15 引水系统充水放水方案(备查资料1).doc

阿坝州理县一颗印二级水电站工程阿坝州理县一颗印二级水电站工程 蓄水及机组 蓄水及机组 1 1 2 2 3 3 启动阶段验收 启动阶段验收 引水系统充水放水方案引水系统充水放水方案 四川水利职业技术学院工程勘察设计院四川水利职业技术学院工程勘察设计院 20102010 年年 8 8 月月 理县一颗印二级水电站理县一颗印二级水电站 蓄水及机组启动阶段验收资料之十五蓄水及机组启动阶段验收资料之十五 1 批准 批准 周建中周建中 审查 审查 于建华于建华 校核 校核 袁兴惠袁兴惠 李忠平李忠平 董千里董千里 编写 编写 冯黎兵冯黎兵 何晓初何晓初 李忠平李忠平 目目 录录 1 概述概述 1 2 引水系统充水方案引水系统充水方案 7 2 1 水文 7 2 2 土建工程 11 2 3 引水系统充放水方案 12 2 4 引水系统试运行 15 2 5 引水系统放空检查 17 1 1 1 概述概述 一颗印二级电站取水口位于一颗印沟下游段 接一级电站尾水渠 并汇入 区间径流 厂址布置在日脚沟与杂谷脑河的交汇处 厂址以上集水面积为 2359km2 流域内乡村公路贯通全沟 对外交通方便 日脚沟流域与一颗印沟为相邻流域 一颗印沟与日脚沟均为杂谷脑河上游 右岸一级支流 皆发源于理县与汶川县交界处的海子塘 一颗印沟源头高程为 4080m 日脚沟源头高程为 5261m 一颗印沟长 14km 流域面积 47 2km2 河道 的平坡坡降 161 由东向北在一颗印汇入杂谷脑河 日脚沟长 12 7km 流域 面积 36 2km2 河道的平坡坡降 171 5 日脚沟由东向北在五王安汇入杂谷脑 河 一颗印二级电站工程特性如下 工程特性表工程特性表 序号及名称单 位数 量备 注 一 水文 1 流域面积 坝址以上 km2 42 9 26 4 厂址以上 km2 2359 2 利用水文系列年限年 44 3 多年平均年径流量亿 m3 0 363 0 224 取水口 4 代表性流量 多年平均流量 m3 s1 15 0 71 取水口 5 洪水 闸址设计洪水 p 3 33 m3 s53 4 47 5 闸址校核洪水 p 1 m3 s67 7 60 6 厂址设计洪水 p 3 33 m3 s432 厂址校核洪水 p 2 m3 s459 6 泥沙 多年平均悬移质年输沙量万 t 1 22 0 75 多年平均含沙量 kg m3 0 338 多年平均推移质年输沙量万 t 0 24 0 15 二 水库 1 水库水位 2 正常蓄水位相应水库面积万 m2 3 回水长度 km 4 水库容积 2 5 调节特性无调节 三 下泄流量及相应下游水位 四 工程效益指标 1 发电效益 装机容量 kw 9600 保证出力 P 90 kw 1522 多年平均年发电量万 kw h 4322 年利用小时数 h 4502 五 淹没损失及工程永久占地 1 淹没耕地亩无 2 迁移人口人无 3 改线公路长度 KM 无 4 工程永久占地亩 21 52 六 主要建筑物及设备 首部枢纽 一颗印沟取水口 1 挡水建筑物 型式底格拦栅坝 地基特性砂卵石夹土 地震基本烈度度 7 设防烈度度 7 顶部高程米 2195 80 最大坝高米 3 6 坝顶长度米 15 7 2 节制闸 型式平板闸门潜孔式 地基岩性砂卵石夹土 闸孔尺寸 M1 1 5 1 5 孔数 高 宽 底板高程 M2193 80 3 冲沙闸 型式平板闸门开敞式 地基岩性砂卵石夹土 闸孔尺寸 M1 0 8 0 8 开敞式 底板高程 M2184 23 潜孔 4 工作闸 型式平板闸门开敞式 地基岩性砂卵石夹土 闸孔尺寸 M1 2 0 2 2 开敞式 底板高程 M2185 23 潜孔 二 引水系统 1 引水隧洞 地基特性基岩 3 长度 M1345 23 断面尺寸 b h m2 0 2 0 衬砌型式喷砼 引用流量 m3 s 3 5 取水底板高程 m 拦污栅尺寸 m2 0 2 0 2 前池 形式洞内 长度 M25 5 3 压力钢管 条数条 1 长度米 674 3 内径米 1 0 4 厂房 型式地面式引水地面式 地基岩性砂卵石 主厂房尺寸 长 宽 m40 13 1 净空尺寸 发电机层地面高程 m 1812 90 5 开关站 型式地面式户外式 地基岩性砂卵石 面积 长 宽 m247 15 6 主要机电设备 1 水轮机型号 CJA237 W 130 1 14 台数台 3 额定转速 r min 600 吸出高度 m 大于 2m 最大工作水头 m378 最小工作水头 m 358 额定水头 m 366 额定流量 m3 s 1 1 2 发电机型号 SFW3200 10 1730 台数台 3 额定容量 kw3200 额定电压 KV6 3 额定功率因数 0 8 额定转速 r min 600 3 主变压器型号 台数台 1 容量 KVA20000 电压比 KV 6 3 38 5 110 4 厂内起重机型式 型号 SSQ 20 5 4 起重量 t20 5 5 调速器 型号 CJWT 1 6 励磁装置 型号 WKLI P 励磁电流 268 励磁电压 99 强励倍数 1 8 7 输电线路 电压 KV 35 110 回路数回 1 1 长度 M3322 3645 同塔双回 1120 米 8 金属结构 t 七 施工 1 主体工程数量 土石方明挖 m3 16840 石方开挖 m36731 石方填筑 m33915 砼工程 m35848 4 砼石方工程 6731 2 主要建筑材料 水泥 t2437 钢材 t364 砂 m35721 石 m34558 3 所需劳动力 总工日万工日 13 29 平均人数人 336 高峰人数人 437 4 施工临时房屋 m2150 5 施工导流方式简易明渠导流 6 施工临时占地亩 10 7 施工期限 投产工期月 16 总工期月 18 八 经济指标 1 静态总投资万元 5998 24 建筑工程万元 2412 56 机电设备及安装工程万元 1700 62 金属结构设备及安装工程万元 501 9 5 临时工程万元 459 69 其他费用万元 576 69 基本预备费万元 282 57 搬迁 占地补偿费万元 水保 环保万元 64 21 3 主要经济指标 单位千瓦时投资元 kw h 6248 单位电能投资元 kw 1 39 投资利润率 7 81 经济内部收益率 17 53 财务内部收益率 9 6 上网电价元 kw h 0 209 2 2 引水系统充水方案引水系统充水方案 2 12 1 水文水文 2 1 12 1 1 流域概况流域概况 一颗印二级水电站位于四川省阿坝州理县境内 距县城约 5 0km 电站取 水口布置在一颗印沟下游段 接一级电站尾水渠并汇入区间径流 距河口约 3 2km 处 控制集水面积 46 1km2 厂址位于杂谷脑河右岸日脚沟沟口的五王安 处 厂址以上集水面积为 2359km2 流域内乡村公路贯通全沟 对外交通方便 日脚沟流域与一颗印沟为相邻流域 日脚沟与一颗印沟为杂谷脑河右岸两 条平行支流 流域自然地理特征与一颗印流域相近 杂谷脑河是岷江上游右岸的一级支流 发源于鹧鸪山 直固山 南麓 自 源头从西北向东南斜贯理县西北 经朴头折向东北 在薛城纳入孟屯沟后向东 于汶川威州镇汇入岷江 杂谷脑河干流长 168km 流域面积 4632km2 河道的平 均坡降 18 4 其中理县以上河长 112km 平均比降 23 0 流域形状呈扇形 南 西 北三面为群山环抱 南面以邛莱山的支脉与草坡河 渔子溪为邻 西 部 西北部以鹧鸪山 邛莱山与大渡河分水 北部以鹧鸪山的支脉与黑水河为 界 流域地势西高东低 流域内山峦起伏 峡谷幽深 河流深切 大部分高山 都在 4000m 以上 沿河两岸山势陡峻 水流湍急 古城以下山势渐缓 河谷逐 6 渐开阔 河道比降也渐缓 流域地处青藏歹字型构造体系的东部边缘地带 主 要为沉积变质岩 经多期强烈褶皱 形成高山高原峡谷 因属褶皱构造 地壳 活动强烈 故岩层破碎 边坡稳定性差 易发生崩塌 滑坡 泥石流 干 支 流两岸 岩石裸露 多悬岩峭壁 因多次遭受地震的影响 山岩破碎 滑体和 崩塌物比比皆是 一颗印沟为杂谷脑河右岸一级支流 发源于理县与汶川县交界处的海子塘 源头高程为 4080m 由南向北在一颗印汇入杂谷脑河 一颗印沟长 14 0km 流 域面积 47 2km2 河道的平均坡降 161 流域形状呈窄长型 流域四面群山环 抱 整个流域地势南高北低 由南向北倾斜 流域内高山起伏 地貌崎岖 相 对高差大 河槽切割深 形成高山峡谷 从源头至河口 地形切割达 1000 2000m 河谷狭窄呈 V 字形 两侧边坡陡峻 河床纵坡较大 多急流 险滩 阶地不发育 是典型的高山峡谷型河流 流域地处青藏高原东部边缘地 带 在构造上以断裂构造为主 褶皱构造次之 岩层受强烈挤压 变形 节理 片理非常发育 岩体破碎 易风化剥蚀 由于山高坡陡 暴雨季节易发生滑坡 泥石流 流域上游森林资源丰富 下游植被较差 流域内人烟稀少 无农业灌 溉活动 也无引蓄工程 水土保持较好 由于植被覆盖率高 河槽下切深 故 枯水期径流稳定 基流甚大 水土保持较好 河流含沙量较小 日脚沟为杂谷脑河右岸一级支流 发源于理县与汶川县交界处的海五塘 源头高程为 5261m 由东向北在五王安汇入杂谷脑河 日脚沟长 12 7km 流域 面积 36 2km2 河道的平均坡降 171 5 流域四面高山环抱 河谷狭窄 河床 深切 呈 V 形 平面形态较为复杂 急弯 卡口较多 两岸和河心常有巨石 突出 岸线极不规则 急滩深潭上下交错 有时呈台阶状 在落差较大的地方 往往形成陡坡 跌水或瀑布 流域水系及工程位置见附图 2 1 2 1 22 1 2 气象气象 2 1 2 12 1 2 1 气象台站气象台站 杂谷脑河流域内设有理县 汶川县气象站 还有上孟 米亚罗 杂谷脑 桑坪等雨量站 理县气象站属于国家气象基本站 位于理县县城 地理坐标为 北纬 31 26 东经 103 10 设立于 1966 年 具有 1966 年至今的气象观 测资料 观测项目齐全 资料完整 精度较高 它距一颗印二级水电站约 7 6km 部分气象雨量站位置见附图 2 1 2 1 2 22 1 2 2 气候特征气候特征 杂谷脑河流域属川西高原气候区 来自北方的冷空气与越过层层障碍到达 本流域的西南 东南暖湿气流 经过高山峡谷地形作用 形成典型的山地季风 气候 即冬季寒冷 干燥晴朗 降水稀少 日照强烈 气温日差较大 11 月至 翌年 4 月有降雨和积雪 夏季多大风 伏旱频繁 因流域地形复杂 相对高差大 气候在地域上差异很大 形成多个小气候 区 从总体上看 降水基本上随海拔的增加而增大 从沙坝到源头米亚罗一带 平均海拔 3000m 以上 是本流域最湿润的地区 降雨 降雪均较大 夏季时有 冰雹 无霜期短 米亚罗多年平均降雨量 787 8mm 大沟至甘堡一带 气候温 和 降水较少 夏季多伏旱 秋季多霜冻 理县多年平均降水量为 613 3mm 降水在时程变化上虽年际变化不大 但年内分配极不均匀 其中 5 10 月为雨 季 占全年降水量的 79 11 月 翌年 4 月仅占 21 甘堡以下至河口是本流 域干旱地区 春季气温回升快 夏季多大风 伏旱严重 秋季降温缓慢 9 10 月常出现阴雨天气 年降水量在 500mm 左右 根据理县气象站气象资料统计 多年平均气温 11 3 极端最高气温 33 7 极端最低气温 11 0 多年平均相对湿度 67 最小相对湿度 0 多 年平均风速 1 6m s 十分钟最大风速 17 0m s 风方 SE 多年平均水面蒸发量 1544mm 20cm 口径蒸发器观测值 最大积雪厚度 13cm 多年平均霜日 57 2 天 最多 71 天 最小 29 天 霜期出现于当年 10 月至翌年 4 月之间 多年平均日照 时数 1671 4h 各气象特征值统计见附表 2 1 杂谷脑河流域气候区划属川西高原气候区 气候特点为 冬季寒冷 干燥 降水稀少 日夜温差大 多大风 夏季受太平洋副高压和青藏高压影响 气候 炎热 有伏旱现象 理县 汶川 气象站气象特征统计表理县 汶川 气象站气象特征统计表 多年平均气温 11 2 12 7 极端最高气温 33 9 35 6 极端最低气温 11 0 7 4 多年平均降水量 mm 613 4 537 9 多年平均相对湿度 66 3 69 8 多年平均蒸发量 mm 1030 5 1593 2 多年平均风速 m s 1 6 2 6 最大风速 m s 17 17 2 1 32 1 3 径流径流 根据所划分的水利年度 对各时段流量系列进行频率计算 用数学期望公 式 P m n 1 100 计算经验频率 以矩法计算均值及变差系数的初始值 用 P 型理论频率曲线适线 确定各计算时段的统计参数及设计值 杂谷脑水文站径流计算成果表杂谷脑水文站径流计算成果表 各频率设计值 QP m3 s 项目 时段 圴值 m3 s CvCs Cv P 10 P 50 P 90 年 5 4 月 64 30 112 073 364 355 3 11 4 月 26 70 162 032 326 421 4 1 3 月 20 40 172 024 920 216 1 一颗印沟取水口径流计算成果表一颗印沟取水口径流计算成果表 各频率设计值 QP m3 s 项目 时段 圴值 m3 s CvCs Cv P 10 P 50 P 90 年 5 4 月 1 150 1121 311 150 99 11 4 月 0 480 1620 580 470 38 1 3 月 0 360 1720 440 360 29 日脚沟取水口径流计算成果表日脚沟取水口径流计算成果表 各频率设计值 QP m3 s 项目 时段 圴值 m3 s CvCs Cv P 10 P 50 P 90 年 5 4 月 0 710 1120 810 710 61 11 4 月 0 300 1620 360 290 23 1 3 月 0 220 1720 270 220 18 一颗印一级水电站取水口与厂房区间径流计算成果表一颗印一级水电站取水口与厂房区间径流计算成果表 各频率设计值 QP m3 s 项目 时段 圴值 m3 s CvCs Cv P 10 P 50 P 90 年 5 4 月 1 230 112 00 090 080 07 9 11 4 月 0 510 162 00 040 0350 028 1 3 月 0 390 172 00 0330 0270 02 2 1 42 1 4 洪水洪水 一颗印二级水电站的分期洪水 按面积比移用杂谷脑水文站的分期洪水成 果 一颗印二级水电站分期洪水计算成果表一颗印二级水电站分期洪水计算成果表 站名 分期 频率 1 月2 月3 月4 月5 9 月10 月11 月12 月 P 5 28 524 728 787 34111627040 2 P 10 27 623 626 774 337514766 238 7 P 20 26 522 324 562 033313062 037 1 厂 址 P 50 24 320 221 043 026910054 033 3 P 5 0 550 470 556 3252 211 71 340 77 P 10 0 530 450 525 3747 610 61 270 74 P 20 0 500 430 474 4944 59 411 190 71 坝 址 P 50 0 460 390 403 1240 97 241 030 63 2 22 2 土建工程土建工程 2 2 12 2 1 工程形象工程形象 首部枢纽主体工程全部达到设计高程 坝顶配电 启闭机施工全部完成 坝顶栏杆安装完成 金属结构及启闭机安装 调试全部完成 左右岸库区保护 施工完成 坝顶装修 铺装层混凝土 修缺处理以及最后清理施工已于 2010 年 6 月底全部施工完成 分部工程 单位工程均已通过验收 引水隧洞工程开挖支护 永久系统支护 钢筋混凝土衬砌以及回填灌浆和 固结灌浆 喷浆等均已完成 并已通过了分布工程验收和单位工程验收 压力管道工程均已完工 并通过了分部工程验收和单位工程验收 发电厂房工程 含装饰装修 均已完工 并通过了分部工程验收和单位工 程验收 10 2 2 22 2 2施工质量评定施工质量评定 引水系统工程质量情况评定汇总表引水系统工程质量情况评定汇总表 单位工 程名称 分部工程名称 单位工 程数量 合格优良 优良率 分部工程质 量评定情况 取水口 1111119989 2 优 金属结构及启闭机安装 404040100 优 压力隧洞9 优 金属结构制作与安装 压力管道上平段 斜井 44250 良 压力管道下平段 32321753 良 岔支管段 37371660 良 引水系 统工程 防渗处理 1212650 合格 2 32 3 引水系统充放水方案引水系统充放水方案 2 3 12 3 1 隧洞充水流量计算隧洞充水流量计算 隧洞充水流量由隧洞进口处的平板闸门控制 根据闸门的开度大小 按平 板闸门闸下自由出流计算公式确定隧洞的充水流量 geb e Q2 1 1 式中 Q 充水流量 m3 s 收缩系数 流量系数 T e b 闸前水深 闸门开度 闸门孔口宽度 m 在不同的闸前水位情况下 隧洞进口闸门开度与流量关系计算成果如下表所 示 闸门开度 流量关系计算成果表闸门开度 流量关系计算成果表 闸前水位 m 闸门开度 cm 流量 m3 s 孔口流速 m s 2186 1350 2462 46 2186 6350 313 1 2187 1350 353 5 2186 13100 4762 38 11 2186 63100 6073 03 2187 13100 7153 58 2186 13200 892 2 2186 63201 23 2187 13201 393 48 2 3 22 3 2 充水前形象面貌要求充水前形象面貌要求 1 进水口各项工作完成 包括现场清理 各类灌浆 工作闸门起吊设施 金属闸门及其电气设备安装和调试完成 具备运行及局部开启条件 目前该项 工作已完成 2 引水隧洞混凝土衬砌施工完成 各部位回填灌浆和固结灌浆完成 且 灌浆完成后待强时间已达 14 天以上 目前正进行剩余少量喷浆工作内容施工 3 引水隧洞里程标记基本已完成 4 各类观测设备的安装及调试工作完成 并已测得初始数据 目前该项 工作已完成 5 引水隧洞 前池 压力管道内的一切污物 杂质已彻底清除干净 6 尾水渠施工完成 能投入运用 目前该项工作已完成 7 水轮发电机组及其附属设备安装调试完毕 能正常运转 目前该项工 作已基本完成 8 各部位闸门安装完毕 且已调试合格 启闭情况良好 目前该项工作 已完成 9 引水系统充水前 各建筑物均通过了按有关规程规范要求进行的验收 程序 且验收合格 整个引水系统充水期间 将对前池周边 施工隧洞封堵段 包括引水隧洞 压力管道施工等 压力钢管边坡 引水隧洞出口派专人值守进行观察 并做好 记录 如发现渗漏 边坡垮塌等异常情况 应立即报告有关部门 研究采取相 关的处理措施 2 3 32 3 3 引水系统充水程序引水系统充水程序 引水系统由引水隧洞 前池和压力管道组成 引水系统充水按以下程序进 行 12 充水前按以下顺序作好准备工作 检查形象面貌 关闭闸门系统 记录初 始数据 1 各建筑物应达到形象面貌要求 并能投入正常使用 2 关闭隧洞进口工作闸门 压力钢管进人孔门 同时关闭水轮机进水管 前的闸阀 3 检查各观测设备的初始记录情况 在以上工作完成并确认合格以后 即可进行下一步的充水工作 整个引水 系统的充水顺序按压力管道充水 引水隧洞充水的秩序进行 充水过程均由引 水隧洞进口工作闸门控制 引水隧洞充水到一定程度后 有可能会发生涌浪回流 如前池水位过高 涌浪回流会冲击进口闸门平台 所以 在引水隧洞充水时 进水口平台上要撤 走非工作人员和非使用设备 以策安全 引水系统充水分三节进行 均在沉砂池水位稳定在 2187 13m 时进行 第一节 局部开启首部进口闸门对压力管道进行充水 闸门开度为 5cm 充水流量约为 0 35m3 s 水流到达压力管道首端时间约 30 分钟 在闸门开启约 15 分钟后关闭进口工作闸门 停止充水 第一节充水完成 第一节充水大约至 压力管道 5 镇墩 1945 57m 高程 观测压力管道压力表读数 稳定 3 小时 观 查施工隧洞 压力钢管边坡有无变形 渗漏等情况 观测钢管变形 应力 各 监测仪器进行数据测量 若发现有异常情况 应立即停止充水 放水检查 若 情况正常 再进行第二次充水 第二节 局部开启首部进口闸门对引水隧洞进行充水 闸门开度为 5cm 充水流量为约 0 35m3 s 在闸门开启约 20 分钟后关闭进口闸门 停止充水 第 二节充水完成 第二节充水大约至引水隧洞前池 隧洞底板高程 2184 55m 观 测压力管道压力表读数 稳定 3 小时 观察施工隧洞 压力钢管边坡有无变形 渗漏等情况 观测钢管变形 应力 各监测仪器进行数据测量 若发现有异常 情况 应立即停止充水 放水检查 第三节 局部开启首部进口闸门对引水隧洞进行充水直至完成 闸门开度 为 10cm 充水流量约为 0 715m3 s 在闸门开启约 2 小时后关闭进口工作闸门 停止充水 第三节充水完成 隧洞满水后要检查隧洞漏水情况并及时分析监测 13 设备测量的数据 引水系统初次充水时间约为 1 天 在整个引水系统充水过程中 充水水压 变化率不大于 10m h 水柱 首次充水完成后 应放空压力管道及引水隧洞进行全面检查 2 42 4 引水系统试运行引水系统试运行 2 4 12 4 1 引水隧洞运行要求引水隧洞运行要求 引水隧洞沿线最大内水压力 2 58m 水头 按引水隧洞底板计 出现在引水 隧洞末端 最小内水压力 1 8m 水头 按引水隧洞底板计 出现在进口 1 1 引水隧洞运行要求引水隧洞运行要求 a 当隧洞充水时 进口工作闸前水位在沉砂池水位 2187 13m 高程 闸门 开度 5 10cm 充水完成后 沉砂池水位保持不变 b 在充水过程或运行过程中 应注意观察引水隧洞的变形 同时观察其堵 头周边有无漏水情况 充水过程中应随时检查 充水后第一周应每天检查一次 第二至四周应每周一次 并作好记录 第四周后应安排定期检查 并作好记录 c 隧洞充水过程及电站运行初期 要求观察引水隧洞较大塌方段临近的地 貌及地表沟谷有无异常情况 以监视过沟及塌方洞段的运行 2 4 22 4 2 前池运行要求前池运行要求 1 1 正常运行 正常运行 由于整条引水隧洞采用混合型衬砌方式 隧洞糙率及水头损失均难以精确 计算 为了解隧洞糙率 及水头损失的实际情况 机组 一台或两台 开启前 后对进水口水位 隧洞中得测压表及前池的水位 气压等进行同步观测 并将 成果提交设计单位 以推求隧洞的实际糙率及水头损失值 指导下一步前池增 弃负荷试验以及为电站今后的安全运行收集可靠的基本数据 2 2 增负荷试验 增负荷试验 由于每台机组增荷时 前池水位将产生较大波动 为防止不利的涌浪叠加 14 机组增加负荷应按如下要求逐步进行 负荷从 0MW 增至一台机组满负荷 3 2MW 负荷从 3 2MW 增至第二台机组满负荷 6 4MW 负荷从 6 4MW 增至第二台机组满负荷 9 6MW 为避免在增荷过程中 涌浪水位在未稳定的条件下突然出现机组丢弃全部 负荷 产生不利的涌浪叠加的情况 要求每阶段之间的间隔时间不少于 10min 3 3 丢负荷试验 丢负荷试验 机组丢弃负荷时机组喷针关闭时间为 7 秒 为避免在丢荷过程中 涌浪水 位在未稳定的条件下