白水洞电站工程初步设计报告

'××省××县××××电站工程初步设计报告二0一三年十二月22 22 22 目录工程特性表11.综合说明51.1概述51.2水文气象61.3工程地质81.4工程任务及规模91.5工程选址及工程总布置和主要建筑101.6水力机械111.7电气工程121.8金属结构121.9消防121.10施工组织设计131.11水库淹没及工程建设永久占地141.12环境保护与水土保持设计151.13工程管理161.14工程概算162水文182.1流域概况182.2气象182.3水文基本资料182.4径流192.5洪水262.6坝址及下游河道、厂房处水位流量关系曲线302.7泥沙313.工程地质323.1工程概况323.2区域地质概况323.3.水库区工程地质条件333.4.坝址区工程地质条件363.5.天然建筑材料413.6结论及下步工作建议414.工程任务及规模434.1工程任务及规模434 4.2洪水调节和防洪特征水位选择454.3径流调节计算454.5装机容量选择465.工程选址及工程总布置和主要建筑物535.1设计依据535.2工程选址545.3挡水坝工程设计565.4引水建筑物655.5厂房及开关站776水力机械796.1水轮机及其附属设备796.2辅助机械设备816.3采暖通风及照明826.5水力机械主要设备布置827电气工程837.1水电站与电力系统的连接837.2电气主接线837.4主要电气设备847.5防雷及接地867.6自动化控制867.7继电保护877.8二次接线877.9电工试验室887.10通信887.11电气设备布置888金属结构898.1引水建筑物闸门898.2压力管道899消防909.1工程概况及其特征909.2工程消防设计909.3主要消防设备选择9110.施工组织设计9310.1施工条件934 10.2施工导流9310.3料场及弃渣场选择和规划9410.4主体工程施工9410.5施工总体布置9610.6施工总进度9711水库淹没及工程建设永久占地9911.1水库淹没影响9911.2占地实物指标9911.3补偿费用9912.环境保护及水土保持设计10012.1工程对环境的影响及保护措施10012.2水土保持10313.工程管理10613.1管理机构10613.2工程管理范围10613.3管理设施10614.工程概算10714.1编制说明10714.2概算表11015经济评价11215.1概述11215.2国民经济评价11215.3财务评价11315.4综合评价1154 工程特性表序号及名称单位数量备注一、水文坝址处控制集雨面积km215.9干流坡降‰82.4多年平均降雨量mm1550.9下源水库雨量站多年平均径流总量万m31356.3设计洪峰流量m3/s129.81P=5%厂房校核洪峰流量m3/s156.65P=2%挡水坝校核洪峰流量m3/s177.3P=1%挡水坝设计洪水位m356.23相应下游水位343.62m挡水坝校核洪水位m356.57相应下游水位343.95m厂房处设计洪水位m322.06厂房处校核洪水位m322.3水库正常蓄水位m354.5正常库容万m36.4水库总库容万m39.6死水位m346.0死库容万m30.45二、工程效益指标1.发电装机容量kW400保证出力P=80%kW50多年平均发电量万kw·h84年利用小时h2100三、挡水坝坝型污工重力坝最大坝高m18.47坝轴线长m50.33溢流坝长m30.5非溢流坝长m19.83溢流坝段坝高m14.5坝底宽m13.022 序号及名称单位数量备注消能形式挑流消能非溢流段坝顶高程m358.47三、输水建筑物1、冲砂孔兼作漂流放水孔输水道形式坝内埋管（现浇钢筋砼管）长度m23.45设计流量m3/s2.0管径m1.2进口闸门尺寸m1.2×1.2铸铁闸门启闭机形式T8手电两用丝杆启闭机2、发电放水压力管道输水道形式坝内埋管（玻璃钢管）长度m366.3设计流量m3/s1.6管径m1.0进口闸门尺寸m1.0×1.0铸铁闸门启闭机形式手电两用丝杆启闭机启闭重量T8玻璃钢管长度m366.3连接钢管长度m6.8玻璃钢管管径m1连接钢管管径m0.8设计流量m3/s1.6玻璃钢管管壁厚mm21.2连接管管壁厚度mm8四.厂房形式活动板房结构主厂房尺寸（长×宽）m12×9.8厂房地面高程m321.7水轮机安装高程m322.5五.升压站形式户外露天式2 序号及名称单位数量备注地基特性面积（长×宽）m219.34.74×4.08六.主要机电设备水轮机型号HLA616-WJ-55台数台1额定出力kw442额定转速r/min750额定水头m32单机引用流量m3/s1.6发电机型号SFW400-8/990台数台1额定容量kw400额定电压v400主变压器型号S11-500/10.5±0.5%/0.4kvYyn0台数台1容量kvA500电压比kv10.5/0.4厂内起重机形式吊葫芦起重量t5七、输电线路电压kv10回路数回路1输电距离km2八、对外交通（公路）距离km46××县城九.施工工期月9准备工期月1施工工期月7结束工作工期月1十、主要工程量土方及砂卵石开挖m33068.331 序号及名称单位数量备注石方开挖m31416.22土石回填m3649.7M7.5浆砌块石m3217.07C15砼砌块石m33758.85C15砼埋块石m3202.4C15砼m3162.05C20砼m3808.24C25砼m3112.45钢筋制安T31.5水泥t765.76河砂m31512.14碎石m31816.0块石m34366.96钢筋t33.70炸药t0.84工时个62837.38十一、经济指标1.静态总投资万元535.812.总投资万元535.81建筑工程万元298.33机电设备及安装工程万元69.12金属结构设备及安装工程万元54.68施工临时工程万元24.91独立费用万元56.05基本预备费万元25.15环境保护费万元3.6水土保持费万元3.973.综合利用经济指标经济内部收益率%11.57财务内部收益率%8.3上网电价元0.3231 1.综合说明1.1概述××××工程位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,有机耕路自大坝左岸过，交通较为方便。坝址处控制集雨面积15.9km²,坝址以上河道干流长度6.35km，河道天然落差较大，平均坡降为82.4‰，坝址上游500m处为白水洞瀑布，瀑布落差达32m。谭溪河流域植被较好，为亚热带湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛。多年平均降雨量为1550.9mm，多年平均气温17.1℃。工程所在地大东村与××县著名的白水洞风景区毗邻，该景区为国家AA级景区；省级风景名胜区；省级地质公园。位于××县严塘镇白水洞村，距县城酿溪镇12km，景区总面积11.9km2。景区内环境优美，风光宜人，有迷人的溶洞、绝壁的奇观、高悬的瀑布、奇异的山体、幽深的森林，高峡平湖，高山奇景。大东村拟利用与景区毗邻的地理优势，整合谭溪河流域内的旅游资源，利用河道较大的天然落差及沿河得天独厚的自然风光，兴建大东度假村，并建造挡水坝拦蓄河水，在坝址下游打造长达6km的谭溪河漂流线。为充分利用水力资源，××××工程业主利用挡水坝下游350m的位置修建厂房，充分利用挡水坝至厂房区的30余米落差发电，发电后尾水可再利用打造长达6km的谭溪河漂流线。电站初选装机1×400kW，多年年均发电量84万kw.h。该水电工程电站为引水式电站，坝址以上集雨面积15.9km2,落差为33m，具备建电站的优良条件。工程改造具有投资少，效益高，见效快，合理开发利用水资源等优点。工程设计标准：××××工程拟定装机容量400kW，根据SL252—31 2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级。挡水建筑物：设计洪水标准为20年一遇设计，100年一遇校核，水库总库容9.6万m3，正常库容6.4万m3，死库容0.45万m3，正常蓄水位354.5m。厂房：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。该挡水坝轴线布置在谭溪河与资江交汇口处上游6km处，坝型为重力坝，大坝总长50.33m，其中中部溢流坝段长30.5m，右岸非溢流坝段长7.36m，左岸非溢流段长12.47m，最大坝高18.47m，溢流段坝高14.5m，溢流段坝顶高程354.5m，两岸非溢流坝顶高程为358.47m，正常蓄水位354.5m。压力管道位于挡水坝左岸埋设，为一机一管，管长366.3m，管径1m，管材为玻璃钢管，刚度SN10000，承压0.6Mpa，连接管长6.8m，为钢管，管壁厚度8mm，共设置7个镇墩，镇墩以下3m设置双“O”型圈带锁紧承插接头，玻璃钢管以上覆土0.5m以上。厂房长12m，宽9.8m，厂房采用活动板房。层高≥7m，具体尺寸由业主自定，厂房地面高程为321.7m。装机1台，水轮机型号为HLA616-WJ-55，发电机型号为SFW400-8/990。升压站位于厂房左侧，占地面积4.74×4.08m，地面高程322.6m。内布置一台S11-500/10.5±5％/0.4KV变压器，及相关附属设备。1.2水文气象1.2.1气象××××工程挡水坝位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，谭溪河流域属中亚热带季风气候区，气候温暖湿润，四季分明，夏长春短，雨量充沛，阳光充足。下源水库雨量站实录多年平均降雨量为1550.9m，降雨多集中在4-9月,多年平均气温为17.1℃，历年极端最高温度为39.5℃，极端最底温度为-10.5℃，年平均日照1469.7小时，日照率为30％，年相对湿度为79%。31 1.2.2水文工程河段上、下游无水文站，距××××工程8.0km处有下源水库雨量站。下源水库雨量站建站于1971年，有1971年以来连续的实测雨量整编资料，该站与本流域属同一气侯区同一雨区，降雨成因、地形地貌相似，且资料较为可靠。可作为本次设计径流分析的基本资料。1.2.3洪水计算根据中华人民共和国《防洪标准》GB50501—94及《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000，该工程等别为Ⅴ等工程，其主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，洪水标准按20年一遇设计（P=5%），100年一遇校核（P=1%）。本次设计洪水采用《××省暴雨洪水查算手册》进行计算，计算得坝址处各频率下洪峰流量、洪水位成果及洪水过程线见下表1.1，表1.2。坝址处洪峰洪量成果表表1.1频率(%)河流1510坝址处洪峰流量(m3/s)177.3129.81107.06洪水位（m）356.57356.23356.0231 挡水坝坝址洪水过程线成果表1.2时段频率(%)时段频率(%)1051105100.280.320.391413.8116.6622.91110.6713.1318.691512.6515.1921.60251.4058.0882.211611.4814.3220.283107.06129.81177.301710.8013.4518.96464.0075.38106.881810.1112.5817.65547.4259.0384.24199.4311.7016.33637.1147.4566.71208.7410.8315.02730.6438.8455.16218.069.9613.70826.1132.6146.16227.379.0912.38922.5328.1739.73236.698.2111.921019.9224.9135.00247.9311.461117.7922.2631.132510.991216.1420.1928.102610.531314.9818.1325.08　1.3工程地质工程区位于资江中游的谭溪河上，区域内地貌类型：水库区位于谭溪河下游，为低山峰脊峡谷地貌，尖峭的山峰沿地层走向呈线状排列，峰脊明显。峡谷深切弯曲，谷底狭窄坡降较大。库区两岸山体陡峻，谷底为“V”形河谷。1.3.1地层岩性1）寒武系下统（1），下、中部为灰至黑色板岩、砂质板岩，透镜状泥灰岩，变质砂岩、硅质岩；上部为灰色中至厚层灰岩，薄层泥灰岩，厚度644～733m。2）泥盆系棋子桥组（D2q）31 灰色中厚层灰岩、泥灰岩、钙质粉砂岩夹页岩。厚116～232m。3）锡矿山组（D3x）灰岩段（D3x1）：深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩。厚274m。砂岩段（D3x2）：灰至深灰色薄至厚层粉细砂岩及板状页岩。厚78m。1.3.2地质构造及地震工程区所处大地构造单元属新华夏系构造第三隆起带中北段与祁阳“山”字形构造的复合部位，根据《××省区域地质志》及《1:100万××省构造体系图》,综合野外地质勘察分析，区内整体构造形迹呈北东东向及北北东向，其间褶皱构造较发育，工程区位于金竹山～巨口铺区域断裂带东南侧，相距约3km，未发现新的构造痕迹及不良地质现象，区域地质构造场地稳定性较好。根据GB18306-2001版1/400万《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度a=0.05g，地震动反应谱特征周期为t=0.35s，相应的地震烈度为Ⅵ度区。区域构造场地属相对稳定区。1.4工程任务及规模××××工程位于××县大新乡大东村，该村与××县著名的白水洞风景区毗邻，该景区为国家AA级景区；省级风景名胜区；省级地质公园。景区位于××县严塘镇白水洞村，距县城酿溪镇12km，景区总面积11.9km2。景区内环境优美，风光宜人，有迷人的溶洞、绝壁的奇观、高悬的瀑布、奇异的山体、幽深的森林，溪流溪水，高峡平湖，高山奇景。大东村拟利用与景区毗邻的地理优势，整合谭溪河流域内旅游资源，利用河道较大的天然落差及沿河得天独厚的自然风光，兴建大东度假村，并建造挡水坝拦蓄河水，利用坝后的自然落差修建水电工程发电后，再利用尾水在坝址下游打造长达6km的谭溪河漂流线，在美化周边环境的同时可带来可观的旅游收入。31 1.4.1工程建设必要性××县能源供应紧张，但水电资源较丰富，只是开发利用的力度不够，枯水期缺电须由大电网供给，由于受到用电指标的限制，电力缺口很大。随着国民经济的发展，所需电量愈来愈大，缺电情况将更趋严重，远不能满足城乡人民生产和生活用电的需要。该项目的建设，能缓解××县电网供电紧张的局面，能有效改善周围几个乡村的用电质量，具有较为明显的经济及社会综合效益，项目建设十分必要。1.4.2工程规模××××工程设计总装机容量为1×400kW，年均发电量84.0万kw.h，年利用小时2100h，控制集雨面积15.9km2。主要建设项目有:新建挡水坝一座、压力管道、电站厂房、升压站、输电线路、进厂公路等。1.5工程选址及工程总布置和主要建筑1.5.1工程等别及建筑物级别××××工程拟定装机容量1×400kW，挡水坝最大坝高18.47m。根据SL-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程等别为Ⅴ等，主、次要建筑物级别为5级。1.5.2工程布置本项目电站为引水式电站，其主要建筑物有挡水坝、压力管道、电站厂房、升压站、进厂公路、输电线路等。××××工程挡水坝根据规划和现场多次勘测，坝址处该河段河床宽度基本一致，两岸均为较为陡峭的天然河岸，地形地势均一，其中右岸基岩大面积裸露，基础承载力良好。左岸有一条通村机耕路自坝端过，交通较为方便，施工材料及机械进场方便，为理想的建坝地址。压力管道布置在挡水坝左段非溢流段内，管线沿河左岸向下游铺设，管长366.3m，采用玻璃钢管，全线埋管，共设置7个镇墩。机组连接管长31 6.8m，采用钢管。电站厂房位于挡水坝下游370m处，升压站设在厂房侧，厂房位置处无公路，需新建150m长的进厂公路。交通条件一般。1.5.1坝址选择1.5.2工程总布置和主要建筑物1）挡水坝枢纽工程主要由挡水坝，坝顶公路桥，放水建筑物组成，挡水坝为重力坝，大坝总长50.33m，其中中部溢流坝段长30.5m，右岸非溢流坝段长7.36m，左岸非溢流段长12.47m，大坝最大坝高18.47m，溢流段坝高14.5m，正常蓄水位354.5m，溢流段坝顶高程354.5m，非溢流段坝顶高程358.47m，大坝采用挑流消能，挑射角18o，溢流段坝顶建有一座公路桥，公路桥为三跨简支结构，全长31.5m。大坝放水设施布置在左段非溢流段，共设置两个放水口，分别为冲砂孔与发电放水孔（预留），两孔均可兼作漂流放水孔。孔口断面尺寸均为1.2×1.2m,设置两页1.2×1.2m铸铁闸门，两台8t手摇丝杆启闭机启闭。2）压力管道压力管布置在坝左岸，压力管道长366.3m，采用玻璃钢管，管径1.0m，刚度SN10000,承压0.6MPa，管壁厚度为21.2mm；机组连接管采用钢管，长6.8m,内径0.8m,管壁厚度为8mm。3）电站厂房厂房长12m，宽9.8m，厂房采用活动板房，层高≥7m，具体尺寸由业主自定，厂房地面高程为321.7m。装机1台，水轮机型号为HLA616-WJ-55，发电机型号为SFW400-8/990。4）升压站升压站位于厂房左侧，占地面积4.74×4.08m，地面高程322.6m。1.6水力机械××××31 工程电站装机一台，容量为400KW，水轮机型号为HLA616-WJ-55，设计水头为32m，引用流量1.6m3/s，额定出力442KW，额定转速750r/min。发电机型号分别为SFW400-8/990，额定出力分别为400KW，额定电压400V，额定转速750r/min。调速器选用YT-300型，厂房不设行车，采用5T吊葫芦进行吊装机组。机组冷却水采用蜗壳取水，经滤水器过行过滤后送至机组冷却轴承箱。轴承箱冷却水、经止回阀直接排入尾水渠。闸阀井、地面排水、厂内其他渗漏排水至集水井，经排水泵抽取排至下游。1.7电气工程根据电站运行方式及与电力系统连接方式，本工程电站只有一台发电机组，主接线拟定采用发电机-变压器线路单元接线，此方案为最简方案，其优点是：接线简单、运行可靠，占地面积小，投资省。本工程电站为低压机组，本次设计不设厂用变，厂用电直接取自发电机400V母线，厂用电包括、坝区、动力、照明和生活用电，约占电站总容量的2%左右，用一面厂用屏控制。厂用屏上分八个回路向大坝、厂区照明、动力、生活等负荷供电。1.8金属结构1.8.1引水建筑物闸门挡水坝左段非溢流坝段设置两个放水孔，分别为发电放水孔及冲砂孔，冲砂孔设置一页1.2×1.2m铸铁闸门，配套8t手电两用螺杆启闭机；发电放水孔设置一页1.0×1.0m铸铁闸门，配套8t手电两用螺杆启闭机。1.8.2压力管道本工程压力管道长366.3m，管道采用玻璃钢管，刚度SN10000,承压0.6MPa，管壁厚度为21.2mm，内径1.0m；连接管长6.8m,内径0.8m，管壁厚度为8mm，可直接购置钢材就地转管加工。1.9消防31 厂房防火设计按照GB50217-94《电力工程电缆设计规范》及SDJ278-90《水利水电工程设计防火规范》执行，电缆防火主要措施有：1、所有电缆均选用阻燃型电缆，在电缆沟中适当地点增设阻火墙、电缆穿墙孔板。2、在电缆沟中及侧墙、顶板上安装的电桥（支）架，动力电缆上下层间及动力电缆与控制电缆间均采用耐火隔板进行分隔。3、电缆引至电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位，电缆贯穿隔墙、楼板的孔洞处以及靠近充油电气设备的电缆沟道盖板缝隙处，应采用耐火材料进行封堵。4、电缆保护管两端口用有机堵料封堵严实，堵料嵌入管口的横板桥不小于50mm。5、在厂房的四周墙壁1.6m高处悬挂4个MFA2化学灭火器。开关站配置MFA2型化学灭火器2具。1.10施工组织设计1.10.1施工条件××××工程位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,挡水坝有通村公路自大坝左端过，运输建筑材料可直接送至工地。××××工程电站厂房无直接通厂公路，须修筑一条长约150m的进厂公路。交通条件一般。1.10.2施工导流根据本工程的具体情况，挡水坝需做施工导流。按照SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程为V等，施工设计洪水按枯水期P=20%考虑。根据下源水库雨量站的降雨资料，枯水期当年9月至次年3月间5年一遇的一日降雨量达到67.8mm，根据《××省暴雨洪水查算手册》，由设计暴雨推求施工期设计洪水，洪峰流量为46.96m3/s。31 挡水坝施工可采用分期导流的施工方法，第一期工程先施工挡水坝右段部分，从河床左端导流，同时在大坝溢流段右段设置导流孔为二期导流做准备，导流孔为城门洞型，断面尺寸1.5×1.5m，进口设置一页1.5×1.5m铸铁闸门，采用一台5t丝杆启闭机。待挡水坝右段施工完成后，再进行二期围堰，利用导流孔导流，并进行左段坝体施工，待大坝完工后，采用C15砼砌块石将导流洞进行封堵。围堰为土石围堰，临水面为袋装土包裹，河床以上最大高度1.5m，上下游坡比均为1:1.0。围堰采用彩条布防渗漏，围堰内侧设置集水沟，以排除围堰渗水，排水方式采用污水泵抽排，集水沟断面为梯形，底宽1.0m，高度1.0m，边坡系数1.0。在施工过程中选用6台（备用2台）RITZ6666X潜水电泵对围堰渗水进行抽排，水泵扬程12m，流量32m3/h，轴功率1.7kW。围堰拆除施工本着先上部后下部、先高处后低处、先大件后小件、先主要部位后次要部位，施工中避免交叉作业的原则进行拆除施工。同时制定拆除安全措施，协调拆除与弃渣外运工作。拆除施工必须成立专职管理小组，健全质量安全管理体系，分工明确，责任到人。方可保证拆除工作顺利进行。工程总工期定为9个月，共分为三期：施工准备期、主体工程施工期、结束工作期。施工准备期为2014年1月1日至1月31日，时间31天，主要完成工程招投标及场内交通、风水电系统等。主体工程施工期为2月1日至8月31日，时间为7个月，主要完挡水坝、坝顶公路桥建设及放水闸门安装等。结束工作期为9月1日至9月30日，时间30天，完成各项剩余工作，主要是拆除临时建筑物，清理场地，整理资料，放水设备调试及竣工验收。1.11水库淹没及工程建设永久占地工程占地主要为挡水建筑物、淹没、引水建筑物、31 厂区建筑物、进厂公路等。其中坝区水田2.13亩，山地7.22亩。引水管线及厂房、进厂公路占用水田1.0亩，山地1.84亩。合计工程共占用林地9.06亩，水田3.13亩。挡水建筑物库区淹没对象有林地及水田，其中占用林地9.06亩，水田3.13亩。依据《水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》、国家土地法、森林法和××省人民政府发［2009］43号文件《××省人民政府关于公布××省征地补偿标准的通知》，经计算淹没及工程占地征用补偿费19.08万元。1.12环境保护与水土保持设计1.12.1环境评价××××工程环境保护目标是确保项目区环境安全，减少工程对生态环境影响，使自然生态环境与经济、社会发展相协调，与人们物质生活的提高相适应，实现生态环境良性偱环，造就清洁、优美、安静的环境。工程实施主要对噪声、大气污染、水源污染、人群健康等方面进行保护设计。制订严格的施工规则，施工时产生的废水、废气严格按标准排放。严禁施工垃圾进入各种水域污染水质；合理安排施工时间，降低噪声危害，加强卫生防疫工作，及时控制某些疾病的流行。为减少工程建设对环境的影响，须采取相应的环境保护措施，加强环境管理，列入工程环境保护投资的项目投资概算总计为3.6万元。1.12.2水土保持31 工程的实施将导致项目区内的土方扰动，不可避免的破坏原有植被和表层土壤，造成一定的水土流失。因此，在施工期间应加强施工管理，一是控制好工程施工进度，对开挖的土方及时覆盖，二是选择天气开挖，三是施工时尽量避开水土流失敏感区域，四是采取必要的工程措施，设置挡渣墙、草皮护坡等；同时在施工结束后，应及时对施工区、弃土区采取相应的工程措施，以减少水土流失，确保生态系统良性偱环。开挖的土方堆积在大坝两旁，一遇雨水冲刷，淤泥横溅，既造成水土流失，又污染附近的水源，对周围环境造成一定的影响。因此，在施工结束时应对清除的废土和污泥集中堆放，再辅以水土保持措施，以减少水土流失，减轻对水质的污染。同时需要采取非工程措施，主要是制定各种制度，在大坝附近设立水土保持监督区。禁止在上述范围内取土、伐木及其它破坏水土保持的活动。经过治理后，水土流失面积将大大减少。本工程生产建设过程中破坏的地表扰动面积约0.35hm2，这些地方为林地和河滩地，水土保持状况良好，因工程建设，将使这些水土保持设施遭到破坏，产生约2692.8m3的弃土石渣量。通过建设挡土墙、草皮护坡等工程措施，将有效防止新增水土流失，本次初步设计水土保持投资3.97万元。1.13工程管理本工程由××××工程业主投资兴建，建设期由业主成立股东大会推选专职管理人员，负责调解项目建设中的各种矛盾和其他事务，以确保工程各项建设有序、有效，顺利地进行。工程投入运行后，须设置专门的管理人员对工程的运行进行管理。1.14工程概算本工程概算依据××省水利厅湘水建管［2008］16号文《××省水利水电工程设计概（估）算编制规定》编制。建筑工程执行水利部水总［2002］116号文颁《水利建筑工程概算定额》；水利部水总［2005］389号文颁《水利工程概预算补充定额》；水利部水总［2006］140号文颁《水利工程概预算补充定额（水文设施工程专项）》；施工机械台时费执行水利部水总（2002）116号文颁《水利工程施工机械台时费定额》；安装工程执行水利部水建管［1999］523号文颁《水利水电设备安装工程概算定额》。总投资(单位：万元)：535.81其中：建筑工程298.3331 机电设备及安装工程69.12金属结构设备及安装工程54.68临时工程24.91独立费用56.05基本预备费25.15环境保护费3.6水土保持费3.9731 2水文2.1流域概况××××工程位于××县大新乡谭溪河。谭溪河属资水一级支流，挡水坝以上控制集雨面积15.9km2,坝址以上河道干流长度为6.35km(从万分之一地形图量得)，河床平均坡降为82.4‰，流域走向自西流向东,流域大部分地处海拔500m高程以上的高山上。坝址以上流域范围内人口较少,植被良好，植物种类以松、杉及灌木为主,人类活动对流域的影响极微，流域内气候、下垫面和径流的局部变化仍呈现出相对平稳的规律，流域内来水来砂特性仍处于天然的相对稳定状态。2.2气象谭溪河流域属中亚热带季风气候区，气候温暖湿润，四季分明，夏长春短，雨量充沛，阳光充足。下源水库雨量站实录多年平均降雨量为1550.9m，降雨多集中在4-9月,多年平均气温为17.1°C，历年极端最高温度为39.5°C，极端最底温度为-10.5°C，年平均日照1469.7小时，日照率为30％，年相对湿度为79%。2.3水文基本资料2.3.1水文测站分布情况工程河段上下游均无水文站，距白水洞挡水坝8.0km处有下源水库雨量站。相邻流域有横板桥水文站，控制流域面积34.1km2，其主要观测项目有气温、降水量、风速、风向等。××××工程控制集雨面积15.9km2，电站与横板桥站两地直线距离约80km，地形地貌相似,集雨面积相差不大，故坝址径流以横板桥水文站作为参证站。2.3.2水文测站资料情况31 下源水库雨量站建站于1971年，有1971年以来连续的实测雨量整编资料，该站与本流域属同一气侯区同一雨区，降雨成因、地形地貌相似，且资料较为可靠。可作为本次设计径流分析的基本资料。横板桥水文站1960年至1990年共31年的实测径流资料对横板桥水文站径流进行的分析。横板桥水文站其多年平均流量为0.975m3/s，多年平均径流模数为0.02859m3/s/km2，多年平均降水量1545.1mm。2.4径流2.4.1流域特征参数××××工程坝址以上河流特征参数（集雨面积、干流长度、河流平均坡降等）均由1／10000地形图量算而得。流域特征参数见表2.1。流域特征参数表表2.1名称集雨面积（km2)干流长度（km)河道平均比降（‰）坝址以上15.96.3582.42.4.2水文年份的划分根据下源水库雨量站实测降雨资料分析，每年汛期一般从4月开始，4～9月为丰水期，占全年的80％，10月～次年3月为枯水期，故水文年份的划分为本年的4月～次年3月。2.4.3降雨量××××工程挡水坝距离下源水库雨量站8.0km左右，且坝址所处流域与下源水库雨量站处于同一气候区同一雨区，降雨成因、地形地貌相似。故坝址处设计降雨直接利用下源水库雨量站资料分析采用，资料较为可靠。根据下源水库雨量站1971～2001年共31年的年雨量统计分析，多年平均降雨量为1550.9mm，成果见表2.2。31 下源水库雨量站实测年降雨量频率统计表表2.2序号年份雨量（mm）按从大到小排列频率（%）备注年份雨量（mm）119711336.4199429293.12219721503.419982238.76.24319731616.419932180.19.36419741065．119972161.512.48519751348.120012057.215.606197612981999196218.72719771488.119951867.121.84819781195.919791662.224.96919791662.21980164228.08101980164219811636.931.21119811636.919731616.434.32121982135120001572.737.441319831360.219841530.740.561419841530.719721503.443.681519851129.119771488.146.81619861256.31989145049.921719871449.519871449.553.0418198814251988142556.16191989145019831360.259.2820199011741982135162.42119911145.319751348.165.522219921013.619711336.468.642319932180.11976129871.76241994292919861256.374.882519951867.119781195.9782619961033.51990117481.122719972161.519911145.384.242819982238.719851129.187.36291999196219741065.190.483020001572.719961033.593.63120012057.219921013.696.72均值1550.91550.931 2.4.4径流1代表年选择根据横板桥水文站水文资料及电站设计保证率85%，选择丰、平、枯三个代表年，分别为丰水年1977年1月～1977年12月；平水年1972年1月～1972年12月；枯水年1974年1月～1974年12月。2、径流分析××××工程挡水坝控制集雨面积15.9km2，属于资水一级支流谭溪河水系，××××工程与横板桥水文站处于相邻流域地形地貌相似,集雨面积相差不大，故坝址径流以横板桥水文站作为参证站，横板桥水文站其多年平均流量为0.975m3/s，多年平均径流模数为0.02859m3/s/km2，多年平均径流量为3074.8万m3,多年平均降水量1545.1mm。用水文比拟法推算，考虑降水量分配差异修正，公式如下：Q白水=（P白水/P横板桥）×（F白水/F横板桥）×Q横板桥上式中：Q白水——××××工程坝址日均径流量（m3/s）P白水——××××工程流域多年平均降水量为1550.9mmP横板桥——参证站横板桥水文站多年平均降水量1545.1mmF白水——××××工程控制集雨面积为15.9km2F横板桥——参证站横板桥水文站控制集雨面积为34.1km2Q横板桥——横板桥水文站实测日均径流量（m3/s）将上式数值代入公式得Q白水=0.468Q横板桥（m3/s）31 根据横板桥水文站1960年至1990年共31年的实测径流资料对横板桥水文站径流进行的分析。横板桥水文站丰、平、枯三个设计代表年的逐日平均流量见表（表2-2～2-4）。利用上述公式将横板桥水文站三个设计代表年的逐日平均流量进行移置得××××工程三个设计代表年的逐日平均流量，即：××××工程丰水代表年（1977年）逐日平均流量表2.3；××××工程枯水代表年（1974年）逐日平均流量表2.4；××××工程平水代表年（1972年）逐日平均流量表2.5。31 ××××电站丰水年（设计代表年1977年、P=15﹪）逐日平均流量（2.3）（多年平均降水量H=1550.9mm,集水面积F=15.9km2)月份日期12345678910111210.230.200.150.220.500.651.260.370.330.271.040.2720.210.190.160.210.500.410.840.410.330.370.580.2630.210.190.370.210.410.320.920.920.350.380.580.2740.210.190.260.910.370.410.760.380.300.300.470.2950.210.180.180.650.370.450.510.280.310.270.370.2860.200.180.170.540.370.350.410.170.310.571.030.2670.200.180.170.590.370.320.360.160.300.411.040.2480.210.180.171.470.330.750.320.150.330.330.520.2790.220.180.171.470.556.770.340.140.310.280.420.26100.190.180.150.750.507.190.340.140.280.270.470.24110.190.190.150.542.712.860.260.130.250.280.420.27120.190.180.150.580.821.320.360.130.250.280.420.26130.190.180.150.510.360.870.410.130.300.250.370.24140.190.190.172.842.620.670.366.190.330.270.370.24150.810.190.171.311.170.670.301.500.330.440.370.24160.450.180.160.750.790.670.380.760.300.370.290.24170.250.180.156.990.650.870.660.410.310.280.290.26180.220.180.151.430.510.610.300.370.310.480.290.24190.210.181.440.821.402.130.280.370.270.330.290.24200.230.180.370.591.551.090.290.330.250.280.270.23210.190.170.280.460.901.010.340.300.270.270.260.23220.190.170.200.980.651.172.790.270.270.280.270.23230.190.160.190.460.521.012.630.270.250.300.270.22240.190.150.190.300.560.740.550.250.270.300.420.27250.190.160.182.230.600.551.260.240.280.270.310.26260.180.150.170.760.450.470.530.240.330.280.290.22270.180.150.171.290.030.450.390.300.310.240.420.21280.510.150.150.650.8611.464.032.870.331.760.310.23290.22　0.160.4611.662.660.880.760.281.320.260.23300.23　0.150.460.351.740.430.430.281.040.260.24310.21　0.33　0.69　0.370.27　2.05　0.29月总计7.514.937.1731.4334.1150.6623.8619.628.9314.8012.967.73月平均0.240.180.231.051.101.690.770.630.300.480.430.2531 ××××电站枯水年（设计代表年1974年、P=85﹪）逐日平均流量（2.4）（多年平均降水量H=1550.9mm,集水面积F=15.9km2)月份日期12345678910111210.180.100.150.330.620.321.010.260.200.240.120.0920.150.100.150.220.240.360.660.270.180.220.140.1130.150.090.120.170.220.390.460.180.170.270.130.1540.150.130.170.150.210.250.380.150.150.230.130.1550.130.130.130.141.220.180.360.170.140.220.130.1360.130.150.160.100.670.142.150.180.130.220.130.1370.140.260.170.070.390.140.500.160.130.180.110.1380.120.330.300.180.580.140.370.170.130.180.110.1190.100.290.810.150.580.130.340.150.180.180.120.19100.100.220.420.120.480.210.340.150.180.180.110.33110.130.170.400.130.380.430.300.620.150.170.120.22120.130.170.290.080.310.297.320.410.140.150.180.18130.110.290.270.380.930.261.910.220.130.140.130.15140.150.200.320.200.550.251.180.200.130.190.150.14150.130.170.240.150.290.480.820.200.140.170.130.14160.110.160.200.100.260.440.710.490.140.150.140.13170.120.150.190.110.240.280.620.490.160.150.270.12180.130.150.180.140.220.211.120.550.290.150.190.14190.150.150.161.690.200.220.740.690.260.190.130.13200.090.130.151.170.191.810.880.410.340.190.140.11210.220.110.140.560.150.600.660.260.280.360.100.10220.110.110.270.341.140.380.510.200.230.180.090.10230.120.110.180.280.470.330.390.170.340.150.120.11240.130.100.140.410.550.410.340.210.320.150.110.13250.130.110.170.260.520.571.410.200.270.140.120.12260.090.130.170.220.490.330.960.200.250.150.110.10270.140.190.210.470.430.910.900.180.280.150.100.11280.130.150.280.236.991.330.690.160.230.160.110.14290.11　0.400.201.261.510.480.190.230.140.090.14300.11　0.220.190.641.200.360.190.290.150.090.14310.09　0.18　0.44　0.270.20　0.13　0.14月总计3.954.567.338.9421.8414.4829.178.276.155.613.804.29月平均0.130.160.240.300.700.480.940.270.210.180.130.1431 ××××电站平水年（设计代表年1972年、P=50﹪）逐日平均流量（2.5）（多年平均降水量H=1550.9mm,集水面积F=15.9km2)月份日期12345678910111210.200.210.220.360.342.350.510.180.330.240.210.2220.160.390.220.400.321.750.510.300.330.230.220.2030.160.180.180.340.861.460.430.310.290.230.240.1940.220.230.180.340.733.340.331.780.240.280.290.2150.330.230.170.380.442.680.290.680.250.270.220.2760.230.190.160.270.341.050.260.290.280.290.220.1670.240.190.220.270.300.870.250.280.290.270.220.2380.210.210.211.050.290.720.230.310.290.220.220.2290.160.220.210.510.380.700.240.450.310.220.320.21100.210.330.180.361.640.630.220.290.300.210.240.25110.180.290.450.310.600.520.230.410.360.190.220.21120.190.260.220.300.430.730.470.520.330.210.210.25130.200.210.180.730.360.640.480.440.330.190.210.22140.170.210.171.930.410.440.310.260.380.190.200.22150.170.220.190.800.670.410.230.270.370.210.200.23160.170.200.360.670.460.350.230.270.340.170.250.21170.150.210.250.600.380.410.190.260.380.190.210.22180.180.220.220.530.570.500.180.200.330.180.220.21190.150.270.220.540.440.510.230.240.300.210.180.20200.140.250.230.500.340.450.200.200.270.200.210.20210.170.290.170.360.291.060.160.170.300.210.200.23220.170.410.150.340.283.590.150.150.300.180.190.22230.150.300.150.411.041.080.150.150.300.190.220.34240.140.290.250.370.530.730.170.180.300.170.220.38250.180.380.211.130.281.070.160.320.260.240.180.66260.140.330.170.710.321.050.150.370.280.190.220.36270.140.290.170.554.060.730.153.960.240.230.190.33280.190.240.110.203.700.570.201.490.230.590.230.21290.14　0.130.385.620.510.210.620.220.290.220.15300.17　0.530.367.110.480.150.480.230.260.210.16310.20　0.26　2.80　0.130.37　0.20　0.19月总计5.597.236.7216.0036.3431.357.7816.218.987.176.617.55月平均0.180.260.220.531.171.050.250.520.300.230.220.2431 依据以上计算成果可得××××工程电站：多年平均日流量为：Q平=0.456m3/s多年平均径流总量为：W平=1438.0万m3径流模数：M=0.0287m3/s/km2。2.5洪水2.5.1工程等级及洪水标准复核根据中华人民共和国《防洪标准》GB50501—94及《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000，根据设计××××工程主次要建筑物均属五级，按照规范要求，挡水坝的设计洪水标准为二十年一遇（P=5%），校核洪水标准为百年一遇（P=1%）；，电站厂房的设计洪水标准为二十年一遇（P=5%），校核洪水标准为50年一遇（P=2%）。2.5.2设计暴雨根据电站所处地理位置，查《××省暴雨洪水查算手册》得：流域中心最大24h点雨量均值105mm，CV=0.4，CS=3.5Cv，计算结果见表2.6。31 暴雨洪水要素查算表表2.6暴雨要素查算频率P%10521流域中心H点24查图三105105105105Cv查图四0.50.50.50.5Kp查表二1.661.992.422.74H点24H24点×KP174.3208.95254.1287.7a查图一和图十六~二十三0.9890.9890.9890.989H24面H24点×a172.38206.65251.30284.54n2查图二十四~三十九0.6830.670.6520.64n3查图二十四~三十九0.8120.7980.7860.776H1H面24×24n3-1×6n2-n375.2786.46100.13109.43H3H面24×24n3-1×6n2-n3×31-n2106.63124.25146.76162.52H6H面24×24n3-1×61-n3132.83156.18186.79208.58H12H面24×24n3-1×121-n3151.32179.65216.66243.62I0查图四十27272727R总H面24-I0145.38179.65224.30257.54ψ查表一十一0.750.750.750.75R上R总×ψ109.04134.74168.23193.15考虑到××省水利厅1984年编制的《××省暴雨洪水查算手册》是目前××省无资料地区设计洪水公认的唯一依据，本次设计采用《手册》查算成果。2.5.3设计洪水坝址处集雨面积15.9km2，干流长度6.35km，平均坡降为82.4‰。××××工程电站厂房与坝址相隔距离不足400m，区间面积较小，本次设计厂房处洪峰流量采用与坝址处洪峰流量一致。根据《××省暴雨洪水查算手册》由推理公式求得坝址洪水结果分别见表2.7，表2.8，设计洪水和校核洪水过程见表2.9及图2—l。31 设计洪水参数及成果表表2.7暴雨要素查算频率P%10521L干流长度6.356.356.356.35F流域面积15.915.915.915.9J干流坡程（‰）82.482.482.482.4θL/(F1/4*J1/3)7.317.317.317.31m查图四十一(=0.145*θ0.489)0.380.380.380.38θ/m19.0619.0619.0619.06τ查图四十二3.503.303.203.10SpH面24×24n3-1×6n2-n375.2786.46100.13109.43Qm0.278×ψSp/τn×F106.06128.80155.49175.86ΣQi=R上×F/(3.6△t)481.58595.10743.01853.09Qm/ΣQi0.2200.2160.2090.206R下R总－R上36.3544.9156.0864.38Qm地=R下×F/(3.6△t)×1/底宽6.697.939.9110.53WmpR总×F×0.1231.16285.65356.64409.48坝址及厂房处洪峰洪量成果表表2.8频率(%)河流12510坝址处洪峰流量(m3/s)177.3156.65129.81107.06厂房处洪峰流量(m3/s)177.3156.65129.81107.0631 挡水坝洪水过程线成果表2.9时段频率(%)时段频率(%)105211052100.280.320.340.391413.8116.6619.9622.91110.6713.1316.2818.691512.6515.1918.8121.60251.4058.0871.6182.211611.4814.3217.6620.283107.06129.81156.65177.301710.8013.4516.5218.96464.0075.3890.86106.881810.1112.5815.3717.65547.4259.0373.3784.24199.4311.7014.2216.33637.1147.4558.1066.71208.7410.8313.0815.02730.6438.8448.0455.16218.069.9611.9313.70826.1132.6140.2146.16227.379.0910.7912.38922.5328.1734.639.73236.698.2110.3811.921019.9224.9130.4935.00247.939.9811.461117.7922.2627.1131.13259.5810.991216.1420.1924.4828.10269.1710.531314.9818.1321.8525.0831 2.6坝址及下游河道、厂房处水位流量关系曲线本工程挡水坝为重力坝，采用溢流段坝顶泄流，溢流段堰面曲线为WES幂曲线，泄流能力按开敞式溢流堰泄流能力公式进行计算，挡水坝下游水位流量关系曲线根据实测横断面进行计算推求。计算时河床糙率取0.035～0.05。根据《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》，开敞式溢流堰泄流能力按下式计算：其中：Q—流量，m3/s；C—上游面坡度影响修正系数；m—流量系数，与相对上游堰高P1/H及堰头形式有关；ε—侧收缩系数，σs—淹没系数，视泄流的淹没程度而定，不淹没时取1.0。B—总净宽，m；Hw—计入行近流速的堰上水头；根据上述公式求得挡水坝上下游各频率下洪水位成果分别见表2.7、表2.8。挡水坝堰顶水位流量关系表表2.7频率项目单位挡水坝正常蓄水位常蓄水位m354.5P=1%校核洪水位m356.57最大下泄流量m3/s177.3P=5%设计洪水位m356.23最大下泄流量m3/s129.81P=10%洪水位m356.02最大下泄流量m3/s107.0631 坝址、厂房处河道水位流量关系表表2.8位置频率项目单位下游河道大坝P=1%校核洪水位m343.95洪峰流量m3/s177.3P=5%设计洪水位m343.62洪峰流量m3/s129.81厂房P=2%校核洪水位m322.3洪峰流量m3/s156.65P=5%设计洪水位m322.06洪峰流量m3/s129.812.7泥沙白水洞挡水坝工程设计流域内均无实测泥沙资料，泥沙计算采用估算。根据设计流域植被和地质条件，经向××县水土站保持了解，悬移质年平均侵蚀模数按300t/km2取值,推移占悬移质总量的30%，由此求得坝址(集雨面积为15.9km2)年平均输沙总量为0.143万吨。31 3.工程地质3.1工程概况××××工程位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,有机耕路自大坝左岸过，交通较为方便。工程建设项目主要包括：新建挡水坝一座、压力管道、电站厂房、升压站等。电站设计水头32m，装机一台400kW的机组。本次设计确定本工程为小型水库，坝型为重力坝，正常蓄水位354.5m，正常库容为6.4万m3，总库容9.6万m3，最大坝高18.47m，大坝总长50.33m，其中中部溢流坝段长30.5m，右岸非溢流坝段长7.36m，左岸非溢流段长12.47m。由于水库库容较小，本次未进行地质钻探工作，但进行了地表地质调查，依据有关规程规范要求，本阶段地勘工作的主要任务是：查明水库水文地质、工程地质条件对水库渗漏、库岸稳定、浸没和固体径流等问题作出评价，预测水库蓄水后可能引起的环境地质问题，查明本工程所在区域地质条件、地震基本烈度、评价区域稳定性；查明枢纽区各建筑物的地层岩性，软弱夹层的性质、厚度、分布及连续性；初步查明工程区主要断层、破碎带的具体位置、产状、性质与规模及破碎充填物力学性状，岩体的节理裂隙分布情况；查明岩体的透水性，对基础渗漏进行评价；查明岩体的风化程度，分析边坡的稳定性；推荐岩土的物理力学参数；详查天然建筑材料的分布、储量、质量及开采运输条件等情况，提出相关物理力学指标。3.2区域地质概况3.2.1地形地貌工程区位于资江中游的谭溪河上，区域内地貌类型：水库区位于谭溪河39 下游，为低山峰脊峡谷地貌，尖峭的山峰沿地层走向呈线状排列，峰脊明显。峡谷深切弯曲，谷底狭窄坡降较大。库区两岸山体陡峻，谷底为“V”形河谷。3.2.2地层岩性1）寒武系下统（1），下、中部为灰至黑色板岩、砂质板岩，透镜状泥灰岩，变质砂岩、硅质岩；上部为灰色中至厚层灰岩，薄层泥灰岩，厚度644～733m。2）泥盆系棋子桥组（D2q）灰色中厚层灰岩、泥灰岩、钙质粉砂岩夹页岩。厚116～232m。3）锡矿山组（D3x）灰岩段（D3x1）：深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩。厚274m。砂岩段（D3x2）：灰至深灰色薄至厚层粉细砂岩及板状页岩。厚78m。3.2.3地质构造及地震工程区所处大地构造单元属新华夏系构造第三隆起带中北段与祁阳“山”字形构造的复合部位，根据《××省区域地质志》及《1:100万××省构造体系图》,综合野外地质勘察分析，区内整体构造形迹呈北东东向及北北东向，其间褶皱构造较发育，工程区位于金竹山～巨口铺区域断裂带东南侧，相距约3km，未发现新的构造痕迹及不良地质现象，区域地质构造场地稳定性较好。根据GB18306-2001版1/400万《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度a=0.05g，地震动反应谱特征周期为t=0.35s，相应的地震烈度为Ⅵ度区。区域构造场地属相对稳定区。3.3.水库区工程地质条件3.3.1水库工程地质概况水库区位于谭溪河下游，当设计正常蓄水位354.5m时，水库库盆长约0.5km39 ，库区属峰脊峡谷地貌，两岸山体连绵，山势雄厚。分水岭远高于正常蓄水位。无通向库外的低矮垭口，河谷多为“V”形狭谷。两岸植被茂盛，水库成库条件良好。水库区内出露地层岩性：1）锡矿山组（D3x）灰岩段（D3x1）：深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩，厚274m。该岩组大面积分布于整个水库区。砂岩段（D3x2）：灰至深灰色薄至厚层粉细砂岩及板状页岩。厚78m。该岩组分布于水库区下游。2）第四系：①全新统冲积堆积（Q4al）：砂壤土、粉细砂、砂卵砾石，厚度0.5m～3.5m，主要分布于河谷；②残坡积堆积（Q4edl）：含碎石粘土、粉质粘土，厚度0.8m～2.0m不等，分布于山坡及坡麓地带。工程区所处大地构造单元属新华夏系构造第三隆起带中北段与祁阳“山”字形构造的复合部位，工程区位于金竹山～巨口铺区域断裂带东南侧，相距约3km，未发现新的构造痕迹及不良地质现象，区域地质构造场地稳定性较好。库区地下水类型主要为基岩裂隙水和孔隙水：①孔隙水主要赋存在第四系松散堆积层中，接受大气降水和临近地表水的补给，排泄于河流，地下水位埋深较浅；②基岩裂隙水主要赋存在锡矿山组（D3x）基岩裂隙及破碎带中，接受大气降水补给，并以下降泉的形式排泄于河流与沟谷，其动态随季节变化明显；③岩溶水赋存于灰岩溶洞中，随地形变化向低洼处排泄，补给来源为孔隙水和裂隙水。总之，水文地质条件较简单。3.3.2水库工程地质问题3.3.2.1水库渗漏问题水库库周群山环抱，山体雄厚。分水岭高程520m～750m39 ，无低矮垭口和单薄邻近谷存在，河谷形态为较对称的“V”型，岸坡为岩质岸坡，当水库正常蓄水位354.5m时，库水局限于河槽内。库盆由相对不透水的薄至中厚层结晶白云质灰岩组成，成库条件好。因此不存在水库渗漏之虑。3.3.2.2水库淹没与浸没问题1）水库淹没问题水库为狭谷型库盆，两岸边坡较陡。库水局限于河槽内，水库库盆长约0.5km，在水库调查中，未发现具有开采价值的矿产和文物古迹。在水库正常蓄水位354.5m以下，库区淹没区为林地、荒滩地及小部分水田。2）水库浸没问题主要为狭谷斜坡山地，两岸河流阶地不发育，通过调查，该库区蓄水位以上主要为斜坡山地，岩石多出露，无成规模林地，为自然生长灌木。区内年平均降雨量高于年蒸发量，地下水交替频繁，矿化度低，因此，浸没区不会发生盐碱现象。3.3.2.3库岸稳定问题水库蓄水后,由于该水库库盆短且主要为狭谷，据平面地质测绘，库盆两岸主要为狭谷斜坡山地，河流阶地不发育，库岸主要为岩质岸坡，岩性以薄至中厚层结晶白云质灰岩、白云岩为主。岩层倾角较大，岩层走向基本呈横河向，与河床两岸边坡走向交角较大或反向，目前自然岸坡基本稳定。总之，水库库岸工程地质条件简单，水库蓄水后对岸坡影响微弱，基本不存在大的岸坡稳定问题。3.3.2.4水库淤积问题区内植被覆盖率达90%以上，水土保持良好，未有较严重的水土流失区。但在库区岸坡的陡坡或陡崖处，从而发生岩质边坡重力失稳。产生卸荷坍塌的松散堆积体分布。在暴雨洪水期，河流携带一定的泥砂、砂砾，筑坝后，水流变缓。库内存在一定的淤积问题。3.3.2.5水库诱发地震问题39 据地震台资料，历史上无破坏性地震记载，也不存在发生破坏性地震的历史背景，区域内地震震级较小。根据国家地震局2001年颁布的1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》、《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动峰值加速度a=0.05g，地震动反应谱特征周期为t=0.35s，相应的地震烈度为Ⅵ度区。区域构造场地属相对稳定区。从库区地质条件分析，构成库盆的岩性主要为一套碎屑岩系，上层基岩与下伏基岩大多呈整合接触，不具备积累强大地应力的条件，但未发现突变的拐点，因此，可能储备高能量的岩体延伸不深，地应力积聚不会太大，不具备孕育强烈水库地震的应力应变条件。从水文地质条件分析，库区岩石绝大多数是不透水的，地下水位又未发现异常现象，故库水一般不可能向深部渗漏，而在岩体内形成较大的孔隙水压力。综上分析，该水库不存在诱发地震问题。3.4.坝址区工程地质条件3.4.1坝址区工程地质条件概况3.4.1.1地形地貌水库坝址位于白水洞峡谷地段，坝址河谷狭窄，属“V”形河谷，山势雄厚。两岸地形基本对称，均为斜坡山地。左岸山坡坡角为39°～41°，右岸山坡坡角为49°～52°。3.4.1.2地层岩性1）锡矿山组（D3x）：灰岩段（D3x1）：深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩,厚274m。该岩组大面积分布于整个坝址区。2）第四系：①全新统冲积堆积（Q4al）：砂壤土、粉细砂、砂卵砾石，厚度0.5m～2.5m，主要分布于河谷；39 ②残坡积堆积（Q4edl）：含碎石粘土、粉质粘土，厚度0.5m～1.5m不等，分布于山坡及坡麓地带。3.4.1.3地质构造工程区所处大地构造单元属新华夏系构造第三隆起带中北段与祁阳“山”字形构造的复合部位，工程区无区域性大断裂通过，发现有2条断层从水库区通过。岩层产状一般为N16°～18°W/NE∠73°～75°，走向与河流流向近似垂直。工程区断层不发育，本阶段地表地质调查表明，坝址区未见有断层发育。3.4.1.4不良工程地质现象坝段内物理地质现象主要为岩体风化及陡峻岸坡崩塌及滑坡。①地表岩体风化：坝段内岩体为深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩，岩石风化不强烈。区内风化层厚度具有山顶比山脚厚，山坡比河床厚的特点。②陡峻边坡岩体卸荷坍塌：坝址河谷狭窄，属“V”形河谷，两面山坡陡峻，库区岸坡坡度大于50°～60°的陡坡或陡崖处，由于地形切割强烈，形成高差大的临空边坡地形，靠近河谷岸坡部位谷坡应力释放，边坡应力降低发生卸荷松驰，尤其是一些节理裂隙发育或岩石风化破碎的陡峻边坡。每当下暴雨，暴雨使岩体强风化岩石充分饱水，增加本身的自重，降低岩石之间的摩擦系数，从而发生岩质边坡重力失稳，产生卸荷坍塌。因规模较小，除增加河道中的固体径流量外，不影响水库安全。3.4.1.5水文地质条件①地下水类型及水动力条件坝段区水文地质条件较简单，地下水类型为基岩裂隙水和孔隙水：①孔隙水主要赋存在第四系松散堆积层中，接受大气降水和临近地表水的补给，排泄于河流，地下水位埋深较浅；②基岩裂隙水主要赋存在39 锡矿山组（D3x）：深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩的风化裂隙及破碎带中，主要受风化裂隙和节理裂隙控制，水量较贫乏，直接排泄于河流与沟谷，地下水位埋深一般3.0m～5.0m；③岩溶水赋存于灰岩溶洞中，随地形变化向低洼处排泄，补给来源为孔隙水和裂隙水，坝址区岩溶水不发育。②岩体的透水性地层透水性：第四系粉砂砾卵石层渗透系数均值K=8.9×10-4cm/s，属中等透水层；坝基上部0～4.0m间岩体透水率在10Lu～25Lu之间，属中等透水层。③水化学特征根据区域水文地质资料及工程区附近水样、水质化学分析成果。库水水化学类型为：HCO3·SO4—Ca·(K+Na)型，PH值=7.69，属弱碱性水。地下水化学类型为：HCO3·SO4—Ca·Mg型，PH值=7.23，属弱碱性水。根据环境水对混凝土腐蚀的判别标准，水质HCO3-含量＞1.07，无溶出型腐蚀性，PH＞6.5，无一般酸性型腐蚀，侵蚀性CO2含量＜15，无碳酸型腐蚀性，Mg2+含量＜1000，无硫酸镁型腐蚀，SO42-含量＜250，无硫酸盐型腐蚀性。该水库地表水和地下水对混凝土不具腐蚀性。3.4.2坝址主要工程地质问题及评价3.4.2.1坝基抗滑稳定问题坝基持力层地层岩性为锡矿山组（D3x）深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩。岩质较坚硬，力学强度较高。坝基抗滑稳定主要受混凝土与基岩接触面抗剪强度控制，坝基岩层走向为横向河谷，倾角较陡，对坝基抗滑稳定有利。3.4.2.2坝基渗漏问题坝区岩石为深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩，岩石由于受构造的影响，节理裂隙发育。钻孔压水试验成果显示，坝基上部岩体4.0m39 深度范围内透水率一般大于10Lu，属中等透水带，故存在坝基（肩）渗漏问题，存在坝肩绕坝渗漏问题。建议进行帷幕灌浆防渗处理。3.4.2.3坝基开挖深度及建基面选择坝址两岸山坡基岩裸露，无第四系残坡层覆盖，河谷上部第四系冲积堆积层（Q4al）：为含卵砾淤泥质粉细砂，厚度0.5m～2.5m。两岸强风化深度1.5m左右，河床基岩为弱风化岩体，岩石较坚硬，力学强度较高，可作为大坝的持力层。建议将建基面置于弱风化岩体中。3.4.3推荐物理力学参数本阶段采取了岩样进行室内试验，根据试验成果和工程地质条件类比，推荐工程区岩石物理力学参数分别见表3.1。39 坝址岩石主要地质参数推荐值表表3.1岩性风化程度天然密度（g/cm3）饱和抗压强度Rb（MPa）弹性模量Eso（GPa）砼与岩石抗剪强度砼与岩石抗剪断强度岩石抗剪断强度岩石抗剪强度允许承载力岩石抗冲刷流速临时开挖坡比砼/岩砼/岩fC（MPa）f′C′（MPa）f′f（MPa）（m/s）白云质灰岩强风化2.7550～5510.5～12.50.65～0.7000.70～0.750.40～0.500.70～0.800.60～0.653.5～4.03.0～3.51:0.6～1:0.5弱风化2.7755～6512.5～15.50.70～0.7500.75～0.950.50～0.550.80～0.900.65～0.704.0～4.53.5～4.51:0.35白云岩强风化2.7850～5511.0～13.00.70～0.7500.75～0.800.75～0.850.70～0.750.65～0.703.5～4.03.0～3.51:0.6～1:0.5弱风化2.8055～6513.0～18.00.75～0.8000.80～0.850.85～0.950.75～0.800.70～0.754.0～4.53.5～4.51:0.30泥质灰岩强风化2.7240～459.0～11.50.60～0.6500.65～0.700.35～0.400.60～0.650.55～0.602.5～3.02.5～3.01:0.6～1:0.5弱风化2.7545～5511.5～14.50.65～0.7000.70～0.750.40～0.500.65～0.700.60～0.653.0～4.03.0～3.51:0.3558 3.5.天然建筑材料本阶段根据地勘任务书的要求，需查明天然建筑材料的料场分布、储量和质量及开采运输条件。依据《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）要求，工程需砂砾料储量0.3万m3，土料0.02万m3和块石料0.45万m3，本阶段采用地质测绘，查明土料、砂砾料、块石料满足设计需要。土料场主要物理力学指标(见表7)。1)土料：土料场选择于坝址下游4km丘岗山包，地形坡度10～15度，地表为土地；剥离层平均厚度0.3m，有用层平均厚度2～3m，为黄色似网纹状粘土，呈硬塑状态。有用层储量3万m3，作为围堰防渗土料，质量较好，剥离层较薄，有用层厚度较大,开采较方便，有简易公路直达坝区，运距4.0km。2)砂砾料：砂砾石料需从××县城河岸边商业性购砂点采购，砂砾石料的主要成分以石英为主，砂石与砂质量好，可按工程所需供应质量好的混凝土细骨料。运距45km，有公路直达坝区。3)块石料：块石料场选择于新田铺镇块石料场，岩性为泥盆系棋子桥组（D2q）灰色厚层灰岩。基岩裸露,岩性致密坚硬，抗风化能力强，饱和抗压强度RC＞60Mpa，成型成块率高，储量＞100.0万m3，质量好，储量极丰富，运输条件便利，运距23km。3.6结论及下步工作建议3.6.1结论1）工程区所处大地构造单元属新华夏系构造第三隆起带中北段与祁阳“山”字形构造的复合部位，未发现新的构造痕迹及不良地质现象。根据GB18306-2001版1/400万《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度a=0.05g，地震动反应谱特征周期为t=0.35s，相应的地震烈度为Ⅵ度区。区域构造场地属相对稳定区。58 2）水库属低山峰脊峡谷地貌，水库系河床式库盆，库水基本局限在河槽内，未发现有通向库外的渗水通道，库周基岩为深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩及薄至中厚层条带状泥质灰岩，库盆封闭条件较好，库区不存在渗漏问题。库区主要为“V”型狭谷，斜坡山地，河流阶地不发育。库区无严重的水土流失区，固体迳流来源少。库区主要为岩质山坡，库岸较稳定，局部可能出现崩坍，但规模极小。总之，成库条件良好。3）坝坝两岸山坡上部无第四系覆盖层，河床开挖深度较浅。基岩以深灰色厚层细粒结晶白云质灰岩、白云岩为主，岩石较坚硬，力学强度较高，坝基岩层走向为横向河谷，倾角较陡，对坝基抗滑稳定有利。建议将建基面置于弱风化岩体上。4）根据现场地质调查，坝基上部岩体4m深度范围内，岩石透水率一般大于10Lu，属中等透水带，故存在坝基渗漏问题及坝肩绕坝渗漏问题，可采用帷幕灌浆进行处理。5）区域内土料及块石料储量，质量较好，均能满足规范及设计要求，可就近采购，交通便利。砂砾料可从县城河岸边商业性砂砾料场采购，砂砾采场各种粒径齐全，可按需采购运送施工现场。3.6.2下步工作建议加强施工地质工作，对基坑开挖所揭露的不良工程地质问题及时做出预测预报，必要时应当补做专门性勘探与试验工作，及时修正、复核各种地质参数，为设计提供处理措施建议。附图：1、××县白水洞挡水坝坝址工程地质平面图2、××县白水洞挡水坝坝址A—A’工程地质剖面图3、××县白水洞挡水坝坝址A—A’渗透剖面图58 4.工程任务及规模4.1工程任务及规模4.1.1工程所在地社会经济现状及资源、交通条件××位于湘中邵阳盆地与新涟盆地之间。东北靠涟源市，东南临邵东县，南抵邵阳市、邵阳县，西接隆回县，北连新化县、冷水江市。境内寸石镇花桥村为××省地理中心。全县总面积1763平方公里，耕地面积42.18万亩，其中水田31.56万亩，素有“六山半水二分田，分半道路加庄园”之称。现辖15个乡镇，10个国营农、林、牧、渔场，总人口73.9万人。××山川毓秀，人杰地灵。旅游资源丰富，2010年全年共接待国内旅游者39万人次，比上年增长25.81%，实现旅游收入2000万元，比上年增长28.21%。尤其是著名的白水洞风景名胜区以其山清水秀、洞幻石奇、人文攸丰而著称于世。风景区现有景点480多处，一级景点30处，省、市重点保护文物8处。自然景观有"高峡平湖(罗山水库)"、"流泉飞、瀑"、"地下溶洞群"、"一线天"、"洞天门"、“白龙洞”等，尤其是“白龙洞”以洞奇和石怪闻名世界，人文景观有寺院、宗祠、牌坊、古墓葬、名人故居等。××××工程位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,有机耕路自大坝左岸过，交通较为方便。大东村与××县著名的白水洞风景区毗邻，该景区为国家AA级景区；省级风景名胜区；省级地质公园。位于××县严塘镇白水洞村，距县城酿溪镇12km，景区总面积11.9km2。景区内环境优美，风光宜人，有迷人的溶洞、绝壁的奇观、高悬的瀑布、奇异的山体、幽深的森林，溪流溪水，高峡平湖，高山奇景。大东村拟利用与景区毗邻的地理优势，整合谭溪河流域内的旅游资源，利用河道较大的天然落差及沿河得天独厚的自然风光，兴建大东度假村，58 并建造挡水坝拦蓄河水，并利用挡水坝至厂房区的30余米落差发电，再利用发电尾水在下游打造长达6km的谭溪河漂流线。4.1.2工程建设的必要性及任务××××工程位于××县大新乡大东村，该村与××县著名的白水洞风景区毗邻，该景区为国家AA级景区；省级风景名胜区；省级地质公园。位于××县严塘镇白水洞村，距县城酿溪镇12km，景区总面积11.9km2。景区内环境优美，风光宜人，有迷人的溶洞、绝壁的奇观、高悬的瀑布、奇异的山体、幽深的森林，溪流溪水，高峡平湖，高山奇景。大东村拟利用与景区毗邻的地理优势，整合谭溪河流域内旅游资源，利用河道较大的天然落差及沿河得天独厚的自然风光，兴建大东度假村，并建造挡水坝拦蓄河水，并利用挡水坝至厂房区的30余米落差发电，再利用发电尾水在下游打造长达6km的谭溪河漂流线，在美化周边环境、利用水能的同时可带来可观的旅游收入。4.1.3工程建设规模××××工程电站拟定装机容量400kW，根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级。挡水建筑物：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。厂房：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇。××县白水洞挡水坝工程，属小型水利工程，枢纽工程属Ⅴ等，永久建筑物为5级建筑物。挡水建筑物：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。水库总库容9.6万m3，正常库容6.4万m3，死库容0.45万m3，正常蓄水位354.5m。设计洪水位356.23m，校核洪水位356.57m。坝型采用重力坝，大坝总长50.33m，其中中部溢流坝段长30.5m，右岸非溢流坝段长7.36m，左岸非溢流段长12.47m，大坝最大坝高18.47m，溢流段坝高14.5m，正常蓄水位354.5m，溢流段坝顶高程354.5m58 ，非溢流段坝顶高程358.47m，大坝采用挑流消能，挑射角18o，溢流段坝顶建有一座公路桥，公路桥为三跨简支结构，全长31.5m。压力管道为一机一管，管长366.3m，管径1m，管材为玻璃钢管，刚度SN10000，承压0.6Mpa，连接管长6.8m，为钢管，管壁厚度8mm，共设置7个镇墩，镇墩以下3m设置双“O”型圈带锁紧承插接头，玻璃钢管以上覆土0.5m以上。厂房长12m，宽9.8m，厂房采用活动板房，层高≥7m，具体尺寸由业主自定，厂房地面高程为321.7m。装机1台，水轮机型号为HLA616-WJ-55，发电机型号为SFW400-8/990。升压站位于厂房左侧，占地面积4.74×4.08m，地面高程322.6m。内布置一台S11-500/10.5±5％/0.4KV变压器，及相关附属设备。4.2洪水调节和防洪特征水位选择4.2.1水工建筑物洪水标准挡水建筑物：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。电站厂房：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇。4.2.2洪水调节方式白水洞挡水坝为C15砼砌块石重力坝，大坝采用中部溢流段泄流，溢流段全长30.5m，过水断面净宽28.5m，溢流堰堰面曲线为WES幂曲线，堰顶高程354.5m，大坝采用挑流消能，挑射角18o，挑流鼻坎高程344.22m。4.3径流调节计算4.3.1径流资料采用系列、计算时段及代表年的选择根据第二章‘水文’分析计算得本工程挡水坝坝址处的丰、平、枯三个代表年的逐日径流资料，进行分组流量统计，得天然日平均流量为0.456m3/s。4.3.2径流调节计算原则和方法58 1、调节方式电站为径流式电站，挡水坝坝高18.47m，水库调节能力很小，基本无调节库容。（1）挡水坝特征水位挡水坝正常水位：桐木电站扩改工程挡水坝水位根据地形、淹没情况、投资等综合考虑，正常水位定为354.5m。（2）电能计算时段由于挡水坝无调节功能，为无调节电站。电能计算时取日为计算时段。4.5装机容量选择××××工程电站为径流式电站，电站处无实测径流资料，相邻流域内有横板桥水文站1960年～1990年实测水文资料，本电站在电网中不作调峰电站，根据××县全县基本上是水电的特点，本电站装机容量由横板桥水文站实测水文资料推求，原本应根据机组保证出力，按机组保证出力的3～5倍选择确定装机容量，但由于××××工程为确保下游6km的谭溪河漂流线所需的1.6m3/s流量，因此装机按满发1.6m3/s，水头32m进行装机，确保水能不浪费。4.5.1、电能计算（1）、计算出力公式为：N=9.81×η水×η发×Q×H净=A×Q×H净式中：Q——流量，η水——水轮机效率η发——发电机效率A----综合效率系数,取7.8H净——设计净水头（33m）（2）、××××工程58 为径流式电站，径流式电站不能在各个天然日来水量间进行调节计算，其保证电能一般和电力系统日负荷图联系使用，所以在保证电能计算时，历时（t）只能按日计算。保证电能的计算公式为：Ef=Nf·T式中：Ef--------保证电能，kw.hNf--------保证出力，kwT---------计算历时，h，日保证电能的计算历时T=24h。58 ××××工程电站水能计算表日平均流量分组分组日流量的平均值出现天数累积天数保证率保证时间发电流量发电水头出力出力差电量差累积电量装机年利用小时数QQnm=∑nPh=8760pQ电H净N=7.8Q电H净△N△E=△NHEt装=E/N(米3/秒)(米3/秒)(天)(天)(%)(小时)(米3/秒)（米）（千瓦）（千瓦）（万度）（万度）（小时）123456799101112131.6以上1.640403.653201.633411.8425.740.8284.5020521.4~1.61.510504.564001.533386.1051.482.0683.6821671.2~1.41.310605.474801.333334.6251.482.4781.6224391.0~1.21.123837.576631.133283.1451.483.4279.1627960.8~1.00.9221059.588390.933231.6651.484.3275.7432690.6~0.80.74915414.0512310.733180.1838.614.7571.4239640.5~0.60.554920318.5216230.5533141.5725.744.1866.6747090.4~0.50.456827124.7321660.4533115.8319.314.1862.4953950.35~0.40.3756033130.2026460.3753396.5312.873.4058.3160410.3~0.350.3257840937.3232690.3253383.6612.874.2154.9065630.25~0.30.27514655550.6444360.2753370.7912.875.7150.7071620.2~0.250.22518073567.0658750.2253357.9212.877.5644.9977680.15~0.20.17519092584.4073930.1753345.0512.879.5237.4383090.1~0.150.125154107998.4586240.1253332.1819.3116.6527.918675小于0.10.0516109599.9187520.053312.8712.8711.2611.26875258 58 58 58 根据以后上计算成果可知：电站多年平均发电量为84万kw.h，保证出力50KW（P=80%），年利用小时2100h。58 5.工程选址及工程总布置和主要建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别和建筑物级别××××工程电站拟定装机容量400kW，根据SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级。挡水建筑物：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。厂房：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇。5.1.2基本资料、数据（1）设计中主要技术规范及参考资料①《水利水电工程初步设计报告编制规程》；②《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；③中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB50201-94；④中华人民共和国水利行业标准《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》；⑤中华人民共和国水利部《水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93》；⑥中华人民共和国水利部《水利水电工程水文计算规范SL278-2002》；⑦《水力计算手册》，武汉大学水利水电学院李炜主编；⑧《水工设计手册》。⑨《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004》。⑩《混凝土重力坝设计规范》SL319－2005⑾《水电站厂房设计规范》SL266－2001⑿《水电站厂房进水口设计规范》SL266-2001⒀《农村水电站初步设计编制规范》SL357-2006⒁《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90⒂《水库工程管理设计规范》SL106-96（2）设计基本数据：58 ①、特征水位挡水坝正常蓄水位354.5m设计洪水位为：356.23m，相应洪峰流量129.81m3／s。校核洪水位为：356.57m，相应洪峰流量177.30m3／s。厂房处设计洪水位：322.06m，相应洪峰流量129.81m3／s。厂房处校核洪水位：322.3m，相应洪峰流量177.3m3／s。厂房处正常尾水位：320.2m②、坝址地基参数通过地质专家现场勘察并提供参数，坝基置于白云质灰岩、白云岩、泥质灰岩上，C15砌埋块石与岩石之间的摩擦系数为0.6，坝体与坝基间的抗剪断粘聚力为400kPa，地基承载力4000kpa。③、水电站厂房地基参数厂房置于强风化灰岩上，C15砼砌块石与基础之间的摩擦系数为0.55，砼与岩石之间的摩擦系数为0.55，地基承载力1000kpa。主要建筑物设计、校核洪水及相应水位表5-1位置频率项目单位下游河道大坝P=1%校核洪水位m343.95洪峰流量m3/s177.3P=5%设计洪水位m343.62洪峰流量m3/s129.81厂房P=2%校核洪水位m322.3洪峰流量m3/s156.65P=5%设计洪水位m322.06洪峰流量m3/s129.815.2工程选址5.2.1坝址及坝型的选择5.2.1.1坝址选择58 根据规划和现场多次勘测，坝址处该河段河床宽度基本一致，两岸均为较为陡峭的天然河岸，地形地势均一，其中右岸基岩大面积裸露，基础承载力良好。左岸有一条通村机耕路自坝端过，交通较为方便，施工材料及机械进场方便，为理想的建坝地址。5.2.1.2坝型选择根据坝址地形、地质条件，结合库区实际情况，分别选取土石坝、重力坝、拱坝三种坝型做方案比较。白水洞挡水坝位于谭溪河中游位置，地处山区，坝址处河道上下游均较顺直，河床宽度基本一致，在平面上无向下游收缩的峡谷段。对于土石坝方案而言，由于坝址地处山区，建坝取土极为困难，而且由于该处河道顺直，坝体两端下游侧无足够的岩体支承，对于拱坝方案而言，无法保证坝体的稳定。而坝址处基岩裸露，基础承载力良好，为理想的重力坝建造地点。故本次设计选择重力坝方案。5.2.2工程总体布置××××工程电站为引水式电站，枢纽主要建筑物由挡水坝、压力管道、电站厂房、升压站等组成。根据规划和现场多次勘测，现确定的坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,坝址处该河段河床宽度基本一致，两岸均为较为陡峭的天然河岸，地形地势均一，其中右岸基岩大面积裸露，基础承载力良好。有通村公路自大坝左端过，交通条件十分，运输建筑材料可直接送至工地。在坝址处下游370m左右布置有河岸平坦处，坝址处至此有自然落30余m，因此利用此河岸处建设电站厂房，通过挡水坝沿河左岸布置366.3m长玻璃钢管引水至厂房发电。5.2.3正常蓄水位选择白水洞挡水坝坝址位于谭溪河上，为确保水能得到最大的利用，通过现场查看，坝址上游约500m处有一落差达32m天然瀑布，瀑布下为一天然深潭，潭水清澈见底，游鱼历历在目，周边地形平坦、开阔，58 为以理想惬意的旅游休闲地点，近几年随着对谭溪河旅游资源的开发，来潭边野炊露营的游客络绎不绝。通过现场实测，该处深潭水面高程为355.0m，本次正常蓄水位选择为354.5m，该水位略低于该深潭水面高程，在不破坏该天然景点的同时尽可能的是让水库正常库容达到最大，并在大坝建成后让水库与深潭基本连成一个整体，达到良好的景观效果。5.3挡水坝工程设计5.3.1工程布置及工程结构尺寸挡水坝轴线布置在谭溪河与资江交汇口处上游6km处，根据地质专家现场查勘，坝址处河谷狭窄，属“V”形河谷，山势雄厚。两岸地形基本对称，均为斜坡山地。左岸山坡坡角为39°～41°，右岸山坡坡角为49°～52°，坝址两岸山坡基岩裸露，无第四系残坡层覆盖，为理想的建坝地点。挡水坝设计坝轴总长50.33m，采用溢流坝、非溢流坝相结合的形式，溢流坝长30.55m，右岸非溢流坝段长7.36m，左岸非溢流段长12.47m，大坝最大坝高18.47m，溢流段坝高14.5m，溢流段堰顶高程354.5m，两端非溢流段坝顶高程358.47m。拟定溢流坝段底宽13.02m，坝踵、坝址处设齿墙，坝体采用C15小石子砼砌块石砌筑，上游坝面及溢流段临水面采用0.4m厚C20砼护衬，齿墙采用C15砼，大坝设3道伸缩缝，设纵向排水沟一道（0.3×0.3m），设横向排水沟两道（0.3×0.3m），溢流堰堰面曲线采用WES幂曲线，大坝消能采用挑流消能，挑射角18o，反弧段半径3.0m，挑流鼻坎高程344.22m。详细结构尺寸见设计图纸。溢流段坝顶修建一座公路桥，为三跨简支梁板结构，全长31.5m，单跨10.5m，设计荷载汽-15级，坝顶公路桥两侧设置钢筋砼定型工艺栏杆。大坝放水设施布置在左段非溢流段，共设置两个放水口，分别为冲砂孔与发电放水孔（预留），孔口断面尺寸均为1.2×1.2m,设置两页1.2×1.2m铸铁闸门，两台8t手摇丝杆启闭机启闭。58 5.3.2挡水坝稳定及应力分析1、溢流段坝体抗滑稳定及应力分析基本荷载组合（上游正常蓄水位，下游无水）：①坝体自重,②上游静水压力,③扬压力，④上游泥沙压力。特殊荷载组合（上游校核洪水位，下游相应水位）：①坝体自重,②上、下游静水压力,③扬压力，④上游泥沙压力。计算参数：根据地质专家现场查勘提供参数，砼与基础抗剪断摩擦系数f＇取0.6，坝体混凝土与基岩的抗剪断凝聚力C＇取400KPa；考虑排水沟扬压力折减系数取0.5，坝体容重：γ砌体=22.54kN/m3，库内卵石土浮容重γ泥沙=8.82kN/m3，卵石土内摩擦角取25o，地基承压能力为4.0MPa，在计算时，借助于CAD制图软件，不再对坝体进行分块，详见稳定计算表和计算简图。采用抗剪断强度公式进行稳定计算分析，要求抗滑稳定系数（基本荷载组合）K＇＞3.0，（特殊组合）K＇＞2.5。1）抗滑稳定分析:由式：式中：K＇—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；f＇—坝体与坝基接触面的抗剪断摩擦系数；C＇—坝体与坝基接触面的抗剪断凝聚力；A—坝体与坝基接触面的面积；∑W—作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值；∑P—作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值；经计算，各工况下的稳定系数见下表5—2。2）应力分析58 由式：进行分析大坝稳定及应力分析计算成果汇总表表5-2断面位置抗滑安全系数基底应力基本组合特殊组合基本组合特殊组合∑min(kPa)∑max(kPa)∑min(kPa)∑max(kPa)溢流坝段5.994.8166.22247.520.32282.16从上述分析表明：溢流坝段在各种工况下抗滑稳定系数均大于规范要求，坝踵不会产生拉应力，坝趾产生的压应力小于地基的容许压应力值，大坝稳定是安全的。各种工况下的计算成果见表5-3、5-4。58 大坝溢流段抗滑稳定及应力计算（基本组合：上游正常蓄水位，下游无水）表5-3力别计算式力对基底中心的力臂(m)对基底中心力矩(KN.m)　　垂直(KN)水平(KN)+-+-坝体自重G11.0×111.2×22.542506.45　1.41　3534.09　水重G21.0×5.97×9.858.51　6.26　366.25　上游水压力P10.5×1.0×9.8×14.52　1030.23　4.83　4979.42上游泥沙压力P20.5×0.9×9.8×62×tg2(45o-25o/2)　64.35　2.00　128.70扬压力W21.0×53.32×9.8-522.54　　2.59　1353.37小计　2042.421094.58　　3900.346461.49抗滑稳定系数(0.6×2042.19+400×13.02)/1094.585.99　　　　　坝踵应力2042.19/13.02+6×(3887.49-6461.49)/13.02)66.22　　　　　坝趾应力2042.19/13.02-6×(3887.49-6461.49)/13.02)247.52　　　　　75 大坝溢流段抗滑稳定及应力计算（特殊组合：上游校核洪水位，下游相应水位）表5-4力别计算式力对基底中心的力臂(m)对基底中心力矩(KN.m)　　垂直(KN)水平(KN)+-+-坝体自重G11.0×111.2×22.542506.45　1.41　3534.09　水重G21.0×15.71×9.8153.96　1.24　191.22　水重G31.0×6.79×9.866.54　6.28　417.88　上游水压力P11.0×9.8×2.07×14.5　294.15　7.25　2132.57上游水压力P20.5×1.0×9.8×14.52　1030.23　4.83　4979.42上游泥沙压力P20.5×0.9×9.8×62×tg2(45o-25o/2)　64.35　2.00　128.70下游水压力P30.5×1.0×9.8×3.952　76.451.32　100.66　浮托力W13.98×9.8×13.02-507.83　　　　　扬压力W21.0×38.79×9.8-380.14　　2.59　984.57小计　1838.971312.27　　4243.858225.26抗滑稳定系数(0.6×1838.79+400×13.02)/1312.274.81　　　　　坝踵应力1838.97/13.02+6×(4243.85-8225.26)/13.02)0.32　　　　　坝趾应力1838.97/13.02-6×(4243.85-8225.26)/13.02)282.16　　　　　75 75 75 5.3.3大坝下游消能形式设计计算：根据《水利水电工程等级划分及洪水标准SL252—2000》，白水洞大坝消能防冲建筑物洪水标准为10年一遇，对超过消能洪水设计标准的洪水，容许消能防冲建筑物出现局部破坏，但必须不危及挡水建筑物及其它主要建筑物的安全，对此，本次消能形式按10年一遇设计，100年一遇进行复核。大坝溢流堰堰面曲线采用WES幂曲线，采用挑流消能，挑射角18o，反弧段半径3.0m，挑流鼻坎高程344.22m，10年一遇洪峰流量107.06m3/s，100年一遇校核洪峰流量177.3m3/s。本次设计对消能进行水力设计复核，分别计算其水舌抛距和下游最大冲坑深度。计算公式分别如下：式中：L——水舌抛距，m；T——自下游水面至坑底最大水垫深度，m；k——综合冲刷系数，参见《混凝土重力坝设计规范SL319—2005》表A.4.2，取k=1.4；V1——坎顶水面流速，m/s，按鼻坎处平均流速的1.1倍计，即H0——水库水位至坎顶的落差，m，H0=11.8m；θ——鼻坎挑射角，（o），θ=18o；h1——坎顶垂直方向水深，m；，（h为坎顶平均水深，m）；h2——坎顶至河床面高差，h2=3.22m；75 ——堰面流速系数，；hf——泄槽沿程水头损失，m，；q——单宽流量，m3/s，；H——上下游水位差，m，H=12.57m；S——泄槽流程长度，m，S=16.2m；hj——泄槽各项局部损失之和，m，可取hj/H0为0.05；根据《规范SL319—2005》要求，冲坑最低点距坝趾的距离应大于2.5倍坑深，从上述计算成果可看出，10年一遇的，同理计算的100年一遇的，下游冲坑均不影响坝趾基岩稳定，无须采取工程措施进行加固。75 5.4引水建筑物××××工程电站引水建筑物为压力管道。本工程压力管道采用一管一机供水方式，管道采用玻璃钢管，管道长度366.3m，连接管为钢管，管长6.8m。根据《水电站压力钢管设计规范SL281-2003》对其进行水力计算和结构分析（计算过程见后）。1、管径的确定压力管道的经济直径由下式确定：式中Qmax——压力管道的最大设计流量1.6m3/sH——设计最大毛水头354.5m（正常蓄水位）-320.2m（机组正常尾水位）=34.3m2、压力管道水头损失计算压力管道长度L=366.3m，管径D=1.0m，玻璃钢管糙率n=0.0084。断面面积A＝0.785m2，引用流量Q=1.6m3/s，流速V＝2.04m/s；连接管长度L钢=6.8m，管径D钢＝0.8m，断面面积A钢=0.5m2，引用流量Q=1.6m3/s，流速V钢＝3.2m/s玻璃钢管水头损失计算如下：①、玻璃钢管沿程水头损失由下式计算：式中V——管道平均流速（m/s)，V＝2.04m/sR——水力半径，对圆管，D为圆管直径75 C——谢才系数，n——糙率，对玻璃钢管取n=0.0084;L——玻璃钢管长度（m）L=366.3m。②、玻璃钢管局部水头损失局部水头损失包括进口、拦污栅、闸门、门槽,渐变段，弯管段等的局部水头损失.局部水头损失：进水口：m，ζ取0.1。平板闸门：m，ζ取0.05。门槽：m，ζ取0.2。拦污栅：mζ计算得0.41。渐变管：m.ζ计算得0.15。弯管段：m.ζ计算得0.15，6个弯管共计Σζ=0.9。则玻璃钢管的水头损失为：Hwo＝hf+Σhj=0.68+0.02+0.01+0.04+0.09+0.03+0.19=1.06m。连接钢管水头损失计算如下：③连接钢管沿程水头损失由下式计算：75 式中V——连接钢管平均流速（m/s),V＝3.2m/sR——水力半径，对圆管，D为连接管直径C——谢才系数，n——糙率，钢管取n=0.012;L——连接管长度（m）L=6.8m。④连接管局部水头损失：弯管段：.ζ经计算得0.15，闸阀：.ζ取0.05连接钢管水头损失为：Hwo＝hf+Σhj=0.09+0.08+0.03=0.2m.总水头损失：1.06m＋0.2m＝1.26m.3、计算结果及结论：××××工程电站毛水头为34.3m，则净水头H净＝34.3m-1.27m＝33.04m，取值33m。4、压力水管的水锤压计算：本工程压力引水管道沿程管壁厚度及管径不一，计算时采取简化处理（简单管），初选管壁最大厚度为21.2mm，管径D为1.0m。①水锤波的传播速度75 　ε——水的弹性模量2.1×104公斤/cm2E——玻璃钢弹性模量取2.758×105公斤/cm2D——玻璃钢管内径1.0mδ——钢管段管壁厚度0.0212m经计算得a=669.7m/s②水锤形式的判别计算水锤波在水管中来回传播一次所需的时间（玻璃钢管长度L=366.3m，连接管长度L支=6.8m）。tr=2L/α=1.07s＜6s则压力水管内产生间接水锤其水管的特性常数,当水管中通过最大流量，即设计流量的最大速度当水轮机通过最大流量导叶由全开至全关时ρ开始=2.03，σ=0.38查《水电站》（徐招才、刘申合编）一书上册图11-5水锤形式判别图，在第Ⅰ范围内属末相间接水锤。③水锤压力计算75 由于属间接末相水锤，根据《小型水电站》上册表11-3中公式计算压力相对值末相正水击△h=ξ1×H＝0.47×34.3m＝16.1m压力水管的末端最大设计水头H设计=H+△h=34.3m+16.1m=50.4m压力水管沿线不会出现真空。5、管壁及连接钢管管壁厚度计算通过以上水锤计算可看出，管道选用公称压力0.6MPa的玻璃钢管是合适的。本电站属小型水电站，压力管道采用玻璃钢管，连接管采用钢管，可参照小型水电站中的钢材允许应力降低20％进行计算，因此As焊接钢板的允许应力［σ］=235×106×0.55×0.80=103.4×106N/m2a、根据《水电站压力钢管设计规范SL281-2003》强度要求可按锅炉公式进行校核。H设——设计最大水头；D0——钢管内径；——焊接缝的坚固系数，采用0.9；75 γ——水的容重9800N/m3；[σ]——钢材允许应力[σ]＝103.4N/mm2计算连接管管壁厚度连接管管壁厚度：H设计=H+△h=34.3×（1+0.47）=50.4m,考虑锈蚀度加2mm,采用6mm。管壁最小厚度除满足结构分析要求外，还需考虑制造工艺、安装、运输等要求，保证必需的刚度。其最小厚度不宜小于下式的计算值并不得小于6mm。连接钢管抗外压稳定校核：不满足稳定要求，设计考虑适当增加管壁2mm，计算连接钢管采用8mm厚度后能满足稳定要求。最终确定压力管道采用0.6MPa的玻璃钢管，连接管采用8mm的钢管。6、镇、支墩计算：本工程压力引水管道采用玻璃钢管，管径1.0m，管材刚度SN10000，管道公称压力0.6MPa，管长366.3m，连接管长6.8m，在管段上设置7个75 镇墩，管道采用埋地布置，不考虑交通荷载情况下管顶最小覆土深度为0.5m，安装采用双“O”型圈带锁紧承插接头连接。连接管采用钢管，管壁厚度8mm。对镇墩设计分别进行受力分析与计算，以下是镇墩计算示例：镇墩计算：（以管道末端的7#镇墩为例）根据《水电站压力管道设计规范》计算作用在镇墩上的轴向力，取管道自重力Ａ1，弯管上的内水压力Ａ3，伸缩节端部的内水压力Ａ5,渐缩管的内水压力A4，温度变化时伸缩节止水填料的摩擦力Ａ6，弯管中水的离心力的分力A8同时存在，关机计入Ａ2,由于管道全段采用埋地式布置，不需设置支墩，故无需考虑管道与支墩间的摩擦力,但因管道为埋地布置需计入温度变化时管道与填土之间的摩擦力A7，则取A1、A2、A3、A4、A5、Ａ6、A7、A8同时存在，求取上述各力的水平，垂直合力∑X;∑Y。取镇墩体容重rh=22.54KN/m3，管材容重为18.62KN/m（厂家提供），镇墩与岩基面的抗剪摩擦系数f取0.55。玻璃钢管与土壤（粘土）间摩擦系数f＇取0.3按式Ｋc＝计算抗滑安全系数。要求Ｋc大于1.5按式：G＝计算镇墩重量按式：Ｖ＝计算体积即得每一个镇墩体积。（满足设计要求）。计算参数如下：满负荷时钢管引用流量Q=1.6m3/s75 镇墩中心至上游伸缩节的长度L＝18.78m，下游未设置伸缩节上游伸缩节处设计水头H上＝29.58m伸缩节填料长度b＝0.1m镇墩中心处的设计水头为H=33.6m。镇墩采用C15砼埋块石，r镇墩＝22.54KN/m3镇墩上游管道倾角a＝12.35o，镇墩下游管道水平布设进机组镇墩内设置渐缩管，渐缩管直径D01=1.0m，D02=0.8m管壁厚度δ＝21.2mm（厂家提供），玻璃钢管内径D0＝1.0m，外径D外＝1.042m，伸缩节内套管外径D1＝1.085m，内套管内径D2＝1.0m，伸缩节填料长度b=0.1m。镇墩基础承载力［σ］＝20Mpa管顶填土深度H=0.5m，粘土容重r=16.66KN/m3镇墩与基础的摩擦系数f基础＝0.55管道与填土间的摩擦系数f＇＝0.3伸缩节管壁与填料间的摩擦系数f＝0.3作用在镇墩上轴向力的计算1：由上游管段（由伸缩接头至镇墩中心）传来的力A:水管自重的轴向分力A1：（1）每米长玻璃钢管重q管。q管=1.27KN/mA1=g管Lsina=1.27×18.78×sin12.35O=5.09KNB:关闭的阀门及闷头上的力A2：75 C:水管转弯处的内水压力A3:D：渐缩管的内水压力A4：E：套筒式伸缩节端部的内水压力A5：F:温度变化时承插接头止水填料的摩擦力A6G:温升时管壁沿填土间的摩擦力A7：A7=f＇［πρg（H+D外/2）D外+（N管+N水）］玻璃钢管与填土间的摩擦力系数f＇=0.3N管=g管Lcosa=1.27×18.78×cos12.35o=23.3KNN水=πD2rLcosa/4=3.14×1.02×9.81×18.78×cos12.35o/4=141.28KNA7=f＇［πρg（H+D外/2）D外+（N管+N水）］=0.3×［3.14×16.66×（0.5+1.042/2）×1.042+（23.3+141.28）］=66.07KNH:弯管中水的离心分力A8：I:总轴向分力75 水平分力X=∑A×cos12.35o=736.93KN垂直分力Y=∑A×sin12.35o=161.357KN2.下游管段传来的力（下游管道水平进水轮机，未设置伸缩节）：A:水管自重的轴向分力A1＇：B:水管转弯处的内水压力A3＇:C:弯管中水的离心分力A8＇：D:总轴向分力X＇=∑A＇×cos0o=-261.74kNY＇=∑A＇×sin0o=0kN计算Ｘ轴，Ｙ轴的轴向力∑X=736.93-261.74=475.19KN∑Y=161.35-0=161.35KNE:求镇墩的必要重量.取k=1.5F:镇墩所需体积：根据上述计算成果拟定镇墩结构断面尺寸并满足75 《水电站压力钢管设计规范SL281-2003》规定的镇墩结构要求，拟定镇墩尺寸如下图：75 76 实际拟定的该镇墩体积为65.7m3，则G=65.7×22.54=1480.88kN对镇墩A点取距，分别为：由水平合力产生的力矩Mx＝∑X×L1=475.19×1.48＝703.28kN.m由竖直合力产生的力矩MY=∑Y×L2=161.35×2.484＝400.79kN.m由自重产生的力矩MG=∑G×L3=1480.88×3.143＝4654.41kN.m实际达到的稳定安全系数为：偏心距e为：，满足规范要求。校核地基承载力：镇墩基础不会出现拉应力，满足规范要求。5.5厂房及开关站5.5.1厂区选址××××工程电站为引水式电站，电站厂区充分利用水头，并考虑压力管道走线、长度及投资，选择布置在挡水坝址处下游370m左右的河岸平坦处。5.5.2厂房××××工程电站厂房选择在挡水坝下游370m处，谭溪河左岸，厂房长12m，宽9.8m，厂房采用活动板房。层高≥7m，具体尺寸由业主自定，厂房地面高程为321.7m。装机1台，水轮机型号为HLA616-WJ-55，发电机型号为SFW400-8/990。因厂房内布置的是小型低压机组，将开关屏、励磁屏、厂用屏均布置在厂房内，不再设副厂房。厂房地面高程98 321.7m，机组安装高程322.5m，防洪高程322.6m。5.5.3升压站升压站位于厂房左侧，占地面积4.74×4.08m，地面高程322.6m。5.5.4进厂公路进厂公路总长0.15km，路宽4.0m，采用0.2m厚泥结石路面，公路内边设0.2×0.3m排水沟。98 6水力机械6.1水轮机及其附属设备6.1.1机组选型6.1.1.1装机容量及机型选择（一）电站形式：引水式（二）调节性能：无调节（三）运行方式：并网发电（四）装机台数：1台（五）装机容量：1×400kw（六）多年平均发电量：84.0万kw.h（七）交通情况：坝址：××××工程坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,有通村公路自大坝左端过，交通条件十分，运输建筑材料可直接送至工地。坝址：××××工程电站厂房进厂公路须从村级公路修筑0.15km进厂公路到厂房。（八）水头（1）毛水头H毛=354.5-320.2.0=34.3m（2）水头损失△h=1.27m，（3）设计净水头Hj=34.3-1.27=33.03m，取值33m（九）流量（1）多年平均流量：Q平均=0.456m3/s（2）发电引用流量：Q引=1.6m3/s（十）有压引水系统（1）压力管长度：管长366.3m，玻璃钢管，直径1.0m，连接管长6.8m，钢管，直径0.8m。（十一）电站特征水位及各建筑物地理标高98 （1）重力坝正常蓄水位：354.5m（2）厂房发电机层：321.7m（3）升压站地面高程：322.6m6.1.1.2水力机组选择根据本站水文水能分析计算结果，及设计水头以及机组生产供货情况，选择本站机组为HLA616-WJ-55，其主要参数列表6.1：水力机组参数表表6.1参数单位内容备注水轮机机型号HLA616-WJ-55装置形式混流式转轮直径cm55额定水头Hrm32额定流量Qrm3/s1.6额定出力kw442额定转速nrpm1000飞逸转速rpm1960调速器YT-300发电机型号SFW400-8/990额定出力Pgkw400额定电压Ukv0.4额定电流IA721.7功率因数CosΦ0.8额定转速nrpm750r/min调速器调速功的估算中小型调速器的调速功是指接力器活塞上的油压作用力与其行程的乘积。对反击式水轮机一般采用以下经验公式进行计算：98 式中A=------调速功，N.m----最大水头，mQ--------最大水头下额定出力时的流量，m3/sD1-------水轮机标称直径经计算，电站机组机组调速功为1790N.m，考虑一定的安全余度，根据国内调速器的标准系列品种，因此电站选择YT-300型调速器，调速功：3KN.m。6.2辅助机械设备6.2.1主厂房起重设备厂内机组起吊最重件是发电机转子连轴，重量约5t，本次设计厂房采用活动板房结构，不考虑行车，机组吊装选用5T手动葫芦。6.2.2供水系统电站技术用水主要是机组轴承冷却器用水，用水量每台用水量约2m3/h，二台机共4m3/h。其次是消防用水4m3/h。本电站机组冷却用水采用蜗壳取水，考虑到水中杂质问题，在蜗壳取水后经闸阀后再装设滤水器过行过滤，并在管道上装设压力表便于控制压力。消防用水也采用自蜗壳取水经过滤器后，接水到消防栓。6.2.3排水系统发电机层高程321.7m，闸阀井底板高程320.0m。根据设备各部位高程，制定排水方案如下：轴承箱冷却水、经止回阀直接排入尾水渠。闸阀井、地面排水、厂内其他渗漏排水至集水井，经排水泵抽取排至下游。6.2.4油系统电站须充油的设备有一台1×400kw卧式机组和一台500kVA主变，电站为小型电站，用油量较少，不需设置透平油和绝缘油系统。因此，本电站油系统采用简化模式，仅设2个53加仑油桶，装透平油、绝缘油供设备运行中添加油之用。98 6.2.5机修本电站属小型电站，机修设备从简设置，仅设一般机修、电工检修工具。6.3采暖通风及照明1、通风采暖电站厂房通风，采用自然、机械通风相结合的方式。主厂房上下游两侧墙壁装设大面积活动玻璃窗，并各装设2台Φ600轴流风机散热。2、照明主厂房照明在厂房顶部装设工厂广照灯，前后墙壁装设壁灯，并装设应急灯，升压站装路灯。6.5水力机械主要设备布置根据厂家提供的机组尺寸及场地条件，厂房布置为长12m，宽9.8m，厂房发电机322.6m高程以上采用活动板房，厂房地面高程321.7m，厂四周为0.4m厚钢筋砼防洪墙，正常蓄水位为354.5m，最低尾水位320.2m设计水头32m。厂房防洪标准为20年一遇设计，50年一遇洪水校核，设计洪水位322.06m，校核洪水位322.3m。厂房内装设HLA616-WJ-55水轮机一台，配SFW400-8/990发电机组一台，机组额定水头为H=32m。厂房机组配电屏布置在发电机层下游侧，设三块屏，屏后离墙1m，厂房内布置集水井一口，集水井尺寸为2m×1m×3.2m，上部采用钢盖板，装设两台潜水泵并装设自动控制设备。升压站布置在厂房左侧，升压站地面高程322.6m，内布置一台S11-500/10.5±5%/0.4kv节能型变压器一台，另设有油开关、计量箱、避雷器、隔离开关等设备。98 7电气工程7.1水电站与电力系统的连接根据水能计算成果、方案比较及考虑业主要求，确定本工程装机1台，装机容量1×400kw。该工程电站属引水式，由于装机容量和单机容量都较小，所选发电机均为400v的低压机组，无直供负荷，电能全部上网，接线方式为发电机-变压器线路单元接线。根据××县电网规划，××××工程电站建成后电能送往的就近××县10KV线路，再送至就近变电站，线路导线初选LGJ-35，线路”T”接点距厂房2km，接入系统方便。本站装机容量较小，所选机组机端电压Ue=400v的低压机组，系统对本站运行方式无特殊要求。7.2电气主接线7.2.1电气主接线方案根据电站运行方式及与电力系统连接方式，本工程电站只有一台发电机组，主接线拟定采用发电机-变压器线路单元接线，此方案为最简方案，无须方案比较。其优点是：接线简单、运行可靠，占地面积小，投资省。机型选择本工程电站水头变化范围在30～34m之间，装机容量400KW，查中小型反击式水轮机应用范围综合图，水轮机转轮型谱参数，电站适用于混流式机组。根据装机容量选择方案和水头流量配置要求，厂家提供的模型特性曲线等参数，最终选用一台HLA616-WJ-55型水轮机、设计水头32m、引用流量1.6m3/s、配SFW400-8/990发电机。7.2.2厂用电源供电方式的确定本工程电站为低压机组，本次设计不设厂用变，厂用电直接取自发电机400V母线，厂用电包括动力、照明和生活用电，约占电站总容量的2%左右，用一面厂用屏控制。厂用屏上分八个回路向大坝、厂区照明、动力、生活等负荷供电。7.4主要电气设备98 7.4.1设备选择原则1、必须满足额定电压、额定电流大于回路最高工作电压和最大持续负荷电流。2、必须满足使用环境的要求。3、按系统提的短路参数所算短路电流进行校验。4、尽量选用国产的通用型先进产品。7.4.2主要电气设备选择根据以上设备选择原则及使用条件的要求，对主要设备的型号及参数选择如下：1、水轮发电机①型号：SFW400-8/990额定功率：400KW额定电压：400V功率因数：0.8额定转速：750r/min额定电流：721.7A2、低压侧断路器DW15-1000/3自动空气开关带发电机短路、过载、失压保护；3、低压侧刀开关HD13-1000/31检修安全隔离4、主变压器型号：S11-500/10.5±5%/0.4KV，Y，yn0；额定容量：500KVA额定电压：10.5±5%/0.4KVUk=4.5%5、发电电压电气设备①配电屏型号：GGD2、GGD1型，98 6、10KV配电装置①断路器型号：ZW8－12/400A带短路过载保护②隔离开关GW9-10/200A检修安全隔离③10KV电力计量箱LJS-10.510.5/0.1KV40/5A0.2级电力部门计费用④避雷器Y5WZ2-12.7/45用于防止雷电侵入波保护水电站主要电气设备表表6.2序号名称规格单位数量备注11#水轮机HLA616-WJ-55台121#发电机SFW400-8/990台13低压断路器DW15-1000/3台1配电屏内4低压刀开关HD13-1000/31个1配电屏内5主变压器S11-500/10.5±5％/0.4KVYyn0台1610KV断路器DW8－12/400A组17避雷器Y5WZ2－12.7/45组18高压隔离开关GW9-10/200A组1910KV计量箱LJS-10510.5/0.1KV40/5A0.2级台110开关屏GGD2块111厂用屏GGD1块112励磁屏GGD2块113电力电缆VV185m140m14母线铜排TMY－50×6m307.5防雷及接地98 a)过电压保护为了防止10kV线路雷电侵入波破坏电气设备，在10kV出线上安装一组Y5WZ2-12.7/45避雷器；所有避雷器应以最短的接地线与升压站接地网连接，同时应在其引下线点装设集中接地装置。并在机组低压侧配电屏内也装设一组低压避雷器。b)接地设计方案电站出线电压为10kV，主变中性点低压侧0.4kv为直接接地系统。总接地网电阻值按规程为不大于4Ω。按测定的电阻率进行计算，确定接地网的布置，实施后再经实测，确定是否需要增设外引人工接地装置以达到接地电阻符合要求。为了保护人身和设备的安全，电力设备必须有效地接地或接零，电气设备金属外壳均需接地，因此升压站和电站厂房均装设接地网装置。接地材料采用扁钢和镀锌角钢，规格为：水平接地体采用L40×4扁钢兼做为均压带，间距为3.8～4.7m。垂直接地体由长1.5m长50×50×5的镀锌角钢组成。同时厂房建筑的主钢筋应与接地装置电焊连接成一体，每条主钢筋接点不应少于两点。7.6自动化控制本电站采用就地控制，不设控制室，将发电机开关屏、励磁屏、厂用屏都布置在发电机旁，可以缩短控制电缆。厂房不另设集中控制台，所有监督仪表、信号、控制开关、继电器等全部装在开关屏、励磁屏以及厂用屏，这样布置可以减少控制电缆长度，降低工程造价。本电站机组自动化操作推荐采用以STK－W－3型微电脑控制器为系统的机组自动化设计方案，该控制器有自动调频功能，准同期功能，基荷功能，按水位功能和甩负荷关机功能。此种技术在全国已推广多年，经近几年的运行实践已成功，电站运行状况良好。发电机引出线采用电缆出线。98 7.7继电保护电站主要机电设备(包括发电机、变压器、10kV线路、)的继电保护装置按《电力装置继电保护和自动装置规程(GB50062—92)》设计。1、发电机配置的保护①短路过载保护当发电机发生外部短路或过载时，DW15-1000/31型空气开关自动瞬时或延时跳闸，使发电机免受短路电流和短路时产生的破坏，发电机跳闸后警铃发出报警信号，跳闸指示灯亮，提醒值班人员迅速停机。①过电压保护当发电机失去负荷或突然甩负荷跳闸时而闸阀尚未关时，则水轮机转速剧增而导致电压升高时，过电压继电器动作，使自动空气开关跳闸，同时启动警铃报警，自动开关跳闸后其辅助开关投入水阻，确保机组的安全运行。③失压保护依靠自动空气开关的失压线圈构成发电机的失压保护。当发电机电压低于额定电压的40%时，自动空气开关自动跳闸。2、主变压器和线路的保护变压器容量在800KVA以下，不装设其它保护，本站主变压器主要断路器自带有短路、过载保护，同时线路侧还装设一组隔离开关（检修时做为明显断开点），以保人员安全、方便检修。7.8二次接线a)测量、信号、同期(1)电气测量按《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（GBJ63-90）的要求配置。发电机：定子三相电流表、电压表、频率表、有功功率表和无功功率表，有功电度和无功电表，励磁电流表和励磁电压表。线路－变压器组：三相电流、有功功率，无功功率表、有功电度表。98 (2)同期系统本站同期点设在发电机出口断路器，同期方式采用手动准同期和自动准同期方式。同期点采用自动准同期为常同期方式。b)控制电源控制与操作电源采用交流电源，电压为220V。7.9电工试验室由于电站规模不大，厂房内不设试验室，厂房设有检修间，并配套基本的修理试验工具仪器，正常检修试验可由本站独立完成。7.10通信电站通信包括厂内通信、系统通信和对外行政通信，根据电站实际情况，通信采用程控电话和手机。7.11电气设备布置7.11.1厂内电气设备布置厂房内布置1台水轮发电机组，发电机层地面高程321.7m，布置发电机开关屏1面、励磁屏1面、厂用屏1面，屏后距墙1000mm，呈直线布置，屏架尺寸为3块800×600×2360mm，单相TMY-50×6铜排布置在屏顶，与升压站主变压器单相用两根VV185铜电缆相连。三块屏呈一字排列，屏下为电缆沟，发电机与屏之间采用电缆沟相连，电缆沟断面尺寸为400×500mm。7.11.2升压站电气设备布置升压站布置于厂房左侧，紧靠厂房，高程为322.6m，地面比厂房地面高程高0.9mm，面积为4.74×4.08m，用浆砌红砖围墙防护。升压站防洪标准按厂房防洪标准设计。升压站主变压器低压侧采用铜电缆进线。升压站电气设备布置详见图“白电-电气-2/3。”98 8金属结构8.1引水建筑物闸门挡水坝左段非溢流坝段设置两个放水孔，分别为发电放水孔及冲砂孔，冲砂孔设置一页1.2×1.2m铸铁闸门，配套8t手电两用螺杆启闭机；发电放水孔设置一页1.0×1.0m铸铁闸门，配套8t手电两用螺杆启闭机。8.2压力管道本工程压力管道长366.3m，采用玻璃钢管，管径1.0m，刚度SN10000,承压0.6MPa，管壁厚度为21.2mm；机组连接管采用钢管，长6.8m,内径0.8m,管壁厚度为8mm；可直接购置钢材就地转管加工。98 9消防9.1工程概况及其特征9.1.1工程概况××××工程设计总装机容量为1×400kW，年均发电量84.0万kw.h，年利用小时2100h，控制集雨面积15.9km2。电站为引水式电站，主要建设项目内容包括新建挡水坝一座、压力管道、电站厂房、升压站和输电线路等。9.1.2厂区布置厂房内布置一台型号分别为HLA616-WJ-55水轮机及配套一台SFW400-8/990发电机组,布置发电开关屏1面，励磁屏1面，厂用屏1面。发电机地面高程321.7m，厂房尺寸长12m，宽9.8m，升压站布置在厂房左侧，地面高程322.6m，升压站开站内布置一台S11-500/10.5±5%/0.4kv变压器及隔离开关、高压断路器、计量箱等。9.2工程消防设计9.2.1消防总体设计方案本电站运行人员较少，电站建筑物及构筑物多为钢筋混凝土结构，其耐火等级达到二级以上，火灾危险性较低。同时，本工程建在谭溪河畔，消防水源丰富。本消防设计主要依据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278—90）、《建筑设计防火规范》（GBVJ16—87，2001年版）、《建筑灭火器配置设计规范》（GB140—90，97年修订本）等部颁和国家现有规范进行。消防设计原则是遵照国家基本建设方针政策和贯彻“预防为主、消防结合”98 的消防工作方针。针对各部位火灾的性质和类别，采取固定的消防设施和机动的消除设备相结合，满足工程消防自救的需要，充分发挥水源充足、取水方便的优势，以水灭火为主、灭火器灭火为辅，设置灭火器作为扑救初起火灾的重要消防器材，手提式灭火器宜设置在挂钩或托架上，做到使用方便、经济合理。整个枢纽相邻建筑物之间的防火间距均按《水利水电工程设计防火规范》（SDJ268—90）要求设计。各安全通道、楼梯及其它安全出口设疏散指示标志。电缆通过防火墙、楼板和进出配电盘、控制箱等处的孔洞一律采用速固耐火材料或柔性耐火材料封堵，屏下非预埋的电缆区段刷防火涂料以防止串火。电站厂房有两个安全出口直通厂外，进场公路设两个室外地上消火栓供消防取水。根据《水利水电工程防火设计规范》的要求，确定本电站主要场所的火灾危险类别和耐火等级如表9.1。建筑物、构筑物生产的火灾危险类别和耐火等级表9.1序号建筑物、构筑物名称火灾危险性类别耐火等级1主厂房丁二5屋外变压器丙二6屋外开关站丁二7配电装置构架丁二9.3主要消防设备选择根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ268—90）的要求，主厂房屋内消防同时使用水枪数量不小于2支，每支水枪最小流量不小于2.5L/S，室内消火栓用水时为5L/s；最大一座建筑物主厂房屋外消火栓一次灭火用水量不小于10L/s；主厂房内部装修及外部装修均采用阻燃材料。通风管道之间均采用防火风口。根据布置，主厂房及开关站需设置2套SG21/65型室内消火栓箱，消火栓出口压力为0.25Mpa。升压站设置有沉砂池，当发生火灾时，可用于灭火。98 全厂所有电力电缆、控制电缆均分层排列在电缆架上，层间用耐火材料隔离。全厂与电缆相连的所有盘柜底部孔洞、穿墙孔洞均用耐火材料封堵。厂区消防管网水压由厂内压力管取水维持。火灾事故照明在交流电源消失的情况下，疏散指示标志采用应急灯作为备用电源，连续供电时间大于20min。全厂消防用电和供水系统设施，均按有关规范规定设有良好的接地保护。本电站规模较小，根据规范要求，可不考虑火灾自动报警系统和自动灭火喷淋系统。根据《建筑灭火器配置设计规范》（BGJ140—90），主厂房配置MFA2型化学灭火器2组（共4具），开关站配置MFA2型化学灭火器1组（共2具）。98 10.施工组织设计10.1施工条件××××工程位于××县大新乡大东村，所处河流为资水一级支流谭溪河，坝址距大新乡镇政府所在地7.5km，距××县城46km,挡水坝有通村公路自大坝左端过，运输建筑材料可直接送至工地。××××工程电站厂房无直接通厂公路，须修筑一条长约150m的进厂公路。交通条件一般。10.2施工导流10.2.1导流标准根据本工程的具体情况，需要施工导流的项目工程只有挡水坝,按照SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，本工程为V等，施工设计洪水按枯水期P=20%考虑。10.2.2施工期设计洪水根据下源水库雨量站的降雨资料，枯水期当年9月至次年3月间5年一遇的一日降雨量达到67.8mm，根据《××省暴雨洪水查算手册》，由设计暴雨推求施工期设计洪水，洪峰流量为46.96m3/s。10.2.3导流方式及围堰挡水坝施工可采用分期导流的施工方法，第一期工程先施工挡水坝右段部分，从河床左端导流，同时在大坝溢流段右段设置导流孔为二期导流做准备，导流孔为城门洞型，断面尺寸1.5×1.5m，进口设置一页1.5×1.5m铸铁闸门，采用一台5t丝杆启闭机。待挡水坝右段施工完成后，再进行二期围堰，利用导流孔导流，并进行左段坝体施工，待大坝完工后，采用C15砼砌块石将导流洞进行封堵。围堰为土石围堰，临水面为袋装土包裹，河床以上最大高度1.5m，上下游坡比均为1:1.098 。围堰采用彩条布防渗漏，围堰内侧设置集水沟，以排除围堰渗水，排水方式采用污水泵抽排，集水沟断面为梯形，底宽1.0m，高度1.0m，边坡系数1.0。在施工过程中选用6台（备用2台）RITZ6666X潜水电泵对围堰渗水进行抽排，水泵扬程12m，流量32m3/h，轴功率1.7kW。围堰拆除施工本着先上部后下部、先高处后低处、先大件后小件、先主要部位后次要部位，施工中避免交叉作业的原则进行拆除施工。同时制定拆除安全措施，协调拆除与弃渣外运工作。拆除施工必须成立专职管理小组，健全质量安全管理体系，分工明确，责任到人。方可保证拆除工作顺利进行。10.3料场及弃渣场选择和规划本工程建材供应较为方便，钢筋、汽油、柴油、炸药从××县城采购，运距46km；水泥从××水泥厂采购，运距46km；河砂从××县城河岸边商业性购砂点采购，运距45km；碎石、块石从新田铺镇块石料场采购，运距23km。开工前运进的砂石料在左坝端可分散堆放在公路两侧，电站厂房砂石料堆放场等企业设置于厂房进厂公路及河岸边,砼拌和站尽量靠近在厂房边布置,压力管道等工程砂石料堆放场地及辅助企业等按各项目具体情况而定,尽可能布置在施工地段的中心地带或附近较开阔平坦的位置,这样可缩短材料运输距离,有利于集中管理,施工临时占地主要是山地,拟建临时工棚,仓库及辅助生产房屋面积150m2。工程弃渣场布置在离坝址处近4km处，废弃料堆放约堆占300m2地表面积，弃渣场需采用种植花卉和水保林，以防止了雨水冲刷造成新的水土流失，同时也美化了环境。10.4主体工程施工10.4.1.挡水坝施工大坝施工结合导流分二段进行，先施工右岸坝段，左岸河床98 开挖并修建导流明渠，待右岸坝体施工完后，再施工左岸坝段。由于工程所处位置交通方便，故全部工程可采用半机械半人工的施工方法，即能缩短工期，又能提高质量。大坝修建在基岩上，施工时，首先将河床砂卵石层和表层破碎风化岩石清除掉。砂卵石开挖采用挖掘机挖除，自卸汽车运输。石方开挖可用手风钻自上而下钻孔爆破，待基础开挖完毕，经有关人员验收合格后，即可砌筑C15砼砌块石坝体。坝体砌石必须选用石质均匀，无裂缝、不夹泥、质地坚硬的新鲜岩石。石料使用前应将其表面洗刷干净，砌筑时，再用水洒湿。C15砼砌块石砌筑施工中要做到石满浆满，砼须振捣密实。坝的溢流面采用砼护面，砌筑时有意识砌成一定参差不平的砌石，以利与砼护面紧密结合。10.4.2溢流段坝顶公路桥施工公路桥砼施工采用0.4m3砼拌和机拌制，0.2m3双胶轮车运10～30m至作业面，人工搭制满堂脚手架，人工制安钢筋，采用整体立模，整体浇筑，采用插入式振捣器振捣密实，应严格控制施工精度，达到设计要求。砼振捣密实，严禁跑、漏浆现象出现，对于局部缺陷应及时处理直至合格为止。10.4.3压力管道压力管道基础按图示一次性开挖到位,玻璃钢管段不设支墩,按要求水管安装完毕经检验后全面铺盖,铺盖厚度管顶以上大于50cm,连接钢管采用C235C普钢,可就地制做或购买,钢管焊缝应做超声波和射线探伤处理,压力管制做及安装,须按《压力钢管制做安装及验收规范》和相应的国家规范执行。10.4.4电站厂房施工98 电站厂房土方开挖用挖机挖土和自卸汽车装运，石方开挖则利用手风钻自上而下钻孔爆破。厂房下部砼施工可用手推车运到现场附近，经仓面脚手架从漏斗进仓，人工平整，用振捣器捣实。厂房上部砼的浇筑，先用手推车运到相应仓面位置，然后用电动卷扬机提升入仓，用振捣器捣实。C15砼砌块石用料可用手摧车运送，人工砌筑，回填土用胶轮车运料，人工分层夯实。10.5施工总体布置施工总的布置原则应遵循因地制宜、利于施工、易于管理、方便生活、安全经济的原则。施工时应结合以下几点考虑施工布置：(1)尽量少占或不占耕地，减少对周边居民的生产、生活影响；(2)合理利用有利地形，尽量减少临时建筑工程量；(3)采用分段就近集中布置。大坝在施工时，施工场地的布置应结合周围地形进行合理布置。由于施工区域位于山区，周边地势起伏大，平坦及开阔地带少，施工工厂、砼拌合站、料场均分散布置在大坝左端公路两侧的空地上。厂房处也布置有砼拌合站、料场，可满足同时开工的要求。10.5.1施工交通运输本工程对外交通，主要是依靠公路运输，大坝左端有公路通至坝端，交通较为便捷，该公路为机耕路，目前正在对路面拓宽并准备对路面进行砼硬化，利于施工材料及机械进场。厂房可修建一条150m进厂公路与通村公路相接，基本能满足施工要求。10.5.2施工辅助企业和仓库本工程主要施工工厂及仓库有：砂石料堆放场，砼拌和站、水泥及物资仓库、钢筋加工厂等。辅助企业的布置以有利于生产，易于管理，便于生活为原则。施工工厂及仓库均分散布置在挡水坝左端公路两侧及厂房附近。本次设计拟建临时工棚、仓库及辅助生产房屋面积200m2。98 10.5.3风、水、电系统施工用风系统采用移动式空压机提供，施工用水均可直接从河道中抽取。工程施工用电可考虑先安装电站的主变压器和2km长的10kV线路，厂房施工用电自主变压器低压侧接取，大坝施工用电从厂房处接取。10.6施工总进度工程总工期定为9个月，共分为三期：施工准备期、主体工程施工期、结束工作期。施工准备期为2014年1月1日至1月31日，时间31天，主要完成工程招投标及场内交通、风水电系统等。主体工程施工期为2月1日至8月31日，时间为7个月，主要完挡水坝、坝顶公路桥、压力管道铺设、电站厂房，升压站，输电线路等。结束工作期为9月1日至9月30日，时间30天，完成各项剩余工作，主要是拆除临时建筑物，清理场地，整理资料，试运转发电及竣工验收，工程交付使用。98 白水洞挡水坝工程施工进度图98 11水库淹没及工程建设永久占地11.1水库淹没影响挡水坝坝址上游约500m处有一落差达32m天然瀑布，瀑布下为一天然深潭，水面高程为355.0m。该瀑布及瀑布下深潭为谭溪河流域一风景优美的旅游景点，本次设计正常蓄水位选择为354.5m，该水位略低于该深潭水面高程，不会破坏该天然景点。坝址上游沿河两岸大部分均为山体，其中部分地段为陡峭的悬崖，坝址上游约300m处有2.13亩水田被淹没，7.22亩山地被占用和淹没，淹没影响不大，无其他实物淹没影响。11.2占地实物指标工程占地主要为挡水建筑物、淹没、引水建筑物、厂区建筑物、进厂公路等。其中坝区水田2.13亩，山地7.22亩。引水管线及厂房、进厂公路占用水田1.0亩，山地1.84亩。合计工程共占用林地9.06亩，水田3.13亩。11.3补偿费用挡水建筑物库区淹没对象有林地及水田，其中占用林地9.06亩，水田3.13亩。依据《水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》、国家土地法、森林法和××省人民政府发［2009］43号文件《××省人民政府关于公布××省征地补偿标准的通知》，经计算淹没及工程占地征用补偿费19.08万元。108 12.环境保护及水土保持设计12.1工程对环境的影响及保护措施××县白水洞挡水坝工程环境保护目标是确保项目区环境安全，减少工程对生态环境影响，使自然生态环境与经济、社会发展相协调，与人们物质生活的提高相适应，实现生态环境良性偱环，造就清洁、优美、安静的环境。12.1.1工程实施对环境的影响挡水坝工程建成后，不会对当地居民及周围生态环境产生不利影响。工程施工时，环境保护措施先行，对生产、生活废水处理后达标排放，施工生产废渣按“施工组织设计”指定地堆放，因此工程建成后对当地的水文、水质及上游植被、水土流失、交通及社会经济等均不会产生不利影响，另在工程建成后在该河段会利用筑坝拦蓄河水形成水库，即可让水库与上游瀑布及深潭整合在一起营造一个良好的旅游风光带，还能利用库水下放在下游河道打造长达6km的谭溪河漂流项目，可谓一举多得。12.1.2施工期对环境的影响工程实施后不会对当地村民及周围生态环境产生不利影响，但工程在建设期难免给环境带来不利影响，虽不十分突出，但在环境评价时应全面分析，综合考虑，以减少对环境的不利影响。施工期对环境的影响主要是：1）噪声：坝址所处位置与周边居民区相隔甚远，施工时不会对居民造成污染，但施工车辆运输产生的噪音会对公路两侧居民产生细微影响。2）大气污染：施工车辆运输产生的排放气体、灰尘和散播在空气中的污染源，但对生态整体环境影响甚微。3）水源污染：挡水坝工程排入水源的施工废水较小，对水源水质的影响甚微。108 4）人群健康：该工程虽然全线施工，但工程规模不大，施工人员相对分散，对人群健康影响不大。因此，在施工期内应加强综合管理，制订严格的篱工规则，施工时产生的废水、废气严格按标准排放。严禁施工垃圾进入各种水域污染水质；合理安排施工时间，加强卫生防疫工作，及时控制某些疾病的流行。12.1.3环境保护措施12.1．3.1水质保护设计施工废水主要产生在工程施工中的砼浇筑及机械检修等过程，其中，砼浇筑工程产生的废水中污染物主要为悬浮物；机械设备运行、检修、设备冲洗产生的废水主要为含油废水。1）砼废水处理：考虑到环保工程经济和可操作性，设计重点对水厂砼施工产生废水进行处理。本次设计中先采用明沟集中通过明沟排入污水池进行处理。2）含油废水处理：机械检修、冲洗产生的油污如直接排入水体，因油污不易降解，易对附近水域水体产生污染，因此，对于机械检修产生的废油应集中回收。3）饮用水源保护：施工废水如直接外排将影响饮用水源水质，施工期间严禁施工废水外排。此间废水需先收集入污水池，处理后再进行排放。12.1.3.2空气质量保护设计施工区主要空气污染物为TSP、CO、NOx，其中CO、Nox主要是施工燃池机械排放尾气所致，TSP主要是施工产生的粉尘和交通运输产生的扬尘所致。施工车辆尾气排放对区域空气质量影响较大。因此，运输车辆必须安装尾气净化器，严禁超负荷运行，确保车辆尾气达标排放。12.1.3.3噪声防护设计108 施工噪声主要为各种施工机械运行产生的噪声和汽车运输产生的交通噪声，其分布较为分散。由于对工程噪声防护目前没有经济有效的措施，因此对噪声的控制主要采用强化工程管理的办法，对于汽车运输产生的交通噪声，主要是控制超载、限速和限制喇叭鸣放。对在高噪声环境下作业的施工人员，每天工作时间不超过6小时，并配备相应的防噪设备，如耳塞、耳罩等。12.1.3.4人群健康保护设计施工期大量施工人员聚集，集中食宿，条件较差，如不注意食宿卫生将有可能引发传染病流行。因此在施工准备期必须对施工人员进行卫生检疫，有传染病的施工人员不能进场施工；由专人负责施工人员公共饮用水、饮食卫生管理，注意垃圾清除和其它废弃物的收集、填埋。根据蚊蝇孽生情况，适时运用生石灰等杀灭蚊蝇糼虫。由卫生防疫部门定期对临时生活区进行防疫消毒，保持工程临时生活区环境卫生，发现疫情及时通报、隔离，及时处理。施工期卫生防疫工作可委托当地卫生防疫部门实施。12.1.3.5施工安全设计由于挡水坝工程项目部集中，涉及范围较宽，为保证工程施工安全，设计采取以下安全保护措施；（1）在进入工程施工区域的每个路口均设立施工警示牌，告知过境车辆和行人尽量绕行。（2）工程施工及照明用电线路的架设要合符工程用电架设标准，电杆的强度要能够抵御4～5级大风，架空线最低高度高于4.5m。（3）各施工区施工人员应注意施工安全，遵守工程安全施工操作规程。12.1.4环境综合评价（1）工程实施后，在该河段会利用筑坝拦蓄河水形成水库，即可让水库与上游瀑布及深潭整合在一起营造一个良好的旅游风光带，还能利用库水下放在下游河道打造长达6km的旅游漂流项目，即可拉动旅游资源开发，又可为周边居民提供安居乐业的生活生产环境，确保城区居民的身心健康，对人群健康有利，可谓一举多得。（2108 ）该工程实施，不会产生任何污染，工程建成后，对大气和水环境不造成任何危害，属无污染工程。12.1.5环境保护投资概算1）施工期砼废水及含油废水处理费：0.6万元2）生活垃圾及粪便处理费：0.8万元3）卫生防疫费：1.6万元4）施工期环境监测费：0.6万元合计：3.6万元12.2水土保持工程的实施将导致工程区内的土方扰动，不可避免的破坏原有植被和表层土壤，造成一定的水土流失。因此，在施工结束后，应及时对施工区、弃土区采取相应的工程措施，以减少水土流失，确保生态系统良性循环。开挖的土方推积在大坝两旁，一遇雨水冲刷，淤泥横溅，既造成水土流失，又污染附近的水源，对周围环境造成一定的影响。因此，在施工结束时应对清除的废土和污泥集中堆放，再辅以水土保持措施，以减少水土流失，减轻对水质的污染。12.2.1防治原则及目标水土流失的防治应遵照《水土保持法》及配套法律、法规的要求，亦应符合水土保持生态建设的要求；根据“谁开发谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的原则，合理确定防治责任范围；根据新增水土流失的特点和工程的施工特性，分区进行防治，坚持预防为主，防治并重，突出重点，防治措施力求经济合理；按“三同时制度”的要求，合理安排水土保持工程的施工进度；实现生态效益、社会效益和经济效益的同步发展。本工程水土流失防治目标是预防和治理因工程建设导致的新增水土流失，保护改良和合理利用水土资源，重建更好的生态环境。具体为：水土流失防治率达到90％以上，弃渣的拦渣率达到95％以上，项目建成以后无新增水土流失区。108 12.2.2水土流失预测项目区新增水土流失主要发生在项目建设期，生产运行过程中不需扰动地面，不会新增水土流失，水土流失预测时段划分为项目建设期和影响期，时间分别为0.5年和3年。根据本工程大坝建设内容，这些地方原来都为山地、河滩，水土保持状况良好，因工程建设，将使这些水土保持设施遭到破坏，产生约2692.8m3的弃土石渣量，扰动地面面积0.35hm2，预测本项目区可能产生水土流失量为1811t。由于地表的破坏，以及废土、石、渣的产生，将造成水土流失淤积山塘、掩埋水田、旱土等危害。地表开挖所造成的危害大部分可通过建筑物的修建得到解决，但大坝的开挖和净化场废弃料的产生需进行治理。治理措施主要采用工程措施恢复与植物措施相结合，废弃料集中堆放在堆土区种草植树，以防止水土流失。废弃料堆放约堆占300m2地表面积，这部分面积采用种植花卉和水保林，既防止了雨水冲刷造成新的水土流失，同时也美化了环境。根据水土保持法的规定，各项水土保持措施应与主体工程同时施工，结合方案的实施情况，考虑到主体工程的安排，本方案各种措施在主体工程完工后半年内全部完成。108 水土保持工程投资概算表表12.1编号工程或费用名称单位数量单价(元)合计(元)　第一部分工程措施　　　22127.8一施工临时工程区　　　816.0　平整土地hm20.126800.0816.0二弃渣区　　　21311.8　平整土地hm20.356800.02380.0　沉砂池个21500.03000.0　复耕hm20.314500.01395.0　土方开挖m36012.5750.0　M7.5浆砌块石挡渣墙m348.5254.412338.4　砼排水沟m33.4426.01448.4　第二部分植树工程　　　7360.0一施工临时区草籽kg745.0315.0二土料场植树株2008.01600.0三土料场撒草籽kg2545.01125.0四弃渣区植树株3608.02880.0五弃渣区撒草籽kg3245.01440.0　第三部分临时工程　　　589.8一临时工程1-2部分之和的2%589.8　第四部分独立费用　　　6500.0一建设管理费　　　1500.0二科研勘测设计费　　　1500.0三工程质量现场检测费　　　1500.0四水土流失监测费　　　2000.0　一至四部分合计　　　36577.6　基本预备费1-4部分之和的3%1097.3　水土保持设施补偿费　　　2000.0　静态总投资　　　39674.9水土保持总投资为3.97万元。108 13.工程管理13.1管理机构本工程由××××工程业主投资兴建，建设期由业主成立股东大会推选专职管理人员，负责调解项目建设中的各种矛盾和其他事务，以确保工程各项建设有序、有效，顺利地进行。工程投入运行后，须设置专门的管理人员对工程的运行进行管理。13.2工程管理范围本工程管理项目包括挡水坝、放水设施，公路桥、压力管道、电站厂房、生活区建筑，进厂公路等，其管理范围由业主根据项目工程所需保护范围划线报地方政府批准后，明确树立标准界碑，在管理范围内禁止危害工程安全的各种活动，在保护范围内管理单位要加强监测和观察，确保工程正常运行。13.3管理设施根据参考同类工程的经验，工程运行管理编制定员4人，由于本电站装机容量较小，建设生产、生活房屋、其他设施由业主自定。108 14.工程概算14.1编制说明14.1.1工程总投资总投资(单位：万元)：535.81其中：建筑工程298.33机电设备及安装工程69.12金属结构设备及安装工程54.68临时工程24.91独立费用56.05基本预备费25.15环境保护费3.6水土保持费3.9714.1.2编制依据本工程概算依据××省水利厅湘水建管［2008］16号文《××省水利水电工程设计概（估）算编制规定》编制。建筑工程执行水利部水总［2002］116号文颁《水利建筑工程概算定额》；水利部水总［2002］389号文颁《水利工程概预算补充定额》；水利部水总［2006］140号文颁《水利工程概预算补充定额（水文设施工程专项）》；施工机械台时费执行水利部水总（2002）116号文颁《水利工程施工机械台时费定额》；安装工程执行水利部水建管［1999］523号文颁《水利水电设备安装工程概算定额》。14.1.3概算单价14.1.3.1人工预算单价：执行××省水利厅湘水建管［2008］16号文《××省水利水电工程设计概（估）算编制规定》。108 技术等级工长高级工中级工初级工人工预算单价（元/工时）9.879.327.225.6014.1.3.2主要材料预算价格a）概算编制水平年2013年12月b）主要材料根据邵阳市建设工程造价管理站发颁2013年9月-10月份建设工程材料概算价格以及当地运价资料进行计算，次要材料根据当地实际调查价格计算。1.钢筋：由××县城购买，运距46km，经计算预算价为3593.05元/t。2.板枋材：由大新乡购买，运距7.5km，经计算预算价为1544.69元/m3。3.水泥：由××水泥厂购买，运距46km，经计算预算价为433.99元/t。4.砂石料单价河砂：由××采砂场购买，运距45km，经计算预算价为255.02元/m3。碎石：由新田铺镇采石场购买，运距23km，经计算预算价为110.57元/m3。块石：由新田铺镇采石场购买，运距23km，经计算预算价为110.8元/m3。5.施工用电、风、水价格电价0.99元/kw.h风价0.19元/m3水价1.01元/m36.主要材料基价水泥280元/t，钢筋3200元/t，砂、卵石50元/m3，块石60元/m3，柴油3600元/t，汽油3800元/t，基价进入单价计算，价差部分取费只计取税金。14.1.3.3取费标准计算中其他直接费、现场经费、间接费按以下表计取。108 其他直接费费率表费用名称工程费率(%)冬雨季施工增加费建筑工程0.7安装工程0.7夜间施工增加费建筑工程0.5安装工程0.7安全文明施工措施费建筑工程0.5安装工程0.7其他建筑工程1.3安装工程2.0合计建筑工程3.0安装工程4.1现场经费及间接费费率表序号工程现场经费间接费计算基础费率（%）计算基础费率(%)一建筑工程1土方工程直接费3.5直接工程费3.52石方工程直接费3.5直接工程费3.53砌石工程直接费5.5直接工程费5.54模板工程直接费5.0直接工程费5.05混凝土浇筑工程直接费5.0直接工程费4.06钢筋制安工程直接费3.0直接工程费3.07钻灌及锚固工程直接费6.5直接工程费6.58其他工程直接费6.0直接工程费6.0二安装工程人工费40人工费45115 利润=(直接工程费+间接费)×7%。税金=(直接工程费+间接费+利润+主材补差+未计价材料费)×3.413%。基本预备费率5%。价差预备费按有关规定不计。14.2概算表总概算表见后，其余详见《××县××××工程初步设计概算书》。115 工程总概算表单位：万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费其它费用合计占总投资﹪Ⅰ工程部分　　　　　一建筑工程298.33　　298.3359.30%二机电设备及安装3.6965.43　69.1213.74%三金结设备及安装5.9548.73　54.6810.87%四临时工程24.91　　24.914.95%五独立费用　　56.0556.0511.14%　合计332.88114.1656.05503.09　　基本预备费5%　　　25.15　　工程静态总投资　　　528.24　Ⅱ水土保持部分　　　7.57　1、环境保护费　　　3.60　2、水土保持费　　　3.97　Ⅲ静态总投资　　　535.81　Ⅳ价差预备费　　　0.00　Ⅴ建设期融资利息　　　0.00　Ⅵ总投资　　　535.81　115 15经济评价15.1概述15.1.1工程规模、效益和建设计划××××工程是一项集旅游开发、养殖、发电为一体的综合开发项目，工程电站装机400kW，多年平均发电量84万kwh，保证出力（P＝80%）50kw。工程概算总投资535.81万元。总工期9个月。15.1.2经济评价的基本依据、方法和结论本项目经济评价以水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》、《小水电建设项目经济评价规程》（SL16－95）及有关规定为依据，社会折现率为IS=10%，财务基准收益率为IC=8%，建设期1年，生产期29年，则经济评价计算期为30年。根据《小水电建设项目经济评价规程》（SL16－95），本电站装机在6000kw以下、施工期不长于三年且全部机组投产期在一年以内，经济评价按附录A的简化方法进行。计算成果为：经济内部收益率EIRR=11.57%，财务内部收益率FIRR=8.3%。15.2国民经济评价15.2.1环境及社会效益分析该项目的实施将使当地的森林资源和水土资源得到有效的保护。这将对改善整个规划地区的环境和气候条件，涵养水源，减少水土流失以及对野生动植物资源进行有效的保护，并对维护生态平衡起到积极的推进作用。15.2.2国民经济评价国民经济评价的主要指标是经济内部收益率，辅助指标是经济净现值和经济净现值率。1、经济内部收益率（EIRR）按以下简化公式计算115 国民经济评价主要指标计算见附表。经济内部收益率:11.57%经济效益费用比(Is=0.10)：1.13EIRR=11.57%>IS=10%，经济评价可行。2、经济净现值（ENPV）及经济净现值率（ENPVR）按以下简化公式计算计算得，经济净现值(is=0.10)：74.4万元。主要指标经济内部收益率EIRR=11.57%>IS=10%，社会效益明显，故认为国民经济评价可行。15.3财务评价简化评价方法中财务评价主要指标是财务内部收益率、财务净现值和财务净现值率，当计算的财务内部收益率大于基准收益率，财务评价才认为可行。15.3.1基础数据1、发电效益：工程电站修建完成后，多年平均发电量为84万kw.h，由10kv线路就近“T”入县电网，上网电量为厂供电量扣除专用配套变电损失电量；厂供电量为有效电量扣除厂用电量。上网电价为0.32元/kw.h，影子电价为0.5元/kw.h。厂供电量=年有效电量×（1-厂用电率）=84×（1-0.03）=81.48万kw.h115 上网点在××县电网，10kV线路线损率采用3.0%上网电量=厂供电量×（1-线损率）=81.48×（1-0.03）=79.0万Kw.h发电收入=上网有效电量×上网电价（上网电价为0.32元/kw.h）=25.28万元2、旅游收入：根据相同类似工程相关经验，工程上马后，开展漂流项目，可获得年收入约25万元。3、养殖收入：工程电站库区建成后，可行成小型山塘，通过承包经营方式，参考相关产业经验，可产生约3万元的年收入。合计收入53.28万元。4、固定资产：按《规程》规定，固定资产形成率为1.0，即电站固定资产投资为535.81万元。15.3.2总成本费用计算电站财务实行独立核算。发电成本主要包括折旧费、年运行费支出等。1、折旧费=电站固定资产价值×综合折旧率（取1.5%）=8.04万元2、年运行费：包括职工工资及福利费、材料费、水资源费、修理费及其他费用等。计算得年运行费为8.18万元。机构定员及工资：机构定员为4人，年工资及福利按1.2万元/人计，年工资总额为4.8万元；材料费：材料费用定额按5元/kw计为0.2万元；水资源费：按上网电量的0.001元/kw.h计为0.08万元;修理费：固定资产×修理费率，计为2.7万；其他费用:其他费用定额按10元/kw计为0.4万元；3、税金：T=ξ×B=3.26万元。ξ=6.12%4、利润115 发电利润=发电收入+旅游收入+养殖收入-总成本费用-销售税金附加=41.84万元5、财务内部收益率（FIRR）按以下简化公式计算式中：m——施工期，m=1.0年；n——计算期，n=30.0年；I——投资，I=535.81万元；B——年收益，B=53.28万元；C——年运行费，C=8.18万元；T——税金及附加，T=3.26万元；SV——计算期末回收固定资产余值，SV=294.7万元；计算得：税后财务内部收益率：8.3%；大于8%，财务评价可行。15.4综合评价××××工程电站设计装机400kW，总投资535.81万元。该电站作为一个集旅游开发、养殖、发电为一体的综合项目，财务内部收益率为8.3%，经济内部收益率为11.57%。××县旅游业发展迅速，且为小水电电网，本项目的实施，可以扩大生产，增加就业，带动旅游相关产业的增长，同时，促进乡镇工业企业的发展和国民生产总产值的增长。115'