阿斯坳电站扩建可行性研究报告Word格式.docx
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二
枢纽工程特性
坝址地层岩性
花岗岩
拦河坝
坝型
圬工重力坝
坝轴线长
米
45.4
其中:
溢流坝段
12
挡水坝段
33.4
坝顶宽
3.7
引水建筑物
设计引用流量
1.3
隧洞:
底宽
1.5
正常水深
1.2
坡降
1/1000
隧洞长
1086
渠道:
宽
高
渠道长
312
前池:
蓄水量
立方米
746
压力管道:
根数
每根管长
386
直经
0.53
新管道0.63
四
机电
电站特性
装机容量
千瓦
1270
最大工作水头
150
最小工作水头
135
平均水头
141
最大引用流量
保证出力
348
年发电量
万千瓦时
410
水轮机
型号
XJ02-W-40/1*9
台数
台
额定出力
354
设计水头
140
额定转速
转/分
1000
发电机
SFW320-6/850
320
电压
伏
400
升压站
主变
S9-800-11/0.4
五
扩建机电特性
630
0.65
XJ02-W-50/1*12.5
678
45
600
SFW630-6/990
S11-800-11/0.4
经济指标
技改总投资
296.5
土建工程
元
175.378
机电设备及安装工程
53.5314
其它费
29.15
电站实际增加容量
KW
可增加发电量
财务内部收益率
%
11.6%
5
上网电价
元/度
0.28
第一章综合说明
1.1绪言
永兴县阿斯坳电站工程位于永兴县七甲乡境内八甲上游,电站所在地属山区地貌。
阿斯坳电站控制流域面积14.5Km2,多年平均流量为0.55m3/S,电站最高水头150m,最低水头135m,平均水头141m,保证出力348KW。
厂房内布置2×
320KW卧式发电机组,XJ02-W-40/1*9型水轮机配SFW320-6/850发电机,单机引用流量0.318m3/S。
于1974年动工,1976年发电,设计装机2*200KW,设计年发电量220万KWh,实际发电量为160万度,1997年进行改造,将装机容量增加到2×
320KW,年发电量达到240万KWH。
阿斯坳电站由于是在特定的历史条件下上马,技术力量薄弱而且施工队伍大多由民工组成,施工中留下的缺陷较多。
设备陈旧老化,大部分机电设备系淘汰产品,备品备件难以购买,影响电站正常运行。
1997年进行改造,淘汰了旧设备,但渠道未得到根治,从90年代初每年到丰水季节,渠道不是漏水造成渠道倒塌,就是山体上下滑坡造成渠道倒塌。
经过31年来的运行情况来看,该点水量充沛,水电站弃水时间长,水力资源未充分利用,根据水文计算电站可装机1200KW,电站扩建从资源来看是完全可行的。
乡政府、电站和水利局有关人员通过实地考察科学论证,电站扩建是可行的。
1.2水文
坝址以上干流长11公里,干流平均坡降8.5%,流域面积14.5平方公里。
本流域地处中亚热带季风湿润气候区,属长江中游温湿气候,四季分明,雨量充沛,历年平均气温为17.6℃,元月最冷,月平均气温为5.8℃,七月最热,月平均气温为28.8℃,整个流域平均降雨量1589.8mm,本流域植被良好,雨量较丰富,河川径流分配较均匀。
经计算,坝址处多年平均流量0.55m3/s。
本工程所在流域无实测水文资料,故推求洪水采用《湖南省暴雨洪水查算手册》中一系列表、图、公示得计算成果,由设计暴雨推算洪峰流量。
三十年一遇洪水过程,其洪峰流量为Q3.3%=101m3/S,三百年一遇洪水过程,其洪峰流量为Q0.33%=160m3/S。
1.3工程地质
阿斯坳电站位于永乐江的上游,湘赣边境罗宵山脉的西缘,低山地区,标高300米到900米,比高200至500米,山顶呈园锥形,山线呈波状,多呈不规则延伸,山坡坡度25~31度,河谷呈V字形与U字形之间,河床多弯曲,心滩与岸滩较陡,河谷坡降35.5%,基岩主要是岩浆岩,为加里东期第一、第二次侵入体,呈岩盘状。
岩性为灰白色中粒黑云母斑状二长花岗岩,一般风化多呈纲纹状,风化深度15~50米,伏状厚5~10米,多为重砂质土,易产生泥化,山坡稳定性较差。
但植被较好,地面复盖率达75%,多为杉、松、灌从及楠。
本电站地质构造:
处于万洋山——彭公庙第Ⅱ巨形隆起带,大湖仙至龙山的西翼,为华夏系构造体系,构造线为北西向。
以北北西向压性断裂较发育,F1断层走向350℃,倾向80℃倾角85度,断层宽2.1—5.6米,断距0.5-0.8米,充填物质多重砂土及碎屑岩块。
节理裂隙以走向0—10度、40—60度、100-12度、150-160度较发育,其中:
150-160度一组倾向南西倾角61度。
40-60度为御荷节理,倾向南东、北西倾角25-31度,这两组裂隙对工程影响较大,一则影响在基的抗滑稳定,二则影响山坡的稳定。
100-120度与河谷正交倾向北东倾角85度。
黑云母斑状二长花岗岩。
因物质成分和结构的差异性,一般易风化,其中:
巨风化、强风化深5-15米,弱风化、微弱风化到新鲜岩石15-25米,但因地形坡向不同,亦有差异。
风化岩石的裂隙率一般为5-8条/米,多为张开裂隙,新鲜岩石裂隙率为0.7条/米,为闭合裂隙,一般地下水沿新鲜岩石面运动,外治河水。
本电站具有巨厚的分水岭,北、东向地势高,水流自南东向、北西方向流动,北面分水岭厚2500米左右,无较大裂隙与库相联通。
根据有史记载,本区为少震区。
仅于1640年冬发生过四级地震,震中在永兴郴州。
近期有地震两次,一次1974年12月震级1.8级,另一次1975年9月27日震级1.1级。
新鲜花岗岩力学指标,容重2.53G/CM,比重2.6,孔隙率0.4%,吸水率0.4%,抗压强度:
干抗压1800KG/Cm2,湿抗压1000,软化系数0.72,摩擦系数0.7,弹性模量33×
10,坚固系数8泊桑比0.2。
从本电站岩石裂隙发育规律分析0-10、40-50、150-160度三组对坝体及山坡均不利,其倾角25-61度,倾向河床及下游,半风化区裂隙率5-7条/米,新鲜岩石区裂隙率2-3条/米,据此摩擦系数建议采用0.65为宜。
1.4扩建缘由和范围
1.4.1扩建缘由
电站渠道全线倒塌严重,个别地方已多次倒塌,渠道漏水极为严重,在原渠道线上进行改造已经是不可能的事,改道是事在必行。
乡政府、电站和水利局有关人员通过实地考察科学论证,电站在改造渠道过程中对电站进行扩建是可行的。
1.4.2扩建范围
根据电站现状,拟在老电站厂房侧边新增一台630KW的机组,新增一台800KVA主变。
新开一条长1086米隧洞。
新开一条长312米渠道。
新加一条长386米直ф630的压力钢管。
新建一座长8.5米、宽7.8米、高4.8米的厂房。
1.5扩建方案
1.5.1水工建筑物
阿斯坳电站位于永兴县七甲乡,距离七甲乡政府较近,阿斯坳电站主要供电对象为七甲乡,该电站为七甲乡骨干电站之一。
根据阿斯坳电站设计说明书:
设计保证率75%的情况下,经过3个代表年逐月平均流量的计算,得保证出力348KW。
电站设计装机2×
320+630KW,年发电量410万kwh,年利用小时数3200h。
运行特性:
多年平均流量0.55m3/s,最大发电引用流量1.25m3/s,电站最大水头150m,最小水头135m,设计水头141m,设计保证率75%,保证出力348KW,多年平均发电量410万kwh。
工程总体布置及主要建筑物
电站由拦河坝,隧洞、引水渠道、前池、电站厂房、升压站组成。
拦河坝为浆砌石重力坝,由挡水坝和溢流坝组成,总长45.4米,其中挡水坝长33.4米,溢流坝长12米。
引水工程由进水闸和引水渠组成。
引水渠长1820米,渠道采用矩形断面。
前池长11.4米,宽11.9米,水深5.5米,容积746立方米。
压力管道长386米,直径450MM。
厂区由前池、厂房、升压站组成,厂房内安装2台斜击式水轮发电机组,升压站紧靠厂房右侧布置。
改造土建项目:
大坝位于王家村雷公咀,距电站1820米,大坝为一浆砌石坝,现坝体良好不需维修和加高。
渠道因扩建成后,过流量增加一倍,原有渠道不能满足要求,重新开挖一条隧洞,隧洞尺寸为1.5×
1.7(宽×
高)米,长1086米,坡陡为1/1000,重新开挖一段312米的渠道,渠道尺寸为1.5×
1.5(宽×
高)米。
新加一条长386米、皮厚7MM、直径630MM的压力钢管。
1.5.2水力机械、电气
1.5.2.1现有水力机械、电气情况
①水力机械
阿斯坳电站设计水头141米,装机容量640kw,年发电量240万kwh。
水轮机型号XJ02-W-40/1×
9,配SFW320-6/850发电机二套。
②电气一次
电站装机容量640KW,年发电量240万kwh。
该电站发电量通过10KV并网线路与龙形市变电站联网,并网线路长7Km。
电气主接线采用单元接线,二台机组共用一台变压器,变压器容量为800KVA。
1.5.2.2水力机械、电气扩建项目:
阿斯坳电站实际设计水头141米,扩机容量630kw,水轮机型号XJ02-W-50/1×
12.5,配SFW630-6/990发电机。
电站扩机容量630KW,增加一台主变容量为800KVA。
1.6施工组织设计
1.6.1工程管理
阿斯坳水电站是七甲乡的一个下属企业,电站现有职工6人,为了提高电站经济效益,1997年电站实行改革,采取承包制,目前,电站实有员工6人进行管理。
电站管理范围包括:
水库工程区、枢纽工程区和生产生活区。
水库工程区包括:
水库征用线以内的库区。
枢纽工程区包括:
拦河坝、隧洞、引水渠道、前池、电站厂房、升压站、消防设施,通信设施,进厂交通设施等建筑物周围。
具体指:
上游从坝轴线向上200m,下游从坝轴线向下200m,大坝两端100m,其他建筑物从工程外轮廓外20m。
生产区永久房屋建筑,总建筑面积1000m2。
电站扩建成项目由电站负责实施,水利局负责指导、监督。
1.6.2工程施工
1.6.2.1施工条件
阿斯坳电站是一座上世纪七十年代建成的小型水电站,具有健全的管理机构,属七甲乡管理。
配备了具有丰富经验的管理班子。
具有30多年的运行管理经验,建立和健全了规范的工作制度。
该电站是扩建工程,厂房内外交通以及生活等设施都已具备;
通过安排分期施工,可以利用本厂厂用电源作施工电源;
利用电站原有的风、水系统供施工用。
本工程石料在厂、坝址附近均有足量的材料均可供开采。
1.6.2.2施工进度
本工程项目是扩建项目,因此,在施工过程中尽量减少影响电站生产的时间,影响生产的工程项目主要是隧洞进出口与大坝和前池贯通,压力管道与前池接口。
本工程土建部分拟采用招标承包方式组织施工,工程规模不大,施工机械化程度不高,施工总进度应以长1086米的隧洞进度作控制。
为了尽量减少对电站的生产影响,本工程施工总工期安排20个月。
1.7环境保护评价
本项目是扩建工程,扩建的范围一是新增水力机械和电气设备;
二是隧洞开挖弃渣;
三是厂房新建、压力管道开挖弃土。
造成一定的水土流失,但不会对环境保护产生大太的影响。
1.8工程投资概算
编制依据
本概算采用省颁(92)<
<
湖南省水利水电建筑建筑工程预算定额>
>
,机电设备按市场价。
工程总投资额为296.5万元。
1.9经济评价
本工程的财务内部收益率为11.6%,高于《评价规程》规定的10%基准收益率。
现金流量表见表
折现系数为10%时的财务净现值为21.47万元;
工程项目的全部投资回收年限9.3年;
指标说明阿斯坳电站扩建项目可行。
第二章水文
2.1流域概况
八甲河是七甲水的支流,发源于永兴县皇安山,蜿延于群山峡谷中,干流全长21km,干流平均坡降4%。
流域面积45km2。
阿斯坳水电站坝址位于永兴县七甲乡四甲村,坝址控制集雨面积14.5Km2,坝址以上干流全长11km。
平均坡降8.5%。
2.2气象
本流域地处中亚热带季风湿润气候区,属长江中游温湿气候,四季分明,雨量充沛。
坝址处无实测气象资料,但据邻近的永兴县气象站实测资料统计显示:
多年平均气温为17.6℃。
极端最高气温为39.8℃(1962年),极端最低气温为-8.3℃(1972年),多年平均相对湿度为83%;
多年平均降雨量1589.8mm,多年平均蒸发量为1304.3mm。
最大风速为18m/s,风向西南。
2.3水文基本资料
阿斯坳电站位于七甲乡,属山区地貌。
该区属亚热带季风性湿润气候,多年平均气温为18.1℃,元月最冷,月平均温度为5.8℃,七月最热,月平均气温为29.4℃。
统计多年平均降雨量为1589.8mm,雨量较为丰沛。
根据1984年《永兴县阿斯坳电站设计说明书》中水文计算结果。
多年平均流量0.55秒立方、30年一遇洪峰流量101秒立方、300年一遇洪峰流量160秒立方。
第三章工程地质
阿斯坳电站位于八甲的中上游,湘赣边境罗宵山脉的西缘,低山地区,标高300米到900米,比高200至500米,山顶呈园锥形,山线呈波状,多呈不规则延伸,山坡坡度25~31度,河谷呈V字形与U字形之间,河床多弯曲,心滩与岸滩较陡,河谷坡降35.5%,基岩主要是岩浆岩,为加里东期第一、第二次侵入体,呈岩盘状。
新鲜花岗岩力学指标,容重2.53g/cm,比重2.6,孔隙率0.4%,吸水率0.4%,抗压强度:
干抗压1800kg/cm2,湿抗压1000,软化系数0.72,摩擦系数0.7,弹性模量33*10,坚固系数8泊桑比0.2。
第四章扩建缘由和范围
4.1扩建缘由
4.2扩建范围
根据电站现状,拟在老电站厂房侧边新增一台630KW的机组、一台800KVA主变。
新开一条长1086米隧洞,一段长312米的渠道。
第五章扩建方案
5.1水轮发电机组技术改造方案
5.1.1电站原有基本情况
装机容量:
640KW
装机台数:
2台
保证出力:
348KW
年发电量:
320万KWH
最大水头:
150m
最小水头:
141m
设计水头:
135m
机组:
9,配SFW320-6/850发电机。
电气一、二次设备:
主变压器一台S9-800-11/0.4,
控制、保护、同期屏三合一屏共6块
5.1.2扩建机组设备
电站实际情况:
电站最高水头150米,最小水头135米,设计水头141米,安装二台320KW机组,扩建一台630KW机组。
根据计算扩建机组选用XJ02-W-50/1×
12.5型水轮机配SFW630—6/990发电机。
XJ02-W-50/1×
12.5
设计水头141M
流量0.618M3/S
出力638KW
设计转速1000r/min
配SFW630-6/990发电机
功率630KW
额定电压0.4KV
额定转速1000r/min
主变压器S11-800-11/0.4
5.2水工建筑物改造方案
5.2.1隧洞
电站原有一条长1820米引水渠,渠道宽0.8米,渠道深1.2米,坡降1/200,过流量为0.64秒立方,电站扩建后渠道引用流量达1.26秒立方,现有渠道不能满足要求,重开一条长1086米的隧洞、一段312米长的的渠道,隧洞宽1.5米、高1.7米,坡降为1/1000,渠道宽1.5米、高1.5米,坡降1/1000。
5.2.2压力管道
电站原有压力钢管长386米,其中直径0.45米长约200米,直径0.529米长186米。
新加一条长386米、皮厚7mm、直径630mm的压力钢管。
新压力管道同原压力管道平行布置。
5.2.3厂房
5.2.3.1厂区总体布置概况:
电站为引水式电站,装机容量2×
320+630KW,压力前池、压力管道、厂房、升压站、尾水渠等厂区建筑物均布设于河流流向右岸。
压力水管二台旧机组采用两机一管布置,新机组采用一机一管布置正向引入厂房。
升压站布置在厂房进口段公路一侧。
5.2.3.2厂房布置概况
电站装机容量2×
320+630KW,旧机组选用XJ02-W-40/1×
采用机组轴线与厂房纵轴平行的布置方式。
旧机室长16米、宽8米、高6米。
新厂房与老厂房垂直长8.5米、宽7.8米、高4.8米。
第六章施工组织设计
6.1施工条件
6.1.1水文气象
电站坝址位于七甲乡四甲村,电站距县城65Km,为引水式电站。
电站坝址以上集雨面积14.5km2,坝址以上干流长度11km,多年平均流量0.55m3/S,根据下游永兴县气象站和郴州水文站实测资料,经计算分析,得坝址不同频率洪峰流量。
坝址区气候温和,多年平均气温17.6℃,年平均降雨量1480mm,雨季集中在3-8月,约占全年降雨量的79.1%,枯水期为9-2月,占全年的20.9%。
坝址不同频率洪峰流量表
频率(%)
0.33
3.3
流量(m3/S)
6.1.2工程条件
阿斯坳电站座落在永兴县七甲乡,距七甲乡4公里,距县城65公里。
阿斯坳电站是一座上世纪七十年代建成的小型水电站,具有健全的管理机构,属县七甲管理。
具有20多年的运行管理经验,建立和健全了规范的工作制度。
该电站是改造工程,厂房内外交通以及生活等设施都已具备;
6.2土建项目施工
本工程施工应严格执行《小型水电站施工技术规范》(SL172-96)。
6.2.1料场选择与开采办法
本工程石料在厂、坝址附近均有足量的料场可供开采,但需设在厂、坝区保护范围外。
河沙砾石全部从外面购运。
6.2.2隧洞、渠道开挖
重开一条长1086米的隧洞,隧洞宽1.5米、高1.7米,坡降为
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