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,调节库容2.017亿m³
,为年调节水库。
工程枢纽由首部枢纽、引水系统和厂房枢纽组成。
坝址位于坝溜乡的泗南江上,坝址控制流域面积1583km2,多年平均流量43.3m3/s。
引水系统线路位于泗南江左岸,前段傍江、后段横穿千岗梁子分水岭。
厂址位于阿墨江左岸楚江(楚雄-江城)公路旁,发电尾水汇入阿墨江。
坝址距昆明公路里程376km,厂址距昆明公路里程356km。
首部枢纽由挡水大坝、右岸坝肩溢洪洞、左岸泄洪(冲砂)洞和左岸电站进水口组成。
大坝采用混凝土面板堆石坝,最大坝高115m。
右岸坝肩溢洪洞前段为“龙抬头”型式,后段与右岸导流洞结合,溢洪洞总长约482m,其出口采用挑流消能型式。
泄洪(冲砂)洞总长约650m,其出口采用挑流消能型式。
电站进水口采用岸边式。
引水隧洞总长度约10.32km,圆形有压洞内径5.3m。
调压室采用带阻抗孔的上室式调压室,竖井高度93.8m,大井内径8m,阻抗孔直径为3m。
压力管道为埋藏式钢衬混凝土结构,圆形断面,压力管道立面布置采用“四平三竖方案”。
电站供水方式为“一管三机”型式。
厂区枢纽建筑物主要由地面式主厂房、上游副厂房、下游副厂房、端部副厂房、主变场、开关站和尾水建筑物等组成。
副厂房分别布置在主厂房的上游侧、左端和下游侧。
室外主变场布置于上游副厂房的上游侧,地面开关站布置在主厂房左侧。
库区为中等切割中山峡谷地貌区,泗南江与邻谷间地形分水岭较为雄厚,库区总体为泥质岩夹砂质岩,地下水分水岭远高于水库正常蓄水位,本工程不存在水库渗漏问题,库岸边坡稳定性总体较好,水库区没有大的淹没、浸没问题。
场地的地震基本烈度为Ⅶ度。
坝址下伏基岩为岩屑石英砂岩、含砾岩屑砂岩、砾岩、岩屑砂岩,与泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩相间出现,呈现多个沉积韵律。
坝址处地形条件优越,两岸岸坡陡峻,河谷呈“V”形,建坝条件较好,适合修建混凝土面板堆石坝。
引水系统建筑物隧洞围岩质量相对较低,以Ⅲ、Ⅳ类为主,局部Ⅱ、Ⅴ类。
厂址基岩为粉砂质泥岩、泥岩夹多层粉细砂岩及砾岩、含砾砂岩透镜体,地基条件较好。
工程建设单位是云南滇能集团泗南江水电开发有限公司;
勘测设计单位是中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院;
主要土建、设备安装承包商和设备供货商是水电八局、水电十四局、闽江局、水电十局、葛洲坝六公司、水电三局、通用电气亚洲水电设备有限公司、夹江水工机械厂、博世力士乐(常州)有限公司、重庆起重机厂和特变电工衡阳变压器公司;
监理单位是云南恒诚建设监理咨询有限公司。
本工程于2003年10月工程开工,2005年2月5日截流暨正式开工,2007年10月30日下闸蓄水,2008年4月26日首台机组发电,2008年6月10日3台机组全部投产发电。
工程总投资15.56亿元。
目前大坝已经完成注册工作。
2008年发电量8.14亿kW.h,2009年发电量9.75亿kW.h,2010年发电量8.950亿kW.h,2011年干旱少雨,发电量约8.7亿kW.h。
本工程自投运以来未发生过安全事故和非计划停运情况,目前电站运行正常。
10.2项目各项审批情况
2001年6月27日,云南省计委以“云计基础[2001]542号”文批准泗南江水电简要规划报告。
2003年9月11日,云南省计委以“云计基础[2003]118号”文批准泗南江水电工程可行性研究报告。
2004年7月12日,云南省水利厅以(云水水保[2004]72号)文批准电站建设水土保持设计报告。
2004年10月9日,云南省环境保护局以(云环审[2004]815号)文对本工程电站环境影响报告书进行了审批。
2005年6月1日,云南省水利厅以(云水政资[2005]37号)文对泗南江电站水资源论证报告书进行了审查,批准取水许可。
2003年12月26日,云南电力集团有限公司与滇能集团泗南江电水电开发有限公司签订了《泗南江水电站并网意向协议书》。
云南省电力设计院《云南省思茅地区泗南江水电站接入系统设计修编》报告(53-X2041K-X03)。
但未见审查意见。
2008年8月21日,普洱市公安消防支队对泗南江电站进行建筑工程竣工消防。
验收意见书为:
(普公(消)监建验字[2008]26号)《关于云南滇能泗南江电水电开发有限公司泗南江水电站工程消防验收合格的意见》。
消防符合相关规范的规定,工程消防验收合格,具备投入使用的消防安全条件
大坝已经获得了注册证书。
目前正在进行项目竣工验收的扫尾工作。
10.3工程主要情况
10.3.1水文
1)径流
坝址径流成果直接采用比较分析后推荐的大桥水文站实测和插补的流量整编成果是合适的。
可研阶段依据的径流系列为1956年6月~2000年5月共44年,推荐的坝址多年平均流量为43.2m3/s;
依据基本资料满足相关规程规范要求,亦通过了可研评审和竣工专项验收。
枢纽工程专项竣工验收设计报告推荐的坝址径流成果与可研阶段推荐的坝址径流成果一致。
2)洪水
可研报告中经分析比较推算大桥水文站设计洪水的方法是可行的,坝址设计洪水直接采用大桥站设计洪水成果是合适的。
可研阶段推荐的坝址200年一遇设计洪峰流量为2550m3/s,2000年一遇校核洪峰流量为3550m3/s;
厂房100年一遇设计洪峰流量为4290m3/s,200年一遇校核洪峰流量为5620m3/s。
枢纽工程专项竣工验收设计报告和竣工安全鉴定报告中坝址500年一遇设计洪峰流量为2950m3/s,5000年一遇校核洪峰流量为3950m3/s;
厂房设计洪水成果与可研阶段相同。
可研阶段和枢纽工程专项竣工验收设计报告中应用的洪水系列均为1956年~2000年实测和插补洪水资料及3年历史洪水资料,符合规范要求,设计洪水成果已通过可研评审。
3)泥沙
可研报告中经分析比较推算大桥水文站泥沙系列的方法是可行的,坝址泥沙成果直接采用大桥站泥沙成果是合适的。
可研阶段推求的坝址多年平均悬移质输沙量为203万t,含沙量为1.49kg/m3,推悬比取15%。
枢纽工程专项竣工验收设计报告和竣工安全鉴定报告采用的坝址泥沙成果与可研阶段推荐的成果相同。
4)水情自动测报系统
可研阶段对水情自动测报系统及泥沙观测站网进行了规划设计。
根据现场调查了解和查阅资料,该工程水情自动测报系统于2008年建成运行,目前系统运行正常。
10.3.2水能
1)河流规划及工程概况
泗南江为阿墨江一级支流、李仙江二级支流,干流河长约70km,流域面积1655km2。
根据昆明院2002年编制的《泗南江水电站一级开发方案研究报告》,将泗南江干流原规划的联珠、千岗两级开发合并为一级开发,即泗南江水电站。
泗南江水电站采用跨流域混合式开发,坝址位于泗南江,厂址位于阿墨江。
坝址控制流域面积
1583km2,多年平均流量43.3m3/s。
水库正常蓄水位900m、死水位860m,调节库容2.017亿m3,具备年调节能力。
电站装机容量201MW,安装3台单机容量67MW的混流式机组。
根据可研阶段设计成果,电站设计多年平均发电量9.196亿kW.h,装机年利用小时数4575h。
工程于2003年9月由原云南省发展计划委员会批准,2005年2月正式开工,2008年6月3台机组全部投产。
2)能量指标计算评价及建议
(1)泗南江水电站是泗南江上的唯一电站,可研阶段按单独运行进行径流调节计算是合适的。
(2)泗南江水电站具备年调节能力,可研阶段采用长系列月径流资料(1957年6月~2000年5月),并考虑扣除水库的蒸发损失进行径流调节计算是合适的。
(3)可研阶段径流调节计算未考虑下泄生态基流。
根据云南省环境保护局2004年10月下发的“关于云南省思茅地区泗南江水电站环境影响报告书的审批意见”(云环审[2004]815号文),坝下应下泄生态基流1.72m3/s;
根据云南省水利厅2005年6月下发的“关于对墨江县泗南江水电站工程水资源论证报告书的审查意见”(云水政资[2005]37号文),枯季坝下应下泄生态基流0.64m3/s。
尽管环保部门和水利部门提出的生态基流的大小有所差别,但均明确要求电站运行后应下泄生态基流。
建议考虑下泄生态基流,对泗南江水电站的能量指标进行复核。
(4)泗南江水电站水库具备年调节性能,设计装机年利用小时数4575h,与其他类似年调节电站相比,利用小时相对偏高,电站具备扩机的潜力。
(5)泗南江水电站水库具备年调节性能,优化水库调度方式对提高电站发电量和电能质量具有较大作用,建议结合云南电网分时电价政策,加强对水库运行调度方式的研究,进一步提高电站发电效益。
10.3.3工程地质
1)工程地质条件
电站处于滇西纵谷山原区之永平~思茅中山峡谷亚区范围内。
本区大地构造单元属唐古拉山—昌都—兰坪—思茅褶皱系,兰坪—思茅褶皱断带与墨江—绿春褶皱断带的衔接部位。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.10g,相应的地震基本烈度为Ⅶ度。
云南省地震工程研究院开展了工程场地地震安全性评价工作,在统一考虑该工程场地所处地震和地震地质环境的基础上,得到该场地50年超越概率10%、5%和100年超越概率2%、1%水平下的基岩地震动参数。
该场地的地震基本烈度为Ⅶ度。
库区为中等切割中山峡谷地貌区,泗南江与邻谷间地形分水岭较为雄厚,库区总体为泥质岩夹砂质岩,地下水分水岭远高于水库正常蓄水位。
本工程不存在水库渗漏问题。
库岸自然边坡较缓,以横向谷为主,河边有较多的基岩出露,下闸蓄水后经过库岸调查复核,末发现大的库岸失稳和变形迹象,仅见零星的小坍塌,一般几m3~10余m3,库岸边坡稳定性总体较好。
库区峡谷型水库,库水最大深度约100m。
由于库区岩体总体上为一套砂、泥岩地层,以软岩为主,岩体强度总体较低,完整性较差,蓄能条件差,积累的应变能不可能太大;
水库区内无活动断裂存在,也无深大断层通过,亦未观察到温泉出露。
从岩性、构造及蓄能条件分析,不易诱发地震。
故产生水库诱发地震的可能性小。
水库于2007年10月30日下闸蓄水,运行期间没有发现水库渗漏及诱发地震。
在水库正常蓄水位附近可能存在一定的浸没影响。
有浸没影响的民房主要为杩娘新寨和珠街两地的10余户民房,由于这两处民房下部地基多为全风化基岩,水库蓄水后引起的地下水位抬升较小,浸没范围估计在正常蓄水位以上2m以内,因此对民房的浸没影响很小。
可能受浸没影响的农田主要集中在杩娘新寨、坝兰河、珠街等地,大部分回水地段地形较陡,农田少,水库区没有大的淹没、浸没问题。
水库区的泗南江两岸冲沟发育,地表水侵蚀作用强烈,两岸以及各支流、冲沟内广泛分布的各滑坡体、崩塌体、泥石流堆积体,地表广泛分布的第四系松散覆盖层,是水库区新增固体迳流的主要来源。
库区固体径流不会对水库的正常运行产生显著的影响。
工程区山势陡峻,山顶高程1300m~2054m,谷底高程535m~815m,相对高差600m~1300m,属横向谷。
工程建筑物分枢纽首部建筑物、引水系统建筑物和厂房等。
枢纽首部建筑物有混凝土面板堆石坝、左岸泄洪冲沙(兼放空)洞、右岸导流(溢洪)洞。
引水系统建筑物有电站进水口、引水隧洞、调压井及压力钢管道。
工程枢纽区为一单斜构造区,出露地层为二迭系上统龙潭组(P2l)泥岩、泥质粉砂岩及三迭系上统一碗水组(T3y)砂质岩与泥质岩和路马组(T3l)砂岩、泥岩地层。
经施工开挖,工程建筑物地基岩体(隧洞围岩)以Ⅲ、Ⅳ类为主,局部Ⅱ、Ⅴ类;
引水系统建筑物隧洞围岩质量相对较低。
对地基、洞室围岩和边坡开挖揭露的地质缺陷,进行了核槽、锚固、挂网、固结灌浆、防渗帷幕灌浆等综合施工处理。
2)主要意见
(1)工程地处滇西纵谷山原区,工程建设在云南省地震工程研究院开展的工程场地地震安全性评价工作基础上,进行地震设防设计是适宜的。
(2)本工程不存在水库渗漏问题和库岸边坡稳定性总体较好的结论是合适的。
(3)水库区没有大的淹没、浸没问题结论适宜。
(4)库区固体径流不会对水库的正常运行产生显著的影响的评价基本可行。
(5)产生水库诱发地震的可能性小的结论适宜。
(6)大坝、引水隧洞、电站厂房等工程建筑物均已完建。
经询问有关工程人员,对有关地质缺陷已进行了相应的工程处理,其质量满足工程要求。
10.3.4枢纽布置及主要建筑物
1)工程等别与建筑物级别
本工程混凝土面板堆石坝最大坝高115m,校核洪水位以下总库容2.71亿m3,装机容量201MW。
首部枢纽为Ⅱ等大
(2)型工程,引水系统及厂区枢纽为Ⅲ等中型工程。
大坝为1级建筑物,泄洪洞为2级建筑物,引水系统及厂区枢纽为3级建筑物。
咨询评价:
对本工程建筑物级别的划分是合适的,但工程等别应均为二等(或Ⅱ等)大
(2)型工程。
按现行规程、规范的规定,大坝为1级建筑物,溢洪洞、泄洪(冲砂)洞和电站进水口均为2级建筑物,引水系统和厂区枢纽均为3级建筑物。
按现行规程、规范的规定,本工程应该属于二等(或Ⅱ等)大
(2)型工程规模(包括首部枢纽、引水系统和厂区枢纽建筑物均为二等(或Ⅱ等)大
(2)型工程)。
2)洪水标准
大坝设计洪水标准为500年一遇洪水(P=0.2%),校核洪水标准为5000年一遇洪水(P=0.02%)。
泄洪建筑物下游消能防冲设施的设计洪水标准为50年一遇洪水(P=2%)。
厂房设计洪水标准为100年一遇洪水(P=1%),校核洪水标准为200年一遇洪水(P=0.5%)。
本工程采用的防洪标准符合现行规程、规范的规定。
3)抗震设防标准
经地震安评分析,工程区的场区地震基本烈度为Ⅶ度;
50年超越概率10%、5%及100年超越概率2%、1%的基岩水平地震动峰值加速度分别为86cm/s2、102cm/s2、130cm/s2和146cm/s2。
大坝设计地震工况取50年超越概率10%、校核地震工况取100年超越概率2%的地震动参数进行防震和抗震验算。
电站引水系统建筑物和厂区建筑物按Ⅶ度进行防震和抗震设计。
本电站抗震和防震设计参数采用上述数据是合适的
。
4)坝址与坝型
选定坝址处河谷狭窄,山体雄厚,岸坡陡峻,地形地质条件较好,宜建当地材料坝。
坝址选择合理,采用混凝土面板堆石坝合适。
5)枢纽总布置
工程枢纽由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽(地面式厂房)组成。
首部枢纽由大坝、右岸坝肩溢洪洞、左岸泄洪(冲砂)洞和左岸岸边式进水口组成。
引水系统线路位于泗南江左岸,前段傍江、后段横穿千岗梁子分水岭,采用长引水隧洞,设置调压井和埋藏式压力管道。
厂址位于阿墨江左岸楚江(楚雄-江城)公路旁,采用地面式厂房,发电尾水汇入阿墨江。
枢纽布置基本合理,但坝址下游河段生态流量的下泄设施应该考虑。
2004年10月9日云南省环境保护局以(云环审[2004]815号)文对本工程电站环境影响报告书的审批意见中指出:
“为避免电站引水造成河段断流,坝下放流1.72m3/s的生态流量,以降低对鱼类生存造成的影响”。
2005年6月1日,云南省水利厅以(云水政资[2005]37号)文对泗南江电站水资源论证报告书的审查意见中指出:
“水电站筑坝取水后,坝址至阿墨江汇口15.4km的泗南江河道出现流量减少、局部河段断流现象。
断流河段没有其他用水要求,报告提出电站运行期从大坝下泄0.64m3/s生态用水流量基本合理”。
虽然政府职能部门对本工程的前后两份审查意见中关于下泄生态流量的数值和要求不同,但在枢纽布置或建筑物的设计中还是应该设置生态流量的下泄设施。
6)挡水建筑物
大坝设计洪水位901.02m,校核洪水位902.76m。
挡水大坝采用混凝土面板堆石坝,最大坝高115m,坝顶长度344.463m,坝顶宽度8m,坝顶高程905.000m,坝顶上游设防浪墙。
趾板基础最低高程为790.00m。
上游坝坡1:
1.4,下游坝坡在马道高程875.00m以上为1:
1.4,马道以下为1:
1.7。
大坝布置适合地形、地质条件。
趾板线布置及趾板设计、坝体分区及坝料设计符合规范要求及同类型面板堆石坝的实践经验,坝体稳定分析的安全系数满足规范要求。
趾板开挖后建基面大部分为弱风化岩层,部分为强风化下部岩石,满足规范要求。
坝基和两岸坝头防渗帷幕设计及向两岸延伸范围符合规范规定,灌浆施工过程及施工参数正常,符合一般灌浆规律。
坝料压实控制标准和指标、填筑工艺和施工参数通过现场碾压试验确定,施工过程和填筑质量控制较好。
混凝土面板结构和材料设计合理,接缝止水设计及材料选用,符合规范要求。
《枢纽工程专项竣工验收设计报告》载明:
设计单位根据《水电工程防震抗震研究设计及专题报告编制暂行规定》要求,进行了防震抗震设计复核工作。
设计地震工况取50年超越概率10%、校核地震工况取100年超越概率2%的地震动参数,分析成果表明,大坝极限抗震能力达0.50g,具有较好的动力抗震性能,混凝土面板堆石坝方案合理,抗震安全。
本工程《枢纽工程验收项目管理报告》载明:
水库于2007年10月30日下闸蓄水,最高蓄水位达到900.6m高程,观测显示蓄水前最大沉降740mm,蓄水后最大沉降35mm,累计最大沉降775mm,坝后量水堰最大渗水量为3.8L/s,脱空观测仪监测数据最大7.5mm。
水位变动区混凝土面板、趾板无明显新增裂缝,两坝肩边坡稳定,表面无异常。
从现场调查情况看,坝顶、坝坡和混凝土面板外观质量良好,坝体和坝基渗漏量不大,面板无明显裂缝,大坝及坝肩边坡稳定,未出现异常。
下游消能防冲设施未发现明显破坏现象。
大坝表观质量总体良好。
照片10-1泗南江水电站大坝下游
照片10-2泗南江水电站大坝下游边坡
照片10-3泗南江水电站大坝上游面板
照片10-4泗南江水电站大坝坝顶
7)泄水建筑物
泄水建筑物包括右岸坝肩溢洪洞和左岸泄洪(冲砂)洞。
本工程没有布置岸边式溢洪道。
(1)右岸坝肩溢洪洞
溢洪洞前段为“龙抬头”型式,后段与右岸导流洞结合,由引渠、闸室、无压明流斜井段、无压明流反弧段、无压隧洞段、明渠及挑流鼻坎段组成。
采用挑流消能型式。
溢洪洞总长约482m,无压洞段为方圆形断面、断面尺寸8.0×
10.0m。
进口底板高程879m,设一溢流表孔,溢流堰采用WES堰(低堰),堰顶高程886.000m,溢流孔口尺寸为1-10.0m×
14.0m。
设弧形工作闸门一道;
斜井段为方圆形断面,断面尺寸为8.0
×
12.5m;
反弧段,方圆形断面,断面尺寸为8.0×
反弧段后为无压隧洞段,方圆形断面,断面尺寸为8.0×
溢洪洞最大下泄流量1229m3/s,反弧段末端最大流速达34m/s,为一高流速泄洪隧洞。
在反弧段设置两道掺气槽、跌坎和通气竖井。
出口采用挑流消能型式,下泄洪水经挑流鼻坎后挑射入泗南江主河道。
(2)泄洪冲砂洞
左岸泄洪冲砂洞兼有泄洪、冲砂、放空水库及后期导流等功能。
由引洞段、事故检修闸门井、有压隧洞段、工作闸门室、无压隧洞、明渠及挑流鼻坎段组成。
泄洪洞进水口靠近电站进水口布置,泄洪洞总长约650m,其中有压洞段长约370m、无压洞段长约280m;
有压洞段圆形断面直径6.0m,无压洞段方圆形断面尺寸5.0×
8.0m。
事故检修闸门井高82m,长8.4m,宽12m,布置6.0m×
6.5m平板钢闸门一扇。
工作闸门室位于坝体之下,为一地下洞室,其开挖高度达34m,长19m,宽12m,布置弧形钢闸门一扇,孔口尺寸为4m×
5m,设计水头约81m。
泄洪冲砂洞最大下泄流量602m3/s,最大孔口流速为30m/s。
(3)咨询评价
在坝址下游的泗南江与阿墨江汇口处有泗南江镇居民点。
坝址控制流域面积1583km2,水库总库容2.71亿m3,面板堆石坝最大坝高115m。
本工程属二等(或Ⅱ等)大
(2)型工程,大坝为1级建筑物。
坝址500年一遇设计洪峰流量2950m3/s,5000年一遇校核洪峰流量3950m3/s。
水库正常蓄水位900.00m,设计洪水位901.02m,校核洪水位902.76m,坝顶高程905.00m,防浪墙顶高程906.12m。
本工程泄水建筑物采用右岸坝肩溢洪洞和左岸泄洪冲砂洞,溢洪洞最大下泄流量1229m3/s,泄洪冲砂洞最大下泄流量602m3/s。
两建筑物共同泄洪情况如下表。
表10.3.4-1泄水建筑物联合泄洪调洪成果
项目
单位
设计洪水工况
校核洪水工况
坝址天然洪峰流量
m3/s
2950
3950
水库洪水水位
m
901.02
902.76
右岸溢洪洞下泄流量
1043
1229
左岸泄洪冲砂洞下泄流量
595
602
合计下泄流量
1638
1831
水库削峰比例
%
44.5%
53.6%
从上述成果看,在确保泄水建筑物和水工闸门能随时投入正常运行的情况下,水库具备良好的削峰能力,泄水建筑物具备足够的泄水能力,可以保证大坝和下游居民安全。
《枢纽工程验收项目管理报告》载明:
“溢洪洞2008年最大泄洪量450m3/s,2009年5月公司组织人员进洞检查,洞身稳定,表面冲刷损坏轻微,不影响日后运行”。
“所有水工闸门电源皆为三电源:
第一为电网电源,第二为电厂电源,三是现场柴油发电机,电站投产后,经过不断的改造完善,目前供电安全性得到进一步提高;
除泄洪冲砂洞检修闸门外,其余闸门都具备远程和现地操作功能。
电站投产运行后,建设单位完善了首部闸门管理制度,并制定了详细的操作规程,从2008年4月至今,所有闸门无漏水,启闭正常,操作无故障,特别是溢洪洞,已经过多次运行的检验”。
电站投产运行后,泄洪冲砂洞还没有参与泄洪使用,其运行的安全可靠性能还有待检验。
建议:
加强流域水情监测,合理进行水库洪水调度;
加强泄水建筑物和水工闸门的运行维护和安全检查,确保启闭设备和供电的安全可靠性,应确保水工闸门随时能“提得起、放得下、泄得出”,保证泄水建筑物和所有设施、设备能够随时投入正常使用。
8)引水建筑物
发电引水系统布置于泗南江左岸。
引水建筑物主要包括进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管和钢岔管
等。
电站设计引水流量75.7m3/s。
建筑物级别3级,钢管结构安全级别为II级,抗震设防烈度7度。
电站进水口布置在左岸坝前,采用岸边式。
进水口塔体按7°
地震复核,基底最小压应力为0.1MPa,没有出现拉应力,闸体稳定满足要求。
开挖后进
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