梯级水电站工程初步设计报告

11综合说明1.1绪言XX 市 XX 县 XXXX、XX 梯级电站位于任河上游的 XX 河上， 距城区约32km， 皆为径流式引水电站，均采用底栏栅坝引水发电方案。XXXX 电站控制流域面积为 356.55km2，设计水头 61.6m，引用流量 16.00m3/S，装机容量 2×2500KW+1×1600KW， 多年平均发电量 2962.8 万千瓦时，年利用时数 4938 小时， 概算总投资 6438.93 万元，单位千瓦投资 9755.95元，单位电能投资 2.173 元/kw.h。XXXX 电站控制流域面积为159.22km2，设计水头 52m，引用流量 6m3/S，装机容量 3×1000KW， 多年平均发电量 1309.5 万千瓦时，年利用时数 48500 小时， 概算总投资2938.77 万元，单位千瓦投资 9795.9 元，单位电能投资 2.244 元/kw.h。该梯级电站由民营业主 XX 市 XX 县 XX 水电开发有限公司投资兴建。2009 年 2 月受业主的委托，抽调高级工程师 2 人，工程师 2 人，助理工程师及技术员 3 人组成外业工作勘测组，进入现场，先后对坝址、厂址等进行了实地勘测。经过比选，最后确定 XXXX 电站在 XX 河中游渔泉河沟处建底栏栅坝，7730m 隧洞引水至 XX 河左岸三道角处建电站；XX电站首部取水枢纽建在 XX 河 XX 处，经 3376m 隧洞引水至 XX 处建电站。随后紧锣密鼓地开展了设计工作，其间对装机规模的选择系根据设计人员提供的方案比较资料及推荐方案，由业主方最终决定。于同年 11 月完成了该电站初步设计任务。1.2基本资料1.2.1水文 21.2.1.1流域概况XX 县 XX 河 经 坪 坝 镇 岔 溪 口 入 万 源 县 境 ， 在 陕 西 省 紫 阳 县 毛 坝 关 转 向 ,由 南 往 北 经 高 滩 、 瓦 房 店 等 地 于 紫 阳 县 西 南 汇 入 汉 江 。 干 流 全 长 185km，流 域 面 积 7810km2， 其 中 XX 境 内 主 河 流 长 131km， 流 域 面 积 2356km2,河 流平 均 坡 降 9.6。XXXX 电站坝 址 位 于 XX 河 中 下 游 河 段 的 钻 石 处 ， 坝 址 控 制 流 域 集 水 面 积356.55km2， 主 河 道 长 45km， 河 道 平 均 比 降 为 8.8。 厂 址 位 于 三 道 角 出 口 断面 以 上 约 0.2km 处 ， 控 制 流 域 面 积 356.55km2。XXXX 电站坝 址 位 于 XX 河 中 下 游 河 ， 坝 址 控 制 流 域 集 水 面 积 159.22km2，主 河 道 长 18km， 河 道 平 均 比 降 为 13.8。 厂 址 位 于 XX 出 口 断 面 以 上 约 0.5km处 ， 控 制 流 域 面 积 159.22km2。1.2.1.2气候特征XX 河 流 域 属 于 北 亚 热 带 湿 润 季 风 气 候 区 ， 受 东 南 和 西 南 季 风 影 响 ， 气候 温 和 ， 雨 量 充 沛 ， 日 照 较 长 ， 四 季 分 明 ， 冬 长 夏 短 ， 春 季 气 温 回 升 较 快 ，但 不 稳 定 ， 常 有 “倒 春 寒 ”出 现 。 由 于 流 域 内 地 势 高 差 悬 殊 大 ,致 使 气 候 垂直 变 化 明 显 。 据 XX 气 象 站 1958 1991 年 资 料 统 计 ： 多 年 平 均 气 温 13.7 ，极 端 最 高 气 温 38.9 （ 1959 年 7 月 13 日 ） ， 极 端 最 低 气 温 -13.2 （ 1977 年1 月 30 日 ） ； 多 年 平 均 降 水 量 1332mm； 多 年 平 均 蒸 发 量 1037mm（ 20cm 蒸 发 皿观 测 值 ） ； 多 年 平 均 相 对 湿 度 79%； 多 年 平 均 风 速 0.6m/s， 最 大 风 速 21m/s，相 应 风 向 ESE（ 1981 年 6 月 29 日 ） ； 多 年 平 均 日 照 时 数 1388.9h。1.2.1.3水文基本资料设 计 流 域 无 水 文 、 气 象 资 料 。 但 在 XX 河 干 流 上 有 XX 河 水 文 站 ， 在XX 河 以 上 流 域 还 有 XX 气 象 站 ， 以 及 东 安 、 河 渔 、 高 观 、 榆 坪 、 XX、 坪 坝 3等 六 个 雨 量 站 。 邻 近 流 域 有 大 宁 河 巫 溪 、 汤 溪 河 盐 渠 、 东 里 河 温 泉 、 前 河土 黄 等 水 文 站 。 由 于 工 程 河 段 位 于 任 河 流 域 ， 因 此 ,选 取 干 流 XX 河 水 文 站为 本 次 水 文 计 算 的 依 据 站 ， 其 余 为 参 证 站 。1967 年 1 月 1 日由四川省水文局在万源县 XX 河区下游 2km 的草坝滩（距河口 38km）设立 XX 河水位站，同年 8 月改为水文站，开始流量观测。地理坐标为东经 108°16，北纬 22°08，控制流域面积2651km2。观测项目有水位、流量、降水量、蒸发量等。该站 1975 年 1月 1 日起停测流量，1977 年起增加蒸发量观测，1981 年 1 月 1 日恢复流量测验至今。从 1967 年至 2003 年有完整的 37 年水位资料和 32 年流量资料。该 站 历 年 水 文 资 料 由 四 川 省 水 文 局 整 编 后 ， 交 长 江 委 审 查 汇 编 刊 印 。现 已 刊 印 1967 1987 年 水 文 资 料 ， 1988 年 2003 年 有 整 编 成 果 。 经 复 核 径流 、 洪 水 成 果 可 用 于 设 计 。1.2.1.4径流XX 河径流主要来源于降雨，其次是融雪和地下水。径流和降雨在年内变化大体一致，每年 3 月气温逐渐回升，径流随气温和融雪而变化，径流逐渐增多。410 月为丰水期，是降雨量最丰沛的时期。11 月气温降低，降雨减小，径流亦少。12 月次年 2 月是稳定退水期，径流主要由地下水补给。地 表 径 流 通 过 水 文 比 拟 法 转 换 XX 站 实 测 径 流 。 经 计 算 渔 泉 河 沟 XX 二 级电 站 坝 址 和 XX 一 级 XX 坝 址 处 多 年 平 均 年 径 流 量 分 别 为 24000 万m3、 12000 万 m3。1.2.1.5洪水 4a）暴雨洪水特性XX 河 流 域 洪 水 由 暴 雨 形 成 ， 流 域 洪 水 完 全 受 暴 雨 的 制 约 。 洪 水 季 节 性变 化 与 暴 雨 季 节 性 变 化 一 致 ， 每 年 4 10 月 为 汛 期 ， 较 大 洪 水 多 发 生 在6 9 月 ， 而 年 最 大 洪 水 多 发 生 在 7、 8 月 。XX 河 属 山 区 性 河 流 ， 流 域 与 河 道 的 坡 度 均 较 大 ， 汇 流 快 ， 洪 水 过 程 具有 峰 高 量 大 ， 陡 涨 陡 落 ， 过 程 较 短 的 特 点 。 从 干 流 XX 河 站 实 测 资 料 看 ， 单峰 洪 水 较 多 ， 复 峰 洪 水 较 少 ， 峰 形 尖 瘦 ， 单 峰 过 程 一 般 2 5 天 ， 复 峰 过 程一 般 6 10 天 。 据 XX 河 站 1967 2003 年 资 料 统 计 ， 年 最 大 洪 水 最 早 出 现在 5 月 2 日 （ 1996 年 ） ， 最 晚 出 现 在 10 月 2 日 （ 1975 年 ） 绝 大 多 数 发 生 在6 9 月 ， 尤 以 7 月 、 9 月 出 现 最 多 。 各 月 发 生 频 次 见 表 1-1。 5XX 河 站 年 最 大 流 量 各 月 出 现 频 次 表表 1-1月项 目 5 6 7 8 9 10 年发 生 次 数 4 7 11 6 7 1 36占 总 数 的 % 9.09 18.2 25.0 18.2 18.2 9.09 100量 级（ m3/s） 764 2380 2220 3240 1080 3620 1070 3980 1520 3360 2800b） 设 计 洪 水XX、XX 电站为小（2）型电站，其拦河坝建筑物级别为 5 级,按规范要求推算 P10的设计洪水和 P5.0的校核洪水；水电站厂房按规范推求 P=5.0%的设计洪水和 P=2.0%的校核洪水。本工程坝址以上属无水文资料地区，且流域面积较小，因此，本阶段采用 四 川 省 中 小 流 域 暴 雨 洪 水 计 算 手 册 （ 以 下 简 称 手 册 ） 中推 理 公 式 和 综 合 瞬 时 单 位 线 法 推 求 设 计 洪 水 ， 还 按 水文比拟法转换干流 XX 河站设计洪水加以比较进行合理性分析， 并 选 择 适 合 本 流 域 计 算方 法 的 洪 水 成 果 。根据上述方法，用手册中计算公式，推求的 XX、XX 梯级电站坝址设计洪峰流量成果见表 1-2。XX、XX 梯级电站坝址设计洪峰流量成果表表 1-2设 计 洪 峰 流 量 （ m3/s）计 算 方 法 P=0.1% P=0.2% P=1.0% P=2.0% P=3.33% P=5% P=10% P=20%推 理 公 式 173 158 125 110 99 90 76 61 渔 泉 河沟 瞬 时 单 位 线 169 154 118 105 93 83 70 54 推 理 公 式 600 550 433 382 344 314 263 212 瞬 时 单 位 线 587 535 410 365 322 288 242 189 XX水文比拟法 605 566 471 428 396 369 323 271 几 种 方 法 计 算 成 果 存 在 一 定 差 异 ， 与 推 理 公 式 成 果 相 比 ， 综 合 瞬 6时 单 位 线 法 成 果 在 频 率 P=0.1% 20%偏 小 2.16% 10.85%； 移 用 XX 河站 成 果 在 频 率 0.1 20%偏 大 0.83 27.83 。 由 于 综 合 瞬 时 单 位 线推 求 设 计 洪 水 综 合 的 因 素 较 多 ， 参 数 确 定 较 困 难 ， 其 概 化 后 的 参 数 与设 计 流 域 存 在 一 定 差 异 ， 推 求 的 设 计 洪 水 有 较 大 误 差 ； 采 用 水 文 比 拟法 移 用 XX 河 站 成 果 ， 由 于 流 域 面 积 相 差 太 大 ， 面 积 指 数 又 系 经 验 取 值 ，没 考 虑 面 积 指 数 随 频 率 的 变 化 ， 其 设 计 流 量 与 前 两 法 成 果 的 差 别 也 较大 。 综 上 分 析 ， 本 阶 段 采 用 推 理 公 式 计 算 成 果 ， 作 为 电 站 枢 纽 设 计 洪水 的 依 据 。XX、XX 梯 级 电 站 推 荐 厂 址 与 坝 址 均 处 于 XX 河 流 域 ， 其 自 然 地 理 、气 象 、 水 文 特 性 等 方 面 具 有 一 定 的 相 似