水电站可研报告

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.综合说明11.1.概述11.2.水文21.3．工程地质41.4.工程任务及规模61.5.工程布置及建筑物71.6.水力机械81.7.电气工程91.8.施工组织设计101.9.工程占地、环境影晌评价及水土保持工程111.10.工程投资估算131.11.经济评价141.12.下一步工作建议142.水文212.1.流域概况212.2.流域气候特征222.3.根本资料222.4.径流计算242.5.枯季径流量的分析282.6.泥沙量计算292.7.洪水302.8.水位流量关系313.工程地质383.1.绪言383.2.区域地质概况393.3.各建筑物区工程地质条件423.4.天然建筑材料483.5.结论494.工程任务及规模514.1.自然地理与社会经济状况514.2.电站建设必要性524.3.电力电量平衡论证534.4.保证率选择554.5.水电站规模及水能调节计算565.工程布置及建筑物605.1.设计依据615.2.取水工程635.3.沉沙池655.4.引水建筑物665.5.压力前池695.6.管道工程715.7.厂区建筑746.水力机械及金属结构776.1.水轮机及其附属设备776.2.辅助机械设备786.3.采暖、通风806.4.水力机械的主要设备布置806.5.金属结构工程807.电气工程817.1.电网简况817.2.电气主接线选择827.3.主要电气设备837.4.防雷接地837.5.综合自动化847.6.继电保护857.7．主要电器设备布置868.施工组织设计878.1.施工条件878.2.施工组织908.3.施工导流908.4.料场选择及开采918.5.主体工程施工918.6.施工辅助设施958.7.施工总布置958.8.施工总进度969.工程占地、环境影响评价与水土保持979.1.工程概述979.2.工程占地989.3.环境影响评价1009.4水土保持1099.4.1工程建设中水土流失预测1099.4.2.水土流失监测1109.4.3水土保持措施投资估算11010.投资估算11110.1.工程概况11110.2.编制原那么及依据11210.3.根底单价及费率11410.4.投资主要指标11611.经济评价11711.1.国民经济评价11711.2.财务评价12011.3.敏感性分析12311.4.综合评价12312.下一步工作建议1241.综合说明1.1.概述XXXXX技改扩建电站位于XX河中段，电站取水口位于XX河中段的杉树处，具体地理位置东京104°41′04″，北纬27°50′10″，取水高程约1000m。厂址位于电站XX村的河底社，具体地理位置东京104°40′22″，北纬27°48′28″，高程约770m。电站取水口以上控制径流面积39.15km2，多年平均产水流量1.39m3/s。XXX地处XX中部，交通方便，物产及资源丰富，但由于当地资源开发较晚，特别是能源资源，致使经济落后，人民生活困难。据2006年末统计，全县人口55.09万人，人均粮食产量仅257Kg，工农业生产总值164060万元，人均收入2798元，地方年财政收入6047万元，而财政支出就需36818万元，地方收入占总支出的16.4%，形成上亿元的缺口资金，赤字很大。为改变这一贫困状况，而充分利用县内水能资源来开展工农业经济，为此XX白水江小水电开发有限责任公司委托XXX水利水电勘测设计队编制了《XXX.XXXXX河流域水电开发规划报告》，经县人民政府组织审查并批准。在该流域的水能梯级开发方案中，XX电站技改扩建电站是规划报告中的XX电站，从流域水能规划来看，符合水能规划要求。只是规划装机2×800kw，业主为了这来之不易的资源，最大限度利用洪水发电，经充分论证、核实，拟定XX技改扩建后的电站规模为2×1250+1×1600＝4100kw。2007年10月，受XX白水江小水电开发有限责任公司的委托，我队承当了XX技改扩建电站可行性研究阶段勘测设计工作，在《XXX.XXXXX河流域水电规划报告》的根底上，依据《农村水电站可行性研究报告编制规程》(SL357—2006)开展电站勘测设计，于2007年11月编制完本钱报告。对取水工程、引水工程、厂房工程、开关站工程、输送电工程进行了详细的勘察分析，对电站建设的必要性、合理性进行了论证，根本摸清了工程区地形地质条件，根本选定了坝址、坝型和枢纽的布置形式，并作了投资估算和经济评价。由于勘测设计的时间紧、任务重，加之我队水平有限，报告中难免还有不妥和错误之处，敬请批评指正。1.2.水文XXXXX技改扩建电站取水口位于白水江一级支流的XX河中段上，XX河流域主要位于XXX的XXX境内，XX河属金沙江下段水系一级支流白水江右岸的小河流，发源于四川省筠连县大雪山镇与XXX.XXXXXX交界处的大雪山。电站取水口位于XX河中段的杉树处，具体地理位置东京104°41′04″，北纬27°50′10″，取水高程约999m，取水口以上控制径流面积39.15km2；厂址位于电站XX村的河底社，具体地理位置东京104°40′22″，北纬27°48′28″，高程约777m，厂址以上计算设计洪水的流域面积51.75km2。电站所处流域无可直接利用的水文资料，年径流量的计算采用《XX地区水文特性研究》成果中的等值线图及“水文比较法”和“径流系数法”计算成果，三种方法算的成果非常接近，等值线法1.43m3／s、水文比较法1.45m3／s、降水径流法1.39m3／s。经分析经流系数法更符合实际，故多年平均径流量采用《特性研究》的计算成果，即电站取水口处的多年平均流量1.39m3／s，总产水流量为4384.8m3。设计代表年径流的年内分配，采用白水江牛街水文站作为分配参证站。分配方法是根据牛街水文站的实测水文系列资料，选择其丰、平、枯水典型年作为XX电站设计代表年径流的年内分配典型年，并取频率10%、50%、90%作为丰、平、枯代表年，从而求得XX电站的水文设计代表年的逐月流量，见表1-1表。表1-1XX电站取水口径流量年内分配成果表XX河流域无泥沙观测资料，因此在计算电站取水口的泥沙量时采用省水利厅的《土壤侵蚀图》〔2004版〕进行计算。侵蚀模数采用下限值，分别为200、500、2500t/km2，计算面积39.15km2微度侵蚀面积26.10km2，轻度侵蚀面积8.75km2，中度侵蚀面积4.30km2，侵蚀量分别为0.52、0.44、1.08万吨，侵蚀总量为2.03万吨。考虑到水土流失的加重，取1.3的平安修正系数，那么包括推移质在内的总输沙量为2.64万吨。计算面积39.15的平均侵蚀产沙模数676吨/km2，断面平均含沙量0.60kg/m3。根据国家《防洪标准》GB50201—94和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000之规定，XX电站为小(2)型工程，所有建筑物等级为Ⅳ级，所有建筑物的洪水标准：设计洪水为10年一遇(P=10%)，校核洪水为50年一遇(P=2%)，施工期洪水为5年一遇(P=20%)。取水坝10年一遇设计洪峰流量为111.7m3/s，50年一遇校核洪峰流量为201.1m厂房10年一遇设计洪峰流量为137m3/s，50年一遇校核洪峰流量为248.0m3/s，1.3．工程地质XX河流域属中山～低山构造侵蚀剥蚀地貌。地形大体上是北东高，南西渐低趋势。区内主要出露三迭系〔T1f、T1y、T2g、T3x〕、侏罗系〔J1Z、J2S、J2Sn〕、白垩系〔K〕和第四系〔Q4〕地层。XX电站工程区主要为J2S、J2S区域位于华夏构造体系NE-SW向扭动构造体系中褶皱构造带，滇东北褶束Ⅲ级构造单元的北部。构造以褶皱为主，由XX向斜组成。工程区位于XX向斜核部。工程区地震峰值加速度为0.15g，地震动反响谱特征周期为0.45s，相应地震根本烈度为Ⅶ度。区内地下水类型以裂隙水为主，其次为岩溶水和孔隙水。地下水主要补给来源为大气降水。地下水沿着构造裂隙及溶蚀的溶孔、溶隙向就近的XX河河谷径流排泄。取水坝坝址处无断裂通过，建议防渗根底切水槽置于弱风化岩体上，其余坝基建基面可置于强风化岩体中下部，可满足坝体稳定结构要求。两坝肩基岩裸露，两岸山坡与岩体结构面组合属稳定结构，开挖后不会使岸坡失稳，并不存在绕坝渗漏问题。1#、2#引水隧洞地质条件根本相同，进出口段需系统喷锚加钢筋网式衬砌处理。洞身段建议作全断面一次性开挖，光面爆破，施工时隧洞局部喷砼或衬砌支护，由于泥岩长期遇水易软化，为保证隧洞的长期平安运行，建议全断面作混凝土衬砌处理。引水明渠段根底座落在强风化岩体内，稳定性差，建议作全断面衬砌处理。为防止地表覆盖物掉入渠道内，建议采用预制板覆盖。压力前池根底应开挖至强风化层一定深度，建议采用钢筋网式全断面混凝土衬砌，并扩大根底加强防渗处理。压力管道段无断层通过，其根底应置于岩层一定深度，但作为镇墩根底，还应扩大根底。开挖后及时按设计进行施工处理。厂址处地形平缓，利于布置。考虑到防洪要求，建议砌防洪河堤，高度根据水文计算最高洪水位确定。厂房根底开挖后将形成后侧较高边坡，应设抗滑重力挡墙或抗滑桩等。各建筑物根底应置于基岩岩体上，置入强风化岩体中部。XX电站工程所需砂料及碎石料在桃子湾灰岩料选用灰岩加工机制砂。该料场为T2g白云岩、灰岩、泥质灰岩，弱风化，岩质坚硬。估算有用层储量30万m3，能够满足本工程的需要。石料在每个工程点附近选取岩屑砂岩、长石砂岩层加工制作。1.4.工程任务及规模XXX地处XX中部，交通方便，物产及资源丰富，但由于当地资源开发较晚，特别是能源资源，致使经济落后，人民生活困难。为改变这一贫困状况，而充分利用县内水能资源来开展工农业经济，为此XX白水江小水电开发有限责任公司委托XXX水利水电勘测设计队编制了《XXX.XXXXX河流域水电开发规划报告》，经县人民政府组织审查批准，该流域的水能梯级开发方案，XX电站技改扩建电站是规划报告中的XX电站，从流域水能规划来看，符合水能规划要求。当前，全县电力系统存在的主要问题是：电力紧张状况始终得不到缓解，特别是枯水季节缺口最大，严重制约本县经济开展，电力建设需进一步开展，特别是电源建设，因此XXXXX技改扩建电站建设十分必要。2006年全县现有电站总装机容量52820kW，年发电量1.4862万kW·h，在建电站47320kW，比2008年预测方案装机容量76589kW差10786kW。XXXXX技改扩建电站以牛街水文站为参证站的水文资料分析计算，选择装机容量共2×1250+1×1600=4100kW，装机容量、发电量如下：设计装机流量为2.50m3/s，设计毛水头225.00m，设计净水头211.50m，现状情况下，年发电量为1950.1万kW·h，以电量有效系数0.98计，可供电量1911万kW·h。1.5.工程布置及建筑物法律、法规以及行业标准和标准确定本电站各项设计标准，经分析计算XX技改扩建电站设计装机容量为2×1250+1×1600＝4100kW，为自流引水式开发电站，工程规模为小(2)型，工程等别为五等。主要永久性建筑物有：取水坝、引水隧洞、前池、压力管道、厂房、升压站、防洪河堤等均为五级建筑物。次要永久性建筑物及临时性建筑物为五级建筑物。主要建筑物如下：l、混凝土取水重力坝，坝高4.0m，长40.26m2、沉沙池：在1＃引水隧洞出口布置沉沙池一个，整个沉沙池轴线总长39.00m，池身净长34.00m，净宽3.00m，池身纵断面的设计底坡2％。3、本电站的引水隧洞有2条，总长度为2990m，断面形状为“半圆拱城门洞型”，尺寸1.5×2.35m，引水明渠2段共长371m，断面为矩形150×1.70m，隧洞和明渠的设计引水流量2.75m34、由于地形限制，电站的压力前池布置地下前池，前池总长48.50m〔进水室长度3.50m〕，净宽4.20m，由进口渐变段长5.00m、池身段长37.00m，出口渐变段长3.00m，以及进水室其他段长3.50m。前池总容量为766.2m3，蓄水容量为529.4m3，可调节容积为584.5m3。前池主体断面为“5、压力钢管设计引水流量2.50m3/s，管径1000mm，压力管道主管总长340.7m，支管和渐变管总长38.5m，合计383.6、厂区枢纽：装机2×1250+1×1600kW，主厂房长28m，宽11m，高8.90m，占地308m2，副厂房长17.72m，宽6.68m，高3.90m，占地118m2主要工程量：明挖土方13333.47m3，明挖石方6437.45m3，洞挖石方14822.48m3，砌石方3025.5m3，混凝土及钢筋混凝土方4421.97m3。1.6.水力机械XXXXX技改电站装机规模为2×1250+1×1600kW，拟定配置3台卧式水轮发电机组，两台小的单机容量为N=1250kW，大的一台的单机容量为1600kw，其主要动能参数为：毛水头H=225.00m，净水头HP=220.50m，设计引用流量为Q引=2.50m3/s，小的两台的单机流量Q单=0.76m3/s，大一台的单机流量Q单=0.98m3/s。根据电站所拟定的各项动能参数，选择混流卧式水轮机。经过查水轮机型谱来进行选择，查各种水轮机型谱，确定采用冲击式卧式水轮机，以及根据水轮机的出力与之相配套的发电机的参数见表1-2。表1-2水轮机、发电机参数统计表水轮机型号1、2号机组CJAS475—W—100/12.53号机组CJA475—W—120/1×13.5额定出力1354〔KW〕1741额定流量0.650.75额定转速750750飞衡转速12941294设计工况点效益89.9%89.9%发电机型号SFW1250—10/1180SFW1600—10/1480额定出力1250kw1600KW额定转速750750效率96.5%96.5%额定电压6.3KV6.3KV功率因数COSф=0.8COSф=0.8从上表可知水轮机CJAS475—W—100/12.5的调速器2套，CJA475—W—120/1×13.5的调速器一套，型号均为：GYT—1000；进水主阀3套，型号均为：Q974F—40，通径均为〔mm〕ф500，操作方式：液压操作；数控双微机励磁屏TZL-2B两套,测温屏两套，常规自动化元件两套1.7.电气工程本电站电气主接线采用两机一变扩大单元接线，高压侧送电等级为35KV，一回路出线，此出线接在距12km的牛街镇的35KV变电站，与系统连接，发电机电压为6.3KV，主变压器低压侧均装有断路器，运行灵活，操作方便。XXXXXXXX电站选择两台2×1250kW和一台1×1600kw的水轮发电机组三台，主接线采用三机一变扩大单元接线，单母线出线。根据主接线方案，需要的主要电气设备有：发电机〔1F、2F、3F〕：2×SFW1250-10/1180、SFW1600-10/1180主变压器〔T1〕：S9-5000/35;励磁变压器(TM):S11-100/10;高压开关柜:KYN-10。1.8.施工组织设计通过以上气候条件、交通条件、建材供给条件和施工用水用电条件等情况的分析，电站建设的施工条件相对较好。XX白水江小水电开发有限责任公司抽人成立工程建设指挥部，指挥下设三科一室：定员情况如下：指挥长：1人副厂长：2人技术科：5人，主管工程技术工作；后勤物质科：1人，主管物资供给及生活工作；财务科：1人，分设会计、出纳各一名，主管资金使用工作；办公室：1人，主管协调、文秘、平安保卫等工作。根据以上情况，电站建设期的总定员人数为11人。根据《中华人民共和国招标投标法》工程建设工程需要承包的，单项大于50万元的，应进行招投标进行施工，小于50万元的，可以议标进行施工。施工场地采用分区布置，共分取水坝、沉沙池和引水明渠、引水隧洞、引水隧洞支洞口、前池及压力管道、厂区六个区域。根据本工程枢纽布置、施工特点有施工布置条件，施工总布置应遵循以下原那么：a)考虑当地居民的经济利益和经济开展，尽量利用荒地、坡地、河滩地及水库淹没区，少占农田，不拆迁居民点。b)按招投标体制组织施工，施工生活福利设施工及办公设施房建面积按低标准控制。c)充分利用工程弃渣平整场地和铺筑道路，减少土石方开挖量。d)主要临时性施工设施布置在20年一遇水位以上。e〕各区域即互相干扰，又相对独立，以厂区作为整个工程施工的指挥中心。该电站属县内个体私营企业建设工程，县、乡、村三级应搞好各方面的协调关系，确保工程施工的顺利进行。本工程方案于2008年1月开工，于2009年8月竣工，总工期为20个月。1.9.工程占地、环境影晌评价及水土保持工程.工程占地根据XX技改扩建电站工程的布置，本电站的工程占地分为永久工程占地和临时工程占地。工程占地面积共计8.70亩。其中：永久占地为6.78亩，包括耕地2.23亩、林地0.60亩、荒山坡3.17亩、河滩占地0.78亩；临时性占地面积为1.92亩。占地费用根据XXX国土资源局有关规定进行办理，耕地永久性占地按45000元/亩；林地永久性占地按30000元/亩；荒滩地永久性占地按15000元/亩。临时占地按3000元/亩，以上补偿均采取一次性补偿。工程建设不涉及房屋拆迁和移民。总占地费用16.55万元。.环境影响评价电站的修建对环境的影响主要表现在施工期的影响，工程占地对土地资源和植被的影响，电站引水改变天然河流水文情势造成下游的局部河段水量减少及对水生生态的影响，此外工程施工期，机械噪声和震动及粉尘对周围环境有一定影响，但随着施工结束，这种不利影响可削减或消除。但经分析评价，以上影响的范围和程度均很小，与本工程所创造的经济效益相比，环境质量损失较小。施工期间对环境的影响是暂时的，只要注意保护，采取必要措施使有关防治方案能具体实现，施工结束后，这类影响将会消失或大为减轻。另外，电站建成后，可以以电代柴，起到保护植被，减少水土流失，改善生态环境的有利作用。电站工程的建设，对当地经济开展，人民生活水平的提高具有明显的经济效益和社会效益。工程对环境的总体影响，其有利方面占主导地位，不利影响是能得到妥善解决和减免的，对区域生态系统影响甚微，因此，从环境保护的角度来看，工程不存在大的制约环境因素，只要工程建设中严格执行环境保护规定，认真落实环境保护措施，工程兴建是切实可行的，其经济、社会和环境的效益均是十分显著的。工程环境保护措施投资共计9.15万元，其中包括施工生产废水和生活污水处理费1.50万元，施工期噪声、粉沉等防护费0.90万元，生活垃圾处理费用0.40万元，施工期人群健康保护费1.25万元，环境监测措施费0.70万元，环境保护临时措施费0.90万元，环境保护独立费用3.50万元。。水土保持工程根据电站建设各局部水土流失防治类型区的水土流失特点、防治责任和防治目标，遵循治理与防护相结合、植物措施与工程措施相结合、治理水土流失与恢复和提高土地生产力相结合的原那么，统筹布局各项水土保持措施，形成完整的水土流失防治体系：对主体工程区采取以植物措施为主的绿化美化工程；土、石料场修建土质排水沟，排走外来水，防止对开挖面的冲刷，并修筑临时挡土墙，对剥离的表层土临时堆放区进行临时防护，待土、石料开采完毕后进行表土回填并进行造林种草；在弃渣场修筑拦渣工程及造林种草；在永久公路和改建公路两旁种植护林带，道路边坡进行种草护坡，并进行路基路面排水设计；施工临时占地区、移民安置区采取土地平整和植被恢复等绿化工程相结合的防治措施。根据本建设工程的特点，考虑当地的价格水平，并根据本建设工程编制的水土保持方案可知：XXXXX技改扩建电站的水土保持措施的投资估算为58.93万元。1.10.工程投资估算初拟本电站工程的建设工期为20个月，方案2008年1月开工，2009年8月竣工。由工程估算可知，工程静态总投资1961.98万元，单位千瓦投资4785元，其中建筑工程681.09万元占35％，机电设备及安装工程676.97万元占35％，金属结构及安装工程157.17万元占8％，临时工程投资43.73万元占2％，工程占地及环境影响处理费84.63万元占4％，其它工程和费用193.66万元占10％，根本预备费124.72万元占6%。总投资2055.52万元，其中价差预备费93.54万元。1.11.经济评价电站经济评价，根据文件是部颁行业标准《水利建设工程经济评价标准》SL72-94，《小水电建设工程经济评价规程》SLl6-95。XXXXX技改扩建电站工程是以发电为主的小(1)型水电站，经济评价包括国民经济评价和财务评价，后者是评价的重点。该电站建设期20个月、试运行期4个月，生产经营期按20年计算，总计算年限22年。经计算，成果如下：国民经济内部收益率为21.951%>12%；国民经济净现值为1104.56万元>0；国民经济效益费用比为1.455>1；财务内部收益率为16.179%>10%财务净现值为737.09万元>0投资回收期：自建设期起6.73年，自生产期起5.06年。1.12.下一步工作建议XX技改扩建电站工程的可研报告已完成，技术经济合理可行，但还需要做进一步的工作：首先，对地质还需进行详细的勘察和认真的分析，为下阶段的设计提供依据；其次，在实施方案前，对XX河河取水坝处的流量、水位还需进行一定的测验工作，以确定其准确的数据，使下阶段设计时的水文复核更具可靠性。最后，XXX是一贫困县，望各级各部门给予大力的支持和帮助，让该电站能早日建成投产，造福当地人民，将资源优势转换为经济优势，促进XXX域经济开展、为XXX与全市、全省、全国同时进入小康社会作出奉献。工程特性表2.水文2.1.流域概况XXXXX技改扩建电站取水口位于白水江一级支流的XX河中段上，XX河流域主要位于XXX的XXX境内，XX河属金沙江下段水系一级支流白水江右岸的小河流，发源于四川省筠连县大雪山镇与XXX.XXXXXX交界处的大雪山，海拔1777.2m的山峰，与白水江的右一级支流的白沙河同处一分水岭，途经XXX的XX村、XX村，最后在XX村的溪口处注入白水江，河流流域面积70.35km2，河长22.6km，天然总落差750m，多年平均流量为2.46m3/s，该河理论水资源蕴藏量为1.33万kw。电站取水口位于XX河中段的杉树处，具体地理位置东京104°41′04″，北纬27°50′10″，取水高程约999m，取水口以上控制径流面积39.15km2；厂址位于电站XX村的河底社，具体地理位置东京104°40′22″，北纬27°48′28″，高程约777m，厂址以上计算设计洪水的流域面积51.75km2。流域高差悬殊不大，由分水岭最高点的1777.2m至取水口的999m，高差达778m，多年平均年降水量由上部的1750mm到站址处的1400mm。流域内高程1000m以上地区广布侏罗系遂宁组和沙溪庙组，泥岩夹细沙岩、细～中粒岩屑砂岩、长石砂岩、粉砂岩，地质构造不发育，下部靠近厂区出露侏罗系自流井组粉沙质泥岩，泥质粉沙岩夹石英砂岩。取水口以上流域植被覆盖良好，植被覆盖约45％，植被以蕨草、灌木丛和竹子为主，开垦指数较少，故汛期河水含沙量相对较小。2.2.流域气候特征XXX属中亚热带季风气侯，县内气候差异大，垂直变化显著，由于地势由南向北倾斜，在境内的钟鸣、龙安，三道一带形成明显的气候分界线，线以北多雨潮湿，日照少，秋涝严重，线以南温高少雨，日照多，旱象严重。XX河流域位于气候分界线以北，雨量充分，干旱指数小于1.0，多年平均降水量1400～1750mm之间，其中5～10月降水量约占全年降水量的75%。流域气温主要受海拔的控制，多年平均气温12～17℃，最高气温在7月，最低在1月，极端最低气温-1.5℃，相端最高气温41℃。2.3.根本资料该流域属无资料地区，附近虽有大湾水文站、田坝水文站和罗坎、雨河和XX龙海等雨量站，但因面积悬殊太大和降水观测年限短等因素不能直接利用，水文计算所借用的资料为《XX地区水文特性研究》、电站东北面牛街水文站的实测成果和附近雨量站的资料，以及省水利厅的《土壤侵蚀图》。年径流计算方法采用“等值线法”、“水文比较法”和“经流系数法”三种方法进行；洪水采用“水文地理法”。2.3本电站选择距离东北约19km的牛街水文站为参证站，牛街水文站与XX河同属于白水江流域，并且牛街水文站位于XX河下游，距离牛街水文站较近，仅相距19km，因此流域气候与水文站具有很好的相似性。牛街水文站于1958年建站，集水面积2838km2，从1959年起正式投入使用，观测水位、流量、降水等工程至今有48年。其实测资料为1959年～2005年共47年，经历年资料复审，均到达《水文年鉴》的刊印要求，1959年至1988年已刊印，1989年～2005年虽年鉴停止刊印，但每年都顺利通过水利部长江水利委员会及XXX.水文部门组织的资料整编审查，其水文测验方法及资料整编方法也随水文的开展而逐步改善，可满足不同时期水文测验和资料整编的要求，所以牛街水文站的实测资料精度是高的。参证站建站至今，水文测验断面和有关工程的观测场地未曾改变，水文站测验断面以上的人类活动不频繁，根本上没有水利工程建成，控制流域内的人类活动对水文现象根本无影响，所以观测资料是一致的。经对牛街水文站1959～2005年的年平均流量进行的周期性和参数稳定性分析，由年平均流量均值差积曲线及均值、变差系数Cv值逆时序累积过程线〔后附图〕看出：均值于1995年趋于稳定，Cv值由于1999年趋于稳定。根据点汇的牛街水文站实测47年径流差积曲线〔后附图〕说明，47年资料包含了4个丰枯水周期，所以实测径流资料有较好的代表性。所以参证站资料是一致的、可靠的、具有代表性的，电站设计中是可以使用的。附均值差积曲线图2-1，流量均值逆时序累积曲线图2-2，Cv值逆时序累积曲线图2-3。2.3.2.《由XXX.水文水资源局XX分局组织大量技术人员，耗时七年完成的《XX地区水文特性研究》，是建立在大量资料的根底上的，成果反映了XXX.的水文分布规律，已通过科技成果鉴定并获得省政府的科技成果奖。其中的径流、洪水等的计算方法及相应图表适用于XXX.境内无资料的1000km2以下有关工程的水文分析计算，在本市各水利水电工程的规划设计中广泛应用，本次电站设计也使用该资料。2.3研究流域四周有雨河、罗坎、碗厂、龙海等站多年的降水量观测资料，也可用于本次的水文分析计算中。2.4.径流计算该流域属无资料地区，采用《XX地区水文特性研究》和流域东北面距电站19km的牛街水文站作为参证站，以及附近雨量站成果，枯水测量成果，可作为取定电站径流系数的依据，并进行径流计算。2.4采用《XX地区水文特性研究》中的径流深等值线图并参证枯水调查资料取定径流系数，计算得各取水口断面的多年平均流量，见表2—1。XX电站取水断面多年平均流量表表2-12.4采用《XX地区水文特性研究》中的多年平均降水量等值线图查算得流域年平均降水量1600mm。白水江牛街水文站，从地形地貌、地质条件、气候和植被条件等方面都与XX电站有很大的相似性，控制流域面积2838km2。对牛街水文站径流资料进行插补延长处理后，采用PⅢ型曲线法计算其统计参数为：Q多年=72.87m3/s、Cv=0.19、Cs=2Cv。采用水文比较法按面积比的一次方计算断面多年平均年径流量，同时考虑降雨修正系数。Q=Q′(F/F′)*(P/P′)=72.87×(39.15/2838)*〔1600/1112.1〕=1.45m2.4查《XX地区水文特性研究》得电站取水坝以上流域内的多年平均年径流系数为0.7，多年平均降雨量1600mm，求得电站取水坝设计断面多年平均年径流量为：Q=α·P·F1/T年·1000=1000×(0.75×1600×39.15)/(365×24×3600)=1.49m2.4由于该电站所在河流无可直接利用的水文资料，年径流量的计算采用《XX地区水文特性研究》成果中的等值线图及“水文比较法”和“降水径流系数法”计算成果，三种方法算的成果非常接近，等值线法1.43m3／s、水文比较法1.45m3／s、降水径流法1.39m3／s。经分析经流系数法更符合实际，故多年平均径流量采用《特性研究》的计算成果，即电站取水口处的多年平均流量1.39m3／s，总产水流量为4384.8m3。牛街水文站实测变差系数Cv为0.19，偏态系数Cs=2Cv，本电站取水口以上流域面积39.15km2远小于牛街站2838km2，因此本电站取水口以上变差系数Cv取0.20，偏态系数Cs=2Cv，得设计代表年以丰(p=10％)、平(p=50％)、枯(p=90％)为代表设计流量，计算成果见表2-2“等值线法”设计年径流成果表表2-2单位：m3／s附：牛街水文站流量频率曲线图。2.4设计代表年径流的年内分配，采用白水江牛街水文站作为分配参证站。分配方法是根据牛街水文站的实测水文系列资料，选择其丰、平、枯水典型年作为XX电站设计代表年径流的年内分配典型年，并取频率10%、50%、90%作为丰、平、枯代表年，从而求得XX电站的水文设计代表年的逐月流量，见表2-3表。表2-3XX电站取水口径流量年内分配成果表2.4小型水电站设计保证率的选定，主要按照以下原那么进行：(1)在地方电网中是骨干电站，在常年担任连续生产的较大工业负荷时，取85%～90%，甚至更高。(2)担负一般地方工业或农村负荷时，取80%～85%。(3)水能资源丰富的地区水电站的设计保证率，可选取较高值，以提高供电站可靠性；在水能资源短缺的地区，可选低值，以提高水能利用率。(4)枯水期可以得到电网水电站可其它电源补偿的水电站，可适当降低设计保证率。根据XXXXX电站为非调节径流式开发电站，其装机容量占地方电力系统总容量的1%以下，并入地方电网后不算是一个骨干电站，所以该电站的设计保证率选定为80%。因XX河无实测料，因在推求保证量时，以相应代表年各月平均流量绘制保证率曲线，并根据当地实际结合《小型水力发电站水文计算标准》所给定的参考值进行修订，求得不同保证率下的保证流量为：Q80%=0.65m3/s，此外Q10%=2.77m3/s，Q20%=1.99m3/s，Q50%=1.05m3/s，Q75%=0.69m3/s，Q85%=附：各代表年的月平均保证率曲线图。2.5.枯季径流量的分析由牛街站的枯水，再结合XX河地下补给水的特点来分析该电站的枯水流量的变化特征。牛街站的实测资料说明：枯水流量随季节变化明显，最小流量一般发生在枯季〔12～5月〕，由于年际之间进入雨季与结束时间不同，加之夏季伏旱的影响，使年最小流量出现的时期提前或推迟。根据牛街站的水文资料分析，年最小流量出现的时机为11～4月，年最小流量13.0m3/s〔发生于1979年4月30日该电站集水面积较小，枯水流量出现的时机与牛街站相似，一般为11～4月。取水口以上未发现有泉点径流，枯季径流主要是以流域内的泥岩夹细沙岩、细～中粒岩屑砂岩、长石砂岩、粉砂岩的裂隙水为主，根据《XX地区水文特性研究》所分析的资料，得该地区多年平均地下产水模数为34万m3/km2，查多年平均枯季11～4月径流等值线图得径流量为30万m3/km2，取水口以上径流面积39.15km2，枯季11～4月平均径流量为1174.5万m3，流量为0.47m3/s，平均地下径流量为1331万m3，流量为0.54m3/s。2003年4月6日，XXX水利水电勘测设计队的同志用流速仪测得取水口断面的实际流量为0.2.6.泥沙量计算XXXXX电站取水坝以上流域内雨量充分，气候湿润，植被较好，侵蚀土源少，不利于土壤的大量侵蚀，侵蚀模数以500t/km2的微度侵蚀为主，轻度和中轻度侵蚀面积约占总面积的1/3左右。XX河流域无泥沙观测资料，因此在计算电站取水口的泥沙量时，采用省水利厅的《土壤侵蚀图》〔2004版〕进行计算。侵蚀模数采用下限值，分别为200、500、2500t/km2，计算面积39.15km2。微度侵蚀面积26.10km2，轻度侵蚀面积8.75km2，中度侵蚀面积4.30km2，侵蚀量分别为0.52、0.44、1.08万吨，侵蚀总量为2.03万吨。考虑到水土流失的加重，取1.3的平安修正系数，那么包括推移质在内的总输沙量为2.64万吨，推移质按25％计算，那么推移质泥沙0.66万t。计算面积39.15的平均侵蚀产沙模数676吨/km2，断面平均含沙量0.60kg/m3。2.7.洪水本流域无洪水资料，洪水的计算采用《XX地区水文特性研究》的“水文地理法”和借用牛街水文站的“水文比较法”计算取水坝和厂址处的洪峰流量。根据国家《防洪标准》GB50201—94和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000之规定，XX电站为小(2)型工程，所有建筑物等级为Ⅳ级，所有建筑物的洪水标准：设计洪水为10年一遇(P=10%)，校核洪水为50年一遇(P=2%)，施工期洪水为5年一遇(P=20%)。2.7.1.XXXX技改扩建电站厂址以上集水面积39.15km2，采用水文地理法=CA，C取0.040，为85mm，计算得多年平均洪峰流量为53.21m3/s。牛街水文站的洪水资料进行统计分析计算，即多年平均洪峰流量Qm=1456.7m3/s，CV=0.9，CS=3CV。根据以上参数，通过水文比较计算得XX电站厂址的多年平均洪峰流量为20.3m3/s。通过以上两种方法计算出的多年平均流量相差很大，为了平安起见，决定采用水文地理法计算的多年平均洪峰流量值。根据径流面积计算的Cv值并结合牛街水文站实测观测的Cv值综合确定本电站的流域的Cv值取0.90,Cs=3.0取水坝各频率洪峰流量成果表表2-4单位：m3/s10年一遇设计洪峰流量为111.7m3/s，50年一遇校核洪峰流量为201.1m2.7.2.电站厂房断面以上流域面积51.75km2，洪水计算采用“水文比较法”和《XX地区水文特性研究》中的“水文地理法”计算得电站的多年平均洪峰流量分别为26.6m3/s、65.6m3/s，经分析决定采水文地理法的计算值；变差系数CV=0.90，计算得取水口以上多年平均洪峰流量为65.6m3/s。Cv=0.7,Cs=3.0Cv。计算成果如表2-14：坝址各频率洪峰流量成果表表2-5单位：m3/s10年一遇设计洪峰流量为137m3/s，50年一遇校核洪峰流量为248.0m3/s，2.8.水位流量关系根据2004年4月，对XX电站的取水坝及厂址进行的洪水调查和坝、厂址的纵横断面测量成果，采用比降法计算坝、厂址的水位流量关系，计算公式：Q=(1/n)*R2/3*i1/2*A，式中糙率取0.05,根据测纵断面计算得：取水坝断面附近河道的平均比降0.015，厂址断面附近河道的平均比降0.035。根据以上参数，计算得XX技改扩建电站各取水坝和厂址的水位流量关系见下表：坝址和厂址的水位流量关系表2-63.工程地质3.1.绪言本阶段工程地质勘察的任务是调查XX电站工程区主要地质问题，并作出初步评价，调查各建筑物〔区〕主要工程地质问题，初查天然建筑材料。本次地勘工作主要依照《水利水电工程地质勘察标准》〔GB50287-99〕、《中小型水利水电工程勘察标准》〔SL55-93〕、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》〔SL251-2000〕、《水利水电工程地质测绘规程》〔SDJ15-78〕及《水利水电工程勘测图制图标准》〔SL73.2-95〕进行，完成主要工作量见表5-1。完成勘察工作量一览表表3-1工程工作内容比例尺单位完成工作量工程地质测绘区域地质调查1:10000Km23坝址区工程地质平面测绘1:500Km20.25坝址区工程地质剖面测绘1:100m/条50/1厂址区工程地质平面测绘1:1000Km20.75厂址区工程地质剖面测绘1:500m/条530/1助探坑探m3/个26/83.2.区域地质概况.地形地貌XX电站位于白水江右岸一级支流XX河流域，该流域地处云贵高原北部边缘斜坡地带，属中山～低山构造侵蚀剥蚀地貌。山脉走向大致与构造线根本一致，以北北东向为主。第四纪以来，工程区内地壳以强烈上升为主，地形切割深、密度大，山峰林立，狭谷遍布，地势高峻，深切“V”型谷多见。工程区最高海拔1072m，最低海拔648m，相对高差424m。当地最低侵蚀基准面为XX河与白水江交界处的河床，高程648m。地形大体上是北东高，南西渐低趋势。地貌主要受构造的控制，以构造侵蚀浅切中低山地形地貌为主，碳酸盐岩呈带状相间分布，水流侵蚀作用与溶蚀作用相间存在，形成侵蚀溶蚀地貌。在河流两岸和山间谷地发育河谷阶地，分布于河流的两岸。不良物理地质现象主要表现为冲沟发育和岩体风化，在冲沟﹑河流两侧易形成坍塌和小规模滑坡，在地形较陡的硬质岩地段，常发育崩塌。.地层岩性区内主要出露中生界三迭系、侏罗系和白垩系地层，其次为新生界第四系。其岩性及分布情况由新至老分述如下。一、第四系全新统〔Q4〕按成因分为洪积〔Q4pl〕、坡洪积〔Q4dpl〕、残坡积〔Q4edl〕及滑坡、崩塌堆积〔Q4del、Q4col〕，主要分布于河流漫滩、阶地及坡麓地带，为砂、卵砾石及含碎块石粘土、亚粘土或细砂土，厚0～15m。与下伏地层呈角度不整合接触。二、白垩系〔K〕分布于工程区西北部，为一套河流相红色砂砾岩沉积，块状细中粒石英砂岩、含砾砂岩、砾岩，厚度大于537m。与下伏遂宁组呈不整合接触。三、侏罗系〔J〕广泛分布于工程区内，为河湖相砂泥质有碳酸盐岩类沉积，总厚884～2061m。整合于二叠系之上。1、中统遂宁组〔J2sn〕：分布于XX向斜轴部，岩性为紫红色泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩夹细粒砂岩、泥灰岩，具由下而上颗粒变细的特点。厚985m。2、中统沙溪庙组〔J2s〕：呈条带状分布于XX向斜两翼。与下伏自流井组整合接融。褐灰、灰紫色细—中粒岩屑砂岩、长石砂岩与紫红色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩不等厚互层，中部夹页岩。厚676m。3、下统自流井组〔J1z〕：呈条带状分布于XX向斜两翼。与下伏须家河组整合接触。暗紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及细粒石英砂岩，底部为铁质砂砾岩。厚211～584m。四、三迭系〔T〕分布于工程区北部和东南部，为浅海相砂泥岩〔下部〕及碳酸盐岩〔上部〕沉积，总厚1054m。整合于二迭系之上。1、上统须家河组〔T3x〕：为一套内陆湖泊沼泽相含煤碎屑沉积。岩性为灰黄、灰色厚层、块状细至中粒岩屑长石石英砂岩夹粉砂质页岩和煤层。底部有一层砾岩。厚388m。2、中统关岭组〔T2g〕：下段〔T2g1〕为灰，深灰色灰岩，灰质白云岩、泥质灰岩。中、上部夹暗紫色、灰绿色细砂岩，粉砂岩、页岩，厚54～218m；上段〔T2g23、下统永宁镇组〔T1y〕：下段〔T1y1〕灰色厚层状灰岩为主夹细砂岩、页岩及上部紫色砂页岩为主夹灰岩，厚77～189m；上段〔T1y2〕为灰青灰色灰岩，泥质灰岩组成，具蠕虫状构造，厚87～331m。4、下统飞仙关组〔T1f〕：下段〔T1f1〕为灰绿、蛋青色厚层块状粉砂岩夹泥岩，厚16～203m；上段〔T1f2〕为紫红、灰紫色粉砂岩、细砂岩、泥岩、页岩夹灰岩和鲕状灰岩，底夹铜砂、页岩，厚470m.地质构造及地震1、地质构造：区域位于华夏构造体系NE-SW向扭动构造体系中褶皱构造带，滇东北褶束Ⅲ级构造单元的北部。构造以褶皱为主，由XX向斜组成，XX电站工程区位于该向斜核部。XX向斜介于柿子坝、牛街与羊场——龙街两排背斜带之间，向斜轴部由白垩系、侏罗系地层组成，两翼由三迭系、二迭系地层。轴部舒状平缓，两翼地形产状较陡，轴向北东50～60°，轴长60～70km，宽约20km，是主要的煤田分布构造。2、地震：区域位于青藏高原中部地震区川滇地震亚区马边—XX地震带内。区内断裂构造较不发育，且新构造活动性迹象不明显。工程区西距小江活动断裂带大于100km，区域稳定性相对较好。根据1：400万《中国地震动参数区划图〔GB18306—2001〕》，工程区地震峰值加速度为0.15g.水文地质条件区域内岩性以碎屑岩类分布最广，次为碳酸盐及新生界松散岩类。地下水类型以裂隙水为主，其次为岩溶水和孔隙水。1、孔隙水：赋存于第四系Q4残坡积砂壤土，冲洪积砂、卵砾石层中，均为潜水。其中残坡积砂壤土含〔透〕水性弱～中等，冲洪积砂、卵砾石层含〔透〕水性较强，以泉点和散流状形式向就近沟谷或河流排泄，地下水位埋深较浅。2、裂隙水：为区内主要地下水类型。含水层组主要为K、J2sn、J2s、J1Z、T3X、T1f等组，其中以石英砂岩、砂岩、粉砂岩等3、岩溶水：含水层组有T2g、T1y等，岩性主要为灰岩、白云岩、泥质灰岩等。这些含水层岩溶发育，富水性强。区内泉水点出露较多，流量50～1883.3.各建筑物区工程地质条件.取水坝工程地质条件一、地层岩性取水坝处主要出露第四系全新统〔Q4〕及侏罗系中统隧宁组〔J2sn〕地层。1、第四系全新统〔Q4〕：〔1〕冲洪积层〔Q4apl〕：为含漂石的卵砾石层，地表见漂石直经大于1.8m，一般厚0.5～15m，属强透水层，分布于坝址区河谷两侧边缘地带及河床中；〔2〕崩积与坡积层〔Q4col+dl〕：由巨石、碎块石夹灰、灰褐、紫红色砂土、亚粘土等组成，无分选性，呈棱角状，无胶结，一般厚0.3～2、侏罗系中统遂宁组〔J2sn〕：为紫红色泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩夹细粒砂岩、泥灰岩，具由下而上颗粒变细的特点。二、地质构造坝址区处于XX向斜核部，断裂构造不发育，岩层呈单斜构造产出，产状317°∠25°，主要构造线方向和层面根本一致。三、地貌及物理地质现象取水坝所在河谷段呈北东南西向，河谷为根本对称的“U”型谷，左岸地形坡度6～27°，右岸地形坡度6～28°。两岸山顶与河床高差约150m。坝址区无不良物理地质现象，两岸冲沟不发育，Ⅰ、Ⅱ级阶地分布在坝址上游50m以上地带，阶面宽度3～60m，为灰褐、浅灰、灰黄色粉细砂，含粘质卵砾石透镜体，半胶结，厚度一般0.7～3.2m。四、岩石物理力学指标坝址区发育有第四系冲洪积层和和坡积层，下覆伏基岩为强至弱风化的侏罗系隧宁组泥岩、粉砂质泥岩。建议物理力学指标：Q4apl层：r=1.85g/cm3、f=0.25、c=20～30Kpa、［R］=0.15～0.25Mpa；Q4dl+col层：r=2.2g/cm3、f=0.25-0.35、c=20-30Kpa、［R］=150～300Kpa；泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3五、水文地质特征坝址区岩性为泥岩、粉砂质泥岩，透水性弱。地下水主要为裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。裂隙水主要赋存在节理裂隙中，地下水受大气降水补给，以散流形式排泄到河中；孔隙水分布于坝肩边坡及河谷两岸，含水层由坡积〔Q4dl〕含碎石粘土、亚粘土及洪积〔Q4pl〕含砾粘土等组成，厚0.2～4.8m，由于分布面积小，厚度薄，并具有就地补给就地排泄之特点，地表未见地下水出露，水量贫乏。通过实地调查，附近居民用地表水、地下水饮用或浇筑砼，未见有不良反响和出现腐蚀砼的现象，可直接作为生产、生活用水，对混凝土不具有侵蚀性。六、取水坝工程地质评价1、坝基工程地质条件坝基基岩为泥岩、粉砂质泥岩，岩体强至弱风化，节理裂隙较发育。坝基河床为第四系冲洪积层〔Q4apl〕，岩性为卵砾石及含砾粘土、漂石，据探坑揭露，其厚度为1.2～4.5m。由于取水坝高度较小〔小于10m〕，坝体也较小，只起到拦截河水的作用，故坝基不存在压缩变形问题，强度能够满足要求。由于坝基无断裂通过，建议防渗根底切水槽置于弱风化岩体上，其余坝基建基面可置于强风化岩体中下部，可满足坝体稳定结构要求，两岸清基开挖垂直深度3～5m，开挖边坡第四系不陡于1：1，基岩不陡于1：0.5。2、坝肩工程地质条件两坝肩基岩裸露，两岸山坡与岩体结构面组合属稳定结构，开挖后不会使岸坡失稳，岸坡稳定性较好，不存在绕坝渗漏问题。.引水隧洞工程地质条件1、根本地质条件引水隧洞总长3013m，分为两段，其中：1#引水隧洞长831m，2#引水隧洞长2182m。引水明渠位于1#和2#引水隧洞之间，长360m。进水口在取水坝左坝肩，引水线路沿左岸布置，前段有85m〔在1#隧洞内〕基岩为侏罗系隧宁组泥岩、粉砂质泥岩，后段均为侏罗系中统沙溪庙组岩屑砂岩、长石砂岩与紫红色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩不等厚互层，中部夹页岩。未发现大的不良物理地质现象。2、引水隧洞和引水明渠工程地质评价〔1〕1#引水隧洞工程地质评价第一段〔进口段〕：剖面距离0～35m，L=35m。地表基岩裸露，岩体强风化，节理裂隙发育，完整性较差，强度低，开挖中自稳能力差，会产生掉块和崩塌，围岩类别Ⅳ～Ⅴ类，极不稳定。建议f值1～2，K值2～5Kpa。需系统喷锚加钢筋网式衬砌处理，进口洞脸边坡也应加强支护处理。第二段〔洞身段〕：剖面距离35～791m，L=756m。岩体完整，强度高，围岩厚度大于三倍洞径，开挖中自稳能力较好，围岩类别Ⅱ类至Ⅲ类。建议f值3～5，K值10～20Kpa。地下水位高于隧洞顶板，雨季开挖中存在渗、滴水现象。建议作全断面一次性开挖，光面爆破，施工时隧洞局部喷砼或衬砌支护。由于泥岩长期遇水易软化，为保证隧洞的长期平安运行，建议全断面作混凝土衬砌处理。第三段〔出口段〕：剖面距离791～831m，L=40m。同进口段。〔2〕2#引水隧洞工程地质评价同1#引水隧洞工程地质条件。〔3〕引水明渠工程地质评价沿渠线方向地形坡度5°～8°。地表大局部被第四系松散层覆盖，厚0.8～1.6m。基岩岩体强风化，渠线与岩体走向线根本一致，根底座落在强风化岩体内，稳定性差，开挖边坡可能产生坍塌，不稳定。建议开挖边坡坡比1：1～1：0.75，作全断面衬砌处理。为防止地表覆盖物掉入渠道内，建议采用预制板覆盖。.压力前池工程地质条件1、根本地质条件压力前池处地形坡度为46°，基岩裸露，岩性为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、粉砂质泥岩。岩体强风化，节理裂隙发育。探坑揭露，强风化下限埋深7m。2、工程地质评价地势较陡，节理裂隙发育，前池根底应开挖至强风化层一定深度，建议采用钢筋网式全断面混凝土衬砌，并扩大根底加强防渗处理。开挖后及时按设计进行施工处理。建议开挖边坡：1∶0.75～1∶1.2。建议物理力学参数：泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3，f´=0.5～0.6，c´=0.3～0.4Mpa、［R］=1～2Mpa。.压力管道工程地质条件1、根本地质条件压力管道段地形坡度为34～48°，岩性为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、粉砂质泥岩。岩体强风化，节理裂隙发育。据探坑揭露，第四系〔Q4〕坡积层厚0.1～1.2m，岩体强风化下限埋深5～12m。边坡无不良物理地质现象，坡体稳定。2、工程地质评价该段无断层通过。岩体节理裂隙发育，完整性较差。压力管道根底应置于岩层一定深度，但作为镇墩根底，还应扩大根底。开挖后及时按设计进行施工处理。建议物理力学指标：Q4dl+col层：r=2.2g/cm3、f=0.25-0.35、c=20-30Kpa、［R］=150～300Kpa；泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3，f´=0.5～0.6，c´=0.3～0.4Mpa、压力管道工程地质条件1、根本地质条件压力管道段地形坡度为34～48°，岩性为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、粉砂质泥岩。岩体强风化，节理裂隙发育。据探坑揭露，第四系〔Q4〕坡积层厚0.1～1.2m，岩体强风化下限埋深5～12m。边坡无不良物理地质现象，坡体稳定。2、工程地质评价该段无断层通过。岩体节理裂隙发育，完整性较差。压力管道根底应置于岩层一定深度，但作为镇墩根底，还应扩大根底。开挖后及时按设计进行施工处理。建议物理力学指标：Q4dl+col层：r=2.2g/cm3、f=0.25-0.35、c=20-30Kpa、［R］=150～300Kpa；泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3，f´=0.5～0.6，c´=0.3～0.4Mpa、.厂址区工程地质条件1、根本地质条件厂区位于XX河左岸边，该处地形平缓，据探坑揭露，第四系〔Q4〕坡积层厚0.5～1.8m，冲洪积层厚1.2～3.5m。下伏地层为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、粉砂质泥岩。岩体强至弱风化，强风化下限埋深2.4～5.5m。除节理裂隙外，无较大的断裂构造通过，地下水主要为裂隙水和孔隙水，主要补给来源为大气降水，地下水多沿着裂隙、孔隙呈散流形式向河谷排泄。2、工程地质评价该处地形平缓，无不良物理地质现象，边坡稳定，利于布置。由于厂址区位于XX河左岸边，所以考虑到防洪要求，建议砌防洪河堤，高度根据水文计算最高洪水位确定。厂房根底开挖后将形成后侧较高边坡，为了确保边坡的平安，应设抗滑重力挡墙或抗滑桩等，具体设计结合施工开挖后的情况比较后确定。各建筑物根底应置于基岩岩体上，置入强风化岩体中部。建议开挖边坡：1∶0.75～1∶1.2。建议物理力学参数：Q4apl层：r=1.85g/cm3、f=0.25、c=20～30Kpa、［R］=0.15～0.25Mpa；Q4dl+col层：r=2.2g/cm3、f=0.25-0.35、c=20-30Kpa、［R］=150～300Kpa；泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3，3.4.天然建筑材料按照《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》〔SL251～2000〕要求进行料场的选择。根据工程区外围砂料的分布情况和工程所需材料的要求，选有放桃子湾灰岩料场，工程所需砂料及碎石料在该料场选用灰岩加工机制砂。桃子湾灰岩料场位于XX河左岸，距XX电站厂区约3km。岩性为T2g白云岩、灰岩、泥质灰岩，弱风化，岩质坚硬。岩层产状为320∠60°，覆盖层平均厚度1.2m，含泥率约7％左右，岩溶发育较弱，局部地带见溶洞、溶隙等。该料场估算储量：有用层储量30万m3，无用层4.5万m3，剥采比为1：15。石料本开着就近取材的原那么，在每个工程点附近选取侏罗系中统沙溪庙组的岩屑砂岩、长石砂岩层加工制作，质量，储量完全满足本工程的要求。3.5.结论〔1〕根据1：400万《中国地震动参数区划图〔GB18306-2001〕》，工程区的地震动峰加速度为0.15g，地震动反响谱特征周期为0.45s。地震根本烈度为Ⅶ度。区域稳定性较好。〔2〕取水坝坝址处出露基岩为泥岩粉砂质泥岩，岩体强风化，节理裂隙发育，岩体完整性差，强度低。由于坝基无断裂通过，建议防渗根底切水槽置于弱风化岩体上，其余坝基建基面可置于强风化岩体中下部，可满足坝体稳定结构要求，两岸清基开挖垂直深度3～5m，开挖边坡坡比松散层不陡于1：1，强弱风化基岩不陡于1：0.5。两坝肩基岩裸露，两岸山坡与岩体结构面组合属稳定结构，开挖后不会使岸坡失稳，岸坡稳定性较好，不存在绕坝渗漏问题。〔3〕1#引水隧洞进口段岩体强风化，节理裂隙发育，完整性较差，强度低，开挖中自稳能力差，会产生掉块和崩塌，围岩类别Ⅳ～Ⅴ类，极不稳定。建议f值1～2，K值2～5Kpa。需系统喷锚加钢筋网式衬砌处理，进口洞脸边坡也应加强支护处理。洞身段岩体完整，强度高，围岩厚度大于三倍洞径，开挖中自稳能力较好，围岩类别Ⅱ类至Ⅲ类。建议f值3～5，K值10～20Kpa。地下水位高于隧洞顶板，雨季开挖中存在渗、滴水现象。建议作全断面一次性开挖，光面爆破，施工时隧洞局部喷砼或衬砌支护。由于泥岩长期遇水易软化，为保证隧洞的长期平安运行，建议全断面作混凝土衬砌处理。出口段同进口段。2#引水隧洞工程地质条件同1#引水隧洞工程地质条件。〔4〕引水明渠段岩体强风化，渠线与岩体走向线根本一致，根底座落在强风化岩体内，稳定性差，开挖边坡可能产生坍塌，不稳定。建议开挖边坡坡比1：1～1：0.75，作全断面衬砌处理。为防止地表覆盖物掉入渠道内，建议采用预制板覆盖。〔5〕压力前池根底应开挖至强风化层一定深度，建议采用钢筋网式全断面混凝土衬砌，并扩大根底加强防渗处理。建议开挖边坡：1∶0.75～1∶1.2。〔6〕压力管道段无断层通过。岩体节理裂隙发育，完整性较差。其根底应置于岩层一定深度，但作为镇墩根底，还应扩大根底。建议开挖后及时按设计进行施工处理。〔7〕厂址处地形平缓，无不良物理地质现象，边坡稳定，利于布置。由于厂址区位于XX河左岸边，所以考虑到防洪要求，建议砌防洪河堤，高度根据水文计算最高洪水位确定。厂房根底开挖后将形成后侧较高边坡，为了确保边坡的平安，应设抗滑重力挡墙或抗滑桩等，具体设计结合施工开挖后的情况比较后确定。各建筑物根底应置于基岩岩体上，置入强风化岩体中部。建议开挖边坡：1∶0.75～1∶1.2。〔8〕建议物理力学指标：Q4apl层：r=1.85g/cm3、f=0.25、c=20～30Kpa、［R］=0.15～0.25Mpa；Q4dl+col层：r=2.2g/cm3、f=0.25-0.35、c=20-30Kpa、［R］=150～300Kpa；泥岩、粉砂质泥岩：r=2.60～2.70g/cm3，〔9〕XX电站工程选有放桃子湾灰岩料场，工程所需砂料及碎石料在该料场选用灰岩加工机制砂。桃子湾灰岩料场距XX电站厂区约3km。岩性为T2g白云岩、灰岩、泥质灰岩，弱风化，岩质坚硬。估算有用层储量30万m3，能够满足本工程的需要。石料在每个工程点附近选取侏罗系中统沙溪庙组的岩屑砂岩、长石砂岩层加工制作，质量，储量完全满足本工程的要求。4.工程任务及规模4.1.自然地理与社会经济状况XXX位于滇东北高原的东北部，XX地区的中部，地理位置介于东经104°38′～44′、北纬27°46′～53′之间，境内国土面积2796km2。地处云、贵、川三省结合部位的乌蒙山边缘，东临镇雄、威信县，南部与贵州省赫章、威宁县接壤；西部与XXX.、大关县接界；北与盐津县、四川筠连县毗邻。南北长70km，东西宽40km。XX河发源于四川省筠连县与XXX.XXX交界处的大雪山和木梗坡梁子，在XXXXX村溪口社境内汇入白水江，属金沙江水系横江一级支流白水江的右岸支流，该河总径流面积70.35km2，多年平均径流量2.46m3/s，水能资源丰富，干、支流理论总蕴藏量为1.33万kw。XXXXX技改扩建电站位于XX河中段，电站取水口位于XX河中段的杉树处，具体地理位置东京104°41′04″，北纬27°50′10″，取水高程约999m。厂址位于电站XX村的河底社，具体地理位置东京104°40′22″，北纬27°48′28″，高程约770m。XXX地处XX中部，交通方便，物产及资源丰富，但由于当地资源开发较晚，特别是能源资源，致使经济落后，人民生活困难。据2006年统计，全县人口55.09万人，人均粮食产量仅257Kg，工农业生产总值164060万元，人均收入2798元，地方年财政收入6047万元，而财政支出就需36818万元，地方收入占总支出的16.4%，形成上亿元的缺口资金，赤字很大。为改变这一贫困状况，而充分利用县内水能资源来开展工农业经济，为此XX白水江小水电开发有限责任公司委托XXX水利水电勘测设计队编制了《XXX.XXXXX河流域水电开发规划报告》，经县人民政府组织审查并批准。在该流域的水能梯级开发方案，XX电站技改扩建电站是规划报告中的XX电站，从流域水能规划来看，符合水能规划要求。只是规划装机2×800kw，业主为了这来之不易的资源，最大限度利用洪水发电，经充分论证、核实，拟定XX技改扩建后的电站规模为2×1250+1×1600＝4100kw。4.2.电站建设必要性XXX国土面积2796km2，辖15个乡〔镇〕，2006年末，全县总人口55万，国内生产总13.6984亿元，人均国内生产总值2495元，人均财政收入250元，农民人均纯收入1331元。由于历史原因和自然因素的影响，加之人口多，产值少，经济增长缓慢，导致贫困面大，是国家及省重点扶持县。为了尽快改变贫困落后的面貌，使全县人民群众的物质文化生活有较大的改善和提高，县人民政府在“十一五”期间制定了工、农等行业的规划，特别是当今XX的矿业开发，主要煤矿和铅锌矿开发，将使XX的经济开展要上一个大台阶。国民经济的迅速开展对能源一来进一步增强，特别工业的开展提出了加快能源开展的要求，本县虽有大量的煤矿，但能源仍以电力为主，全县理论水能蕴藏量79.6万kw，可开发量为29.7万kw，现仅开发10.11万kw，因此，水电开发前景较好，也是XX经济开展的重要支柱。当前，全县电力系统存在的主要问题是：电力紧张状况始终得不到缓解，特别是枯水季节缺口最大，严重制约本县经济开展，电力建设需进一步开展，特别是电源建设，因此XXXXX技改扩建电站建设十分必要。4.3.电力电量平衡论证4.32003年联入电网的装机容量为28055kW，年发电量9324万kW·h，年利用小时3323小时，总供电量11850万kW·h，其中，向市电网购入电量2526万kW·h。2006年联入XXX电网的装机容量为52820kW，该电力系统中较大的水电站有关口电站装机10000kW、袁家坡电站装机2000kW、马鼻子电站装机8000kW、巴爪一级电站〔装机4000kW〕、笋叶电站装机5000kW、麻窝电站7500kw、雄乐电站装机1260，其中向XX地区电网供电的有熊家沟电站装机18000kW。另外还有一些在建电站总装机为47320kW。4.32006底年，以全县工业、农业、居民生活、市政用电四项负荷汇总为72408kW。根据目前全县工矿业、农业、居民生活、市政的开展情况，今后XX的工农业会有更大的开展，就大大加快了对电力的需求。2006末年，需用电量1.48亿kW·h，XX电仅网供电1.15亿kW·h，最大用电负荷32586kW，预计到2008年，全县最大用电负荷将到达88620kW，按最大用电负荷的115%，作为2008年全县方案电站建设装机，即2008年全县方案建成电源点装机容量为117226万kW，与2006年底的52820kW相比，还差64406kw。XX社会经济的快速开展依托的能源主要是电能。上述两大公司均为耗能公司是XXX的龙头企业公司，该它们今后开展势头更加强劲，对电力能源的需求更大，为此抓紧能源开发足今后开展的能源需求，建设XXXX技改扩建水电站，是十分必要的。本电站于2008年1月开工，至2009年8月全面竣工，虽然并入电站网运行，但XX的电能资源都还是很短缺。4.32006年全县现有电站总装机容量52820kW，年发电量1.4862万kW·h，在建电站47320kW，比2008年预测方案装机容量76589kW差10786kW。XXXXX技改扩建电站以牛街水文站为参证站的水文资料分析计算，选择装机容量共2×1250+1×1600=4100kW，装机容量、发电量如下：设计装机流量为2.50m3/s，设计毛水头225.00m，设计净水头211.50m，现状情况下，年发电量为1950.1万kW·h，以电量有效系数0.98计，可供电量1911万kW·h。以上述资料分析得出，本电站建成投产后，还弥补不了规划年预测的XXX电网内的电力缺口，不但本电站势在必建，而且还要立即再上其他电源点的建设，才能满足天力公司和矿冶公司公司的开展，进一步走好电矿结合的道路和全县农业生产用电，居民生活、市政等的用电需要。4.4.保证率选择小型水电站设计保证率的选定，主要按照以下原那么进行：(1)在地方电网中是骨干电站，在常年担任连续生产的较大工业负荷时，取85%～90%，甚至更高。(2)担负一般地方工业或农村负荷时，取80%～85%。(3)水能资源丰富的地区水电站的设计保证率，可选取较高值，以提高供电站可靠性；在水能资源短缺的地区，可选低值，以提高水能利用率。(4)枯水期可以得到电网水电站可其它电源补偿的水电站，可适当降低设计保证率。根据XXX龙海XX电站为非调节径流式开发电站，其装机容量占地方电力系统总容量的1%以下，并入地方电网后算是一个小电站，在加上XXX的电能相当紧缺，所以该电站的设计保证率选定为80%。4.5.水电站规模及水能调节计算.保证出力XXXXX技改扩建电站的取水坝进水口高程999.00m，进水口后接50m的明渠，明渠后接1＃引水隧洞，之后接沉沙池，后有320m的明渠，接后是2＃引水隧洞，引水系统长3361m，设计底坡i=0.001，隧洞正常水深1.40m，设计流量2.75m3/s〔考虑10％水量损失，机组设计引用流量为2.50m3/s〕，隧洞出口高程995.60m，所以，电站的压力前池正常水位997.00m，水机轴线高程为772.00，前池到水机轴线的毛水头H毛=222.00m。经计算，压力钢管的沿程水头损失为2.11m，局部水头损失1.39m，总水头损失为3.50m，故该电站的净水头H净=211.50m。根据电网负荷、电力电量平衡、水头分析以及枯水流量的分析，本电站设计保证率取用P=80%，按照水文分析计算成果取Q80%=0.65m3/s，进水头H净=211.50，出力系数A=8，故保证出力为：N=AQH=1099.8kW。4.5.2XXXXX技改扩建电站为径流引水式电站，电站取水处因地形等综合因素，电站取水只能建滚水坝取水，因此该电站具有调节性能，不能担负系统峰荷运行，建成后不算XX的骨干电站。为了科学合理地选择装机容量，根据电站落差和天然来水量进行天然出力计算，再根据计算成果绘制水电站出力保证率曲线、出力与电量关系曲线。根据对XX河流域的规划可知：XX河规划电站五级，其中XX电站规划装机为1600kw。本次重新对XX电站的水文进行复核后，再分析电站的水能初步情况，考虑到电站不具有调节性能，汛期电量较多，电站的装机容量应该大一些，因此本次设计初步拟定了3000kw、4000kw、5000kw三个装机容量方案进行比较，各方案动能指标见表4-1。表4-1各装机容量动能经济指标比较表工程单位各方案指标80％保证流量m3/s0.650.650.65装机容量kw300040005000多年平均发电量万kw.h1684.761810.431921.84电量差125.66111.41年利用小时h561642563844保证出力Kw1099.91099.91099.9引用流量m3/s1.822.423.03倍比系数2.83.74.7单位投资元/kw从上表可知，装机容量从3000kw增至5000kw，年电能增加237万kw.h，装机4000kw和3000kw、5000kw年电能差分别125.66kw.h、111.41kw.h。从年利用小时来看，装机3000kw的年利用小时为5616h，偏大，装机5000kw的年利用小时为3844h偏小，装机4000kw的年利用小时为4256kw，相对较适宜，此外从保证流量的倍比系数也反映了装机4000kw较为适宜。因此推荐本电站的装机容量为4000kw，但经与业主协商，业主坚持本电站装机为4100kw，即1×1600+1250×2＝4100kw。4.5.3根据水文分析计算和所选定的装机容量，采用丰〔P=10%〕、平(P=50%)、枯(P=90%)三个代表年的各月平均流量以及机组额定流量计算该电站的平均出力和平均发电量，以此平均后作为设计该电站的多年平均出力和多年平均发电量，见表4-2，表4-3，表4-4。电站的多年平均出力2105.4kW，多年平均发电量为1950.1万度，多年平均年利用小时数为h年=4510.7小时，极端最低出力807.3kW。表4-1P＝50％，装机4100kw的年发电量本表4-2P＝10％，装机4100kw的年发电量本表4-3P＝90％，装机4100kw的年发电量装机〔kw〕发电量(万度)年利用小时〔t〕装机〔kw〕发电量(万度)年利用小时〔t〕13173463535189154428246787000390555795466350264074644321469203947290973693461265376663125244778302934231378845.工程布置及建筑物XXXX技改扩建电站位于XXX白水江一级支流XX河流域的XXX境内，整个工程由取水坝、沉沙池、引水隧洞、压力前池、压力管道、主副厂房、升压站、生活区、厂区防洪河堤等组成。取水坝位于XX河中上段的杉树处，取水坝所建处是地形比较开开阔的地段，河岸有大量的荒坡，为了尽量少占用耕地，建取水坝为块石混凝土滚水坝，坝高为2.50m，坝轴线长40.29m，取水方采用坝顶溢流暗涵取水。因取水坝为低坝，加之取水坝处河道坡降