水电站工程可行性研究报告.docx

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水电站工程可行性研究报告

水电站工程可行性研究报告

第一章综合说明

§1－1前言

XX水电站工程位于XX县XX镇坪山村，距XX县城60km，距大席街3km。

电站所在河流属东江水系，位于XX江大席河——坪山棉地坑水等小支流，总集雨面积11.8km2。

本电站装机容量为100kW，总水头为25m，设计水头21.8m，是一宗引水式中低水头径流电站，其上游有已经建成的银峰水电站，下游有农田灌溉用水任务。

§1－2自然条件

本电站是利用银峰电站尾水、棉地坑及旱坑水进行发电，总集雨面积为11.8km2，陂址以上集雨面积分别为11.8km2。

集雨区内山高林密，树木茂盛，绝大部分区域都为阔叶林覆盖，水土保持状态稳定，水源含蓄条件较好。

§1－3水文及水能

工程流域及所在河流没有水文站，也没有雨量站，因此，没有实测的降雨量及径流资料。

本电站工程距XX县岳城水文站直线距离约45km，该水文站所属流域与本电站工程所属流域同属于一条水系的不同支流，降雨相似。

径流计算采用“比拟法”，按面积倍比，求得本电站的设计流量。

洪水计算按岳城水文站的洪水计算结果进行推求。

根据水文水能计算，本电站确定装机容量为100kW，保证出力（P=85%）20kW，设计流量0.63m3/s，多年平均年发电量为36.12万kw·h，多年平均利用小时数为3612小时。

§1－4工程主要建筑物

1、拦河陂

本电站工程拟建1座小型浆砌石重力拦河陂。

棉地坑拦河陂陂顶高程200.0m，陂底高程197.0m，最大陂高为3.0m，溢流堰顶高程199.0m，溢流堰顶到陂底高度2m；陂顶长30m，溢流堰长25m，陂底长32m，陂顶宽度1.0m，陂底宽度为2.0m，正常水位199.0m。

2、明渠

本工程引水渠为接银峰电站尾水渠，沿村道机耕路旁边布置，明渠总长度900m，渠道纵坡降均采用i=1/1000，过流断面为矩形断面。

棉地坑到银峰电站尾水段长300m，横断面尺寸为b×h=0.6×0.8m，水深0.6m，超高0.2m；尾水到前池段长600m，横断面尺寸为b×h=1.2×0.9m，水深0.7m，超高0.2m。

前池位于坪山村机耕路旁边，前池长15m，深4.5m，宽4.5m。

3、压力钢管

压力钢管采用地面式布置，进口中心高程为195.4m，出口中心高程为173.4m，压力钢管总长600m，内径为0.8m，管壁厚度为8mm。

4、厂房

厂房为地面式建筑，砼框架结构，尺寸为长×宽×高=13.0×7.0×5.5m，地面高程为173.5m。

§1－5结线方式及机电

本电站装机容量较小，在选定机组满足安全、可靠、灵活的前提下，其结线方式力求简单经济、简单，以减少设备投资，降低工程造价，所以结线方式选定采用一机一变单元结线。

本电站距离坪山村农网约0.5km，直接架设约0.5km的线路到坪山村农网10kV线路T接即可上网。

电站主要机电设备有：

水轮机一台，型号为HLA－WJ－42，配套发电机型号为SFWE100－8；变压器一台，型号为S9－125/11+5%/0.4kV。

§1－6主要工程量

主要材料用量：

钢材（含钢筋）21t，水泥155t，木材18m3，块石753m3，碎石128m3，砂216m3。

主要工程量：

土方671m3，石方811m3（其中浆砌石720m3浆砌石），混凝土115m3。

劳动总工日0.261万工日。

§1－7经济效益

本工程总投资估算为66.86万元，单位千瓦投资6686元，单位电能成本为1.85元。

经简单的财务计算分析，本工程静态投资回收年限为7.36年，投资利润率为13.58%。

本工程的优点是压力管较短，上网线路较短，水头较高；缺点是拦河陂工程量较大。

经分析和综合评价，并且从本县的国民经济和小水电开发情况来看，本电站经济效益适中，在技术、经济上基本可行。

附：

工程特性表

表1-1-1XX电站工程特性表

序号

名称

单位

数量

备注

一、

水文特性

1、

集雨面积

km2

11.8

2、

多年平均年降雨量

mm

1885

3、

多年平均年径流量

m3/s

0.48

二、

工程效益

1、

装机容量

kW

100

2、

设计水头

m

21.8

3、

保证出力（P=85%）

kW

20

4、

多年平均发电量

104kw·h

36.12

5、

年利用小时

h

3612

三、

主要建筑物及设备

1、

拦河陂

座

3

（1）

陂顶高程

m

200.0

棉地坑陂

（2）

溢流堰顶高程

m

199.0

（3）

最大陂高

m

3.0

（4）

陂顶长

m

30

（5）

溢流堰长

m

25

（6）

陂底长

m

32

（7）

陂底宽度

m

2.0

2、

主引水渠

矩形过流断面i=1/1000

（1）

长度

m

900

（2）

断面尺寸（宽×高）

m

0.6×0.8/1.2×0.9

3、

压力管

（1）

长度/管径

m

40/0.8

（2）

壁厚

mm

8

5、

厂房

砼框架结构

（1）

地面高程

m

173.5

（2）

尺寸（长×宽×高）

m

13.0×7.0×5.5

6、

主要机电设备

（1）

水轮机

台

1

表1-1-2XX电站工程特性表

序号

名称

单位

数量

备注

型号：

HLA－WJ－42

工作水头

m

21.8

设计流量

m3/s

0.63

额定出力

kW

110

（2）

发电机

台

1

型号：

SFWE100－8

单机容量

kW

100

额定电压

kV

0.4

额定转速

r/min

1000

（4）

主变压器

台

1

型号：

S9－125/11+5%/0.4

容量

kVA

125

出线电压

kV

11

短路阻抗

%

4.0

（5）

输电线路（10kV）

km

0.5

线径LGJ-50

四、

施工特性

由业主个人组织

施工年限

月

8

五

经济指标

1、

总投资

万元

66.86

2、

经济指标

（1）

单位千瓦投资

元

6686

（2）

单位电能投资

元

1.85

（3）

年售电收入

万元

13.66

（4）

年支出费用

万元

4.58

（5）

年利润

万元

9.08

（6）

静态投资回收期

年

7.36

（7）

投资利润率

%

13.58

第二章水文与地质

§2-1地域概况

本电站工程位于XX县XX镇坪山村，距XX县城60km，是一宗引水式中低水头径流电站。

电站所在河流属大席河坪山村上游的棉地坑等小支流，总集雨面积为11.8km2。

集雨区内山多林密，地表多以阔叶林覆盖，植被良好，地貌完整，水土保持状态稳定。

工程范围内无须移民。

§2-2气象

本电站工程地处粤北山区，流域气候属中亚热带季风气候，受季风及地形影响较大，气候特点是夏季炎热，春夏季多雨，冬季寒冷。

工程区域内没有实测气象资料，根据XX县气象站资料统计，多年平均气温20.3℃，最高月平均气温28.8℃（1979年7月），极端最高气温38.8℃，最低月平均气温0.9℃（1963年1月），极端最低气温-4.5℃（1967年1月17日）。

多年平均相对湿度80%。

历年最大风速17m/s，多年平均风速3.0m/s。

多年平均水面蒸发量925.74mm，多年平均陆地蒸发量777.5mm。

多年平均降雨量1954mm，降雨年内分配不均匀，雨量多集中在汛期（4～9月），汛期雨量占全年雨量的70%。

§2-3工程地质概况

本工程规模较小，未进行实际地质勘探，经实地观察，整个工程区所在区域全部为山土以及弱风化的花岗岩和页岩，引水渠沿线和厂房地址土层较厚。

渠道、前池、厂房等工程、实物结构布置在该基础上，要稍做开挖、加固、防渗处理即可以满足技术要求。

整个工程区域内未发现滑坡、崩山现象。

§2-4交通状况

本电站工程位于坪山村附近，厂房布置于银峰电站下流，有村道从旁边经过，动工时需对区域内的林道稍为加宽、平整即可解决水泥、砂石等建筑材料的运输。

§2-5水文资料

工程流域及所在河流没有水文站，也没有雨量站，因此，没有实测的降雨量及径流资料。

本电站工程距岳城水文站约45km，该水文站与本电站同属于东江水系XX江，降雨相似。

另外考虑到本工程规模较小，此阶段暂不作复杂的径流计算。

参考本县已建水电站的径流设计计算经验，本电站工程径流计算采用“比拟法”，以岳城水文站的径流资料为参证，按面积倍比法推求本工程各设计代表年各旬径流。

洪水计算按岳城水文站的洪水计算结果进行推求。

§2-6径流计算

径流计算采用典型年法，分别选取丰水年、平水年和枯水年三个年份作为典型代表年，相应频率分别采用P=15%、50%、85%，参照本县内其它水电站工程推求的岳城水文站各典型年的设计径流年内分配资料，按下式推求本工程的设计典型年各旬径流量：

式中：

、

——分别为本工程、岳城水文站的流量，单位为m3/s；

、

——分别为本工程、岳城水文站的集雨面积，单位为km2；此处

=11.8km2，

=531km2。

即

=0.0222

径流计算结果见水能计算表2-1-1、表2-1-2、表2-1-3。

表2-1-1水能计算表

时间

岳城水文站流量q岳

电站来水量

灌溉流量

发电流量q2

设计

净水头

出力

发电量

备注

N=7.4QH

E=0.02433N（万kw·h）

年

月

旬

（m3/s）

（m3/s）

（m3/s）

（m3/s）

（m）

（kw）

丰

4

上

47.57

1.06

0.01

1.05

21.8

100

2.43

中

24.47

0.54

0.01

0.53

21.8

86

2.10

下

36.51

0.81

0.01

0.80

21.8

100

2.43

5

上

51.59

1.15

0.01

1.14

21.8

100

2.43

中

57.76

1.28

0.01

1.27

21.8

100

2.43

下

95.54

2.12

0.01

2.11

21.8

100

2.43

水

6

上

73.52

1.63

0.01

1.62

21.8

100

2.43

中

36.02

0.80

0.01

0.79

21.8

100

2.43

下

50.61

1.12

0.01

1.11

21.8

100

2.43

7

上

36.42

0.81

0.01

0.80

21.8

100

2.43

中

37.98

0.84

0.01

0.83

21.8

100

2.43

下

37.88

0.84

0.01

0.83

21.8

100

2.43

年

8

上

24.47

0.54

0.01

0.53

21.8

86

2.10

中

63.82

1.42

0.01

1.41

21.8

100

2.43

下

50.22

1.12

0.01

1.11

21.8

100

2.43

9

上

60.69

1.35

0.01

1.34

21.8

100

2.43

中

37.1

0.82

0.01

0.81

21.8

100

2.43

下

20.95

0.47

0.01

0.46

21.8

73

1.79

42.47

P=

10

上

16.35

0.36

0.01

0.35

21.8

57

1.39

15%

中

14.39

0.32

0.01

0.31

21.8

50

1.22

下

16.54

0.37

0.01

0.36

21.8

58

1.40

11

上

11.94

0.27

0.01

0.26

21.8

41

1.00

中

9.98

0.22

0.01

0.21

21.8

34

0.83

下

9.09

0.20

0.01

0.19

21.8

31

0.75

12

上

7.34

0.16

0.01

0.15

21.8

25

0.60

中

6.32

0.14

0.01

0.13

21.8

21

0.51

下

5.49

0.12

0.01

0.11

21.8

18

0.44

1

上

5.8

0.13

0.01

0.12

21.8

19

0.47

中

5.6

0.12

0.01

0.11

21.8

18

0.45

下

5.64

0.13

0.01

0.12

21.8

19

0.45

2

上

6.13

0.14

0.01

0.13

21.8

20

0.50

中

3.74

0.08

0.01

0.07

21.8

12

0.29

下

4.41

0.10

0.01

0.09

21.8

14

0.35

3

上

3.37

0.07

0.01

0.06

21.8

10

0.25

中

5.29

0.12

0.01

0.11

21.8

17

0.42

下

4.81

0.11

0.01

0.10

21.8

16

0.38

11.70

合计

2227

54.17

表2-1-2水能计算表

时间

岳城水文站流量q岳

电站来水量

灌溉流量

发电流量q2

设计

净水头

出力

发电量

备注

N=7.5QH

E=0.02433N（万kw·h）

年

月

旬

（m3/s）

（m3/s）

（m3/s）

（m）

（kw）

平

4

上

14.44

0.32

0.01

0.31

21.8

50

1.22

中

36.6

0.81

0.01

0.80

21.8

100

2.43

下

14.84

0.33

0.01

0.32

21.8

52

1.26

5

上

39.14

0.87

0.01

0.86

21.8

100

2.43

中

24.5

0.54

0.01

0.53

21.8

86

2.10

下

16.57

0.37

0.01

0.36

21.8

58

1.41

水

6

上

100.85

2.24

0.01

2.23

21.8

100

2.43

中

56.83

1.26

0.01

1.25

21.8

100

2.43

下

30.6

0.68

0.01

0.67

21.8

100

2.43

7

上

58.15

1.29

0.01

1.28

21.8

100

2.43

中

32.23

0.72

0.01

0.71

21.8

100

2.43

下

23.28

0.52

0.01

0.51

21.8

82

1.99

年

8

上

23.79

0.53

0.01

0.52

21.8

84

2.04

中

27.04

0.60

0.01

0.59

21.8

95

2.32

下

23.89

0.53

0.01

0.52

21.8

84

2.04

9

上

14.95

0.33

0.01

0.32

21.8

52

1.26

中

10.57

0.23

0.01

0.22

21.8

36

0.88

下

24.4

0.54

0.01

0.53

21.8

86

2.09

35.64

P=

10

上

13.62

0.30

0.01

0.29

21.8

47

1.15

50%

中

13.32

0.30

0.01

0.29

21.8

46

1.12

下

30.3

0.67

0.01

0.66

21.8

100

2.43

11

上

18.3

0.41

0.01

0.40

21.8

64

1.56

中

12.81

0.28

0.01

0.27

21.8

44

1.08

下

10.47

0.23

0.01

0.22

21.8

36

0.87

12

上

8.73

0.19

0.01

0.18

21.8

30

0.72

中

8.39

0.19

0.01

0.18

21.8

28

0.69

下

7.59

0.17

0.01

0.16

21.8

26

0.62

1

上

8.65

0.19

0.01

0.18

21.8

29

0.72

中

7.5

0.17

0.01

0.16

21.8

25

0.61

下

6.55

0.15

0.01

0.14

21.8

22

0.53

2

上

7.3

0.16

0.01

0.15

21.8

25

0.60

中

5.58

0.12

0.01

0.11

21.8

18

0.45

下

4.84

0.11

0.01

0.10

21.8

16

0.38

3

上

3.27

0.07

0.01

0.06

21.8

10

0.25

中

2.63

0.06

0.01

0.05

21.8

8

0.19

下

3.87

0.09

0.01

0.08

21.8

12

0.30

14.27

合计

2051

49.91

表2-1-3水能计算表

时间

岳城水文站流量q岳

电站来水量

灌溉流量

发电流量q2

设计

净水头

出力

N=7.5QH

发电量

E=0.02433N

备注

年

月

旬

（m3/s）

（m3/s）

（m3/s）

（m3/s）

（m）

（kw）

（万kw·h）

枯

4

上

27.49

0.61

0.01

0.60

21.8

97

2.36

中

6.42

0.14

0.01

0.13

21.8

21

0.52

下

6.63

0.15

0.01

0.14

21.8

22

0.54

5

上

9.51

0.21

0.01

0.20

21.8

32

0.79

中

27.49

0.61

0.01

0.60

21.8

97

2.36

下

16.09

0.36

0.01

0.35

21.8

56

1.36

水

6

上

44.17

0.98

0.01

0.97

21.8

100

2.43

中

37.24

0.83

0.01

0.82

21.8

100

2.43

下

27.49

0.61

0.01

0.60

21.8

97

2.36

7

上

16.87

0.37

0.01

0.36

21.8

59

1.43

中

12.97

0.29

0.01

0.28

21.8

45

1.09

下

45.63

1.01

0.01

1.00

21.8

100

2.43

年

8

上

41.83

0.93

0.01

0.92

21.8

100

2.43

中

37.05

0.82

0.01

0.81

21.8

100

2.43

下

19.3

0.43

0.01

0.42

21.8

68

1.64

9

上

19.79

0.44

0.01

0.43

21.8

69

1.69

中

21.94

0.49

0.01

0.48

21.8

77

1.87

下

11.6

0.26

0.01

0.25

21.8

40

0.97

31.16

P=

10

上

10.43

0.23

0.01

0.22

21.8

36

0.87

85%

中

8.16

0.18

0.01

0.17

21.8

28

0.67

下

9.94

0.22

0.01

0.21

21.8

34

0.83

11

上

8.85

0.20

0.01

0.19

21.8

30

0.73

中

7.02

0.16

0.01

0.15

21.8

24

0.57

下

5.54

0.12

0.01

0.11

21.8

18

0.44

12

上

4.61

0.10

0.01

0.09

21.8

15

0.36

中

8.44

0.19

0.01

0.18

21.8

29

0.70

下

10.04

0.22

0.01

0.21

21.8

34

0.84

1

上

6.65

0.15

0.01

0.14

21.8

22

0.54

中

5.29

0.12

0.01

0.11

21.8

17

0.42

下

4.8