贵州省淤河水电站技改工程设计说明书.doc
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1、岑巩县淤河水电站技改工程初步设计报告贵州省岑巩县于(淤)河水电站工程技改设计说明书 设计证号:243056-sb(报审稿) 贵州省岑巩县水利局水利水电勘测设计队二0一0年五月贵州省岑巩县于(淤)河水电站技改工程设计报告编审人员名单:审 定: 张 炜审 查: 田贵龙项目负责: 金祖国编 写: 舒国荣 金祖国校 核: 王顶跃参加人员: 舒国荣 金祖国 王顶跃岑巩县水利水电勘测设计队二0一0年五月目 录1、综合说明 1.1工程概况: 1.2 勘测设计简介 1.3初步设计主要工作及成果2、水文2.1 流域概况2.2 气象2.3 水文基本资料2.4 径流2.5 径流成果合理性检查2.6 径流特征2.7
2、洪水2.8 泥沙2.9 厂、坝址水位流量关系曲线3、工程地质3.1 概述3.2 区域地质概况3.3 库区工程地质条件3.4 枢纽区建筑物工程地质条件3.5 尾水区工程地质条件3.6 厂房区工程地质条件3.7 天然建材3.8 结论与建议4、工程任务和规模4.1 地区社会经济概况及工程建设的必要性4.2 水利和动能4.3 坝址正常蓄水位选择4.4 洪水调节计算和防洪特征水位的选择4.5 水能计算4.6 特征参数5、工程布置及建筑物5.1 设计依据5.2 工程选址5.3 坝线、坝型及工程总体布置5.4 挡水建筑物5.5 泄水建筑物5.6 取水口、引水流道5.7 发电站厂房6、水力机械6.1 电站基本
3、参数6.2 机组选择6.3 机组附属设备6.4 机组调节保证计算6.5 辅助机械设备6.6 厂房布置7、电气工程7.1 水电站与电力系统的连接7.2 电气主接线7.3 主要电气设备7.4 防雷接地7.5 综合自动化7.6 继电保护7.7 二次接线7.8 电工试验室7.9 通讯7.10 电气设备布置8、金属结构8.1 大坝建筑物金属结构8.2 引水建筑物金属结构8.3 其它水工建筑物金属结构9、消防9.1 消防设计依据9.2 消防总体设施方案9.3 主要场所和主要机电设备的消防设计9.4 消防给水设计9.5 消防电气9.6 主要消防设备和器材10、工程施工10.1 施工条件10.2 施工导流10
4、.3 料场的选择和开采10.4 主体工程施工10.5 施工总布置10.6 施工总进度11、水库淹没处理及工程永久占地11.1 淹没、占地处理范围及主要实物指标11.2 水库淹没处理投资概算12、环境保护12.1 自然环境及社会环境现状12.2 工程对自然环境及社会环境影响预测12.3 工程减免环境影响的措施12.4 综合评价及结论13、水土保持13.1 建设项目区水土流失防治责任范围13.2 水土流失及水土保持现状13.3 项目建设可能造成的水土流失及其危害预测结果13.4 水土流失防治初选方案14、工程管理 14.1 机构设置14.2 工程管理14.3 工程管理范围和保护范围14.4 工程管
5、理经费筹集15、投资概算及资金筹措15.1 投资概算15.2 附表16、经济评价16.1 工程投资及筹资方案16.2 企业经济效益测算16.3 经济评价依据及原则16.4 财务评价16.5 国民经济评价16.6 敏感性分析16.7 综合评价 17、工程建设招标方案设计 17.1 工程概况 17.2 招标依据 17.3 招标内容1、 综合说明1.1工程概况淤河电站位于岑巩县水尾镇白水村车坝江河下游,距上游小花滩电站500m,距岑巩县城45.5km,距水尾镇所在地10.5km,车坝河总流域面积1322km2,河长97.7 km,坝址以上流域面积1060km2,主河流长度87km,河床宽50100m
6、,天然落差365m,河道平均比降0.47%,坝址以上多年平均流量主要以地表水为主,多年平均流量18.56m3/s。岑巩县淤河电站属技术改造扩建工程项目,引水枢纽位于车坝河下游,在大坝下游左岸顺河床修建电站厂房,属河床式电站。电站现有工程规模:拦河坝一座(浆砌块石重力坝),溢流段坝高5.2m,非溢流段坝高10.7m,坝顶长86m,坝顶宽2.5m,溢流段坝顶高338.2m,右岸坝后设有前池一座,蓄水240m3,厂房建筑面积140m2(长20m宽7m),装机2台装机容量250kw,升压站1座。该工程始建于1978年10月,当时主要以农田水利灌溉为目的兴建,1980年12完成大坝和两岸水轮泵站,安装6
7、0-6型水轮泵4台,由于抽水扬程过高水轮泵提水未有成功,重新改装无资金,因此一直处于停运状态。1982年2月在大坝右岸动工改建为水电站,1983年3月建设完成装机250kv电站一座,经过试机运行于1984年1月与张家湾(八一)电站联网运行,从而解决了水尾区电力紧缺局面。2003年由于电力体制改革,电站产权归属得不到明确,管理体制和运行管理人待遇报酬得不到落实,没具体的管理机构,电站机电设备长期没有维修和更新,设备老化,运行不稳定,存在安全隐患,致使淤河电站在2007年底被迫停止运行至今。为了充分利用已开发的水力资源基础条件,促进岑巩县电气化建设的进程,补充区域电网电力电量,推动岑巩县的社会经济
8、持续稳定发展,受项目业主委托,岑巩县水利水电勘察设计队对该电站进行了实地勘测、收集、整理和分析该电站建设以来的水文资料,核查引水系统和水工建筑的现状,查清水电站机电设备的历史与现状,拟在原工程的基础上,在大坝左岸新修建取水口、厂房、机电设备更新,拟该电站总机750kw(3250kw),形式为河床式电站。淤河水电站扩建技术改造工程,经方案比较将原右岸厂房改布置于左岸,除对原发电取水封堵外,需新修发电取水口3孔,新建厂房270m2,更新机电设备等技改项目。增加装机客容500kw,站址处河床正常水位333.50m,河床宽70m,大坝设计洪水位342.4m,校核洪水位343.7m,厂房设计洪水位338
9、.2m,校核洪水位338.9m,正常尾水位333.00m,电站防洪高程340.36m。工程建设土石方开挖5078m3,砌石方1206m3,砼及钢筋混凝土1801m3,钢板材61.3T,木材4.96m3,机电设备购置3台套,工程总投资458万元,工期12个月。1.2厂房移建左岸的原由(1)右岸原厂房始建于1983年,当时上游河段未建大桥交通不便,故原厂房布置在大坝右岸下游、引水渠20m,尾水垂直于河床,在汛期尾水排流不顺畅,水头损失过大出力为50%,效率较低。(2)由于原厂房始建1983年,发电引水取水口处和厂房右侧已修建民房,更新机组扩建厂房需拆除已建民房。(3)原建厂房及装机是在水花滩电站未
10、建之前修建的,没有小花滩电站调节水量,装机仅250kw,本次技改为了有效利用小花滩电站水库的调节水量,拟装机750kw,利用原厂房需扩建引水渠和前池,根据现场勘察,引水渠和前池周边均建有建筑物,无扩建余地。(4)经现场勘察,本次技改设计厂房拟建在左岸坝后,该处地势开阔、地质条件好、基岩裸露稳定,符合修建厂房条件要求,且能增加水头0.5m。1.3勘测设计简介2009年11月受业主委托岑巩县水电勘测设计队承担淤河水电站技术改造工程项目的勘测设计工作。根据小型水电站初步设计编制规程(SL/T 179-96)和小型水电站技改造规程(SL19397)的要求,淤河水电站于2010年4月初旬完成了初步设计阶
11、段的设计工作。于2010年6月提交黔东南州水利水电勘察设计院咨询。1.4初步设计主要工作及成果2010年1月2010年3月,我队开展了初步设计工作,按照有关规程规范要求,先后进行了大量的勘测设计工作,主要有:1.4.1基础工作 (1)淤河电站投运以来的水文资料: 历年的流量、弃水量等变化情况。岑巩县淤河电站1983年3月建成投产运行至1988年与水尾“八一”电站联网运行,期间主要供水尾镇及大部分村组农户照明农村加工用电,1988年至1996年“八一”电站被小花滩电站蓄水发电淹没,处于独立运行状态,期间主要供水尾镇和部分村组农户照明及农村加工用电, 1996年至2006年并入小花滩电站运行,20
12、07年至今停机运行。该电站在未并网运行期间,电站运行记录不齐全,且难以查寻,电站并网运行期间,由于机组设备老化,很难达到满负荷运行,根据运行记录的负荷变化情况,丰水期(5-9月份)弃水量为10-15m3/s,枯水期弃水量为3-4 m3/s,电站上游500m处有小花滩电站设计计算水文资料,查小花滩电站通过1630万m3水库调节后,多年平均利用流量为21.0 m3/s,最小流量是4.85 m3/s,故淤河电站引用流量为21.0 m3/s利用率最佳。电站泥砂岑巩县淤河电站水力资源取于车坝河的下游,集水面积1060km2,区域内植被较好,含沙量小,水质清如泉,电站坝址上游500m处有小花滩电站1630
13、m3蓄水库容。实际淤河电站上游占有河道长仅500m,通过20多年的运行大坝前基本没有泥砂淤积,不存在过机泥砂。洪水记录情况岑巩县淤河电站于1983年1月建成投运以来,先后经历过1983年和1995年的两次洪水,其重现期约为50年左右,根据本队实测的调查河段资料,计算其历史洪水分别为1764 M3/S、1774.8 M3/S,其重现期约为50年左右。以上两次洪水可作为本次技改设计防洪标准参考。(2)引水系统和水工建筑物现状淤河电站大坝为浆砌石重力坝,坝顶长86m,溢流段坝高5.2m,长70m,坝顶宽2.5m,非溢流段坝高10.7m,长16m(右段6m,左段10m),坝顶宽2.5m,溢流段坝顶高程
14、338.2m,非溢流段坝顶高程344.2m,冲砂闸、取水闸均为木制闸门运行多年已基本腐朽外,其于部分运行比较稳定,无冲刷损坏。电站发电取水口为两孔取水进入坝后电站前池,单孔断面尺寸为宽2.6高3m,单孔过水流量7.2m3/s,总过水流量14.4m3/s,采用6吨手电动螺栓式启闭机配木制闸门控制关启放水。本次技改电站厂房变更为左岸布置,取水孔需进行封堵。水工建筑物的沉陷,裂缝及冲刷损坏情况。淤河电站大坝经多年运行,年久失修,冲砂闸门、进水闸门均为木制品已腐朽。但大坝稳定性较好,无沉陷,裂缝及冲刷损坏情况。厂房为砖结构建筑,多年未维修,砖体有风化现象,顶部为木结构,青瓦屋面,未吊顶,下部结构较稳定
15、。本次技改将厂房移至左岸布置,原厂房废弃。(3)电站接入电力系统及运行情况岑巩县淤河水电站1982年3月,投入运行至1988年与本镇“八一”电站联网运行,1988年至1996年独立运行,主要供水尾镇及农村照明加工用电,1996年至2006年并入小花滩电站运行,2007年至今停机运行。已开发的水力资源没有得到较好利用。(4)淤河电站设备历史和现状岑巩县淤河电站总装机二台250kw,1983年3月安装ZD760-LM-100型水轮机2台,配套发电机2125kw,水轮机为锦屏生产,发电机为贵州砂冲电机厂生产,该电站于2007年至今已停机运行,设备老化,人为损坏,尚无利用价值,需全部更新。(5)进行了
16、正常蓄水位,死水位分析计算,水库参数及工程建设规模论证。(6)进行了水库泥砂淤积及回水计算分析。(7)进行了水库淹没实物指标实测调查。(8)环境方面进行了调查研究,编制了环境影响报告书及水土保持方案报告书。(9)进行了机组机型选择,机组分数比较,选定主要机电设备布置。(10)进行了厂房位置变更确定与布置。(11)进行了工程概算编制,经济分析评价。1.3.2技术改造:岑巩县淤河电站技术改造扩建项目根据该电站现有状况和小型水电站技术改造的一般规定,特提出如下技术改造方案。(1) 大坝及水工建筑通过对库回水位及淹没测算,大坝溢流段高程不变为338.20m。整修大坝冲砂孔和增设钢闸门及启闭设施。对大坝
17、右岸原发电取水口进行封堵,在大坝左岸新增设发电取水口,引水流道,工作闸门设为平板钢闸门,采用手电动启闭机关启控制放水。(2)引水及排水系统方面根据电站厂房从大坝右岸变更为大坝左岸布置发电引水采用流道布置。在左岸大坝下游新开挖尾水渠60m,尾水与河流平行。(3)水工建筑物及厂房为进一步优化淤河电站枢纽总布置,提高电站厂房防洪能力,电站厂房新布置在大坝左岸。新建电站厂房长27m,宽10m,建筑面积270m2,厂房地面高程338.36m,厂房下部采用C20钢筋砼防渗体,上部采用砖砼结构,确保电站厂房防洪能力,室内采用防瓷涂料内粉刷,室外安贴瓷砖。对厂房顶部进行装饰吊顶,通风自然通风,采光:自然光和节
18、能灯。电站厂房发电机地面高程338.63m(厂房校核洪水位338.9m),厂房装3250kw直联立式机组三台。电站厂房发电取水口设拦河栅、检修工作闸。(4)机电设备方面因淤河电站原机电设备老化且停运多年设备被人为损坏,装机容量偏小,为了充分利用该电站上游500m小花电站调节水量,原建厂房位置达不到增容扩建条件,经方案比较,技改设计将电站厂房改建于大坝左岸坝后,该处地势开阔,地质稳定,满足建厂房要求,本次技改设计拟更新如下机电设备:水轮机3台型号:ZDT03-LM(y)-140发电机3台型号:SF250-24/1730控制保护屏3面安装各型启闭机3台、闸门3扇。新建升压站一座。(5)径流淤河电站
19、坝址以上集水面积1060km2,坝址河段无实测水文资料,据邻流域龙江河车边水文站1959年-1997年共38个水文年系列统计,计算其经验频率,采用P-型曲线适线,经修正得淤河电站坝址径流复核设计成果,见表2-3、2-4、2-5。(6)洪水本次设计洪水采用“雨洪法”进行分析计算。同时用岑巩(车边)水文站洪峰流量资料,采用面积比法移用到设计站进行校核。(一)“雨洪法”推求设计洪水采用贵州省暴雨洪水计算实用手册(修订本、小流域部分)洪峰计算公式。“手册”洪峰计算式:Qp=0.67410.922f0.125J0.082F0.723Ckp.H24p1.23根据以上资料采用雨洪法作出都树电站坝址及厂房处的
20、设计洪水,成果见表2-4。表2-4 设计洪峰流量成果一览表 单位:m3/s重现期N(年)20010050302010频率P(%)0.501.002.003.335.0010.0坝址洪峰流量Q(m3/s)流域平均雨量度H12f(mm)274.5246217.8196.2178.2149.4洪峰流量(m3/s)258021701800154013401040汇流时间T(h)5.725.877.057.227.688.71厂房洪峰流量Q(m3/s)258021701800154013401040(7)泥沙参考水文图集,综合分析,坝址处多年平均悬移质输沙模数为150t/km2,则悬移质多年平均输沙量为
21、16万t,多年平均含沙量为0.23kg/m3,多年平均输沙率为5.08kg/s。洪水过后,保土蓄水能强,水土流失较少,一般情况下,河水清澈透明,含沙较少,不考虑推移质影响。水库泥砂基本上由小花滩电站水库承担,水库泥砂淤积年限计算省略。(6)坝址、厂址水位流量关系本电站厂、坝址水位流量关系曲线是根据实测河道纵横断面,按照曼宁公式和宽顶堰自由流量公式推求。其中比降参数的确定是根据该河段测量时的水面比降来确定,计算中采用J=0.016。糙率的选用根据本河道特性(地形、地貌、河槽组成、以及水流条件等),参考天然河流河道糙率参考表中类型2选取,n取0.045。1.3.4工程地质(1)区域地质情况工程区位
22、于贵州高原东部,地势为北高南低,山峰绵延起伏,山顶高程一般在500m以上,地表切割深度100-200m,山体雄厚,坡度30-45。区域内地层主要为下奥陶系下统和寒武系中上统地层第四系(Q)残坡积为红粘土、粘土、砾质土堆积及冲洪积堆积。查中国地震动参数区划图(GB18306-2001),区内地震动峰值加速度值小于0.05g,地震动反应普特征周期为0.35S。所以区域地震基本裂度小于度,未见活动断裂发育,区域稳定性好,无诱发水库地震的可能。(2)库区地质概况库区工程地质条件良好,岸坡稳定条件及抗渗条件良好,无严重淤积及浸没等问题。总之,不存在任何严重影响水库蓄水运行的不良工程地质因素。(3)库区渗
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