汾市电站增效扩容改造工程初步设计报告

资 质 等 级：乙 级国 设 证 号：A244019658湖南省 临武县汾市电站增效扩容改造工程初步设计报告(送审稿)韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司二O一二年七月目 录汾市水电站电站工程特性表11 综合说明11.1汾市水电站基本情况11.2电站运行现状及存在的主要问题21.3电站综合能效评价31.4电站增效扩容的可行性评价41.5电站技术改造目标与内容41.6工程概算51.7经济评价62 现状分析与评价72.1电站现状分析72.2电站综合能效评价112.3电站技术改造目标133 水 文153.1流域概况153.2气象153.3 水文基本资料及代表性分析153.4 径流计算163.5 洪水14工程地质44.1概述44.2区域构造稳定性54.3工程地质及评价74.4砌体及岩石物理力学建议值85 工程任务与规模95.1 流域开发概况95.2水能计算105.3装机容量选择155.4工程改造任务与规模166 土建工程复核及改造设计196.1拦河坝复核及改造设计196.2引水系统水力改造设计216.3电站厂房复核及改造设计236.4升压站（土建）改造设计256.5土建工程量267 发电机与水力机械277.1 发电机及水力机械存在的主要问题277.2发电机及水力机械改造方案277.3辅助设备改造设计308 电气设备改造设计328.1电气一次改造设计328.2电气二次348.3机电设备布置389 金属结构3910施工组织设计4010.1施工条件4010.2主体工程施工4110.3施工交通运输4810.4施工总进度4910.5施工资源供应5011 环保、水保5211.1施工期间环境保护5211.2水土保持5412 工程管理5512.1管理机构5512.2工程管理范围和设施5613工程概算5713.1工程概况5713.2编制依据5813.3定额依据5813.4基础单价5813.5建安工程费用构成5913.6预备费6013.7总概算投资6014经济评价6214.1基本依据和基础资料6214.2 财务评价6214.3国民经济评价6314.4评价结论63汾市水电站电站工程特性表序号指标名称单位现状本次改造备注1流域水文1.1拦河坝坝址以上集雨面积km28268261.2多年平均降雨量m m165016501.3多年平均径流量亿m311.2711.271.4多年平均径流流量m3/s35.7235.721.5坝址洪水设计洪峰流量（P=5%）m3/s1594.95校核洪峰流量（P=2%）m3/s2194.021.6厂房特征水位校核洪水位m224.92设计洪水位m224.452主要建筑物2.1拦河坝型式浆砌石重力坝坝顶高程m228.5228.5最大坝高m4.84.8坝顶轴线长m5757库容万m30.82堰型WES实用堰堰顶宽度m5757消能方式底流消能2.2引水渠道渠道全长m35003500渠道净宽m6.26.2设计水深m1.61.6渠深m22设计流量 m3/s1513.2坡降i20002000糙率系数n0.0200.0192.4电站建筑物装机容量KW/台2125+11252160+12001#厂房m m12.68.212.68.22#厂房m m11.66.711.66.71#厂房结构砖混结构发电机层高程m2262263机电设备设计水头m5.55.5设计引用流量m3/s9.1511.76机组台数台331#、2#水轮机TDT03-LM-80ZD475-LM-1001#、2#发电机TS5N59/41-8SF160-16/9903#水轮机TDT03-LM-80ZD475-LM-1003#发电机TSL85/24-12SF200-16/990调速器手调GYWT-300/ GYWT -600吊车无无4升压站设备主变压器KVA/台500/1800/1主变型号SL7-500/10S11800KVA/10KV5施工5.1主体工程土石方开挖m31085浆砌石m3115混凝土挫除m3170混凝土浇筑m3100钢筋钢材制安t0.57模板m240水轮发电机组拆除/安装台套3调速器拆除/安装台套35.2主要建筑材料河砂m3112.1碎石m380卵石m3124.2水泥t49钢筋t0.54钢材t0.09汽油t0.15柴油t0.01总工日万工时1.226经济指标6.1静态总投资万元178.48主体工程万元168.23其中：建筑工程万元25.74机电设备及安装工程万元108.57施工临时工程万元1.07独立费用万元17.47基本预备费万元8.56.2综合利用经济指标年发电量万kwh180（近3年平均）291.27（理论计算）改造后增发电量万kwh111.27（61.8%）多年平均利用小时h64255600单位千瓦投资万元343261 综合说明1.1汾市水电站基本情况汾市水电站坝址位于武水河中上游的临武县汾市乡南岸村境内，距乡政府驻地约4km，距临武县城20km，有村通水泥公路直达厂区，交通较便利 (见汾市水电站地理位置图)。汾市水电站电站建于1966年，为引水式径流电站，电站主要建筑物由拦河坝、引水渠道、电站厂房、升压站等组成。电站拦河坝位于汾市乡渡头村附近，坝型为浆砌石滚水坝，坝址以上集雨面积826km2，坝顶高程为228.5m，溢流堰堰型为WES实用堰，溢流堰宽2m，坝高4.8m，坝长57m。电站引水为明渠引水，位于河道右岸，渠道为土方结构，全长3.5km，明渠设计宽6.2m，高2m，流量为15m3/s。由于渠道长年运行、河沙淤积、山体滑坡、年久失修，现装实际过流能力仅约8m3/s。电站发电厂房位于拦河坝下游3.5km的汾市乡南岸村处，分为1#厂房和2#厂房，两座厂房上部均为砖混结构，下部为大体积混凝土结构。电站原设计装机4台，但实际装机为3台单机容量为125的机组，其中1#、2#机组位于1#厂房内，为异轴皮带传动式轴流机组，水轮机型号为TDT03-LM-80，配套发电机型号为TS5N59/41-8，1#厂房发电机层地面高程226m，平面尺寸为12.68.2m，高5.0m。1#、2#机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸3.12.0m，进水口设有拦污栅及闸门，拦污栅平面尺寸3.42.3m，闸门尺寸为3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用两台10螺杆式启闭机启闭。3#机组位于2#厂房内，为1972年改造的同轴式轴流机组，水轮机型号为TDT03-LM-80，发电机型号为TSL85/24-12，机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸3.12.0m，进水口设有拦污栅及铸铁闸门，拦污栅平面尺寸3.42.3m，闸门尺寸为3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用一台10T螺杆式启闭机启闭。2#厂房发电机层地面高程226m，平面尺寸分别为11.66.7m，高5.0m。升压站位于两厂房中间，地面高程227m，平面尺寸7.26.5m，有简单栏杆围护，栏杆高1.8m。1.2电站运行现状及存在的主要问题汾市水电站现状共装机3台，总容量3125=375kw，机组已运行40多年，经现场检查和查阅资料，电站运行运行现状及存在的问题如下：电站拦河坝及土建设施比较陈旧，但基本能满足发电运行要求。机组和电气设备已超过使用期限，严重老化，故障率高。机组出力效率明显降低，机组效率水平为75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅330kw左右。水轮机组检修工作量逐年增大。特别是近3 年来，机组检修此处逐年增多，几乎每年都要都主要设备进行大修，更换主要配件，检修时间超过45天，检修费用在5万元以上。发电量逐年减少，近3多年来，年均发电量只有180万kwh左右，仅为理论计算的设计发电量75%左右。调速器失灵,电气设备老化，故障率高。电站主变压器型号为SL7-500/10，主变设备本身容量偏小。由于渠道长年运行、河沙淤积、山体滑坡、年久失修，渠道过流能力达不到设计要求。厂房、值班室结构破损。1.3电站综合能效评价1.3.1电站水能利用评价汾市水电站坝址以上集雨面积826km2，电站本身是不具备调节能力的低水头引水式径流电站。根据代表年径流计算，目前按电站现状装机容量，其理论多年平均发电量应不低于240万kwh，年利用小时为6400h，从理论计算数据来看，电站现状年利用小时偏高，电站引用流量偏小，溢洪道弃水比较频繁，因此，本工程现状可利用水量充足，电站装机容量尚有增大的空间。1.3.2机组运行效率评价汾市水电站现状装有3台立式轴流式水轮发电机组。1#、2#水轮机型号为TDT03-LM-80，水轮机额定出力143kw，配套发电机型号为TS5N59/41-8，额定转速500r/min，额定功率125kw，额定电压0.4kv。3#水轮机型号为TDT03-LM-80，水轮机额定出力143kw，配套发电机型号为TS5N59/41-8，额定转速500r/min，额定功率125kw，额定电压0.4kv。机组投产初期，各机组均能合理超发，年发电量能达到220万度以上，机组效率水平为75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅330kw左右，年发电量呈逐年下降趋势，机组效率水平已低于70%。由于机组出力效率低，单位电能耗水率大大增加，电站发电量大幅度减少，严重影响了电站经济效益的发挥。1.4电站增效扩容的可行性评价汾市水电站现状共装机3台，装机容量为3125=375kw，根据理论计算，平均发电量241.8万kwh，年利用小时为6450h，通过增效扩容改造，电站装机容量可达500-630kw，理论计算年发电量可达250-300万kwh，比现状实际年发电量增加60-110万kwh，增加比例60%以上。且通过理论计算及电站现状运行记录分析，达到以上目标是科学合理的。1.5电站技术改造目标与内容1.5.1电站技术改造目标汾市水电站技术改造的目标就是提高电站综合能效和安全性能，促进水资源综合利用，最大限度增加发电能力，主要目标为：扩大装机容量：汾市水电站设计水头5.5m，现装机容量3125kw。本次根据水文水能计算，对电站进行扩容改造，扩容后的装机为2160+1200kw（详见水文水能计算）。提高发电机组效率：本次改造对水轮机进行更换，效率由现在的不足70%提高到88%以上，发电机组综合效率由现阶段实际运行的不足80%提高到92%以上。增加年发电量：汾市水电站改造前近3年平均发电量为180万度，改造后多年平均发电量为291.27万度，较现状增发电量111.27万度，增加比例61.8%。1.5.2电站技术改造内容汾市水电站电站根据实际资料进行分析计算，并通过相关经济技术比较，经技术设计，改造主要项目如下：一、水力机械设备更新改造水轮机及配套发电机组增容、换新。汾市水电站现有3台125kw水轮机及配套发电机组全部换新，并增容至2160+1200kw，总装机520kw。根据增容换新后所选用的机型，更换所有3台机组调速器，选用与之配套的新型调速器设备。机房泄洪闸加装电动装置，进水闸、拦污栅更换。二、土建设施改造根据更新后机组要求对现有蜗壳及尾水管拆除后重新浇筑钢筋混凝土蜗壳和尾水管。对发电主厂房进行按现代化要求进行重新装修（包括门窗、瓦面木梁等）。对升压站相关设备基础、排架及金属构建等按照设备要求进行重新浇筑和更新处理，励磁变压器更换为容量更大的变压器。对渠道淤积段、沉砂池淤积进行清淤，土渠段，山体滑坡段进行衬砌。三、电气设备更新改造电气一次设备全部更换（包括局部接地装置及防雷保护），所有一次设备均选取当下节能和电网常用产品设备电气二次设备全部更新改造，包括站控层设备改造、现地控制单元改造(现地机组LCU、公用LCU系统)、继电保护设备改造、辅机系统设备改造、测温自动屏改造、仪表改造、计量系统设备改造等。并网线路改造，在现有线路增装刀闸1.6工程概算根据以上改造内容，经各专业设计，本工程总投资为178.48万元，其中土建工程投资25.74万元，机电设备购置及安装费108.57万元，金属结构设备及安装费17.14万元，临时工程费1.07元，独立费用17.47万元，基本预备费8.5万元。1.7经济评价1）财务分析主要指标:项目内部收益率：12.02（所得税后）。项目静态投资回收期为8.49年（所得税后）。以上指标均达到相应规程要求，该项目财务评价可行。 2)国民经济指标:国民经济评价以财务评价为基础，按照影子价格与现行价格调整投资，影子投资为160.64万元。以财务评价电能单价为经济评价影子单价，以财务评价费用扣除相应税费、保险支出为经济评价费用。国民经济内部收益率：21.57国民经济净现值：188.28万元以上指标均达到相应规程要求，该项目国民经济评价可行。经过分析，投资该电站增效扩容有一定的经济效和社会效益，可挖掘发展可再生能源、促进节能减排，也可通过改造达到消除电站安全隐患、保障公共安全的需要，还可以通过改造调整发电用水与生态用水，从而改善河流生态环境、促进人水和谐。希望本次能得到国家的支持，业主愿意尽全力筹资对电站进行全面扩容改造，实现资源发挥最优效益。2 现状分析与评价2.1电站现状分析2.1.1电站建筑物现状基本情况汾市水电站坝址位于武水河上游的临武县汾市乡南岸村境内，距乡政府驻地约4km，距临武县城20km，有村通水泥公路直达厂区，交通较便利。汾市水电站电站建成于1966年，是临武县的第一座水电站工程，该电站为引水式径流电站，电站主要建筑物由拦河坝、引水渠道、电站厂房、升压站等组成。电站拦河坝位于汾市乡渡头村附近，坝型为浆砌石滚水坝，坝址以上集雨面积826km2，坝顶高程为228.5m，溢流堰堰型为WES实用堰，溢流堰宽2m，坝高4.8m，坝长57m。电站引水为明渠引水，位于河道右岸，渠道为土方结构，全长3.5km，明渠设计宽6.2m，高2m，流量为15m3/s。由于渠道长年运行、河沙淤积、山体滑坡、年久失修，现装实际过流能力仅约8m3/s。电站发电厂房位于拦河坝下游3.5km的汾市乡南岸村处，分为1#厂房和2#厂房，两座厂房上部均为砖混结构，下部为大体积混凝土结构。电站原设计装机4台，但实际装机为3台单机容量为125的机组，其中1#、2#机组位于1#厂房内，为异轴皮带传动式轴流机组，水轮机型号为TDT03-LM-80，配套发电机型号为TS5N59/41-8，1#厂房发电机层地面高程226m，平面尺寸分别为12.68.2m，高5.0m。1#、2#机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸3.12.0m，进水口设有拦污栅及钢筋混凝土闸门，拦污栅平面尺寸3.42.3m，闸门尺寸为3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用两台10T螺杆式启闭机启闭。3#机组位于2#厂房内，为1972年改造的同轴式轴流机组，水轮机型号为TDT03-LM-80，发电机型号为TSL85/24-12，机组流道为钢筋混凝土蜗壳，进口平面尺寸3.12.0m，进水口设有拦污栅及铸铁闸门，拦污栅平面尺寸3.42.3m，闸门尺寸为3.72.2m，闸门为铸铁闸门，采用一台10T螺杆式启闭机启闭。2#厂房发电机层地面高程226m，平面尺寸分别为11.66.7m，高5.0m。升压站位于两厂房中间，地面高程227m，平面尺寸7.26.5m，有简单栏杆围护，栏杆高1.8m。2.1.2电站运行现状汾市水电站现状共装机3台，总容量3125=375kw，机组已运行40多年，经现场检查和查阅资料，电站运行现状归纳如下：电站拦河坝运行正常基本能满足发电运行要求：电站拦河坝为浆砌石重力坝，大坝最大坝高4.8m，坝顶轴线长57m，坝址基础为弱风化砂岩，大坝施工时清基比较彻底，根据电站运行资料及本次实地观察，本电站拦河坝坝基岩石及坝体均不存在漏水、开裂及位移等不良现象，电站拦河坝运行良好。渠道淤积严重，实际过流能力小于设计值，电站发电引水为明渠无压引水，全长3.5km，全线基本上为土渠+污工衬砌结构，渠道宽6.2m，高2m，原设计流量为15m3/s，但运行多年来，渠道河沙淤积、年久失修，现实际过流能力仅8m3/s。电站厂房是60年代建设砖混结构建筑，较为陈旧，无开裂、下沉，基本能满足使用要求。电站两座厂房梁、柱等主要结构尺寸基本合理，施工质量尚可，未发现基础下沉、墙体开裂等不良情况，室内布局合理，基本能满足使用要求。进口闸门及启闭设备比较陈旧，但基本能满足电站运行要求。升压站设备基础和构架为60年代低标号砼现浇，历经40多年的风雨侵蚀，有些表层砼已脱落，局部露筋，但没有出现下沉、变形等问题，表象较差，但能维持使用。机组和电气设备已超过使用期限，严重老化，故障率高。发电机组、主变压器、控制保护设备都是上世纪60年代出厂产品，已严重老化，现状均为淘汰产品，有些配件已难以采购，电站虽能勉强维持运转，但故障率高，运行状况差，维修任务大，停电时间长，急需要更新改造。机组出力效率明显降低。机组投产初期，各机组均能合理超发，年发电量能达到220万度以上，机组效率水平为75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅330kw左右，年发电量呈逐年下降趋势，机组出力降低15%以上。机组效率水平已低于70%。水轮机组检修工作量逐年增大。2000年以前，每年检修项目均为常规检查项目，检修时间2530天，检修费用在12万元。而2000年以来，特别是近5年来，机组检修此处逐年增多，几乎每年都要都主要设备进行大修，更换主要配件，检修时间超过45天，检修费用在5万元以上。发电量逐年减少。由于水轮机组出力降低，单位电能耗水率增大，机组检修量增加，检修时间增长，使得机组发电时间和有效发电水量减少。在降雨量相同年份，而发电量却大幅减少。近3多年来，年均发电量只有180万kwh左右，仅为理论计算的设计发电量75%左右。近5年汾市水电站电站年发电量情况详见表2-1。汾市水电站近5年年发电量统计表 表2-1年份年发电量（万kwh）备注2007年188.62008年190.72009年188.92010年172.62011年178.5近3年平均180.02.1.3电站存在的主要问题汾市水电站自1966年投产以来，已运行40多年，鉴于电站建设时机电设备的制造技术水平较低，水轮机选型不理想，以及运行时间长，设备老化磨损严重，电站主要在设备方面存在诸多问题。水轮机空蚀、磨蚀破坏严重水轮机转轮叶片磨损严重。水轮机转轮的材质为普通碳钢，抗空蚀蚀能低，目前，检查发现叶片的空蚀和泥沙磨损较严重，叶片背面的空蚀部位已被气蚀成蜂窝状，叶片实际厚度已减薄很多，叶片出口边局部已薄如刀口。水轮机停机时不能密封，刹车系统失灵，现状三台机组基本靠人工采用木桩刹车和停机。 机组出力、效率逐年下降。本电站水轮机组新机时的效率大约为75-80%，由于水轮机通流部件空蚀、磨蚀导致的水力损失逐渐增50kw左右。 调速器失灵。调速器控制元件磨损老化、调节失灵调速器是八十年代生产的老式产品，备品备件无处采购，修复难度很大电站运行存在安全隐患。电气设备老化，故障率高。电站主变压器型号为SL7-500/9，主变设备本身容量偏小，且正常运行时，噪音及发热情况异常，绝缘电阻达不到标准；发电机出口电缆及控制电缆老化，励磁设备老化，配件难找；控制保护设备都是老式产品，继电器、控制仪表、测量仪表全部是机械式产品，技术水平低，且运行时间长，已严重老化，运行中故障率高，耗电量大，既不安全，又不节能，难以适应电站安全经济运行要求，2.2电站综合能效评价2.2.1电站水能利用评价汾市水电站坝址以上集雨面积826km2，电站本身是不具备调节能力的低水头引水式径流电站，但坝址处集雨面积大，保证流量相对稳定，水能资源优势明显。另外，根据代表年径流计算计算，目前按电站现状装机容量，其理论多年平均发电量应不低于240万kwh，从理论计算数据来看，电站现状年利用小时偏高，从引水渠道过流能力看，电站引用流量偏小，渠道部分为土渠，加之年久失修，漏水比较严重，渠系利用系数低，因此，本工程现状可利用水量充足，电站装机容量尚有增大的空间。2.2.2机组运行效率评价汾市水电站现状装有3台立式轴流式水轮发电机组。1#、2#水轮机型号为TDT03-LM-80，水轮机额定出力143kw，配套发电机型号为TS5N59/41-8，额定转速500r/min，额定功率125kw，额定电压0.4kv。3#水轮机型号为TDT03-LM-80，水轮机额定出力143kw，配套发电机型号为TSL85/24-12，额定转速500r/min，额定功率125kw，额定电压0.4kv。机组投产初期，各机组均能合理超发，年发电量能达到220万度以上，机组效率水平为75-80%。近年来，由于机组汽蚀、磨蚀严重，设备老化等因素，机组出力逐年下降，目前，在额定工况时，电站机组最大出力仅330kw左右，年发电量呈逐年下降趋势，机组效率水平已低于70%。由于机组出力效率低，单位电能耗水率大大增加，电站发电量大幅度减少，严重影响了电站经济效益的发挥。2.2.3电站增效扩容的可行性评价汾市水电站现状共装机3台，装机容量为3125=375kw，根据理论计算，年平均发电量240万kwh，通过增效扩容改造，可达到设计装机容量要求。且通过理论计算及电站现状运行记录分析，达到以上目标是科学合理的，理由如下：上游集雨面积较大，水能资源丰富，流域供水量能满足发电量要求。根据水文和代表年径流计算，汾市水电站多年平均径流量为6.53108m3。根据水机水能计算，改造后每kwh电量耗水88.3m3，发电量291.27万kwh需要供水量2.57108m3，流域径流量能满足要求。引水建筑物经恢复性改造后，能满足输送流量要求。本电站为引水式径流电站，电站发电引水道无压明渠流，全长3.5km，原设计过流量15m3/s，根据水力复核（详见第6章），现有引水明渠按照原设计断面局部进行清淤和改造后，能满足电站改造后发电引用流量的要求。厂房及升压站建筑物结构尺寸能满足技术改造要求。本次技术改造水轮发电机组台数和主变压器台数不增加，控制保护采用微机自动化装置，配电屏柜及设备台数还的所减少，厂房及升压站原有建筑物结构及尺寸都能满足改造要求。更换水轮发电机组，出力效率会大幅度提高。原有水轮机组因机型选择不合理、老化磨蚀严重，出力效率目前已低于70%，用新型机组更换后，机组综合出力效率可达到80%以上，与现状相比，机组出力效率可增加10%以上，单位电量耗水率降低，水量利用率提高，将大大增加年发电总量。输电线路输送容量能满足电力输送要求。目前电站装机容量为375kW，改造后电站装机容量为375kW，按功率因素0.8计算，最大输送电流为400A。LGJ-50导线可满足电能输送要求。电量上网不存在问题。汾市水电站原已有10KV高压输电线路与系统35KV汾市变电站10KV侧进出线连接，故电站扩容增效改造后不需新建输电线路。电站出线升压后，直接连上原已到位的10KV线路即可。电站至汾市变电站并网线路长1.5km需改造，在现有线路的竹树脚村段和南岸村段分别增设刀闸。从以上分析说明，汾市水电站电站进行增效改造的条件基本上能满足，所以，对汾市水电站电站进行增效扩容改造是可行的。2.3电站技术改造目标汾市水电站技术改造的目标就是提高电站综合能效和安全性能，促进水资源综合利用，最大限度增加发电能力，主要目标为：扩大装机容量：汾市水电站设计水头5.5m，现装机容量3125kw。本次根据水文水能计算，对电站进行扩容改造，扩容后的装机为2160+1200kw（详见水文水能计算）。提高发电机组效率：本次改造对水轮机进行更换，效率由现在的不足70%提高到88%以上，发电机组综合效率由现阶段实际运行的不足80%提高到92%以上。增加年发电量：汾市水电站改造前近3年平均发电量为180万度，改造后多年平均发电量为291.27万度，较现状增发电量111.27万度，增加比例61.8%。3 水文 3.1流域概况汾市水电站位于武水河中上游，武水是珠江水系北江的一级支流，主干发源临武县的三峰岭，从宜章县的浆水乡入境宜章，在广东坪石水口与长乐水汇合，在韶关市与滇水汇合归北江。武水干流平均坡降1.49，多年平均径流总量11.267亿m，多年平均流量35.72m3/s。武水属山溪性河流。上游河面较宽，河宽一般在60m左右，两岸崇山峻岭，土壤为酸性红壤和红砂岩，植被良好，中下游两岸山峦起伏重叠，高程在200300m之间。土壤为红壤，岩石为砂岩与石灰岩，土壤植被良好。下游两岸多为小山岗，高程大部分在50m以下，土壤为红色粘土，植被较差。汾市水电站为引水式径流电站，电站拦河坝为浆砌石重力溢流坝，最大坝高4.8m，坝址以上集雨面积826km2，该电站是一座无调节能力的低水头径流式电站，3.2气象临武县境地处中低纬度区，气候温和，雨量充沛，光热充足。据县气象局资料（1959-1999）表明，多年平均降雨量1650mm，多年平均雨日162天，降雨主要集中在4-7月份，并常有暴雨发生。8-9月份受台风影响，亦有暴雨发生，11月份次年1月份雨量最小。多年平均气温为17.9，极端低温-6.7，极端高温39.0；多年平均无霜期296天，多年平均日照1615.1小时；多年平均风速2.9m/s，最大风速24m/s。3.3 水文基本资料及代表性分析汾市水电站位于临武县汾市乡南岸村境内，坝址以上干流长度53.6km，控制流域面积826km2，电站坝址处无水文观测站，下游约3km处有隶属湖南省水文水资源局的水文站汾市水文站。汾市水文站始设于1958年12月19日，地理位置位于湖南省临武县汾市乡桐尾村，所在流域为本工程的下游约8km处，汾市水文站控制流域面积为880km2，干流长度59.6km，与本电站属同一流域，距离非常近，位于本电站坝址下游约8km处，集雨面积及地面条件相近。根据以上分析，汾市水文站水文条件，流域关系，集雨面积等，均与本工程接近，其观测资料的精度基本上按照国家有关技术规范的要求进行实测、整编、校核和审查，均为专业单位和专业人员整编或整理，资料真实可靠，且资料系列长，具有较强的代表性，资料可靠，因而本次设计拟采用汾市水文站观测系列资料进行水文分析计算。汾市水文站水文观测资料相当完备，本次收集该站1969年-2009年的共41年的水文资料成果，详见表3-1。汾市水文站水文资料 表3-1序号名称系列年限系列长度备注1年径流总量1959-198941年2日径流流量1959-198941年4年降雨量资料1959-198941年3.4 径流计算3.4.1径流资料、频率分析及代表年选取根据上节选取的汾市水文站为参证站，由汾市水文气象资料汇编查得该站1969年至2009年共31年的实测降雨资料和年径流量资料，径流资料系列详见表3-2。48汾市水文站实测年平均径流资料成果表 表3-2年份年均径流（m3/s)年份年均径流（m3/s)年份年均径流（m3/s)196912.98198421.54 199923.67 197031.54 198538.72 200026.05 197139.76 198631.30 200123.61 197223.53 198726.95 200250.56 197312.84 198820.78 200328.74 197424.59 198919.59 200415.04 197514.30 199021.31 200527.58 197615.57 199130.09 200615.32 197717.86 199227.58 200732.69 197835.47 199330.27 200817.36 197916.38 199424.62 200915.91 198035.35 199524.76 198123.74 199620.01 198219.88 199722.86 198340.34 199823.56 根据以上整理后的径流系列数据，对本次收集的汾市水文站41年的年均径流流量系列进行频率分析，频率计算公式：经验频率计算公式用上述公式估算经验频率后，采用P-曲线适目测适线，得出汾市水文站年平均径流频率曲线及汾市来水量及年均流量频率成果详见表3-3。汾市水文站年径流量及流量频率成果表 表3-3项目均值1025507590年径流流量（m3/s）22.9834.79 29.51 20.78 16.57 13.23 按照小水电水能设计规程(SL 76-2009)的规定，根据本电站建设规模，确定本站设计保证率取85%。典型年的选定应满足以下要求： 丰、平、枯三个典型年的年径流应与设计年径流相近； 所选丰、平、枯三个典型年的年径流均值应接近多年平均径流； 所选丰、平、枯三个典型年的年径流年内分配应是较为不利年份。 采用丰、平、枯三个代表年的频率分别为15%、50%、85%。根据以上频率分析成果及代表年选取原则，本工程参证站代表年选择：P=85%枯水年,1969年,年均流量为13.98m3/s。P=50%平水年,1988年,年均流量为20.78m3/s。P=15%丰水年,1970年,年均流量为31.54m3/s。根据汾市水文站水文气象资料汇编查得汾市三个代表年逐日径流流量资料见表3-4、3-5、3-6。汾市水文站1969年逐日迳流资料 表3-4 月日 一二三四五六七八九十十一十二1 2.15 7.30 14.80 9.48 29.00 9.10 12.60 13.40 4.36 4.11 11.80 5.47 2 2.30 5.75 15.70 12.20 18.80 8.02 10.20 8.74 3.60 4.36 11.40 5.75 3 2.30 5.75 14.30 14.80 12.20 17.20 8.74 6.99 4.64 3.86 11.00 5.19 4 2.48 5.75 14.30 16.20 9.48 18.30 7.66 8.74 3.60 3.60 11.00 5.47 5 2.48 6.68 14.30 24.60 9.86 13.90 7.30 9.48 4.11 3.35 10.20 5.19 6 2.68 5.75 22.70 18.30 14.80 13.40 6.68 9.86 4.92 2.88 9.48 4.64 7 2.48 5.75 81.00 14.80 29.00 16.20 5.75 14.80 4.36 2.88 9.10 5.19 8 2.48 7.66 60.70 12.60 56.30 18.80 5.47 19.80 4.36 2.68 8.74 5.19 9 2.30 10.60 65.00 11.00 24.00 28.40 4.92 14.30 4.36 2.48 7.66 4.92 10 1.87 11.80 42.60 8.38 16.20 33.00 5.19 10.20 3.86 2.48 7.30 4.64 11 2.88 11.80 44.20 6.99 12.20 58.00 5.19 10.60 3.86 2.30 6.06 4.36 12 5.47 13.40 36.70 6.68 10.20 34.50 4.92 12.20 3.60 3.35 6.37 4.11 13 6.37 10.20 27.10 8.38 59.80 19.80 3.86 15.70 3.35 2.88 6.37 4.11 14 6.99 8.02 22.10 7.66 34.50 14.80 3.86 13.90 2.88 7.30 6.06 3.86 15 8.02 6.37 19.80 8.38 22.70 11.80 3.35 11.00 2.68 16.70 10.20 3.35 16 6.99 5.75 20.90 8.74 53.00 9.86 2.15 8.38 2.68 11.80 9.86 3.60 17 6.37 5.47 17.20 8.02 181.00 8.38 3.10 6.99 2.88 41.10 8.74 3.35 18 6.68 6.06 14.80 7.30 99.30 8.02 3.11 5.75 2.48 8.50 9.86 3.35 19 6.37 9.48 13.40 8.02 53.00 7.30 3.35 4.92 2.88 25.80 13.90 3.35 20 5.75 9.10 12.60 7.66 91.60 6.37 3.60 4.36 2.88 17.20 15.20 3.10 21 5.19 7.30 11.00 8.38 64.10 5.47 4.92 4.64 2.68 16.20 13.90 3.10 22 5.19 6.68 9.86 15.70 41.10 9.86 4.36 6.06 2.48 37.40 12.60 2.88 23 4.36 6.06 9.10 11.40 29.70 16.70 4.36 4.64 2.30 38.10 10.60 3.10 24 4.11 10.20 8.74 10.60 25.20 11.40 3.60 3.35 4.92 46.50 9.48 3.10 25 4.11 13.90 8.38 9.11 18.30 9.11 10.60 288.00 4.36 60.70 9.10 3.10 26 3.86 15.70 7.66 17.80 15.70 6.99 7.30 2.68 3.35 53.00 8.38 2.88 27 3.35 17.80 6.99 21.50 35.20 231.00 5.19 4.64 3.10 32.30 7.66 3.10 28 3.10 16.70 6.68 10.00 21.50 68.00 4.64 9.10 3.10 20.90 6.99 3.35 29 2.88 15.20 14.30 15.20 27.70 17.20 6.99 3.86 17.80 6.68 3.10 30 3.60 13.00 13.40 11.40 18.30 35.90 5.75 4.11 14.80 6.06 3.35 31 9.48 11.00 10.20 20.90 4.64 13.00 2.88 汾市水文站1988年逐日迳流资料 表3-5 月日 一二三四五六七八九十十一十二1 5.51 10.60 44.70 65.30 20.60 31.20 13.20 13.80 12.80 7.85 18.30 5.98 2 5.85 12.50 36.00 54.20 18.00 25.10 11.70 13.00 10.90 8.57 13.30 5.99 3 6.55 11.90 28.70 46.00 17.00 21.20 10.40 9.51 9.48 7.81 11.50 5.65 4 6.43 13.30 29.50 39.20 19.20 17.40 7.40 9.28 46.10 8.05 10.20 5.87 5 6.17 12.50 26.50 33.30 17.90 14.70 7.36 8.76 66.40 7.47 9.19 6.10 6 6.31 11.20 23.00 33.00 21.50 11.90 6.38 8.32 32.50 7.85