湟水水电站综合说明.doc

综合说明1. 1 概况湟水水电站工程位于黄河支流湟水下游干流上，是甘肃省水利水电勘测设计研究院2005年12月编制的甘肃省湟水河下游河段水电梯级开发意见（以下简称开发意见）中规划的第五座电站，其地理位置在行政区划上左岸隶属甘肃省兰州市红古区花庄镇王家庄村，右岸隶属青海省民和县马场垣乡毛洞川村，上游为在建的新庄水电站，装机容量3.75MW，设计尾水位1665.25m，下游为在建的白川水电站，装机容量36MW，正常蓄水位1655.00m，湟水水电站是利用新庄水电站白川水电站之间河道天然落差修建的河床式水电站，工程建设的主要任务是发电。2006年9月，我院受甘肃华唐电力投资集团有限公司的委托，在开发意见成果的基础上，展开湟水水电站预可行性研究设计阶段的设计工作，开发意见中湟水水电站采用引水式开发方案，其进水口直接与在建的新庄水电站尾水相接，正常蓄水位1665.0m，设计水头7.5m，设计流量96m3/s，装机容量6.4MW。随着设计阶段精度的不同和勘测设计工作的深入，我院在对引水式和河床式开发方式进行经济技术比较后最终确定采用河床式开发方案，并于2007年7月，完成甘肃省湟水湟水水电站工程预可行性研究报告（初步成果）（以下简称初步成果），同年11月，业主聘请有关专家对初步成果进行了内部评审，提出了许多宝贵意见，我院在综合内部评审意见后完成甘肃省湟水湟水水电站工程预可行性研究报告及附图集。湟水水电站为低坝河床式水电站，装机容量13.5MW（26.75MW），保证出力2.73MW，多年平均发电量5647万KWh，额定引用流量196.74m3/s，年利用小时数4183h，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），确定工程等别为等，工程规模为小（1）型，主要建筑物由泄洪冲沙闸、副坝（土坝）、主副厂房、尾水渠、开关站及土坝（防洪堤）等组成。1. 2 自然条件1.2.1 地理及气候湟水发源于青海省境内的大坂山，河流源地由北向南流至海晏县，逐渐由湟源县转向由西向东，蜿蜒曲折，先后穿过小峡、大峡等，与大通河在甘肃省红古区海石湾镇汇合，在八盘峡附近汇入黄河。湟水干流河长374km，在青海省境内长约305km，为上、中游。流域大致呈羽毛状，上游植被较好，为低山草牧区，中游为中低山区，以农业为主。下游河长69.0 km，植被较差，为黄土区，水土流失严重，含沙量大。湟水水电站以上控制流域面积31546km2。工程地处西北内陆，气候呈明显的高原大陆性特征，气候干旱，降水量少，昼夜温差大，气候降水地域差异明显。根据附近的民和县气象资料统计：平均气温7.8，平均最高气温14.9，平均最低气温2.3，极端最高气温34.5，极端最低气温22.2，多年平均降水量346.9 mm，平均相对湿度59%，最大风速18 m/s，平均风速1.7 m/s，最多风向ESE，最大积雪深度为10cm，最大冻土深度108cm。1.2.2 水文青海省民和水文站和享堂水文站是湟水水电站水文分析计算的主要依据站，湟水全流域控制面积32863km2，湟水民和水文站流域面积15342 km2，大通河享堂水文站流域面积15126 km2，两站控制流域面积30468km2。两水文站以下至湟水水电站工程之间区间面积1078km2，工程点与设计站的集水面积相差为3.5%，由于降水主要集中在中上游，下游区间降水量较小，故湟水水电站的径流直接采用民和站和享堂站的分析成果，不考虑区间产流量，不做修正直接采用。 径流两水文站具有19502004年共55年年径流系列。上游用水较多，本次根据以往工程还原计算成果对民和站和享堂站历年年径流进行了引水流量的还原计算。利用民和加享堂站19502004年55年径流系列，用矩法采用P型曲线适线，经频率分析计算得民和加享堂站年平均流量为153m3/s，多年平均径流量为48.2亿m3，Cv=0.20，Cs=2.0 Cv。其中民和站天然情况下年平均流量为61.13/s，多年平均径流量为19.3亿m3; 享堂站天然情况下年平均流量为91.63/s，多年平均径流量为28.9亿m3。湟水湟水水电站设计年径流频率计算成果见下表11、2。民和加享堂站设计年径流成果表 表11F(km2)统计参数不同保证率的设计值(m3/s)Qo (m3/s)CvCs/Cv15%25%50%75%85%316001530.202.0185172151131122民和加享堂站设计枯水期平均流量成果表 表12F(km2)统计参数不同设计频率设计值(m3/s)Q (m3/s)CvCv/Cs15%25%50%75%85%3046849.30.142.556.453.748.944.542.2 洪水湟水干流大洪水均由大面积暴雨形成，汛期一般都集中在69月，主汛期79月，洪水具有峰高量大的特点。本次收集到19502004年共55年实测资料，加入1898、1919、1948、1935年等四次历史调查洪水（其中1919、1948、1935年三次洪水，由于量级较小，不再作为历史洪水处理，作为实测系列排队），进行频率分析计算，求得民和加享堂站洪峰流量均值为： Qm=1080m3/s，Cv=0.42，Cs/Cv=3.0。湟水湟水水电站工程设计洪峰流量成果表 表13F（km2）统计参数不 同 频 率 设 计 值（m3/s）均 值CvCs/Cv0.2%0.33%1%2%5%10%20%3160010800.423.03070290025302280195016901410 泥沙湟水民和站多年平均含沙量为9.56kg/m3，最大断面平均含沙量843kg/m3，最小断面平均含沙量为0。大通河享堂站多年平均含沙量为1.06kg/m3，最大断面平均含沙量322kg/m3，最小断面平均含沙量为0。民和加享堂站多年平均悬移质输沙量1966万t，多年平均流量为153m3/s，多年平均含沙量为4.07kg/m3，年侵蚀模数0.0645万t/km2。根据山区河流和河床组成情况分析，推移质泥沙占悬移质泥沙比例系数采用0.15，湟水水电站年推移质泥沙输沙量为295万t，即年总输沙量为2261万t。 冰情民和水文站开始结冰最早为10月21日，最晚为12月2日，全部融冰最早为12月31日，最晚为4月14日，最大河心冰厚为0.50m，岸边最大冰厚为0.50m。1.3 工程地质工程区位于中祁连隆起构造带东端的河口断陷区内，盆地内断裂不发育，新构造运动主要以间歇性上升运动为主，是相对稳定的构造区域。根据2001版的中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图（1:400万）(GB18306-2001)，工程区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s，相当于地震基本烈度为度。河床式开发方案库区规模较小，不存在永久渗漏问题，库岸稳定，无水库诱发地震的可能性，浸没是库区的主要工程地质问题；引水式开发方案引水线路在漫滩、级阶地上，开挖深度615m不等，且渠基位于地下水位以下，边坡开挖后的稳定性是该方案的主要工程地质问题。各方案工程地质条件基本相近，区域地貌属陇西黄土高原的西部，次级地貌单元为湟水河谷盆地。湟水河河谷宽阔，两岸阶地发育，明显发育有IV级阶地，其中II、III级阶地最为发育，构成河谷盆地的主体，湟水在工程区总体由西北向北东穿行，河道水面宽度约60120m，水深约1.03.5m。坝址区基岩为白垩系下统河口群下部岩层（K1hk2a），泥质细砂岩为主要岩性，局部为泥岩、粉砂质泥岩组成，泥岩、粉砂质泥岩呈薄层状。天然建筑材料： 土料：土料产地位于湟水左岸王家庄村后崩康沟（即庙沟）中，兰州红古公路北侧，距枢纽约3Km，地形呈馒头状，为风积马兰黄土，储量丰富，为荒山丘陵，有交通便道通行，开采运输较方便。 砂砾料有两个产地：一产地位于兰州市红古区花庄镇王家庄村湟水左岸漫滩即河床式电站方案坝址，砂砾石水上开采储量16.5万m3，砂砾石水下开采储量5.5万m3，合计开采储量22.0万m3，其中砼细骨料6.19万m3，砼粗骨料16.79万m3。另一产地在兰州市红古区花庄镇王家庄村湟水右岸漫滩荒滩（该漫滩在水库蓄水后将被淹没，面积约0.123 km2，合约185亩），隶属青海省民和县马场垣乡毛洞川村漫滩，无耕地分布，为电站淹没区。表层局部为冲洪积粉细砂及砂壤土，厚度0.3m，开采时需剥除，下部为冲积含漂石砂卵砾石，厚度35m。类比与左岸王家庄砂砾料产地各项试验指标基本相同，按平均开采深度水上2.5m，水下0.5m，砂砾石储量36.9万m3。 块石料：位于海石湾窑街公路旁大通河享堂峡电站处采石场，距工程区约40km，岩性为元古代石英闪长岩、闪长岩、花岗闪长岩，产地储量丰富，经类比质量完全满足技术要求，且在附近工程中使用，该产地位于国道旁，交通方便，有采石场开采，可直接购买。 施工用水：湟水水量丰沛，对普通水泥无腐蚀，可作为施工用水水源。1.4 工程任务和规模1.4.1 工程任务湟水河下游河段河谷开阔，纵坡缓，两岸工农业发达，水能开发指标相对较低，在近50年中对下游水能资源开发没有进行过系统的开发研究，根据2005年12月编制开发意见，湟水下游河段共布置八座梯级电站，开发河道长度为47.8km，利用河道落差114.44m，装机规模93.95 MW，年电量4.828亿kWh。梯级依次为红古、金星、水车湾、新庄、湟水、白川、湟惠渠和平安水电站，其中新庄、白川、平安为在建工程，红古和金星水电站正在开展前期工作，湟水水电站为第五级电站。湟水水电站径流资料按照P=15%（1993年）、P=50%（1996年）、P=85%（1997年）三个水文代表年在电站坝线处的天然径流资料（以日平均流量为单位）扣除上游工农业用水后进行绘制，在扣除上游用水后其多年平均流量为120.89m3/s。上游用水量汇总见表14。湟水水电站上游用水量汇总表 表14引水位置引水工程河流用途灌溉面积（万亩）水量（亿m3）近期远期上游引大入秦大通河农业灌溉97.9724.43引硫济金大通河工业0.40.4青海民和断面以上湟水综合10.7513.11红古谷丰渠大通河农业灌溉4.9620.2580.258沿程其它湟水河综合0.050.05根据对选定的装机容量13.5 MW（26.75 MW）、引用流量196.74m3/s及三个水文代表年的日平均流量进行水利动能计算，湟水电站动能指标见表15。 湟水电站动能指标 表15项目单位近期(2010年)远期（2015年）装机容量MW13.513.5保证流量m3/s33.1519.34保证出力MW2.731.64多年平均发电量万kWh56475000装机年利用小时数h418337041.4.2 正常蓄水位的选择湟水水电站的主要任务是发电，正常蓄水位的选择主要考虑库区淹浸没、与上游新庄水电站尾水的衔接问题。在开发意见中，其正常蓄水位为1665m，实际施工中上游新庄水电站尾水位1665.25m（96m3/s对应），考虑回水影响，湟水电站正常蓄水位上限取1665m，因此，本阶段枢纽正常蓄水位初步拟定了1664.0m、1665.0m 二个方案进行动能经济比较论证，选择经济合理的枢纽正常蓄水位。二方案主要水能不同正常蓄水位主要水能参数及动能经济指标比较表 表16序号项目 方案单位方案方案1枢纽正常蓄水位m1664.01665.02最大净水头m9.0710.053最小净水头m3.154.16加权平均净水头m7.118.08水轮机额定水头m6.97.9装机容量MW11.813.54机组台数台22水轮机型号GZ995-WP-369GZ995-WP-357发电机型号SFG5900-48/4000SFG6750-44/4000额定流量m3/s196.9196.74最小发电流量m3/s24.9125.48水轮发电机总重t4404105保证流量(P=85)m3/s33.1533.15保证出力(P=85)MW2.452.736多年平均发电量万kWh49905647装机年利用小时数h422941837机电投资差万元-508土建投资差万元5419水库浸没投资差（采取工程措施后）万元27710淹、浸没实物指标（采取工程措施后）：淹、浸没耕地亩00淹没荒滩地亩356359.411装机容量增值MW1.712年发电量增值万kWh65313静态总投资差值万元76814差额投资内部收益率21.2715动能经济评价有利参数及动能经济指标比较见表16。1.4.3 装机容量的选择根据本工程实际情况，初拟了12.0MW、13.5MW和15.0MW三个总装机容量方案的比选，各方案主要动能及技术指标见表17。不同装机容量主要水能参数及动能经济指标比较表 表17序号项目 装机容量单位12.0MW13.5MW15.0MW1枢纽正常蓄水位m16652最大净水头m10.0710.059.94最小净水头m4.164.164.16加权平均净水头m8.088.088.083水轮机型号GZ995-WP-340GZ995-WP-357GZ995-WP-365发电机型号SFG6750-44/4000SFG6750-44/4000SFG6750-44/4000水轮机额定水头7.87.98.1最小发电流量25.0525.4831.14水轮发电机总重量t394410460水电站额定流量m3/s170.7196.74221.64保证出力(P=85)MW33.155多年平均年发电量万kWh5420564758206装机年利用小时数h4517418338907土建投资增加万元1181588机电投资增加万元761959总投资增加万元19435310装机容量增值MW1.51.511年发电量增值万kWh22717312增值年利用小时数h1513115313电站补充千瓦投资元/kW1293235314差额内部收益率30.78.2415动能经济评价有利不利综上分析比较，湟水水电站装机容量选定13.5MW（方案），安装两台6.75MW贯流转桨机组，额定流量196.74m3/s，装机年利用小时数为4183h。机组年均满发天数约60天，满发率为16.33%。1.4.4 机组机型比较根据电站运行水头，在开发方式、正常蓄水位、装机容量等选定情况下，结合水轮机厂家提供的资料，本电站可采用三台单机容量4.5MW、两台6.75MW贯流式机组两种装机方案。两方案电站引用流量基本相同， 两台机方案比三台机方案年发电量减少79万kWh，而厂房、水轮发电机组、电气投资减少约641万元，两方案差额投资内部收益率0，小于水电站社会折现率10%，故推荐两台6.75 MW贯流转桨式机组方案，水轮机机型为GZ995-WP-357。1.5 工程选址、工程总布置及主要建筑物1.5.1 工程等别及标准湟水水电站工程在本次设计中拟定了两种开发方案，即引水式开发方案和河床式开发方案，引水式开发装机容量为6MW；河床式开发装机容量为13.5MW。根据 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）、水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL5180-2003）规定，引水式电站工程等别为等，工程规模为小（2）型，水工主要建筑物级别为5级，次要及临时建筑物为5级；河床式电站工程等别为等，工程规模为小（1）型。主要建筑物级别为4级，次要及临时建筑物为5级。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，挡水高度低于15m，且上下游水位差小于10m，防洪标准应按平原、滨海区执行。引水式开发(明渠及厂房)：设计洪水重现期：二十年一遇，Q5%=1950m3/s；校核洪水重现期：五十年一遇，Q2%2280m3/s；河床式开发(闸坝及厂房)：设计洪水重现期：五十年一遇，Q2%=2280m3/s；校核洪水重现期：一百年一遇，Q1%2530m3/s。消能建筑物洪水标准：二十年一遇，Q5%=1950m3/s；1.5.2 工程选址工程区位于湟水下游干流上，上游为在建的新庄水电站，下游为在建的白川水电站，引水式开发方案因直接与新庄电站尾水相接，因此引水线路布置在河道左岸，尾水出口位于下东川吊桥上游白川水电站库尾；河床式开发方案在新庄、白川两电站区间可选范围较小，为充分利用水能资源，坝址的选择应尽可能靠近白川水电站库尾，以争取较大水头，并结合地形、地质等条件，在上东川吊桥以上500m范围内选择了二条坝线进行比较。该河段在行政区划上以河为界，左岸隶属甘肃省兰州市红古区花庄镇王家庄村，右岸隶属青海省民和县马场垣乡毛洞川村。本次设计在对引水式和河床式开发进行经济技术比较后，河床式开发明显优于引水式开发，推荐选用河床式开发方案；在采用河床式开发的前提下对上、下两条坝线进行比较，在正常挡水位及设计引水流量基本相同的情况下，下坝线方案装机容量较上坝线增加了600kW，年利用小时数和多年平均发电量分别增加了43h、340万kWh，且下坝线（闸坝结合）方案工程直接投资较上坝线少1228.31万元，下坝线优于上坝线方案；在采用下坝线方案的同时又对闸坝结合方案和全闸方案进行比较，下坝线全闸方案略优于闸坝结合方案，在与业主聘请的专家进行认真讨论，并参考已建的相类似的工程运行经验，从运行管理方面考虑，鉴于闸坝结合方案溢流坝泄流量较小（为42 m3/s），在工程建成后，管理人员容易依赖于溢流坝泄流，运行期间很少采用泄冲闸控制闸前水位，因而极易抬高水库水位，使得闸、厂等挡水建筑物较长时间处于校核洪水位附近运行，对挡水建筑物运行安全不利，为避免这一在运行管理过程中存在的客观事实，经仔细研究，本次设计推荐选用全闸方案。1.5.3 总体布置湟水水电站采用河床式开发方案，主要由闸坝段（包括泄洪冲砂闸、副坝等）、主副厂房段（包括主副厂房、尾水渠、门库及开关站等）及土坝（防洪堤）组成。闸坝段自右至左依次为副坝（土坝）及五孔共65.5m长的泄冲闸；厂区由主、副厂房、拦污栅（检修门）门库、尾水渠、开关站和管理区等建筑物组成；土坝（防洪堤）段位于拦污栅（检修门）门库上游侧，全长约409m。1.5.4 建筑物的布置、型式及主要尺寸沿坝轴线主要建筑物自右至左依次为长48.5m副坝（土坝）、五孔共65.5m长的泄冲闸、主厂房、副厂房、门库及上游土坝（防洪堤）等。副坝（土坝）坝顶高程1667.50m，与闸顶同高，上游坝坡坡比1:2.75，坡脚末端设C15砼齿墙伸入基岩面，坝体上游坡面采用复合土工膜防渗，下游坝坡坡比1:2.5，坝坡坡脚处设三角形排水棱体；土坝左侧为5孔泄洪冲砂闸，单孔净宽10.0m，闸室总宽65.50m，顺水流方向长26.50m，底板高程1656.00m，上游设18.1m长钢筋砼铺盖，下游设消力池消能，池长25.00m，后接长为25.00m钢筋笼块石防冲。泄冲闸检修门为平板钢闸门，工作闸门为开敞式弧形钢闸门，为便于电站建成后对机组进水口位置的排污及河道排漂，在靠近机组进水口位置的两孔设“舌瓣门”式弧形闸门。闸前正常蓄水位为1665.00m，校核洪水位为1666.41m（P=1%），设计洪水位1665.65 m（P=2%）。主、副厂房位于河道左岸，主厂房包括主机室和安装间两部分，平面尺寸47.2645.50m（长宽），安装间布置在主厂房的左侧，其尺寸为18.00m15.90m（长宽）。副厂房布置在主厂房尾水流道顶部，其内部尺寸为24.60m12.76m（长宽），副厂房分上、下两层，上层布置有中控室等，下层为电缆夹层。尾水渠紧靠湟水左岸布置，尾水渠反坡段长度为47.00m，反坡坡比1:4，渠长10.00 m，渠底宽23.50 m，纵坡1/1500。门库位于进水口左侧、安装间上游侧，平面尺寸14.0m11.05m。门库上游侧为土坝（防洪堤），全长409m，坝顶高程1667.50m，与闸顶同高，上游坝坡坡比1:2.75，坡脚末端设C15砼齿墙伸入基岩面，采用复合土工膜防渗。下游坝坡坡比1:2.5，坝坡坡脚处设贴坡式排水棱体。1.6 机电及金属结构1.6.1水力机械本水电站水头范围在4.1610.05m之间，设计水头7.9m。根据我国现有水轮机型谱及近年来新转轮的开发和应用情况，经过经济技术综合分析比较，选定水轮机型号为：GZ995WP357，发电机型号：SFG675044/4000，装机2台，总装机容量13.5MW。主要设备选型如下： 水轮机水轮机型号 GZ995WP357最大水头： 10.05m最小水头： 4.16m额定水头： 7.9m额定出力： 7.105MW额定转速： 136.4r/mim额定流量： 98.37m3/s额定效率： 93.2%吸出高度： 6.65m水轮机总重： 110t 发电机发电机型号： SFG675044/4000额定电压： 6.3 KV额定电流： 687.3A额定转速： 1136.4r/min额定效率： 95%功率因数： 0.9（滞后）额定频率： 50 Hz转动惯量： 276 tm2发电机重量： 95t通风方式： 密闭空气循环机组旋转方向： 俯视顺时针 调速器：WST806.3，额定压力为6.3Mpa。 厂内起重机起重机型号： 50/10t 变频调速桥式起重机起重量： 主钩：50t 副钩：10t跨度： Lk13.5m起升高度： 主钩：26m 副钩：32m起升速度： 主钩：0.21.75m/min 副钩：0.626.04m/min运行速度： 大车：0.4847.7m/min 小车：1.918.24 m/min工作制： A3总 重： 43t轨道型号： QU701.6.2 电气 接入系统方式电站接入系统方式暂选为110kV电压等级，110kV出线1回，最终以电力部门接入系统设计审批报告为准。 主接线方案发电机出口电压选择为6.3kV电压等级；发电机侧接线采用单母线一台变压器的接线方式；升高电压侧选用110kV电压等级，110kV出线1回。 厂用电本电站厂用电供电方式，采用全厂公用电和机组自用电共用变压器的混合供电方式。厂用电电压为380/220V，厂用变压器设置2台，容量分别为400kVA。 控制全厂设备的监视控制完全依靠计算机，监控系统发出操作指令，通过现场执行机构执行。1.6.3 金属结构湟水推荐为河床式水电站，其总体布置自右岸向左岸依次为副坝段，5孔泄冲闸坝段及发电厂房段。设备布置上仅用2类3种启闭设备，使整个电站整洁美观。金属结构共设有7种12套水道控制设备，总重约997.0t，其中闸门约519.0t，埋设件重约202.0t，操作设备及轨道重约276.0t。1.6.4 消防设施电站消防设计依据“预防为主、防消结合”的原则。在具体设计中，严格按照国家颁布的现行规程规范采用“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施，尽量减少着火根源，避免火灾发生。万一发生火灾也不致蔓延，并能迅速扑灭，使火灾损失降至最低限度，在确保消防需要的前提下，尽可能与正常使用的设备相结合，以减少投资费用，重点部位采用先进技术，做到保障安全，使用方便，经济合理。消防总体设计方案，采用以水灭火为主、移动式灭火器为辅的灭火方式。在建筑物设计布置等方面，按防火和灭火要求确定厂区主要建筑物的防火间距和消防通道，在厂房和辅助生产厂房内部的布置上满足防火要求，配置灭火器材等。1.7 工程管理湟水水电站属IV等工程，电站由“甘肃华唐水电开发有限公司”管理，人员编制按“无人值班，少人值守”的原则，同时参考其它同类型电站的运行人员，本电站设计编制人员30人。1.8 施工1.8.1交通工程区在行政区划上左岸隶属甘肃省兰州市红古区花庄镇王家庄村，右岸隶属青海省民和县马场垣乡毛洞川村，电站东距兰州市约87km，西偏北距红古区海石湾镇约25km。左岸相距国道G109线3km，现有乡村便道可通行到坝址，唯路基路面狭窄。右岸目前还没有公路可直达坝区右岸，坝轴线右岸为湟水II级基座阶地，阶地前缘边坡近直立、陡峻。枢纽两岸交通不便，往来行人仅靠位于坝轴线下游约160m处的下东川吊桥过河，车辆交通不便。总之，工程施工对外交通条件尚可，场内及两岸交通不便，为解决两岸交通，施工期应架设（租用）交通便桥，以供施工机械等通行。 1.8.2导流标准和方案湟水水电站属等小（1）型工程，主要建筑物为4级。按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004）中的有关规定，确定本工程施工导流建筑物级别为5级，其设计洪水重现期为105年。考虑到枢纽建筑物为常态混凝土闸坝结构，主体工程量不大，以及临时建筑物使用期较短等因素，结合分期导流方案及施工进度综合分析，设计最终选用使用期内五年一遇重现期洪水。根据坝址处的地形、地质条件、水文特征和闸坝枢纽总体布置及其施工特点，湟水水电站经济可行的施工导流方式是河床内分期导流。针对河床内分期导流方式本阶段结合导流时段划分、主体施工强度及总进度、施工布置及临时占地、场内外交通及能否提前投产增效等方面比选了“先闸后厂”两段三期（五孔闸）导流方案和“先厂后闸”两段三期（两孔闸+机组）导流方案，最终推荐选用后者。 “先厂后闸”两段三期导流方案：1期利用枯水期草土围堰挡水，修筑左岸防洪堤、第2#、3#泄冲闸间的闸墩及闸间纵向混凝土导墙，并同时展开厂房坝段施工，期间由右岸河床泄流；2期利用上、下游横向草土围堰和纵向混凝土导墙挡水，继续开展并完建厂房坝段（包括主副厂房、进水口、门库、尾水渠、升压站及相应金结机电设备安装等）以及第1#、2#泄冲闸，利用右岸河床导流；期利用上、下游横向过水土石围堰和纵向混凝土导墙挡水，同时利用围堰挡水、左岸厂房两台机组并网发电，继续完建剩余的第3#、4#、5#泄冲闸和右岸土石副坝段等，利用期已完建的两孔泄冲闸（必要时）及厂房段机组过流。因过流量有限，故而过水围堰挡水标准调整为使用期内两年一遇重现期洪水，施工期应加强水情预报预警，以保证度汛安全。1.8.3 总进度根据本工程的规模，参考国内同类工程施工经验，确定施工总工期为30个月，其中施工准备期2个月，主体工程施工期27个月，竣工收尾1个月。首台机组发电工期21个月。1.9 水库淹没及工程永久占地库区回水淹没设计洪水重现期，按水利水电工程建设征地移民设计规范（SL290-2003）执行。规范规定淹没对象为耕地、园地，设计洪水频率标准按50%20%，重现期25年。本电站洪水标准如下：设计洪水标准：P=20%，重现期5年；洪峰流量1410m3/s，按照泄水建筑物的泄洪能力，在水位1662.85m时，五孔泄冲闸就可渲泄1411m3/s流量，故淹没高程按正常蓄水位1665.00m确定。工程占地：12亩，均为永久占用耕地。库区淹没：淹没荒滩地359.4亩。 1.10 环境保护设计湟水水电站由于规模小，有少量土地淹没和浸没，对社会环境无大的不利影响。工程的兴建，必将增加当地群众的就业机会，清洁能源的利用也将有利于减少对林木的砍伐，进而促进自然环境的改善。因此，工程的修建对环境的有利影响远远大于不利影响。环境保护设计主要内容有：弃渣场保护、工程区渣场整治与利用，恢复植被，水质保护等。1.11 工程估算本工程设计概算按甘水规发（1992）15号文甘肃省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准、甘水规发（1995）19号文关于颁发我省水利水电工程补充规定的通知和甘水规发（1998）11号文关于颁发我省水利水电工程中有关条款修改调整意见的通知进行编制。电站工程静态投资12907.55 万元，包括：建筑工程3797.65万元，机电设备及安装工程3257.26 万元，金属结构设备及安装工程1577.39 万元，临时工程1495.24 万元，水库淹没处理补偿费566.03 万元，其他1008.08万元，基本预备费1205.94万元；建设期贷款利息798.71 万元，贷款比例70%，贷款利率7.83%；总投资13706.26万元；静态单位千瓦投资9561元。电能输出工程投资为870.00 万元，其中:110KV输电线路750万元，110KV出线间隔120万元。 1.12 经济评价1.12.1 财务评价资金来源电站工程建设资金来源为：固定资产投资的30%由建设公司自筹，即自筹3872.26万元，不计息，电站投产后按资本金的7%付红利（即应付利润），其余70%申请银行贷款，贷款额9035.29万元，年利率7.83%，借款期限20.8年。建设期利息根据投资分年度使用计划和资金来源，采用复利计算，整个项目建设期利息798.71万元，建设期利息计入固定资产价值。财务评价湟水水电站装机容量为13.5MW（26.75MW），多年平均年发电量为5647万kWh，装机年利用小时数为4183h，有效电量为5534万kWh，扣除厂用量（1.0%）后，可供上网电量为5479万kWh。按本水电站工程静态总投资12907.55万元计算，本水电站工程单位千瓦投资为9561元/kW，单位电能投资为2.286元/kWh，单位发电成本为0.199元/kWh，单位发电经营成本为0.050元/kWh。按满足财务内部收益率稍大于财务基准收益率8%的条件测算，本水电站测算经营期上网电价为0.299元/kWh（不含税），借款偿还期为20.8年。全部投资财务内部收益率为8.01%，大于财务基准收益率Ic=8%；财务净现值（Ic=8%）为14.13万元，大于零；投资回收期从建设期算起为12.6年；投资利润率和投资利税率分别为3.94%及4.71%。从敏感性分析计算结果看各种不确定因素在一定范围内变化时，上网电价稍有变化。测算结果表明本电站在财务上基本可行，下阶段要进一步优化设计，降低工程造价，项目建设单位要科学管理，缩短建设工期，降低财务费用，从而降低发电成本，提高项目盈利能力。1.12.2 国民经济评价按影子电价0.30元/kWh分析计算，本水电站工程经济内部收益率为9.02%，高于社会折现率Is=8%；经济净现值（Is=8%）为1066.33万元，大于零；经济效益费用比为1.079，大于1。从敏感性分析计算结果看，各种不确定因素在一定范围内变化时，电量的变化对经济指标较为敏感。综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。1.13节能评估湟水水电站耗能主要集中在建设期，电站发电后厂用电均为自发自用，不再消耗其它能源，建设期能源消耗主要为：水泥1.28万t，钢筋0.18万t，钢材233t，炸药10t。上述能耗均以甘肃省水利水电建筑工程概算定额标准进行测算。电站设备选型均遵守中华人民共和国节约能源法，电站水轮机效率93.2%，发电机效率95%，达到国际和国内的先进水平，其它电气设备均为节能环保型产品。1.14 综合评价结论湟水水电站的建设能充分利用湟水河水能资源，自然条件和地质条件基本清楚。工程区水文资料是由民和水文站和享堂水文站55年的实测系列数据分析插补还原而得，精度高，成果可靠。工程区无突出不良工程地质问题，可以修建水工建筑物，当地建筑材料丰富，易于开采。电站建成后，对环境无不利影响。电站装机容量13.5MW，多年平均年发电量5647万kWh。 工程静态总投资为12907.55万元计算，本水电站工程单位千瓦投资为9561元/kW，单位电能投资为2.286元/kWh。工程建设总工期30个月，发电工期21个月。1.15 建议湟水水电站坝址区湟水原河道主流位于右岸闸坝段，厂房进水口布置于河道左岸漫滩上，电站建成后必将改变原河道主流流向，因此建议对电站整体进行水工模型试验，以便对电站进水口进水条件、拦砂、冲砂及排污效果作出进一步验证和对设计方案进行优化。湟水水电站工程特性表序号项 目单 位数 量备 注一水文气象1电站以上流域面积km2315462利用水文系列年限年553代表性流量多年平均流量m3/s153设计洪水流量m3/s2280P=2%校核洪水流量m3/s2530P=1%施工导流洪水流量m3/s1410P=20%4泥沙多年平均悬移质输沙量万t1966多年平均含沙量kg/m34.07多年平均输沙量万t22615气象多年平均气温7.8极端最高气温34.5极端最底气温-22.2多年平均降水量mm346.9最大冻土深度m1.08 二工程地质特性1闸坝区砂卵砾石层2厂房区泥质粉细砂岩三特征水位1上游校核洪水位m1666.41P=1%2上游设计洪水位m1665.65P=2%3下游校核洪水位m1661.60P=1%4下游设计洪水位m1661.30P=2%5正常挡水位m1665.006最低尾水位m1655.00四电站动能指标1电站型式河床式电站2基本地震烈度度3最大净水头m10.054最小净水头m4.165加权平均水头m8.086额定水头m7.907保证流量m3/s33.15P=85%8额定流量m3/s196.749装机容量MW13.526.7510保证出力MW2.73P=85%11多年平均发电量万kW.h564712年利用小时数小时4183五主要建筑物1工程等别等2建筑物级4、5(1)拦污栅孔数孔2 孔口尺寸（宽高）m7.020.5底高程m1646.05墩顶高程m1667.50型式及数量扇2直立滑动式(2)检修门墩顶高程m1667.50门底高程m1643.98孔尺寸（宽高）m7.010.5检修门型式及数量扇1平板钢闸门(3)泄洪冲砂闸闸顶高程m1667.50闸底高程m1656.00消能方式底流式消能闸门尺寸（宽高）m10.09.5孔数孔5平板钢闸门校核泄洪流量m3/s2530(4)副坝（土坝）砂砾石土坝坝顶高程m1667.50坝长m48.5(5)土坝（防洪堤）砂砾石土坝坝顶高程m1667.50坝长m409(6)厂房主厂房尺寸（长宽）m47.2645.05包括安装间副厂房尺寸（长宽）m24.6012.76水轮机安装高程m1646.00运行层高程m1657.50六主要机电设备1水轮机台 数台2型 号GZ995WP357额定出力MW 7.105额定转速r/min136.4单机设计流量m3/s98.372发电机台 数台2型 号SFG675044/4000额定电压KV6.303调速器型 号BWST806.3台 数台24桥式启重机台1QD5010t七施工特性1主要工程量土方开挖万m39.2土方填筑万m312.9石方开挖万m31.6现浇砼万m34.62主要材料水 泥t12783钢 材t233钢 筋t1779炸 药t103劳动力总工日万工日29平均生产人数人/天4244总工期月30八经济效益指标1工程总投资万元13706.262工程静态总投资万元12907.553年均发电量万kW.h56474单位千瓦投资元95615单位电能投资元2.2862 水文2.1 流域概况湟水和大通河均发源于青海省境内，大通河发源于青海省境内的木里山，河流自西北向东南流经青海省刚察、祁连、门源、乐都等县和甘肃省的天祝、永登两县于甘、青两省交界的享堂峡汇入湟水。湟水发源于青海省境内的大坂山，上游为巴勿图河，河流源地由北向南至海晏，逐渐由湟源转向由西向东，蜿蜒曲折，先后穿过小峡，大峡等峡谷，至民和与大通河享堂峡在我省海石湾相汇合，通称为湟水，湟水在甘肃省八盘峡附近汇入黄河。大通河干流河长560.7km，流域大致呈长矩形，地势西北高而东南低。天堂寺上、中段，地势较高，气候寒冷，有森林分布，植被良好，水土流失较轻，悬移质含沙量较小，水流清澈。湟水干流河长374km，在青海省境内长约305km，为上、中游。流域大致呈羽毛状，多峡谷，上游植被较好，为低草牧区，中游为中低山区，以农业为主。下游河长69.0 km，植被较差，为黄土区，水土流失严重，含沙量大。湟水水电站位于兰州市红古区湟水，湟水水电站坝址距白川水电站上游约3.0 km的地方，区间面积54.0 km2。湟水电站以上控制流域面积31546km2。大通河（湟水）流域水系及水电站水文站位置示意图见图211。2.2 气