电站项目可行性分析报告 绝密.docx
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电站项目可行性分析报告 绝密.docx
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电站项目可行性分析报告绝密
三节洞电站项目建议书
1综合说明
三节洞电站位于***县***镇***村境内屏风山下,座落在马蹄河二级支流深溪沟河上,距***县城30km,离***镇所在地8km,坝址以上集雨面积11km2,多年平均流量0.24m3/s,最枯流量0.15m3/s,电站海拔高程616m,是深溪沟河上的一级电站。
1983年建成装机125kw,引水式电站一座,引水流量0.4m3/s,水头60m,年平均发电量30万度。
由于电站运行时间长,管理差,设备严重老化,原有挡水坝,引水渠道、压力前池等年久失修,安全生产隐患多,加之2008年初遭受百年不遇的雪凝灾害,电站设备和设施已基本报废。
现招商引资对电站进行恢复改造。
针对三节洞水电站的具体情况,全面考虑较好地达到先进性、合理性和经济性,进行优化设计。
本次为改造增容项目,拟两台机组,装机容量分别为100kw和75kw,年平均发电量63万度,年利用小时数3600小时,总投资113.03万元。
2建设的必要性
2.1项目建设的必要性
2.1.1项目区概况
***镇位于***县南部,326国道、505和536县道穿境而过,东西长17.30km,南北宽19.40km。
周边与复兴乡、合兴乡、平原乡、楠杆乡、龙泉乡和堰塘乡接壤,距省城350km,距县城20km。
地理位置为东经107°54′44″~107°59′20″,北纬28°8′52″~28°9′14″。
全镇辖8个行政村,1个社区,总户数10360户,总人口41145人,其中非农业人口3098人,少数民族人口17840人。
总面积196km2,耕地面积33817亩。
本区域位于云贵高原东部,处于大娄山脉和武陵山脉之间,属武陵山脉以西向四川盆地过渡的斜坡地带。
境内山峦起伏不大,地势相对平缓,平均海拔816m.境内属中亚热带季风气候区,受东南、西南两大季风影响,冬无严寒,夏无酷暑,气侯温和湿润,雨量充沛,无霜期长,多年平均降雨量1218.5mm,多年平均气温16℃,极端最高气温39.5℃,最低气温-6.8℃,年均日照时数1109.1小时,无霜期平均为295天,风向一般为东南风较多,最大风速13m/s。
三节洞电站于1970年由***大队群众集资4万余元,建成装机容量50kw的水电站。
因用电负荷逐年增多,1982年4月呈报地区水电局和地区财政局要求扩建。
同年8月8日,审批投资扩建经费5.8万元。
1983年3月26日由县政府主持,会同农委、水电局、财政局、农行等单位现场验收,1983年4月运行投产。
该工程为抬高水位,使水量集中,建成浆砌石拦河坝一座,坝高5m,坝顶长80m,坝底宽3.5m,坝顶宽1.5m。
动力渠道长200m,引水流量0.4m3/s。
压力前池4.5×4.5m,容水量91.13m,采用直径为φ300mm的钢筋混凝土预制压力管长120m,设计水头60m,属引水式动力发电站。
、
建筑厂房面积86m2,安装HL129—WJ—35型水轮机一台,配套JL—100—6型发电机一台,装机容量125kw。
水轮机和发电机由遵义地区电机厂制造。
安装ST—100kwA型升压站,10千伏线路长1.5km,0.04千伏线路长6km。
2.1.2工程建设必要性
***县资源富饶,矿产资源种类多、品位高、储量大,主要有煤、铁、硫、萤石、大理石、高岭土、土陶泥、石膏和特级石灰石等。
全县河网密布,水能资源丰富,除乌江外,尚有天然落差较大的大小河流78条,全长489.6公里,径流量14.8亿m3,水力理论蕴藏量82450千瓦。
土质优良,气候环境好,具有典型农业发展优势,素有“天麻之乡”美誉。
森林资源极其丰富,山川秀丽,民风淳朴,“红色文化”与民俗文化、乌江文化相得益彰,提升了旅游开发的文化品位。
***宜人的自然条件、丰富的物产资源、优越的地理环境、悠久的历史文化构成了今天***社会经济发展天赋的优势。
党的“十六”大以来,***发展踏上了新的里程。
县委、政府以科学发展观统领经济社会全局,以建设全面小康社会的新要求为发展目标,把握当前经济发展面临的新形势,着眼未来,与我县经济经跨越式发展相结合,创新发展理念,广开视野,突出理清发展思路,破解我县经济发展中存在的矛盾和问题,着力调整结构、进一步转变发展方式,重新调整战略眼光,提出了“农业稳县、工业富县、开放活县”的发展新思路,随着基础设施建设、农业产业化调整、国有企业改革及第三产业的崛起,电力需求越来越大。
县委、县政府和当地群众迫切希望尽快将丰富的小水电资源优势转变为发展区域经济的动力,带动小城镇和当地其他产业经济的迅速发展,以提高当地人民群众的生活生产水平。
由于电站已运行了三十多年,机组设备在性能和结构陈旧、事故增多、检修频繁,加之长期运行使过流部件磨损,转轮、导叶受空蚀和磨损,叶型遭到破坏,间隙增加,效率下降。
机组长期在低效率下运行,浪费能源。
近年来,随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,电力负荷峰谷差愈来愈大,增大了中小型电厂在电网系统中的调峰、调频能力也愈显重要。
而电力系统越来越多地要求中小型水电机组担负调峰、调频和事故备用任务,这样就增加了机组启动、停机次数,致使水轮机部件动载荷增加,运行条件变得苛刻,对设备陈旧的老电站,担负这样任务显然力不从心。
同时,近几年大电网对地方电网实行峰谷差价和峰电超计划加价政策,让电网中调节性能较好的水电站实行顶峰发电,多发电必将会显著提高地方电网的负荷率和经济效益。
自然条件的变化。
近年来随着经济的发展,工农业用水量突飞猛进。
另外,随着人们生活质量的提高,生活用水、环境用水、生态用水等过去设计电站时忽略的部分消耗也一天比一天增多。
由于机电设备落后,技术老化,机组设计水平低,制造工艺差,技术参数低,部件老化,组出力受阻和自然条件的变化,不能充分利用已开发的水力资源,从而造成水力资源的再度浪费。
多年以来,广大农民的生活所需热源都采用沿袭多年的砍伐燃烧天然林方式获取,致使森林面积日益减少,土壤板结,水土流失日益加剧,山地灾害增多,生态环境日益恶化。
十分需要建设一些电站来缓解用电急需,解决当地农村居民生活用燃料问题,减少植被破坏,控制水土流失,长期控制当地环境恶化,以达到长期保护当地生态环境的目的。
3建设条件
3.1水文
3.1.1河流概况
马蹄河是***县境内除乌江干流外最大的一条河流,是长江流域乌江水系下游左岸的支流,发源于***县境内龙泉乡黄泥溪的覃家山,河源高程1252.0m,流经文新、观音滩、马蹄溪、荆角、新坑坝、水桶口、望牌,沿***与沿河土家族自治县县界东进,在两县交界处的双龙场汇入乌江,河口322.0m。
马蹄河全流域集雨面积730.34平方千米,主河道河长57.0km,平均坡降7.6‰,多年平均流量16.78m3/s。
自上而下依次汇入马蹄河的主要河流有塘坝河、板桥沟河、玉溪河、官庄河、角口河、杉树河、涝沟溪河、长丰河、小溪河、稳坪河和廖家河,其中前七条在***县境内,廖家河在沿河县境内。
深溪沟河为马蹄河的一级支流,发源于***镇的冼沙塘,河源高程807m,由西南向东北流,经小河沟,进入深溪沟河,该河属山溪性河流,洪水陡涨陡落,平时河水清澈见底,汛期挟带少量泥沙,多年平均含沙量1.87公斤/m3。
三节洞电站海拔高程为616m,拦河坝址以集水面积11平方千米,河流长5.6km,主河道平均坡降41.6‰。
3.1.2参证站选择
由于深溪沟河流域内无实测径流资料,拟采用降水来推求径流。
***县气象站处于马蹄河流域的重心,资料观测精度较高,所以选择***县气象站作为气象参证站。
3.1.3径流计算
3.1.3.1坝址径流计算
工程点的坝址径流计算采用降水径流同频率相应法推求,此法假定流域降水与参证流域历年径流之经验频率相一致。
先确定流域径流统计参数,点绘理论P-Ⅲ型曲线,再根据降水情况确定逐年之径流深、径流量。
根据***等气象站的降水资料,结合《贵州省地表水资源》成果,并按照枯水调查分析成果控制,采用降水径流频率相应法作出坝址处的径流成果。
深溪沟河上各工程点功能为发电。
根据其兴利目的,对***气象站的历年年降水资料系列,按P=n/(m+1)×100﹪分别计算水文年(4月~次年3月)、10~3月、最小月的经验频率,以P-Ⅲ型曲线适线,进行频率分析计算,得出降水设计值。
其多年平均降水量为1218.5mm,年降水量变差系数Cv为0.17,偏态系数Cs为2Cv。
三节洞平均年水文特征值表1
项目
单位
数量
备注
径流系数a0
0.57
集雨面积11平方千米
平均年降雨量
mm
1218.5
平均年径流深
mm
695
平均年径流总量
104m3
764
平均年流量
m3/s
0.24
平均年基流量
m3/s
0.15
平均年基流总量
104m3
473
查《贵州省地表水资源附图》,规划流域的多年平均年径流系数在0.57左右。
根据所作的降水分析成果,计算得多年平均径流深为695mm;再查“多年平均径流深等值线图”知流域的多年平均径流深在700mm左右,说明多年平均径流深是合理的。
径流的变差系数根据《贵州省地表水资源》中的公式:
Cvy=γCvx/(αm+βLgF)
式中:
Cvy——年径流变差系数;
Cvx——年降水变差系数,Cvx=0.17
F——集水面积,F<100平方千米,时取F=100平方千米;
α——年径流系数;α=0.57
坝址处长系列径流过程采用降水径流频率相应法进行计算。
径流的年内分配,则以枯水控制,按***气象站相应年份的降水分配率来分配。
根据***气象站历年降水量的经验频率在年径流深设计频率曲线上查得一径流深,再用年降水量的实测值与同一经验频率查降水频率曲线上的理论值进行修正,即可得到逐年的径流深。
以枯水调查为控制,扣除基流后的径流量根据***县气象站的实测降水资料进行分配,再加上基流量即可得到水库的径流过程。
各电站的枯水根据实地调查、实测,结合“贵州省平均年最小日流量模数图”、“1/20万水文地质图”成果分析而得。
年径流成果见下表。
深溪沟河各梯级电站径流计算成果表表2
电站名称
集水面积
(km2)
统计参数
不同频率P(%)设计值(m3/s)
多年平均流量
(m3/s)
径流深(mm)
Cv
Cs/Cv
5
10
20
50
80
90
95
0.28
2
1.5
1.37
1.22
0.97
0.76
0.66
0.59
三节洞电站
11
0.24
695
0.28
2
0.36
0.33
0.29
0.23
0.18
0.16
0.14
谷子塘电站
13
0.29
695
0.28
2
0.44
0.4
0.35
0.28
0.22
0.19
0.17
滚坪两河口电站
25
0.55
695
0.28
2
0.83
0.75
0.67
0.53
0.42
0.36
0.32
3.1.3.2 暴雨洪水资料及其特征
流域内无实测暴雨洪水资料,本次洪水计算采用***气象站历年最大一日降雨资料,该站属国家一般气候站,1958年10月17日建站,同年11月1日开始作记录,该站具有1959年至2008年共50年的降雨观测资料,实测最大一日降雨量185mm(1989年8月27日)。
根据***气象站统计资料分析,年降雨日数182天,暴雨多发生在每年的4~9月份,而5~8月出现的暴雨次数占发生次数的80.7%,其中6月份占30.1%,7月份占22.2%,见***气象站历年出现暴雨机率表4-3-1。
该流域形成暴雨的主要天气类型是冷锋低槽和两高切变类,其特点为历时短,强度大,洪水陡涨陡落。
***气象站历年出现暴雨机率表 表3
统计年限
项目
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
合计
1959~2008
出现次数
6
30
53
39
20
16
12
176
出现机率
3.4
17.0
30.1
22.2
11.4
9.1
6.8
100
3.1.3.3设计洪水
3.1.3.3.1设计洪水标准
三节洞电站设计175kw,根据《防洪标准》(GB50201-1994)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和《水电站厂房设计规范》(SL266-2001),电站均为小
(2)型,主要建筑物和次要建筑物均为5等5级,拦水坝设计洪水标准为20年一遇(p=5%),拦水坝校核洪水标准为100年一遇(p=1%),电站厂房设计洪水标准为20年一遇(p=50%),电站厂房校核洪水标准为50年一遇(p=2%)。
3.1.3.3.2设计暴雨
设计暴雨采用***气象站(1959—2008年)共50年实测最大一日降雨资料,经频率分析得出,
一日=94.03mm,取流域中心处CV=0.47,Cs=3.5CV,据《贵州省暴雨洪水计算实用手册》查年最大一小时点雨量均值,
′=46mm,CV=0.42,Cs=3.5CV,其设计暴雨计算成果见表4。
三节洞电站设计暴雨成果表 表4
频率(%)
1
5
备注
KP
2.6
1.93
CV=0.47
H24·P
273.8
203.2
C=3.5CV
KP
2.39
1.82
CV=0.42
SP
109.9
83.72
C=3.5CV
3.1.3.4设计洪峰流量计算
三节洞电站洪峰流量计算采用省水文总站《贵州省流域暴雨洪水计算标准研究报告》中所述的公式计算。
3.1.3.4.1流域特征值量算
流域几何特征值系根据1:
1万地形图量算得到,其成果见表6-3,根据本流域的实际情况,本流域产、汇流均属Ⅱ2区。
流 域 特 征 值 表 表5
河长L(km)
比降
流域面积F(km2)
θ
5.6
0.0416
11
8.85
注:
θ=L/(J1/3F1/4)
3.1.3.4.2设计洪峰流量的计算
根据流域几何特征及雨洪法公式的判别条件(10≤F<25km2,θ<30)采用公式:
Qp=0.254•••••••r10.922•f0.36•J0.24•F0.819•[C•Kp•H24]1.23
式中:
r1-汇流参数的非几何特系数,本流域为0.38;
f-流域形状系数,f=F/L2;f=0.35;
C-洪峰径流系数取
QP-设计频率P的洪峰流量(m3/s);
KP-设计频率P的P-Ⅲ曲线的模比系数;
-暴雨衰减指数,1-24h暴雨衰减指数近似取
=0.75
H24p-设计频率p的24h雨量。
经计算各频率洪峰流量成果见表6
3.1.3.5洪水总量的计算
洪水总量计算采用公式:
WP=0.1×c×F×H24P
c-径流系数
F-流域集雨面积
计算成果见表6
洪峰流量、洪水总量表表6
频率(%)
1
2
5
洪峰流量(m3/s)
184.96
155.96
114.88
洪水总量(万m3)
246.95
214.98
167.66
3.1.3.6 设计洪水过程线的推求
3.1.3.6.1 汇流历时τ的计算
汇流历时τ的计算采用《贵州省暴雨洪水计算手册》所述,用下式计算:
τ=0.278×F0.32/(r×J0.09×f0.13 × Qm0.25)
计算成果如下:
汇流历时成果表表7
频率(%)
1
2
5
τ(小时)
3.87
4.04
4.36
3.1.3.6.2 设计洪水过程线
根据以上几节的计算成果产、汇流区均属Ⅱ2区进行洪水过程线的推求,根据《贵州省暴雨洪水计算实用手册》表十五,取(三)类概化线型。
先由《贵州省暴雨洪水计算实用手册》式(3-8-1)、(3-8-2),有:
hτ=3.6qp·τ(qp=
/F)
由复式(3-8-4)计算h24
h24·P=H24·P·φ-(HS+ΔHS)
自附表(九)中(Ⅱ区)查得τ时段内的稳定雨损的平均值HS=35.0mm,而附加雨损(“24-τ”时段内的降雨损失)ΔHS=Δμ(24-τ),(Δμ=1.0mm/小时)。
附加安全洪水径流深:
Δh=h24·P-hτ
洪水安全放大系数:
本流域汇流属Ⅱ2区,其α0=21.9%。
得出下列参数见表8。
洪水过程线参数计算成果表 表8
频率(%)
1
2
5
hτ(mm)
234.29
206.17
163.92
h24·p(mm)
240.33
208.68
164.68
△h(mm)
6.04
2.51
0.76
K
1.03
1.02
1.01
3.2水文地质及工程地质
3.2.1地质概况
工程点的大地构造单元属杨子准地台-黔北台隆-遵义断拱-风冈北北东向变形区。
区域内山峦起伏,沟壑纵横,河谷深切,山脉与河流相间出露,以新华夏系地质构造为主。
河谷横断面为基本对称的“V”字型,两岸地形坡度均较陡,局部为陡岩。
主要出露底层为第四系松散堆积层(Q)、二迭系吴家坪-长兴组(P2w-c)、二迭系栖霞茅口组(P1q-m)、至留系中上统韩家店群(S2-3hn)、三叠系下统夜郎组(T1y)。
主要为碳酸岩盐、碎屑岩次之。
地质构造不发育,岩层产状为135~270·<7~22·,产状变化较大,岩质边坡稳定。
覆盖层零星分布,主要为残坡积粘土夹少量碎石、冲洪积砂卵砾石以及块石,厚度一般为0~2m,岩石风化厚度一般为3~4m,分化带内节理裂隙发育,局部有溶蚀扩大。
为强岩溶岩组,未受深大断裂构造破坏,岩体较完整性较好,沿河均有硬质岩分布,建筑材料储量丰富、质量较好、开采方便,水文地质条件均较复杂,工程地质条件简单。
3.2.1工程地质
(1)库区
三节洞电站位于河道上游狭窄地带,基岩裸露,为中~弱风化的二迭系栖霞茅口组(P1q-m)灰岩,岩体完整,呈层状或块状结构,构造不发育,岩层产状为165°∠25°。
库区两岸山体较为雄厚,河谷水位,小幅度升高,不会使周边水文地质条件产生大的改变,库区不存在渗漏问题,无淹没问题,据地面地质调查,无滑坡、崩塌等不良地质现象,自然边坡稳定性较好,工程地质条件较好。
(2)引水渠道
原有动力渠道长200m,主要出露地层岩性为二迭系栖霞茅口组(P1q-m)灰岩,沿线第四系松散堆积层主要为残坡积砂质壤土,厚一般为0~1m,受内、外力地质作用的影响,岩体较破碎,岩层产状变化较大,沿线自然边坡稳定,工程开挖条件较好,总体工程地质条件较好。
(3)厂房
原厂房位于左岸下游处,后坡较陡,坡度为30°~50°。
第四系松散堆积层主要为残坡积砂质壤土,推测厚为0~1m,下伏基岩为二迭系栖霞茅口组(P1q-m)灰岩,无滑坡、崩塌等不良地质现象,工程地质条件较好。
(4)建材
工程点均有二迭~三迭系的灰~深灰色中厚~厚层块状灰岩分布广泛,基炭裸露,开采率50%,块石料成形率32%,块石储量大,可在工程建筑区内就近开采,不需做远距离运输;其质量及储量均能满足工程设计要求。
4建设规模
4.1装机容量
电站多年平均流量为0.24m3/s。
电站设计净水头60m,取综合出力系数A=8.0,三节洞电站设计出力为:
Np=AHQ=8.0×60×0.24=115.2(kw)
三节洞电站为日调节电站,集雨面积较小,为了不浪费水能资源,在洪水期可考虑抢水发电,按电站保证出力增加80%装机较为适宜,装机一台100kw和一台75kw,在洪水时两台齐发增大发电量,提高电站回收率,在枯水期用一台75kw机组发电,耗水较小。
因此,选择装机容量175kw,装机台数为2台。
多年平均发电量为63万度,电站装机利用时数为3600小时。
5工程布置
5.1枢纽布置
5.1.1枢纽总布置
本电站是恢复改造,三节洞电站设计175kw,根据《防洪标准》(GB50201-1994)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和《水电站厂房设计规范》(SL266-2001),电站均为小
(2)型,主要建筑物和次要建筑物均为5等5级,拦水坝设计洪水标准为20年一遇(p=5%),拦水坝校核洪水标准为125年一遇(p=1%),电站厂房设计洪水标准为20年一遇(p=50%),电站厂房校核洪水标准为50年一遇(p=2%)。
电站枢纽由拦河坝、冲沙闸、进水闸、引水渠、压力前池、压力管道、发电厂房等组成。
挡水建筑物为一浆砌石自由溢流低坝,高5m,长80m。
冲沙闸位于右岸,紧邻取水口布置,冲沙闸轴线垂直于坝轴线;进水闸为一孔,与冲砂闸平行布置于右岸,设计取水流量0.42m3/s,引水渠道基本沿等高线绕行,渠道总长200m。
压力管道轴线与地形等高线基本垂直布置,采用单管供水方式,正向引进厂房;厂房位于右岸基岩平台上,其纵轴线基本顺河岸呈“一”字形布置,厂房长10m,宽8.6m。
5.1.2.主要建筑物
5.1.2.1取水设施
自由溢流坝坝顶高程为682.0m,溢流前沿长度为80m,最大单宽流量为4.66m3/s,渲泄设计洪水和校核洪水流量时,坝前水位分别为682.2m和682.5m。
5.1.2.2输水建筑物
(1)引水渠道
渠道总长200m,渠道纵坡为0.002,设计过水流量0.42m3/s。
设计采用矩形断面,渠底宽0.7m,设计水深0.7m,安全超高0.2m,采用0.1m厚C15砼作防渗衬砌。
(2)压力前池
根据地形地质条件,前池轴线顺等高线布置,压力前墙及池体均置新鲜完整的基岩上,前池轴线长10m,横断面为矩形,净宽1.2m。
进水池净宽4.5m,长4.5m。
前池侧堰布置在前池右边,溢流前缘长2.5m,溢水经侧槽下泄至溢水道。
溢水道全部置新鲜完整基岩。
溢水道只在冲砂闸后4.5m范围内作全断面衬砌,其余段落只需开挖出宽1.0m,深1.2m的泄槽,弃水泄入原河槽,溢水道总长30m。
(3)压力管道
管道采用φ500钢管单管供水方式,正向引进厂房,引用流量0.42m3/s。
钢管全长120m,共设镇墩3个,支墩20个,支墩间距6m,镇、支墩材料均采用C15埋石砼。
5.1.2.3厂区建筑物
(1)厂房
厂房基础置于新鲜完整的基岩上,顺河岸呈“一”字形布置,长10m,宽8.6m。
厂房内布置125kw水轮发电机组一台,水轮发电机的安装高程为616.0m。
(2)升压站
厂房下游侧布置变压器,地面高程为615.0m,场地尺寸为8m×8m。
(3)进厂公路
工程区进厂需新建4.5m宽3km泥结石路面公路与乡村公路衔接。
(4)尾水渠及防洪堤
厂房、升压站均置于新鲜完整基岩上,机组安装高程较最高洪水位高,故整个厂区枢纽工程均不需设防洪墙,只需设置一定的护坡保护岩面,采用M5.0水泥砂浆砌块石衬护。
本工程不设置尾水渠道,只需将尾水岩石清理即可。
6环境保护设计
电站所在河段无实测水质资料,由于区内人不多,无工业污染,径流主要来自地表水,清澈透明,水质好。
流域属山地温带,两岸植被较好,工程区内没有属国家保护的珍稀植物。
工程弃渣0.32万m3(自然方),工程量不大,且工程分散,工程区大部分地段地形平缓开阔,耕地稀少,因此考虑将弃渣就近堆放于台地、缓坡上,完工后清场,种草植树防水土流失即可。
综上所述,从环境影响角度看,没有制约本工程开发的环境问题,改建三节洞电站方案是可行的。
7工程管理
为降低售电电价,节约成本,本着精简高效的原则和有关规范的规
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