河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告－－144页优秀专业设计院设计

甘肃省永昌县东河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告某某省设计院甘肃省永昌县东河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告目录1综合说明111概述112水文、气象113工程地质514工程任务和规模915工程布置及主要建筑物1016水机、金结、采暖通风及消防1417电气1518工程管理1619施工组织设计16110环境保护、水土保持及安全18111工程招标建议20112概算20113经济评价202水文、气象2721流域概况2722年径流2923洪水3324泥沙373工程地质3931区域地质概况3932工程地质条件与评价4433天然建筑材料及施工用水4734结论484工程任务和规模5041河流规划5042电力发展规划及工程建设的必要性5143水利、水能计算5544电站运行方式及能量指标585工程布置及主要建筑物6051工程等别及标准6052工程选址及工程总布置6153主要建筑物设计656水机、金结、采暖通风及消防7661水力机械7662金属结构84623压力钢管8563采暖与通风8565消防877电气8971接入系统设想8972电气主接线8973厂用电接线9074主要电气设备9075自动控制9276通信9277防雷保护与接地928工程管理9481管理机构及人员编制9482行政管理及生活区建筑面积9483主要管理设施959施工组织设计9791施工条件9792天然建筑材料9993施工导流10094主体工程施工10095施工交通及施工总布置10296施工总进度10310环境保护与水土保持105101环境保护105102水土保持11211劳动安全与卫生118111依据和设计原则118112劳动安全118113工业卫生121114安全卫生设施12312工程招标124121招标范围的确定124122招标组织形式124123招标形式124124标段划分12413工程投资概算127131编制说明127132概算附表13214经济评价159141概述159122财务评价159123国民经济评价164124综合评价1651综合说明11概述肃南县月牙崖水电站地处甘肃省肃南裕固族自治县境内石羊河水系东大河中上游，属东河湾梯级电站中的第一座电站，电站总装机3600KW，距离永昌县城约40KM。根据防洪标准GB5020194和水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000的规定，工程为小2型等工程，工程建筑物均按5级设计。月牙崖水电站建成后，通过头坝变电所并入永昌电网运行，对永昌县和肃南裕固族自治县地方经济的发展，增加地方财政收入，确保地方工农业与各乡镇企业用电将起重要作用。根据东河湾梯级水电站工程可行性研究报告，从皇城水库电站至大干沟水电站之间河段分四级进行开发，依次为月牙崖水电站、东河湾一级水电站、东河湾二级水电站和东河湾三级水电站。随着西部大开发的进程，永昌县工农业生产及人民生活对电力资源的供需矛盾日趋加剧，为了进快解决能源短缺的问题，受月牙崖水电开发有限责任公司委托，我院在东河湾梯级水电站工程可行性研究报告的基础上，于2007年5月编制完成了东河湾梯级电站月牙崖水电站工程初步设计报告。2007年10月17日，金昌市发改委组织专家对初设报告进行了审查，审查基本同意初设报告，但对部分问题提出修改意见，我院根据修改意见对初设报告进行了补充完善。12水文、气象121流域概况东大河流域位于祁连山北麓，是石羊河水系的第二大支流,南以祁连山的冷龙岭为界并与大通河相依，东以西营河为邻，西与西大河相连，北部是石羊河干流。在北纬37363810和东径1012110324之间，流域内地势由西南向东北倾斜，可分为三个自然地貌单元祁连山区和走廊中部山区，祁连山地势高，海拔高约在3000M以上，年降雨量在300MM以上；流域内有皇城、洋翔盆地，皇城盆地地势高面积大，年降雨量在400MM以上，是良好的牧场。洋翔盆地位于东大河峡谷中，面积较小，盆地已开垦为农业区；年降雨量在200MM以下，以灌溉农田为主。东大河干流上游直河、斜河交汇口以下至东大河旧渠首段河道，河道总长30KM，总落差414M，水能理论蕴藏量42MW。为充分利用东大河的水资源和水力资源，已在东大河干流皇城滩盆地出口处修建有皇城水库，其水库的主要作用是蓄丰补枯，与下游金川峡水库联合调度，以保证下游金昌市工农业用水和东大河干流上水电站的运行要求。所以经水库调蓄后的下泄流量比较稳定，对下游东大河的水力资源开发创造了良好的条件。122气象东大河地处祁连山区，河流地形高差悬殊，深山区海拔高程25004000M以上，属寒冷半湿润气候到高寒湿润气候，年平均气温1202，最热月七月平均气温143131，最冷月一月平均气温131143，年降水量300600MM，年日照时数2200H。浅山区海拔高程20002500M，属寒冷干旱气候和寒冷半干旱气候，年平均气温4612，最热月平均气温174131，最冷月平均气温101131，年降水量150300MM，年蒸发量12601050MM,年日照时数22002880H,无霜期136103D。123径流东大河径流主要靠降水和冰雪融水补给，产流于山区，耗水于平原。月牙崖水电站引水枢纽位于皇城水库坝后，区间无支流汇入，因此，电站年径流的确定直接采用皇城水库径流分析成果。根据皇城水库调节年度（1954年7月2005年6月）N51年径流系列资料，经统计分析参数如下Q0900M3/SCV018CS2CV电站引水枢纽处不同频率年径流成果见表11，设计年径流分配成果见表12。月牙崖水电站设计年径流成果表表11统计参数QPM3/SFKM2Q0M3/SCVCS/CVP15P25P50P75P8510309000182108101891792732月牙崖水电站设计年径流分配表调节年度76月表12月份项目七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月五月六月年平均M3/S典型年1988719896203168139135575422563545263546181188109月牙崖电站P15丰水年流量20216713813457419559541261542180187108典型年1996719976195131111348506814503190268101163909月牙崖电站P50平水年流量1911271091318367443102699160891典型年200172002617480077886114629300300452154508915715月牙崖电站P85枯水年流量178819796880117644307307463158520937732124洪水月牙崖水电站紧接皇城水库坝后电站，引水枢纽紧接坝后电站尾水渠，电站厂房位于皇城滩水库下游约3KM处，其控制集水面积为1160KM2。月牙崖电站引水渠首洪水为皇城水库下泄洪水，电站厂房处洪水为皇城水库下泄洪水加同频率区间洪水，成果见表13，分期洪水成果见表14。月牙崖水电站各设计频率洪峰流量表M3/S表13P断面位置F（KM2）233351020皇城水库入库1030401332280194123皇城水库出库1030382332280194123区间洪水1303530251811电站引水渠首1030382332280194123电站厂房1160417362305212134月牙崖水电站分期洪水成果表表14P（）施工分期1020汛期79月年最大212134105月75522枯水期35月75522月牙崖水电站引水渠布置在河道右岸，引水渠桩号0840处有一无名冲沟。冲沟平时无水，汛期沟道洪水影响渠道安全运行。无名冲沟洪水主要由暴雨组成，所以采用小流域暴雨洪水计算的方法瞬时单位线法进行推求，分析成果见表15。月牙崖水电站沿线沟道洪水特征值表表15设计洪水（M3/S）序号沟道名称集水面积KM2主流长度KM河道比降Q51无名沟38469825813工程地质131地形地貌工程区位于永昌南山凸起带的中部山区，属中山地形，海拔23002700M。东大河于此间深切古夷平面而成大比降（1/601/90）的峡谷，河谷断面多呈“U”型，部分呈“V”型。河谷两岸发育不对称的河漫滩及侵蚀堆积阶地，其中级阶地发育较完整，级阶地仅在厂房区附近保留较完整。132地层岩性根据地质测绘，区内广泛分布第四系不同成因的松散堆积层，下伏基岩为加里东晚期的花岗岩岩体。133地质构造工程区位处祁、吕、贺山字型构造西翼反射弧中永昌南山古凸起带的中部，南依北祁连山脉的冷龙岭，北为马营永昌新106月10477336月106787凹陷盆地。岩浆活动和构造运动复杂且频繁，周边广泛分布有加里东各期的侵入岩体及各时代地层，以1/20万区域地质图上看出此间分布多个褶皱构造及区域性断裂，并在燕山运动晚期形成工程区的顺河断层F1。F1断层属压性断裂，东北端始于泱翔乡，西南端终于皇城电站。据1400万中国地震动峰值加速度区划图（2001），工程区地震动峰值加速度为020G（相当于地震基本裂度度），地震动反应谱特征周期040S。134水文地质区内地下水主要源于冰雪融水和大气降水，皇城水库及电站泄水也是控制地下水源的重要因素。根据埋藏条件，地下水可分为第四系松散堆积层中的孔隙性潜水和基岩裂隙中的裂隙性潜水。前者含水层主要为河床及级阶地砂卵砾石层，直接受河水及两岸山体中基岩裂隙水补给。两岸山体及谷底基岩中存在基岩裂隙水，主要赋存在各种结构面中，依靠大气降水和高山裂隙水补给，受断裂构造控制。根据水样分析试验，水质类型为HCO3或HCO3、SO4盐CA、MG型水，矿化度019032G/L，属低矿化度淡水，对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。135岩石物理力学特性根据试验数据,结合其它工程类比，岩石物理力学特性见表16。各类围岩主要物理、力学参数建议值表16抗剪断强度（峰值）弹性模量变形模量泊松比单轴饱和抗压强度单位抗力系数坚固系数岩石名称围岩类别（）CMPA103MPA103MPAMPAMPA/MF4850121512161015023025607500453540040756105802602840602000250034粗粒花岗岩263502043511603003530501000150012136引水枢纽工程地质条件引水枢纽座落在皇城水库电站尾水末端的河床砂砾卵石层之上，砂砾卵石层2530M（皇城滩水库资料），天然湿密度214T/M3，天然干密度211T/M3，结构中密。地基承载力特征值200250KPA，建议临时开挖边坡11，永久边坡1125。该层砂砾卵石层赋存有孔隙性潜水，地下水位埋深13M，渗透系数200M/D。闸、坝基础可座落在砂砾卵层之上，其承载力可满足要求，但基础开挖时应注意基坑排水问题。137引水渠（洞）工程地质条件与评价00000800明渠填方段工程地质条件与评价该段为填方段，地基为河谷右侧高漫滩的砂砾卵石层，厚度2530M，天然湿密度214T/M3，天然干密度211T/M3，地基承载力特征值200250KPA，在填方之前应清除表层的草皮及植物根系，填筑料应选择级配良好的砂砾卵石，分层碾压夯实，夯填要求干密度215T/M3，含泥量5。08001343明渠挖方段工程地质条件与评价该段渠道座落在坡积块碎石土之上。块碎石呈土黄色，其中土含量65，块碎石含量35，属中等强湿陷性土，压缩系数分别在034038和07103，为中等压缩性土，具垂直节理，遇水崩解。块碎石土结构稍密，厚度0530M，具有很强的渗透破坏性，渗透破坏是主要的工程地质问题，须采取有力措施处理，另外冻胀破坏与湿陷破坏也应同时防治。该坡积物边坡整体是稳定的，其地基承载力特征值为140150KPA，建议开挖边坡临时边坡11，永久边坡1125，开挖深度10M的渠段需要增设二级平台马道，所有人工边坡均须护砌，以防暴雨冲刷破坏及堵塞渠道。隧洞段工程地质条件与评价13432226线路穿越基岩山体，需开凿隧洞，基岩山体的岩性为加里东晚期侵入岩花岗片麻岩，灰白色、粗粒显晶结构，块状构造。岩石致密坚硬，但受构造影响，局部节理裂隙密集带岩体较为破碎。新鲜岩体判定为类围岩，风化岩体及节理裂隙密集带判定为类围岩（包括隧洞进、出口40M内）。138压力管道及厂房工程地质条件与评价压力管道段及厂房场地十分狭窄，地层岩性为厚层坡积块碎石土，灰黄色，土含水量量65，块碎石含量35，土为中粉质壤土，碎石直径220MM，块石直径20200MM，大者152M，据钻孔重型触探试验测试，块碎石承载力特征值200KPA，但地基土极不均匀，建议厂房基础下设置12M厚的砂卵砾石垫层并夯实，施工开挖时基坑将有较大的涌水量，应加强排水、隔水措施、另外厂房基础将处在地下水位以下，设计时应考虑地下水的浮托力。地下水水质良好，对钢筋砼均无侵蚀性。139天然建筑材料引水渠线00000800填方渠所需砂砾卵石可在渠段左方河床内开采，但必须清除表层基皮及植物根系，剔除漂石及弧石。引水渠沿线出露的花岗片麻岩体，面积广大，质地坚硬，特别是开挖隧洞的弃渣，岩质新鲜，可成为良好的块石料。另外，东大河及高漫滩上广泛分布的砂砾石卵石层中含有较多漂石及弧石，也是良好的砌石材料，开采便利运输条件好。工程区无合适的砂、砾骨料场，只能选在皇城东大河桥上下4公里范围内采取。经取样试验结果表明除含泥量超标需冲洗外，其余指标均可满足规范要求，而且料场就近有水冲洗方便，平均运距15KM，渠道防冻胀破坏垫层料也可从该料场筛取。14工程任务和规模141工程建设的必要性月牙崖水电站是一座引水式小水电站，位于永昌县城南部的东大河干流上，是整个东大河九座梯级开发电站的第二级电站。电站建成后，并入永昌电网运行，对改善当地用电紧缺现状，开发新的资源，发展永昌县经济，缓解供电矛盾，保证地方工农业与各乡镇企业用电起到重要作用。现永昌县用电主要依靠大电网解决，输电距离远，损耗较大，供电质量差。该水电站的兴建将减轻该地区电网和大电网的供电压力，对促进地区经济的发展、加快西部大开发步伐、改善永昌县的投资环境具有一定的作用。工程区交通便利，永久占地大部分占地为荒地和草地，以及少量林地，施工期短、见效快，工程建成后，不仅可以为地方提供一定的就业机会，还可上缴一定的税收，增加财政收入，促进地方经济发展。综上所述，兴建月牙崖水电站，不仅可以为工农业的生产发展提供能源保证，实现电气化县，并且能充分利用当地便利的水能资源，因此，该工程的建设是十分必要的。142工程主要指标月牙崖水电站设计引用流量为183M3/S，设计水头2315M，装机容量3600KW。参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用HLA551LJ104型水轮机三台，配套SF120016/2150型发电机及YWT1000型微机调速器各三台。电站多年平均发电量1571万KWH，装机年利用小时数为4364H。15工程布置及主要建筑物151工程等别及标准月牙崖水电站装机容量3600KW，属小2型等工程，主要及次要建筑物均按5级设计。引水枢纽按10年一遇洪水设计，30年一遇洪水校核，厂房按30年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。152工程选址及工程总布置东河湾梯级电站中东河湾一级电站已投入运行，东河湾二级电站正在建设，月牙崖水电站和东河湾三级水电站未开发。东河湾三级电站在泱翔盆地，占耕地多，电站开发对附近农牧民生产生活影响大，月牙崖电站虽然地形条件较差，但电站开发所受社会干扰少，先开发月牙崖水电站较为有利。月牙崖水电站上接皇城水库坝后电站尾水渠，下至东河湾一级水电站引水枢纽库区，开发河段毛水头259M。电站布置在河道右岸，从前到后依次为引水枢纽、引水明渠、前池、引水隧洞、压力管道及发电厂房。引水枢纽布置在皇城滩水库下游河道，类似于多首制引水，由溢流坝、引渠及进泄水闸组成，溢流坝布置在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到右依次为溢流坝、冲沙闸和引水闸，进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，引渠长85M，位于溢流坝与进泄水闸之间。引水明渠布置在东大河右岸，长12612M桩号0021212824。前池布置在引水明渠末端、引水隧洞进口，前池长615M桩号1282413439，从前到后依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，溢流堰布置在前池左侧，溢出的水流通过120M长的泄水渠泄入东大河。前池后紧接无压引水隧洞，隧洞长8222M桩号1343921661，城门洞形断面。隧洞后接压力管道，压力管道采用一管三机的布置形式。发电厂房布置在东河湾一级电站引水枢纽坝体上游500M处永皇公路旁，发电尾水通过穿永皇公路涵洞进入东河湾一级电站引水枢纽库尾。153主要建筑物设计1531引水枢纽引水枢纽布置在皇城滩水库坝后，类似于多首制引水，由溢流坝引水闸、引渠及进泄水闸三部分组成。月牙崖水电站设计引用流量183M3/S，其中147M3/S来自水库电站尾水，不足部分来自水库泄水洞。溢流坝引水闸布置在河道左侧水库泄水洞冲刷坑后，从左到右依次布置溢流坝、冲沙闸和引水闸。坝前正常挡水位24988M，设计洪水位25008M，校核洪水位25015M。引水闸布置于枢纽左边，2孔，钢筋砼结构，冲沙闸布置在引水闸左侧，1孔，钢筋砼结构。溢流坝布置于引水枢纽左侧，为WES堰，堰长30M。堰顶高程24991M，采用C15抛石砼浇注，溢流堰后设135M长消力池，消力池后接20M长护坦，护坦后设防冲槽。引渠长85M，位于溢流坝与进泄水闸之间东大河高漫滩上，采用梯形断面，C20砼衬砌，底宽25M，边坡系数125，纵坡1/1500，衬砌厚度10CM。进泄水闸布置在皇城水库电站尾水渠末端，采用侧面进水、正面泄水的布置形式。进泄水闸均设计为两孔，闸室采用钢筋砼结构。1532引水渠引水渠布置在河道右岸，长12612M桩号0021212824，设计流量183M3/S，引水渠布置的原则是在尽量少占林地的基础上沿等高线布置，实现投资省、对环境影响尽可能小的目的。引水渠设计流量183M3/S，设计纵坡1/2000，考虑前池溢流堰溢流时涌水影响，渠顶水平，设计高程2498962M，渠底设计高程24959072495267M，渠深30553695M。桩号00211680940和103512824设计为梯形断面，C20现浇砼衬砌，衬砌厚度底部12CM，边坡1210CM。桩号00211680810渠道为填方渠，布置在砂砾卵石层上，填方材质为砂砾石。桩号08100940和103512824段为挖方渠，座落在坡积块碎石土之上，基础具湿陷性及冻胀性，为防止渠道衬砌体发生冻胀破坏，衬砌体下铺砂砾石垫层作为抗冻胀措施，垫层厚度临河侧渠坡8050CM，渠底100CM，靠山侧渠坡10070CM。靠山侧渠堤上设排水渠，并铺设土工膜，防止雨水进入垫层引起基础湿陷。引水渠桩号09501025座落在坡积块碎石土之上，地形不具备布置梯形渠，该段渠道设计成矩形断面，钢筋砼结构，临河侧不修渠堤。矩形渠宽45M，渠底及边墙厚025M，顶部每2M设一拉杆。09400950和10251035为砌石扭面段。1533前池压力管道进口无布置前池地形条件，本次设计将前池布置在引水渠末端、隧洞进口。前池长615M桩号1282413439，从前到后依次为渐变段、溢流段、拦污栅室及弯道渐变段，具备溢流、拦污、排沙功能。1534引水隧洞前池后接无压引水隧洞，隧洞地质条件良好，基岩为花岗岩，岩石致密坚硬，岩石致密坚硬，除个别地段为类围岩外，绝大部分为类围岩，可不衬砌，为减小糙率，底部用20CM厚C20砼找平。引水隧洞根据地质条件，选用方便施工的城门洞形断面，隧洞设计流量183M3/S，设计纵坡经比较选用1/1000。引水隧洞水力学上按自动调节渠道设计，即洞顶水平，高程2499508M，洞底纵坡1/1000，高程2494452493668M。隧洞进出口40M及节理裂隙密集带为类围岩，全断面C20钢筋砼衬砌，衬砌厚度底板20CM，边墙及顶拱25CM，单层配筋，衬砌段开挖过程中对洞顶局部不稳定岩块采用悬吊式砂浆锚杆加固，钢筋砼衬砌段顶部回填灌浆，灌浆压力04MPA。1535压力管道压力管道选用钢管，采用一管三机布置方案，支管在平面上呈梳齿形。钢管总长981M，其中总管一根长432M，直管三根总长549M，总管管径32M，支管管径18M，钢管壁厚12MM，每2M设加劲环一道。压力钢管采用明管暗敷式，除支管镇墩外，总管外包40CM砼。1536发电厂房主厂房面对永皇公路布置，由主机室和安装间两部分组成，主机室长2847M，宽111M，安装水轮发电机组三套，水轮机安装高程24735M，发电机层底板高程24789M。安装间布置在主机室左侧，底板高程同发电机层底板高程，长937M，宽度同主机室。副厂房布置在主机室上游，长2847M，宽78M，分上下两层布置，上层底板同发电机层底板相平。主厂房底板及以下结构采用现浇钢筋砼结构，屋面大梁采用预制薄腹大梁，屋面板采用预制槽形屋面板，吊车梁排架柱及上下圈梁均采用现浇钢筋砼结构。副厂房上层为砖混结构，下层为现浇钢筋砼结构。厂房基础地层岩性为厚层坡积块碎石土，极不均匀，基础下垫2M厚砂砾石垫层。16水机、金结、采暖通风及消防161水力机械月牙崖水电站设计引水流量183M3/S，额定水头2315M，装机容量3600KW，参照国内水轮机系列样本，经方案比较选用三台HLA551LJ104型水轮机，配套SF120016/2150型发电机及YWT1000型微机调速器各一台。厂内选用16T电动双梁慢速桥式起重机一台。为方便检修和作为调速系统的后备保护，设水轮机进水阀。进水阀选用1600D941X6蝶阀公称直径16米，额定压力06MPA。162金属结构本电站在引水枢纽及前池上共设置闸门7扇、拦污栅2扇，配置启闭设施7台，铺设压力钢管总管1根，支管3根。金属结构特性见表17。163采暖、通风及消防本电站地处暖温带湿润气候区，主厂房不设置全面的采暖系统，尽量利用发电机的热风，并在局部设置采暖装置如电热器等采暖，以保证工作地点设备的温度要求。主厂房、副厂房和安装间均采用自然通风方式为主，但中控室、计算机室等副厂房可采用小型柜式空调机，以达到温湿度要求。主厂房发电机消防主要采用水消防方式，在发电机和安装间共设置二套消火栓箱，保证两条充实水柱同时到达厂内任一火警部位，并配置移动式灭火器。其余部位配置一定数量的化学灭火器。金属结构特性表表17重量T名称型式数量孔孔口尺寸M设计水头M闸门预埋件启闭机引水枢纽引水闸潜孔式平板钢闸门2201530520225T手电两用螺杆式启闭机2台引水枢纽冲沙闸潜孔式平板钢闸门1252038090375T手电两用螺杆式启闭机1台引水枢纽进水闸露顶式平板钢闸门22528208202275T手电两用螺杆式启闭机2台引水枢纽泄水闸露顶式平板钢闸门2251820720225T手电两用螺杆式启闭机2台前池泄水冲沙闸潜孔式平板钢闸门11012720301510T手电两用螺杆式启闭机1台前池拦污栅237435182032不专门配置压力钢管9017电气171接入系统设想根据永昌县电力局提供的资料及东河湾梯级水电站的有关资料，本次设计考虑月牙崖水电站以一回35KV出线，接于大干沟水电站35KV母线，汇流后接至头坝变电所并入永昌电网。172电气主接线电气主接线采用三机一变扩大单元式接线方式，安装一台SZ95000型升压变压器，在发电机保护控制屏内部装置63KV母线，并设置一面63KV出线屏（主变进线屏），与主变低压侧连接，主变高压侧装设一台35KV开关及隔离刀闸,连接在35KV母线上，35KV母线出线侧安装相关设备送至35KV系统。由于厂区狭窄，本电站不设35KV室外升压站，在副厂房布置35KV高压室，除主变放在室外，其余35KV设备均放在室内。173主要电气设备水轮发电机3台，型号SF120016/2150，配静止可控硅微机励磁装置。主变压器1台，型号SZ95000/385325/63。厂用变压器2台，型号S9160/635/04和S9160/3855/04各1台。63KV高压开关柜9面，型号XGN210。35KV高压开关柜3面，型号JYN135。174自动控制本电站采用计算机监控系统方式。主要功能有正常运行时,水轮发电机组的开、停机；有、无功功率的调节；机组事故的自动处理；断路器、灭磁开关的自动操作；以及电站运行必需的反映设备运行状态的模拟量和开关量的信息反馈均由计算机监控系统进行处理。18工程管理月牙崖水电站隶属月牙崖水电开发有限责任公司。电站建成后，自行管理，独立运行。电站运行实行集中监控，按少人值守原则进行运行人员的编制，机组的大型检修及水工建筑物的维修均实行社会化服务。电站生产、运行、检修及管理人员的配置按国电公司国电人资（2000）499号水力发电厂劳动人员标准规定，电站总人数以20人计。19施工组织设计191施工条件月牙崖水电站位于肃南东大河皇城水库下游，在皇城水库电站和东河湾一级电站之间。工程区属张掖市肃南县皇城乡管辖，永皇公路从工程区通过，距永昌县40KM，对外交通较为方便。工程所需的天然建筑材料可就近开采，储量满足设计要求。本工程所需的钢材、木材可由永昌供应，水泥由河西堡水泥厂供应。东大河河水水量丰富，水质良好，可作为本工程施工用水源。工程区有皇城水库电站至东河湾一级水电站10KV输电线路通过，可“T”接作为本工程施工用电源。192施工导流本工程属小（）型工程，在皇城水库坝后，水库蓄水对施工极为有利，除坝后电站尾水渠末端进泄水闸需修建导流渠外，其余工程均可利用非汛期及河道停水期施工193主体工程施工电站建筑工程总工程量2355万M3，其中土方开挖1307万M3，土方回夯填685万M3，岩石开挖220万M3，砌石025万M3，砼及钢筋砼118万M3。共需水泥2619T，钢筋、钢材243T不包括金属结构101T，木材81M3，共需劳动工日781万个。枢纽及引水明渠砂砾石由1M3挖掘机开挖，装810T自卸汽车运输；夯填采用自卸汽车运输，推土机铺摊，振动碾压实；现浇砼由04M3拌和机拌料，架子车运输砼入仓，机械振捣；砌石均由人工砌筑。引水隧洞岩石洞挖采用手风钻钻孔、爆破，人工装1T机动翻斗车运输出渣，隧洞穿过断层段时需注意支护，洞内砼采用1T机动翻斗车运输，底板砼直接入仓，边顶拱采用砼泵入仓，机械浇筑，回填灌浆采用灌浆泵灌浆，灰浆搅拌机制浆。194风、水、电施工供风采用固定与移动供风方式相结合，拟在隧洞各进出口、分别布置一座空压站，采用20M3空压机供风。施工水源采用东大河河水，在枢纽区、电站厂区、辅助企业区、引水隧洞各进出口分别设抽水泵站向施工点供水。工程区有10KV输电线路通过，施工期间可直接“T”接使用，并备两台30KW柴油发电机组，满足施工用电需要。195施工总进度该电站总工期安排为二年，包括施工准备期、主体工程施工期和工程完建期。其中准备工期3个月与主体工程平行作业1个月,主体工程施工期18个月,工程完建期3个月与主体工程平行作业1个月。准备工期由第一年3月开始至5月底结束，历时3个月，主体工程施工期由第一年5月开始至第二年10月结束,历时18个月，尾工工期自第二年10月开始至12月结束，历时3个月。110环境保护、水土保持及安全1101环境保护结合工程施工和运行特点，本工程环境保护措施包括水环境保护措施、大气和声环境保护措施、生态环境保护措施、水土保持措施等。工程施工期各辅助生产场区均有一定的加工、设备冲洗废水排放，采取在各施工场地修建临时沉淀池，进行沉淀处理。沉淀处理后的废水集中蓄存，回用作混凝土拌合、道路喷洒用水，禁止排放。工程开挖废弃碴石拟运往工程设计中规划的碴场集中处置，部分用于修筑河道防洪堤。并及时做好弃碴后的土地整治与植被恢复等生态恢复与建设工程，将水电站建设引发的水土流失及生态环境影响降至最小程度。工程改扩建、新修建施工道路以及运输车辆行驶所产生的道路扬尘拟采取洒水方式进行降尘，以改善道路沿线区域的环境空气质量，减轻污染程度，并缩小扬尘污染范围。洒水时间及次数根据具体情况操作1102水土保持厂房和副厂房的布置上，充分考虑了厂房上游侧山体的稳定性，在厂房后边坡上清除了上部危石，确保边坡永久稳定。厂基开挖设有排水措施，尾水排放渠道加强了衬护措施，可有效防止土建工程中人为水土流失。主体设计中块石料选用石方明挖的弃料，骨料也用弃料加工而成，减少了弃渣量的排放。隧洞口的护面，防护了洞身围岩开挖后的岩石分化、剥蚀掉块。弃渣堆放采用汽车运输和推土机平整，使渣体得到碾压，有效防止了水土流失。枢纽及场区均设有截排水沟，有效防止了洪水对主体建筑和地面的冲刷。主体工程根据弃渣堆放量、设置堆放弃渣场。主体工程根据取料情况设置料场。对料场分别根据实际地形和需要进行边坡治理、土地整治。渣场布设干砌块石栏渣坝，渣体推平碾压。土地整治工程对施工场地等临时用地在施工结束后进行坑凹回填，恢复原状或作为绿化用地。1103工程安全电站安全设计参照DL506119水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范执行。该工程投产后要符合劳动安全卫生的要求，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康，贯彻“安全第一、预防为主”的设计原则。111工程招标建议月牙崖水电站建筑工程施工进行招标，部分工程也可自营；机电设备及安装工程全部进行招标；金属结构设备及安装工程全部进行招标。招标组织形式采用项目法人自行组织招标。建筑工程采用公开招标形式，机电设备制造工程、机电设备安装工程、金属结构设备及安装工程采用邀请招标的方式。根据工程施工特性，工程划分为八标段进行施工。112概算建筑工程采用甘水规字199641号文颁发的甘肃省水利水电建筑工程概算定额，机电及金属结构设备安装工程采用水利部水建199363号文颁发中小型水利水电设备安装工程概算定额。本工程概算总投资243041万元，建设期贷款利息9236万元，工程静态总投资238805万元，其中建筑工程103944万元，机电设备及安装工程80216万元，金属结构设备及安装工程8296万元，临时工程12130万元，其它费用18085万元，基本预备费11134万元。资金筹措方式60贷款，40由项目业主自筹投资解决。113经济评价1131财务评价月牙崖水电站总装机容量为3600KW，多年平均总发电量为1571万KWH。电站工程静态总投资为233805万元，相应单位千瓦投资为6495元/KW，单位电能投资为1488元/KWH，单位电量发电成本00904元/KWH，单位电量经营成本为0036元/KWH。月牙崖水电站经营期上网电价为0227元/KWH，包括建设期贷款偿还期17年。全部投资财务内部收益率为134，财务净现值为28225万元，大于零；投资回收期从建设期初算起为17年；投资利润率和投资利税率分别为48及61。综上分析说明，本项目在财务上是可行的。1132国民经济评价按影子电价030元/KWH计算，本水电站国民经济内部收益率为202，高于社会折现率12；经济净现值为11388万元，大于零；经济效益费用比为1494，大于1。综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。1133综合评价月牙崖水电站为引水式小型水电站，财务评价指标及国民经济评价指标较优，并具有较强的抗风险能力，项目经济评价可行。月牙崖水电站是永昌县实现电气化县的重要电源点，项目建成后，每年可向永昌县及肃南皇城提供1571万KWH的电量，将极大缓解项目区供用电矛盾，保证井灌用电和地方工农业与乡镇企业用电要求。本项目的建设将促进地方基础设施建设和第三产业的发展，增加社会就业机会，提高人民生产生活水平，促进该地区社会经济发展。综上所述，本项目在财务上是可行的，经济上是合理的，社会效益和经济效益显著，建议尽快开工建设。月牙崖水电站工程特性表表1序号名称单位数量备注一水文1沙沟寺水文站控制流域面积KM21545皇城水库控制流域面积KM21030电站引水枢纽控制流域面积KM210302利用水文系列年限年513电站洪水流量引水枢纽设计洪水P10M3/S194引水枢纽校核洪水P33M3/S332电站厂房设计洪水P33M3/S362电站厂房校核洪水P2M3/S4174电站设计引水流量M3/S183二工程地质特性1引水枢纽地基承载力特征值KPA2002502厂房地基承载力特征值KPA2003引水隧洞围岩类别风化岩体及节理裂隙密集带包括隧洞进、出口40M新鲜岩体4地震动峰值加速度G02地震动反应谱特征周期S04三动能经济1水头最大净水头M235最小净水头M2315设计水头M23152流量设计发电引用流量M3/S1833装机容量KW36004设计年发电量万KWH15715装机年利用小时数小时4364月牙崖水电站工程特性表表2序号名称单位数量备注四主要建筑物特性1引水枢纽工程1溢流坝WES堰型坝顶高程M24991坝长M30正常挡水位M24988设计洪水位M25008校核洪水位M250152引水闸潜孔式孔口数量孔2闸底高程M24978闸顶高程M25020孔口尺寸MM215宽高设计水头M303冲沙闸潜孔式孔口数量孔1闸底高程M24970闸顶高程M25020孔口尺寸MM215宽高设计水头M384进水闸露顶式孔口数量孔2闸底高程M2496487闸顶高程M2499287孔口尺寸MM2528宽高闸前正常水位M24984875进水闸露顶式孔口数量孔2闸底高程M2496487闸顶高程M2499287孔口尺寸MM2028宽高闸前正常水位M2498487月牙崖水电站工程特性表表3序号名称单位数量备注2引水系统1引水明渠长度M12612断面形式梯形、矩形衬砌形式全断面砼钢筋砼衬砌梯形渠砼衬砌厚度CM1012矩形渠钢筋砼衬砌厚度CM25CM8050临河侧渠坡CM100渠底梯形渠防冻胀砂砾石垫层厚度CM10070靠山侧渠坡渠系建筑物座42前池前池断面最大尺寸MMM6158535长宽深溢流堰长M30溢流堰顶高程M2497812甩负荷时最高涌波水位M24983623无压引水隧洞长度M8822断面形式城门洞型衬砌形式类围岩不衬砌，类围岩全断面钢筋砼衬砌类围岩钢筋砼衬砌厚度CM2025底板20CM，顶拱边墙25CM4压力钢管明管暗敷式布置形式一管三机总管尺寸一根长432M,直径32M，壁厚12MM支管尺寸三根总长549M,直径18M，壁厚12MM月牙崖水电站工程特性表表4序号名称单位数量备注3发电厂房主厂房尺寸MM3789111长宽主厂房建筑面积M2420副厂房尺寸MM284778长宽副厂房建筑面积M2222水轮机安装高程M24735水轮机层底板高程M24749发电机层地面高程M24789桥式起重机轨顶高程M24849五机组及电气设备水轮发电机组套3水轮机台3HLA551LJ104发电机台3SF120016/2150调速器台3YWT1000主阀台31600D941X6桥式起重机起重量吨16电动双梁慢速桥式起重机主变台1SZ95000/385325/63厂用变台1S9160/635/04厂用变台1S9160/3855/0463KV高压开关柜面9XGN21035KV高压开关柜面4JYN135六施工特性1主要工程量土方开挖万M31307岩石开挖万M3220土方回夯填万M3685砌石万M3025砼及钢筋砼万M3118金属结构T101钢筋制安T242月牙崖水电站工程特性表表5序号名称单位数量备注2主要材料用量水泥T2619钢筋、钢材T243不包括金结木材M3813劳动工日万个7814工期年2七经济效益指标1工程投资与收益工程总概算万元233805不包括建设期利息9236万元国民经济年收益万元441影子电价030元/KWH企业财务年收益万元336电价0227元/KWH2单位经济指标单位千瓦投资元/KW6495单位电能投资元/KWH1488单位电量发电成本元/KWH00904单位电量经营成本元/KWH00363国民经济评价指标经济内部收益率202经济净现值万元11388IS12效益费用比14944财务评价指标全部投资财务内部收益率134电价0227元/KWH借款偿还期年17包括建设期2年静态投资回收期年116包括建设期2年，税后投资利润率48投资利税率61资本金利润率136财务净现值万元28225税后2水文、气象21流域概况211流域自然地理概况东大河是河西地区石羊河水系第二大支流，发源于祁连山脉东段冷龙岭北麓，流域分水岭最高处为冷龙岭主峰，海拔高程5254M。东大河流域南以祁连山的冷龙岭为界，东以西营河为邻，西与西大河相连，北部是石羊河干流，地理位置在北纬37363810和东经1012110324之间。流域地势由西南向东北倾斜。流域的上游分为东西两岔，分别为直河和斜河，当两岔河流流至皇城乡大湖滩附近汇合后称为东大河。两岔源头终年积雪，分布有现代冰川，是石羊河流域冰川的主要分布区。河流上游地区还分布有小片的沼泽和湖泊。东大河上游直河、斜河汇合后向东北方向流去，1985年修建的皇城滩水库即在直河、斜河汇合口以下65KM的皇城滩盆地下缘骆驼脖子处。由汇合口到水库处河流流经一片开阔地，过了骆驼脖子以后，河流进入约23KM长的峡谷地段，直至出山口以下流入平原走廊区，尔后汇入石羊河。沙沟寺水文站位于峡谷中部，控制流域面积1545KM2，1954年建站，1971年1月下迁25KM,控制流域面积1614KM2，观测至1987年撤销。拟建的月牙崖水电站引水渠道进水闸接皇城水库电站的尾水渠出口，位于沙沟寺水文站上游1028KM处，控制流域面积1160KM2，电站厂房位于枢纽下游176KM处，控制流域面积1168KM2。东大河皇城滩以上流域植被比较好，降水量丰富,是河川径流的主要来源区，皇城滩以下峡谷地段,降水量减少,植被甚差；出了峡谷山口后,建有东大河渠首，系向下游金川峡水库及农田灌溉之枢纽工程。河流进入河西走廊的永昌武威盆地,水量大部分引灌及渗入洪积扇转化为地下水，在扇形地带以泉水形式溢出地表，形成众多的泉水河道，复归入石羊河。212流域气象概况东大河地处祁连山区，河流地形高差悬殊，深山区海拔高程25004000M以上，属寒冷半湿润气候到高寒湿润气候，年平均气温1202，最热月七月平均气温143131，最冷月一月平均气温131143，年降水量300600MM，年日照时数2200H。浅山区海拔高程20002500M，属寒冷干旱气候和寒冷半干旱气候，年平均气温4612，最热月平均气温174131，最冷月平均气温101131，年降水量150300MM，年蒸发量12601050MM，年日照时数22002880H，无霜期136103天。平原区海拔高程在2000M以下，属温寒干旱气候，地面气侯特征以永昌气象站实测资料为代表多年平均气温为48，一月100,七月175,绝对最高气温325，绝对最低气温267；多年平均降水量1851MM，主要集中在59月，占全年降水量的837；多年平均蒸发量20006MM20CM蒸发皿，49月蒸发量占全年蒸发量的727；多年平均相对湿度52；春季多风，多年平均风速32M/S，最大风速26M/S，风向多为西风W；冬季最大积雪深度11CM；年日照时数28842H；多年平均霜日数568天。沙沟寺站各气象要素见表21。东大河沙沟寺站气象要素统计表表21单位一二三四五六七八九十十一十二年平均降水量MM13318619136643261867245722146083143绝对最高气温8811620725526227930312592271810231绝对最低气温29524211255705351577145215265295月平均气温147119492268117138119720771117月平均风速M/S1112101212989891112各月最大风力级787777566778相应风向SSWSSENESWSSSENESSWESWSESSES22年径流221径流系列的插补延长沙沟寺水文站1954年5月设站，观测到1970年止，控制汇水面积1545KM2，1971年1月起，因受渠道的影响，基本断面下迁25KM，控制汇水面积1614KM2，资料观测到1987年3月止；沙沟寺水文站新老断面控制汇水面积相差44，参照规范“工程地点与设计站的集水面积相差不超过3时，工程地点的径流设计值可直接采用设计站的径流分析成果。当两者集水面积相差超过3，但小于15，则应按面积比修正。”的规定，沙沟寺水文站新老断面径流本应按面积比修正，但考虑到超过范围不大，东大河主要产流在皇城以上的上游区，建立东大河沙沟寺站与临近的西大河插剑门站年径流深相关关系，可以看出1970年以前与1971年以后的点据无明显的系统偏离，故沙沟寺站新老断面的观测资料可以合并统计，不再进行修正。本次计算中沙沟寺水文站的控制汇水面积以1545KM2计。1985年12月24日上游皇城滩水库建成开始蓄水，1986年以后刊布的流量资料经水库调节已改变了天然过程，这样沙沟寺水文站有（1954年7月1985年6月）N31年天然实测径流系列。本次设计收集到上游皇城滩水库1986年2005共计20年出库平均流量资料。本次月牙崖电站设计采用沙沟寺站1954年7月1986年6月31年径流资料扣除皇城滩寺区相应年份径流后，将皇城滩水库1986年7月2005年6月共20年径流资料一并加入，合并统计，这样，皇城水库共有调节年度（1954年7月2005年6月）N51年径流系列。222系列代表性分析采用滑动平均进行统计参数的稳定性分析，采用差积曲线法进行统计参数的代表性分析。经对1954年7月2005年6月N51年的年平均流量系列进行20年以上子系列的滑动均值与CV的计算可知，系列愈长，愈趋于稳定，说明变化是比较稳定的。223电站的径流分析计算根据皇城水库调节年度（1954年7月2005年6月）N51年径流系列资料，经统计分析参数如下Q0900M3/SCV018CS2CV电站枢纽处不同频率径流成果如表22所列。月牙崖水电站设计年径流成果表表22统计参数QPM3/SFKM2Q0M3/SCVCS/CVP15P25P50P75P8510309000182108101891792732223径流的年内分配东大河径流的年内变化分四个时期69月份径流主要靠降水补给，10月份为退水期，113月份稳定为枯水期，径流主要靠地下水补给，45月份径流除地下水补给外尚有冰雪融水补给。采用皇城滩水库出库资料（调节年度1986年7月2002年6月）N16年实测资料进行分配，推求月牙崖电站设计频率年径流的年内分配。选取1988719896为丰水年（P15）典型，1993719946为平水年P50典型，1999720006为枯水年（P85）典型，按设计年水量进行控制缩放，得电站相应频率的月、年径流量。成果见表23、24。月牙崖水电站设计年径流分配表调节年度76月表23月份项目七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月五月六月年平均M3/S典型年1988719896203168139135575422563545263546181188109月牙崖电站P15丰水年流量20216713813457419559541261542180187108典型年1996719976195131111348506814503