3）河道管理范围内建设项目管理的有关规定(水政19927号文（4）水利水电工程等级

7、划分及洪水标准（SL252-2000）（5）水利水电工程泥沙设计规范（DL/T5089-1999）（6）河流泥沙颗粒分析规范（SL42-1992）（7）水电工程水利计算规范（DL/T5105-1999）（8）水利水电工程施工导流设计导则规范（DL/T5114-2000）（9）水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-1993）（10）四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法（11）四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大纲（试行）1.2.3设计依据文件（1）XXXX县XX电站工程可行性研究报告（2）XXXX县XX电站水土保持方案报告书1.3评价范围与防洪标准XX水电站在支沟汇

8、口下游约80m的地方建坝取水，在XX村附近的坡地上建厂发电。XX电站行洪论证评价范围为电站进水口至电站厂址3.2km，坝址以上0.3km，电站厂房尾水出水段下游0.3km，经计算，评价河段总长3.8km。论证评价区间面积为2.86km2,XX电站所在流域水系及位置见附图1，行洪论证评价河段示意图见附图2。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）之规定，确定工程等别为等小（2）型工程，相应永久性主要建筑物级别为5级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定：XX水电站首部枢纽为5级建筑物，本工程永久性水工建筑物的挡水高度

9、低于15m，且上下游水头差小于10m，按10年一遇洪水设计，20年一遇洪水校核。厂址位于坡地上，远离河道，不需要进行防洪设计。根据四川省河道管理范围内建设项目管理办法规定，省内市、州人民政府所在城市规划区内的河道范围，按50年一遇的洪水位划定，省内县（区、市）人民政府所在城市区的河道管理范围，按20年一遇的洪水位划定，其余河道的管理范围，按10年一遇的洪水位划定。XX电站论证河段的防洪标准为10年一遇。1.4 技术路线与工作内容 XX电站行洪论证技术思路为：通过水文分析计算，确定XX电站的兴建对本河段行洪的影响。所采用资料为论证河段实测地形图、实测大断面图、水工建筑物设计及论证河段内弃渣场等设

10、计资料。防洪评价的工作内容主要包括：水文分析计算、枢纽对河道防洪影响的综合评价。水文分析计算主要工作内容：水文资料的审查与分析，资料的插补延长，水文分析计算及成果合理性分析，提供不同频率的洪水资料。2 基本情况2.1建设项目概况XX水电站位于XX县XX电站位于树洛拉达沟上，该工程系径流引水式发电站，由首部枢纽、引水建筑物和发电厂房三大部份组成。电站采用地面厂房，电站装机容量5000kW，设计水头443m，设计引用流量1.43m3/s，多年平均发电量2123万kWh。年利用小时4246h。电站静态投资4173.42万元，单位千瓦投资8347元/KW，电站总工期18个月。工程主要建筑物包括：首部枢

11、纽（底格栏栅坝），引水建筑物（取水口、沉沙池、无压隧洞、渠道、有压隧洞、压力钢管）和厂区建筑物（主厂房、副厂房、尾水建筑物、生活区、进厂公路）等。电站开发的任务是发电，兼顾生态环境用水要求。XX电站工程特性见表2-1-1。2.1.1坝址选择XX水电站位于XX县XX县河树洛拉达支沟上，开发方式为引水式，采用底栏栅坝取水，结合该河段水电开发规划，根据河道走势和地形地质条件，由于本河道为山区河流，河床坡度较陡，常年流量较小，且处于泥石流高发区，河床处主要是泥石流堆积物，夹杂崩、坡积物：含漂、块碎石夹土，漂、碎石主要成分为灰岩、石英砂岩等，厚17m-20m，且水流中含有大量的卵砾石及粗砂，经和业主单位

12、沟通及考虑其经济适用，大坝设计为底格栏栅坝，且和沉沙池分开布置，坝基放在泥石流堆积物上，经计算其承载能力满足设计要求，但由于泥石流混合堆积物含漂、块碎石夹土具有不均匀性，坝体存在不均匀沉降问题，因此进行地基夯实加固处理。同时充分利用水力资源，故坝址只能选着位于XX村上游2.7km 2.8km河段上，由于在XX村上游2.8km河段处有两处地下水出露，左岸地下水距离河道比较近，以瀑布形式汇入树洛拉达沟，经调查推算其常年平均流量在0.27m3/s；右岸出露地下水在远离河道的山坡上，推算其常年平均流量在0.13m3/s。根据上述原则，本报告拟定了上坝址和下坝址两个方案作比较，由于树洛拉达沟上游比降很大

13、，平均比降达339，因此两坝址选址较近，两条坝址相距75m，上坝址位于XX村上游2.8km河段上，下坝址位于XX村上游2.725km河段上。具体比较如下：从坝址布置看，两坝线均垂直水流向布置于河床顺直处，取水和行洪条件相同；从地质条件看，两坝线相距不远，所处的地质条件基本相同，均为卵砾石覆盖层，左岸基岩均裸露，由于下坝址右岸堆积体深厚，且地形坡度较大，边坡开挖高度较大，开挖边坡稳定性差，边坡处理难度较大，从地质角度建议选择上坝址较合适；从地形条件看，上、下坝线均处于河道顺直处，左岸基岩均裸露，利于直接进隧洞；但下坝址右岸泥石流堆积物较厚，开挖后边坡对电站正常运行带来隐患，而上坝址则受影响较小；

14、从工程布置看，上、下坝线枢纽布置型式和结构物型式基本相同，但上坝址河道坡度较缓，开挖工程量较上坝线小；从施工布置看，两坝线相距不远，但下坝址施工作业面较小；从工程量和动能经济指标上看上、下坝址相距75m，两坝址坝前正常取水位相差14m，相应的上坝址较下坝址多利用14m的水头，上、下坝址方案工程量及投资比较见表2-1-2。上、下坝址主要工程量及动能经济指标比较表表2-1-2项目单位上坝址下坝址首部枢纽土方开挖m334214008主要工程量石方开挖m3380502 土石回填m3645701 M15浆砌石m3227342.5 C15砼m3329151 C20砼m3153168 C25砼m31915.

15、2 钢筋量t1110 正常取水位m1521.251507.25坝轴线m22.0012.00装机容量KW50005000多年平均发电量万KWh21232075底格栏栅坝相对投资万元48.1345.13相对静态总投资万元4173.424141.73相对静态单位千瓦投资元/ KW83478283相对静态单位电能投资元/ KWh1.962.00年发电量差值万KWh48相对投资差万元31.69虽然下坝址引水渠道较上坝址短75m，投资少31.69万元，但上坝址较下坝址多利用17m水头，多年平均发电量多48万KWh，其补充单位电能投资为0.66元/KWh，较基本方案低。因而，从经济指标上来看，上坝址方案较优

16、。从以上地形地质条件、工程布置、施工条件及工程投资等因素综合比较后，本阶段推荐上坝址方案。2.1.2工程总体布置XX电站在树洛拉达沟干流上建低栅坝取水，从左岸通过引水建筑物，引至压力前池，再经压力钢管顺山脊而下引水至厂房发电作为本电站的总体布置方案。2.1.2.1首部枢纽首部枢纽建筑物从左至右依次布置左溢流坝、底格栏栅坝、右溢流坝、右接头坝。根据首部枢纽平面布置，底格栏栅坝布置于主河道，河床地面平均高程约1520.50m。根据廊道进水能力计算，结合地形、地质条件情况，本阶段选定底格栏栅坝建基面高程为1517.20m。坝轴线长22.00m，底格栏栅坝顶高程1521.00m，最大坝高4.6m，坝内

17、设单廊道取水，廊道宽1.50m。采用梯形栅条，栅条上宽10mm，栅条下宽20mm，栅隙宽15mm。设计取水流量1.43m3/s，坝前正常取水位为1521.25m。底格栏栅表层为30cm厚的C25钢筋砼。坝前校核洪水位（P=5%）为1523.14m，设计洪水位（P=10%）为1522.96m。底格栏栅坝上游设6.00m挡土墙和铺盖，其中铺盖为C20钢筋砼，挡墙为C15砼。坝后为15.75m长跌水消能工，采用M15砂浆浆砌石，平均为i=1/10的斜坡段，跌水消能工始端顶高程为1518.22m每水平段2m，设垂直跌水0.2m，末端顶高程为 1517.22m。其基础置于泥石流堆积体上且对基础进行夯实等

18、处理措施。底栏栅坝廊道末端后紧接节制闸，可控制进入暗涵的流量，节制闸宽1.5m，顺水流向长3m。节制闸孔口尺寸为1.5m1.6m（宽高）。闸后引水暗涵，长17.37m，为矩形箱涵结构，底坡i=1/1000，断面尺寸bh=1.5m1.6m。2.1.2.2 引水建筑引水建筑物由无压渠道、无压引水隧洞、沉沙池（兼压力前池）及有压渠道、有压隧洞、压力管道组成。无压引水道总长419m，其中无压渠道长15m，无压引水隧洞长404m，无压引水道纵比降i=1/500。引0+000.00引0+015.00和引0+419.00引0+0429.273为无压渠道，引0+015.00引0+419.00为无压引水隧洞。由

19、于设计引用流量较小，据水力学计算得出的理论经济洞径较小，故设计按施工最小断面确定洞径，洞宽1.5m，高1.8m。洞型采用施工方便的城门洞型，直墙高1.367m，顶拱半径0.866m，喷砼段隧洞段设计水深1.061m，流速0.924m/s，衬砌段设计水深0.63m，流速1.56m/s。引水渠道采用C20钢筋砼结构，宽1.5m，高1.8m，底板和边墙厚30cm。顶板厚0.2m。无压引水道进水口底板高程1519.4m。在引水桩号引0+429.273m处接沉沙池（前池）。沉沙池全长38m，其中渐变段长18.00m，工作段长20.00m。其正常蓄水位1519.04m，最高水位1519.90m，最低水位1

20、518.50m。底宽5.00m，池深6.306.50m池内设纵坡比降0.01，横坡比降0.1，中间设冲沙槽（宽0.8m，深0.3m）。池末设冲砂闸和进水节制闸，冲砂闸正向冲砂，冲砂水流随溢流泄水渠进入河道，冲砂闸孔口尺寸1.001.00m。在沉沙池末靠河侧布置4.00m宽的溢流堰，堰顶高程1519.50m，溢流坝内设排沙洞，洞径70cm。沉砂池未端设进水闸，可控制进入暗涵的流量，宽3.7m，顺水流向长4.3m。闸底板高程1513.70m，闸墩顶高程1520.30m，由拦污栅段和事故闸门段组成。拦污栅孔口尺寸为1.5m2.0m（宽高），事故门孔口尺寸为1.0m1.0m（宽高）。沉沙池基础置于岩基

21、上。有压引水道总长1916.46m，其中引水暗涵长9.96m，有压引水隧洞长1906.5m。引475.539引485.50为有压引水渠道，长9.96m，渠道宽1.5m，高1.8m，采用C20钢筋砼结构，底板、边墙及顶板厚为0.3m。引485.50引2392.00为有压引水隧洞，长1906.50m。有压引水隧洞按照最小施工断面设计，洞宽1.5m，高1.8m。洞型采用施工方便的城门洞型，直墙高1.367m，顶拱半径0.866m。有压引水道进口底板高程1515.20m。设计坡比1/1000。压力管道位于树洛拉达沟村下游山坡上桩号为引2392.00引2992.64。压力钢管的结构形式有埋管和明管两种方

22、式，XX水电站的压力钢管采用明管方式。压力钢管主管管径D=0.7m，主管轴线长754.6m。压力钢管布置，推荐压力管道内径为0.7m。压力钢管采用单管联合供水方式由一根主管内径0.7m供两台机组，发电引用流量1.43m3/s。钢管主管全长754.60m，主管内径0.7m。支管总长27.06m，支管直径0.5m，钢管进口中心高程1519.55m，出口中心高程1063.62m。经初步应力计算，钢管采用钢材为Q345C和16MnR，主管壁厚618mm，支管壁厚14mm。全管线敷设8个镇墩。镇墩之间设有鞍型支墩，支墩水平投影间距810m，全管线共有95个支墩，支墩平面尺寸1.21.2m。镇墩、支墩全部

23、采用C20砼，在镇墩表面布设温度钢筋，基础布设锚杆。2.1.2.3 厂区枢纽电站厂区位于树洛拉达沟下游左岸，XX村下游100m处坡地上，厂区地面高程1070.00m1060.00m，厂区内河道较顺直，河流流向总体呈SE，河谷呈不对称“U”形斜向谷，底宽30m60m，河床覆盖层厚46m。岸坡普遍分布有第四系残、坡积物，坡角3545。电站厂房采用地面式厂房，厂区建筑物主要包括主厂房、副厂房、升压站、尾水建筑物、进厂公路等。厂区布置在树洛拉达沟左岸，根据厂区地形条件及尾水出流要求等因素，厂房纵轴线与乐约电站引水渠基本平行，平面上安装间、主机间、副厂房顺河流呈“一”字型，副厂房布置在主厂房左侧，与主厂

24、房紧密相连，开关站布置在副厂房左侧，进厂公路自上游安装间侧进厂。工程区内沿树洛拉达沟有乡村公路通过，乡村公路通向乐约乡，交通方便。厂区枢纽紧靠乡村公路，仅需要修建35米长的进厂公路。1、主厂房电站总装机容量为5000kW，主厂房内布置2台冲击式卧式水轮发电机组，单机容量2500kW。厂房未布置在河道旁边，不受河流水位限制，结合地形地质条件，主厂房建基面高程1061.00m，坐落于基岩上，最大高度13.90m，地下结构有尾水渠及厂房基础。主厂房由主机间和安装间两部分组成，总长34.22m，宽13.10m。其中主机间地面高程1064.50m，主机间尺寸23.20m13.10m13.90m（长宽高）

25、，主机间平面尺寸由水轮发电机组及其附属设备和蝶阀吊运控制，机组纵轴线距上游墙外边距离7.8m，距下游墙外边距离5.3m。机组间距由发电机尺寸及辅助设备控制，为11m。主机间共一层，由于厂址远离河道，不受河流水位影响，所以安装高程的确定只考虑地势及地质条件的影响。受厂址区地质条件限制，综合考虑厂房稳定及减少开挖等因素，最终确定水轮机安装高程为1065.30m，水轮机型号为CJA475-W-120/1*10；发电机安装高程为1064.50m，发电机型号为SFW2500-8/1730。主机间地面高程为1064.50m。安装间位于主机间右侧，安装间尺寸11.00m13.10m11.00m（长宽高），分

26、一层框架结构。安装间地面高程1064.50m，与主机间地面同高程。主厂房设有一台（20t/5t，LK11.5m）桥式起重机，供安装检修起吊设备之用，吊车轨顶高程1071.22 m。主厂房排架下柱断面0.4m0.8m，上柱断面0.4m0.3m，排架之间用钢筋混凝土梁连接，屋面梁及排架柱现场浇筑，屋顶采用钢结构屋面，厂房吊车梁为混凝土“T”型梁结构。主厂房进厂大门布置在安装间右侧，尺寸为（宽高）4.5m4.5m，与进厂公路相接。为适应基础变形及抗震要求，主机间与安装间之间用2cm的沉降缝分开，缝间设止水。2、副厂房副厂房布置在主厂房左侧，长15.00m，宽13.10m，为两层框架结构。按功能布置分

27、为：第一层高程10654.50m，设置有励磁变压器室、厂用变压器室、厂用配电屏室以及通讯室等房间；第二层楼板高程1069.30m，设置有开关柜室和中控室等房间。由于各层功能及使用环境差异较大，在以满足自然采光和通风的基础上作相应的技术处理，以适应功能需求，创造一个舒适的工作、生产环境。3、开关站开关站采用户外式结构，地坪高程1064.87m，长20.00m，宽12.00m，布置在副厂房左侧，其上布置有电力变压器、35kV高压隔离开关柜、电流互感器、电压互感器及其它配电装置。主变压器与10kV高压开关柜采用电缆连接。升压站内有运输车道，道宽4m。4、尾水建筑物电站尾水建筑物由两条阶梯状明渠汇合注

28、入下游乐约电站取水明渠组成：机组和机组尾水渠长均为10.60m。由于厂址远离河道，不受河流水位影响，所以尾水渠的设计只考虑地势及地质条件。受厂址区地质条件限制，综合考虑厂房稳定及减少开挖等因素，确定安装高程为1065.30m。电站尾水渠顶高程1061.80m，下游乐约电站引水渠高程为1051.00m。主机间下侧边墙与乐约电站引水渠水平距离10.60m，垂直距离10.30m，考虑消能效果，尾水渠采用坡度为1:0.8宽1.20m的阶梯状跌水消能方式布置，尾水渠高程下降至1051.00m后，通过1.68m的水平直段与乐约电站引水渠汇合，汇合前渠道为矩型断面，其宽度为1.2m。明渠底板和两侧边墙均采用

29、厚30cm的C20钢筋混凝土，并采用=22mm，L=3m，间距3m梅花形布置的锚杆锤子于尾水渠地板锚固，以防止尾水渠发生水平位移。5、进厂交通厂区对外交通十分方便，工程区内沿树洛拉达沟有乡村公路，乡村公路通往乐约乡，原有公路和厂区枢纽都位于树洛拉达沟左侧，工程区需要修进厂公路与乡村公路相接，进厂公路直接接入安装间。2.1.3施工规划2.1.3.1 施工导流标准 XX县XX水电电站装机5000kW，本工程为等小（2）型，主要建筑物均为5级。根据水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)和小型水力发电站设计规范（GB50071-2002），关于导流建筑物级别划分的规定，导流临时建筑物属V级，

30、对土石围堰设计洪水标准为重现期510年。根据工程安全级别及重要性级别考虑，经综合比较，本工程的导流标准选用五年一遇洪水重现期标准。2.1.3.2导流时段及导流流量根据水文资料，该流域115月为枯期，69月为主汛期，10月、4、5月为汛前、汛后过渡期。在五年一遇导流标准的前提下，设计比较了导流时段为枯期（12次年2月）、枯期（12月上旬次年4月下旬）两个方案。由于树洛拉达沟的洪水自身的特点，洪枯流量倍比大，水位变幅大，且底格栏栅坝址处河床较窄，首部枢纽的工程量较小，可在一个枯期内完成，全年导流不满足经济合理的要求，因而本工程推荐枯期导流方案。经综合比较选定：XX首部导流时段为枯期12月上旬次年2

31、月下旬，相应的导流设计流量0.9m3/s。围上游，布置导流软管，导流软管过流，整个底格栏栅体，导流时段为枯期12月上旬次年2月下旬，相应的导流设计流量0.9m3/s。2.1.3.3导流方式及导流建筑物设计由于XX电站工程坝址区右岸布置有取水口，且该河段较顺直，岸边为冲积体，不具备布置导流隧洞的条件，故本设计阶段拟定的围堰导流（方案一）与明渠导流（方案二）两种导流方式进行了比较，明渠导流的临建工程量较分期导流的工程量大，投资较围堰导流较多，且明渠导流方案明渠的施工占用了一枯主体工程的施工时段，导致主体工程的施工强度加大，为了节省投资，增加主体工程的有效施工时段，经综合比选，本阶段推荐采用围堰导流的方案。取水口根据围堰的作用及部位，满足机械化施工，本工程采用围堰结构为土工膜防渗的土石围堰，上游围堰均采用此堰型。土工膜心墙及土石防渗，开挖土石料作为堰体，围堰顶宽3m，大块石护坡防冲，上游边坡1: 2，下游边坡1:1.5，堰高13.8m。2.1.3.6 基坑排水1