水電站可行性研究報告

水電站可行性研究報告1綜合說明 71.3工程地質 1.4工程任務及規(guī)模 1.5工程選址、工程布置及主要建筑物 1.6機電設備及金屬結構 1.8建設征地及移民安置規(guī)劃 1.9環(huán)境影響評價 1.10水土保持 1.11工程管理 201.12投資估算 212水文 282.1流域概況及水文氣象資料 282.2徑流 292.3洪水 322.4泥沙及冰情 322.5水位∽流量關系曲線 33 36 363.2區(qū)域地質 373.3庫區(qū)地質 393.4壩址工程地質 423.5廠區(qū)地基工程地質 463.6發(fā)電輸水隧洞地質 483.7天然建筑材料 503.8結論與建議 504工程任務和規(guī)模 524.1工程建設的必要性及任務 524.2正常蓄水位及死水位選擇 534.3徑流調節(jié)計算 554.4洪水調節(jié)計算 634.5裝機容量選擇 634.6水庫運行方式 644.7回水計算 655工程選址、工程總布置及主要建筑物 665.1工程等別和標準 665.2工程選址 685.3工程總布置及主要建筑物型式 715.4主要建筑物 725.5廠區(qū)和升壓站 6機電及金屬結構 6.2接入電力系統(tǒng)方式 6.3電氣主接線 6.4主要機電設備選擇 6.5機電設備布置 946.6金屬結構 956.7采暖通風 95 967施工設計 977.1施工條件 977.2天然建筑材料 977.3施工導流、截流 987.4主體工程施工 987.5施工交通及施工總布置 7.6施工總進度 8建設征地及移民安置規(guī)劃 9環(huán)境影響評價 9.1環(huán)境狀況 9.2環(huán)境影響預測評價 9.3綜合評價與結論 9.4環(huán)境保護投資估算表 10水土保持 10.1水土保持現狀與防治責任范圍 10.2預防與防治措施 11工程管理 11.1管理機構 11.2管理辦法和實施 12工程投資估算 12.1編制說明 12.2投資估算表 13經濟評價 39 3913.2基本依據 3913.3財務評價 3913.4國民經濟評價 4113.5綜合評價 421綜合說明XX縣XX水電站位于XX市XX縣的XX鎮(zhèn)西北部，壩址位于500m，地勢為西北高，東南低，水流匯入XX后再進入北江，屬北江水系。流域內林木茂盛，植被良好，工程地質為裸露石英砂巖，地質條件優(yōu)良。XX電站廠房距XX市30km，距XX鎮(zhèn)約11km。電站壩址有XX縣縣城至XX鎮(zhèn)縣級公路從旁穿過，廠房在XX縣縣城至XX鎮(zhèn)縣級公路的公路對岸，交通較為便利。XX水電站廠房位于XX電站大壩上游180m處。該水電站為徑流引水式電站，工程的任務是發(fā)電，主要建筑物包括攔河壩、壓力隧洞、壓力管道、電站廠房及升壓站。設計發(fā)電引用流量3.36m3/s，電站裝機480kw，多年平均發(fā)電量177萬kwh，屬小(2)型電站。XX電站是列入XX縣石坎河流域規(guī)劃開發(fā)的電站之一。2008年5月中旬，受業(yè)主委托，我院開始對XX縣XX水電站進行可行性研究工作。其中測量、水文、地勘資料由業(yè)主單位提供。1.2水文1.2.1流域概況本流域屬于亞熱帶季風氣候，春季陰雨連綿，夏季高溫濕熱，暴雨頻繁，秋季溫暖干燥。XX是北江一級支流，河長118km，平均坡降0.8‰，集雨面積1728km2，發(fā)源于石潭大霧山。經石潭、浸潭、石馬、珠坑、禾云，于正江口匯入北江。流域如同扇形，支流密布，發(fā)育較好，大于100k㎡集雨面積支流有六條，石坎河是其中一條。石坎河是XX右岸的一條支流，發(fā)源于石坎鎮(zhèn)石磯頂，流經石坎、XX，于XX圩處入XX，河長32km，集雨面積150km2，流域平均坡降10.3‰，XX電站大壩位于石坎河中下游處。1.2.2氣象工程區(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū)，地理緯度較低，春季陰雨連綿，夏季高溫濕熱，暴雨頻繁，秋季溫暖干燥，冬季也有時出現霜凍和冰凍天氣。季風明顯，水熱、光等氣候資源豐富。根據XX縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫21.6℃,極端最高氣溫為39.3℃（1953年8月極端最低氣溫為-0.6℃（1967年2月11日）。本地區(qū)屬XX省暴雨中心之一，XX電站位于石坎河中下游處，流域氣候溫和、多雨，多年平均降雨量為2210mm，多年平均徑流深為1450mm。雖然本地區(qū)水力資源豐富，但降雨量年內分布很不均勻，一般4～9月降雨量占全年降雨量的82%。多年平均蒸發(fā)量為1594.2mm，年最大蒸發(fā)量為1808.9mm，年最小蒸發(fā)量為1296mm。實測最大風速為17m/s，上半年主要是東北季風，下半年主要是西南季風。1.2.3徑流設計流域內無實測徑流資料，業(yè)主也不能提供完整的水文資料，本電站與龍南水電站同處于一條河流，且地理位置接近，故參考龍南水電站設計成果。采用水文比擬法對XX電站進行水文水能計算。計算得XX電站多年平均流量2.99m3/s,多年平均徑流量9429.26萬m31.2.4洪水XX流域內大洪水由臺汛和梅汛期暴雨引發(fā)，通過歷年暴雨資料統(tǒng)計分析，大暴雨出現在梅汛期次數較多，但臺汛期部分暴雨量高，樣本變幅廣，暴雨設計值比梅汛期要大些。成果表明，本流域屬臺風和梅雨交錯的過度區(qū)域，二者均可造成大暴雨，臺風期暴雨雖然較大，但對流域暴雨不能起完全控制作用。一般洪水歷時4—5天，主要發(fā)生在5—7月。116m3非常接近，根據《XX縣XX電站安全鑒定報告》引水壩洪水演算成果采用水文比擬法計算XX電站大壩壩址設計洪水洪峰流量876m3/s(p=5%)，校核洪水洪峰流量1078m3/s(p=2%)。廠址與XX電站引水壩相距僅180m,無外來水匯入，故直接引用XX電站洪水資料：設計洪水洪峰流量909m3/s(p=5%)，校核洪水洪峰流量1119m3/s(p=2%)。1.2.5泥沙本電站主要是利用上游電站的多余水量發(fā)電，靠近庫尾就是上游電站壩址，據上游電站資料，石坎河中懸移質輸沙量較小。庫區(qū)獨立匯水面積僅數平方公里，且植被較發(fā)育，斜坡片流沖刷較弱。庫岸存在一定的邊岸再造問題，因此水庫淤積主要固體物質來源是右岸公路和左岸引水渠以下邊岸再造產生的滑塌碎屑物。初估庫外進入庫區(qū)淤積物不大。1.3工程地質1.3.1區(qū)域地質（1）地形地貌工程區(qū)域處于石坎河的中游。石坎河由北西往南東流，于XX鎮(zhèn)匯入XX，XX出北往南流，于XX市匯入北江。石坎河流域內為低山丘陵地貌。兩岸山頂高程多在115～500m，相對高差達55~440m。XX縣XX電站樞紐區(qū)河段，兩岸地形高差較大，谷坡陡峻，河谷狹窄，河流較湍急，谷底河床寬度20～40m。（2）地層巖性特征本區(qū)出露的地層有寒武系八村群(∈bcc-d）、泥盆系桂頭群(D1-2gt)、老虎拗組(D2l)和第四系(Q)。巖性有燕山中期侵入的石坎區(qū)域上本區(qū)地處北東向吳川—四會深斷裂帶和東面向佛崗—豐良深斷裂帶交匯處。在區(qū)內出露的主要是石英砂巖，構造以褶皺構造為主，斷裂構造不發(fā)育。1.3.2水庫區(qū)工程地質條件庫區(qū)河段主要分布的地層為寒武系八村群。巖層走向NE,傾向SE,傾角25～80o，與石坎巖體呈侵入接觸。庫盆區(qū)未發(fā)現斷層，巖石節(jié)理較發(fā)育，庫盆區(qū)地質結構總體屬于巖層傾向下游，庫首段偏左岸的橫向谷或斜層谷，地質構造穩(wěn)定。根據2001年版《中國地震動參數區(qū)劃圖》（GB18306-2001）,本區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震烈度小于VI度區(qū)，地震動反應譜特征周期為0.25～0.35s，屬區(qū)域構造較穩(wěn)定區(qū)。庫區(qū)巖層多為為堅硬巖類，不具備積累較高的地應力條件，水庫蓄應力不大，水庫建成后誘發(fā)地震的可能性不大。庫盆區(qū)首段為一段向南凹的彎曲河段，稍開闊外，兩岸不對稱的“V”形河谷，中后部皆為基本對稱的“V”形河谷。河岸山體斜坡小于30o，坡體植被好，坡岸穩(wěn)定，未發(fā)生過泥石流、滑坡、崩塌和地面塌陷等地質災害。預估水庫建成后，這類地質災害發(fā)生的可能性小，危險性小。庫盆形態(tài)狹長，兩岸山體雄厚，構成庫盆的主要為細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，央灰白色長石石英砂巖等，深部巖石透水性微弱;兩岸坡高陡，地下水向石坎河徑流，地下分水嶺高于水庫設計正常蓄水位，庫區(qū)不存在滲漏問題。庫區(qū)無重要礦產資源，也無采礦史，水庫建成后不存在壓覆礦產資源的問題。1.3.3天然建筑材料工程建筑使用材料，就其產地的分布、儲量、質量及開采條件進行了調查，簡述如下：塊石料均可就近開采。選擇在壩址下游左岸0.5km山頭，為大面積分布石英砂巖，儲量豐富，堅硬致密，飽和抗壓強度＞400kpa，質地較純，成層較好，易開采，運距0.5km左右。隧洞石方開挖料部分利用。工程用砂采取外地購買，在距工地11km的XX鎮(zhèn)的XX河有一大型砂礫場，各種粒級齊全，可按需直達工地。工程用礫石采用隧洞開挖的石渣現場加工。1.4工程任務及規(guī)模1.4.1工程建設的必要性及工程任務開發(fā)小水電資源既是解決能源短缺，減少溫室氣體排放，優(yōu)化能源結構的重要手段，更是開發(fā)當地資源，實施循環(huán)經濟和構建和諧社會的重要措施。近年來，該XX經濟發(fā)展較快，對電力的需求量逐年增大，不斷開發(fā)和增加電源點以滿足工農業(yè)發(fā)展的需要意義十分重要。XX縣水力資源較為豐富，為充分開發(fā)利用水力資源，并為工農業(yè)生產提供優(yōu)質的清潔能源，因此，XX水電站建設是必要的。XX電站裝機容量480KW，年發(fā)電量177萬kW.h。該電站為一座以發(fā)電為主的水電工程，電站建成后電能“T”接至XX電網石坎10KV干線，“T”點距南龍110KV變電站2km。1.4.2徑流調節(jié)計算3.5m3/s，XX電站的棄水漏水供XX電站發(fā)電。電站徑流調節(jié)計算采用以日為時段的豐、平、枯三個典型年的徑流資料按無調節(jié)水電站簡化辦法計算，三個典型年日流量分段天數統(tǒng)計見表，通過對各種保證率下流量和出力的統(tǒng)計分析，計算出力和發(fā)電量等動能指標，確定電站出力和發(fā)電量的關系，制定電站裝機最佳方案。經過徑流調節(jié)計算，初擬XX電站的裝機容量為480kw（1×320+1×160kw年發(fā)電量177萬kwh，裝機利用小時3688h。1.4.3正常蓄水位和死水位選擇根據庫區(qū)的地形、地質、淹沒情況，初擬XX電站水庫正常蓄水位79m、80m、81m高程三方案進行比較。經綜合比較，正常蓄水位采用80m較合理，相應正常庫容為28.7萬m3?；⌒伍l門閘頂高程為80.1m。由于庫容較小，為盡量提高水庫的有效庫容，根據地質推薦及水庫淤積高程確定隧洞進口底板高程72.74m，按進水口的水力條件，確定水庫最低運行水位，同時又滿足一臺機組工作所需的低水頭。經計算和比較確定水庫死水位為75.83m時，相應死庫容11.5萬m3。1.4.4裝機容量選擇XX電站為XX支流的梯級電站，屬徑流式，其電量并入XX電網，因此以可能最大利用水能為原則，通過水能計算，初擬400kw、480kw、640kw三種裝機容量方案，經考慮電能效益、土建投資、機組造價等因素，初選480kw（1×320kw+1×160kw年發(fā)電量177萬kwh，裝機利用小時3688h。1.5工程選址、工程布置及主要建筑物1.5.1工程等級及設計標準根據XX電站水庫總庫容和裝機容量，《水利水電等級劃分及洪水標準》SL252-2000的有關規(guī)定。確定本工程屬Ⅴ等工程。主要建筑物：攔河壩、泄洪建筑物為五級建筑物，發(fā)電引水建筑物、發(fā)電廠、升壓站和導流建筑物均為五級建筑物。引水壩、發(fā)電引水系統(tǒng)、電站廠房和升壓站工程設計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為50年一遇。1.5.2工程總體布置本工程主要樞紐建筑物由攔河壩、發(fā)電引水工程、發(fā)電廠房及升壓站工程組成。攔河壩擬建在XX電站廠房上游0.3km河道拐彎處。發(fā)電引水工程從右岸山體穿過，為有壓隧洞。引水系統(tǒng)總長度為624.22m其中：隧洞長577.05m，壓力管道主管長31.02m，支管長20.5m，廠址位于XX電站引水壩上游180m處，為地面引水式廠房。1.5.3主要建筑物壩址處河床屬低山峽谷地貌，經壩型比較，選定重力壩，溢流段采用3扇7×7.5m弧形閘門,以便泄洪，壩體材料為C15砼砌塊石。溢流堰頂高程72.5m，閘頂高程80.1m，閘底高程72.5m。壩底高程65.05m。壩體應力和壩基穩(wěn)定計算成果滿足規(guī)范要求。（2）發(fā)電引水系統(tǒng)發(fā)電引水建筑物由進水口、壓力隧洞和壓力管道等組成。進水口底板高程為72.74m，進水口首端設攔污柵。引水隧洞長577.05m。開挖洞徑襯砌段3.2m,非襯砌段洞徑2.5m，縱坡為1‰。隧洞離出口接20m接壓力鋼管，主管內徑1.2m厚8mm，長26.67m，分叉后漸變成Φ1.0m接廠房機組。（3）廠房及升壓站電站廠房為地面引水式，廠房和升壓站呈一字型布置。主廠房面積16.5m×8.9m，內裝兩臺ZD502－LH－60型水輪機組，裝機容量480kw(1×320＋1×160kw)，廠房地面高程63.3m，水輪機層高程59.735m，發(fā)電機安裝高程63.88m。升壓站位于廠房下游側，為戶外露天式，面積6m×5.5m，地坪高程63.25m。1.6機電設備及金屬結構1.6.1水力機械電站裝機容量經比較選定為480kw(1×320kw＋1×160KW)，電站最大水頭20.02m，最小水頭14.85m,設計水頭17.09m。水輪機機Q=2.24m3/s，配SF320-8/850；一臺ψ=00，H=15m，Q=1.12m3/s，配SF160-8/850發(fā)電機）。兩臺機組分別配置一臺TT-150型和YT-300型調速器。主廠房以自然通風為主，輔以機械排風。1.6.2電氣一次電站建成后電能“T”接至XX電網石坎10KV干線上，“T”點距XX電站1km，距南龍110KV變電站2km。經一組擴大單元接線與二組單元接線比較后，選用一組擴大單元接線方案。主變選一臺S9—630/10型節(jié)能變壓器。1.6.2電氣二次XX電站電站裝機規(guī)模較小，發(fā)電機組均為低壓機組，因此控制保護采用國內成熟的常規(guī)繼電保護。1.6.3金屬結構工程的金屬結構包括攔河壩、引水系統(tǒng)。攔河壩設置3扇7×7.5m（寬×高）弧形鋼閘門，弧形門為露頂式鋼質門，動水啟閉，三扇弧形門啟閉機采用QPK快速式卷揚式啟閉機。發(fā)電引水隧洞進口設置潛孔式平板鋼閘門，孔口尺寸2.5×2.5m（寬×高閘門尺寸2.8×2.65m，啟閉機采用10t螺桿式啟閉機，閘門前設置攔污柵一道。攔污柵尺寸為3.5m×4.1m。根據《水利水電工程防火規(guī)范》SDJ778-90的要求，進行發(fā)電廠的消防設計。消防設施分兩部分：一為設置可靠消防水源；二為設置足量化學滅火裝置及其它有效的防火設備。工程設計上主廠房及升壓站均滿足安全疏散要求及有關防火防爆要求。在各易燃場所，無人或經常無人值班的重要場所均配置火災報警控制器，以實現火災集中監(jiān)測，自動報警的功能。XX電站廠房距XX市30km，距XX鎮(zhèn)約11km。電站壩址有XX縣縣城至XX鎮(zhèn)縣級公路旁穿過，廠房在XX縣縣城至XX鎮(zhèn)縣級公路的公路對岸，交通較為便利。施工用電就近接入10kv線路，施工通信有手機。由于壩址集水面積不大，且壩址河床基巖出露，河床寬約30m，采用河床分期導流方式。根據地形條件，先圍右岸，左岸原河床導流，砌筑右岸壩體，并在底部形成2×2m的城門洞型導流底孔；然后圍左岸，右岸導流底孔導流。圍堰為編織袋裝黃土圍堰，非汛期渡汛標準為5年一遇。引水壩基礎坡積層，砂卵石層開挖為機械挖機開挖，石方開挖以手風鉆造孔，炸藥爆破，四輪車運輸出渣。壩體砼由設在左岸壩頭的拌和站拌制后，由纜機吊運入工作面，人工立模，高頻振搗器振實。所需石材從左岸下游0.5km處開采,5t汽車運至工地，人工挑遠至工作面。隧洞開挖采用進出口全斷面掘進，風鉆鉆孔，光面爆破出渣采用人工裝渣，手扶拖拉機運輸的方法。廠房及升壓站工程土方挖機開挖，石方用手風鉆造孔，炸藥爆破，四輪車運輸出渣。砼以0.4m3拌和機拌制，人工推雙膠輪車運輸，人工立模，高頻振搗器振搗。水輪發(fā)電機組的安裝在發(fā)電廠房結頂后進行。先在裝配場內進行大件預裝，再由吊葫蘆把預裝好的大件按順序分別吊入機坑進行總裝。二臺水輪機和發(fā)電機安裝采用平行交叉作業(yè)。根據樞紐建筑物的布置特點、施工條件及導流方案，對攔河壩、引水工程、電站廠房項目的施工進度充分論證后，確定本工程施工總工期為13個月，其中籌建期1個月，主體工程11個月，完工期1個月。主要工程量有：土方開挖667.22m3，石方開挖4119.1m3,漿砌塊石3230.43m3,砼及鋼筋砼2854.52m3。1.8建設征地及移民安置規(guī)劃根據《水利水電工程水庫淹沒處理設計規(guī)范》規(guī)定：耕地按2年一遇洪水回水位，水庫移民及專項實施標準按10年一遇洪水位。根據上述水位計算相應的回水線，確定淹沒范圍，淹沒實物指標。庫區(qū)范圍無村鎮(zhèn)稻田分布，天然植被以少量灌木為主，庫區(qū)左岸公路高程在85m以上，右岸引水渠標高87∽85.5m之間，水庫蓄水不會產生淹沒問題。庫區(qū)地形以山地為主，兩岸地形較陡，坡面物質結構松散，排泄條件良好，水庫蓄水不會產生侵沒問題。1.9環(huán)境影響評價1.9.1環(huán)境影響評價本工程為水電開發(fā)建設項目，工程規(guī)模不大，開發(fā)功能單一，相應工程引起的環(huán)境影響較為小。XX電站水庫面積小，對當地氣候、土壤環(huán)境等均無明顯影響。但電站建成后，壩上水位抬高，流態(tài)發(fā)生變化；工程施工期間，生產廢水和生產污水的排放會對局部水域環(huán)境產生不利影響，各類施工機械會造成局部噪聲污染，土石方開挖、棄渣堆置既損壞了植被、有礙景觀，也易造成水土流失。1.9.2環(huán)境保護措施（1）運行期水庫管理為了確保水庫水質優(yōu)良，必需按照環(huán)評要求環(huán)境管理計劃，嚴格控制庫周地區(qū)污染物的排放量，防止新污染源產生，搞好水源保護。在水庫蓄水前做好庫區(qū)清理工作，以減少蓄水初期生活性污染物和有機腐殖質等對水庫水質的影響。（2）水土保持根據水土保持方案確定棄渣場，將攔河壩及隧洞棄渣堆棄于棄渣場，棄渣場均位于施工區(qū)附近的河道凹岸中，一面依山，另一面邊緣漿砌塊石擋墻，防止棄渣隨水流失造成新的水土流失。棄渣場占地面積小，對山林植被壓損不大，對棄碴場、施工臨時占地和開挖面在施工結束后進行綠化，綠化樹種采用當地常見樹種松樹，以防止水土流失，增加植被覆蓋度。（3）施工時廢污水處理施工時，將產生沖洗廢水93m3/d，在壩址處設廢水處理站，利用原地貌沖溝和地形落差，將壩基開挖、隧洞開挖、砼拌和及砼澆筑等產生的廢水集中匯流至廢水處理系統(tǒng)，廢水通過篩濾截留、沉淀池和中和池等工藝處理。1.10水土保持XX電站工程水土流失防治責任范圍為0.175hm2，電站工程損毀水土保持設施總面積約0.27hm2，新增水土流失重量約724.6t。工程水土流失防治分為主體工程建設區(qū)、取料場等。在水土保持措施布局上，以工程措施為先導，料場、渣場設立防洪攔渣工程，在道路兩側設立護坡和排水工程；工程完工后，布設林草植被措施和土地復墾等措施，恢復和改善生態(tài)環(huán)境。水土流失防治措施主要有：棄渣場建臨時擋渣墻防護、表土層回填、以及布置水土保持林；大壩區(qū)及工程臨時設施占地區(qū)在施工結束后應采取相應植被恢復或復墾措施。水電站工程水土保持總投資10.275萬元。通過水土流失防治措施的設施，可以基本控制項目建設責任范圍內因工程活動引起的水土流失，控制棄渣流失，攔渣率95%以上，植被恢復系數95%,水土流失治理85%，為項目責任范圍經濟的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境基礎。1.11工程管理1.11.1管理機構根據本工程的性質及規(guī)模，按照《水利工程管理單位編制定員試行標準》（SLJ705-80）擬定管理機構的組成和人員編制。由項目業(yè)主負責XX電站施工期間和運行期管理，本工程管理機構人員編制擬定為5人，其中電站生產人員4人，水庫管理人員1.11.2管理辦法和設施本工程管理機構應貫徹執(zhí)行國家的各項方針政策和上級主管部門的指令；掌握本工程規(guī)劃、設計、施工、運行管理的有關資料和文件，建立健全工程管理檔案，定期進行觀測、檢查、養(yǎng)護維修，隨時掌握工程建筑物動態(tài)，消除工程隱患；及時做好水文測報工作，配合主管部門做好汛期防汛工作，合理調度水庫運行，充分利用水資源，做好水質監(jiān)測及環(huán)境保護工作。管理人員應做到定人定崗，職責分明，對工程管理應不斷積累資料，及時分析整理，總結經驗，進一步提高。本工程大壩溢流段設3扇弧形閘門，由弧形閘門合理調度水位，控制上游壅水，保證尾水范圍的農田和公路不受淹沒，同時減少棄水，增加發(fā)電效益。在施工期和運行期應做好工程監(jiān)測工作，通過監(jiān)測資料反饋，有利于及時發(fā)現問題，檢查設計的合理性及評價施工質量，防止意外事故的發(fā)生。管理范圍：在壩區(qū)以大壩兩端外100m，以及大壩下游坡腳以外100m地帶為管理范圍；在廠區(qū)以主副廠房及升壓站輪廓線外100m地帶為管理范圍；隧洞進出水口輪廓線外50m地帶為管理范圍。保護范圍：在管理范圍以外50m地帶為保護范圍，另外在引水隧洞洞軸線兩側50m地帶也為保護范圍。在劃定的保護范圍內，禁止進行爆破、打井、采石、取土等危害工程安全的活動。個別確要作用活動的，應征得管理部門許可后才能進行。1.12投資估算1.12.1編制說明①《XX省水利水電工程設計概（估）算編制規(guī)定》，以下簡稱《規(guī)定》。②《XX省水利水電建筑工程概算定額》2006版。③《XX省水利水電設備安裝工程概算定額》③其他有關文件。1.12.2工程總投資單位千瓦投資工程總投資工程靜態(tài)總投資其中：建筑工程機電設備及安裝工程金結安裝臨時工程其他費用基本預備費1.01萬元485.15萬元485.15萬元261.44萬元92.5萬元58.25萬元7.17萬元42.65萬元1.13經濟評價根據《小水電建設項目經濟評價規(guī)程》（SL16-95規(guī)定，本工程項目屬總裝機容量小于6000kw，且在一年內投產，經濟評價采用簡化評價方法進行。施工期一年，生產期20年，計算期21年。經濟評價的編制依據為：水利部1995年6月2日發(fā)布的《小水電建設項目經濟評價規(guī)程》（SL16-95）和國家計委1993年頒發(fā)的《建設項目經濟評價方法與參數》。1.13.1財務評價根據設計概算，本工程靜態(tài)投資485.15萬元。本工程建設期為1年，生產期采用20年，項目經濟計算期為21年。本項目全部投資的財務內部收益率達到10.2%，投資回收期8.9年。1.13.2國民經濟評價國民經濟評價中電站靜態(tài)投資485.15萬元，上網電量的基本電價按0.40元/kW.h，國民經濟評價指標計算采用動態(tài)計算法，經計算，經濟內部收益率為15.12%，大于社會折現率12%，經濟凈現值92.89萬元。1.13.3綜合評價XX電站在財務上是可行的，國民經濟評價上是合理的。開發(fā)小水電資源既是解決能源短缺，減少溫室氣體排放，優(yōu)化能源結構的重要手段，更是開發(fā)當地資源，實施循環(huán)經濟和構建和諧社會的重要措施。工程特性表一、水文1.流域面積全流域km2150壩址以上km2111.82.利用水文系列年限a實測與插補延長年份3.多年平均年徑流量億m30.9426扣XX引水4.特征流量多年平均流量m3/s2.99扣XX引水設計洪水流量P=5%m3/s876校核洪水流量P=2%m3/s1078二、水庫1.水庫特征水位校核洪水位m81.29設計洪水位m80.16正常蓄水位m80.00死水位m75.832.正常蓄水位時水庫面積km20.053.水庫回水長度km1.534.水庫容積正常蓄水位以下庫容萬m328.7調節(jié)庫容萬m317.2正常水位至死水位死庫容萬m311.55.水量利用系數%47.3三、下泄流量及相應下游水位1.設計洪水位時最大泄量m3/s876相應下游水位m71.72.校核洪水位時最大泄量m3/s1078相應下游水位m72.33.調節(jié)流量m3/s6.86相應下游水位m60.34.最小流量m3/s1.12基荷發(fā)電流量相應下游水位m59.87四、工程效益指標1.發(fā)電裝機容量kW480保證出力P=%kW季節(jié)性電站多年平均發(fā)電量177年利用小時h3688五、建設征地及移民安置1.淹沒耕地P=50%hm20水田、旱地、園地、2.遷移人口P=5%人03.淹沒房屋m204.淹沒公路長度km07.其它重要的淹沒及浸沒對象0六、主要建筑物及設備1.擋水建筑物形式重力壩地基巖性石英砂巖巖地震基本烈度/設防烈度Ⅵ閘頂高程m80.1壩高m14.95壩頂長度m65.52.泄水建筑物形式弧形閘門地基特性弱風化石英砂巖堰頂高程m72.5溢流孔口（孔數-寬*高）m3-7*9.1單寬流量m3/(s41.71P=2%洪水時消能方式面流消能閘門尺寸m啟閉機形式QPK卷揚機式啟閉機容量t3.引水建筑物設計引用流量m3/s3.36地基巖性石英砂巖進水口形式塔式底板高程m72.74閘門形式平板鋼閘門閘門尺寸m2.8×2.65啟閉機形式螺桿式啟閉機容重t4.輸水建筑物設計流量m3/s3.36輸水道形式壓力隧洞、壓力鋼管地基特性石英砂巖長度m624.22斷面尺寸m壓力隧洞斷面尺寸m壓力鋼管主管5.廠房形式引水地面式地基特性石英砂巖主廠房尺寸（長*寬*高）m16.5*8.9*6.85廠房地面高程m63.3水輪機安裝高程m60.46.開關站形式戶外露天式地基特性石英砂巖面積（長*寬）m26*5.57.主要機電設備水輪機型號臺數臺2額定出力kw320/160額定轉速r/min750額定水頭m17/15額定流量m3/s2.24/1.12發(fā)電機型號SFW320-8,SFW160-8臺數臺2額定容量kw320/160額定電壓v400主變壓器型號S9-630/10臺數臺1容量kvA630電壓比kv10/0.4廠內起重機形式吊葫蘆起重量t58.輸電線路電壓kv回路數回路1石坎10kv干線輸電距離km2七、施工1.主體工程數量含施工導流工程開挖土方m3667.22開挖石方m34119.10漿砌石方m33230.43砼或鋼筋砼m32854.52金屬結構安裝t60.82.主要建筑材料木材m36水泥t1050鋼筋t44.1鋼材t60.83.所需勞動力總工日105034.施工臨時房屋M23005.施工勞動及來源供電其它動力設備6.對外交通（公路）距離Km8.施工占地9.施工工期準備工期月1投產工期月總工期月八、經濟指標1.靜態(tài)總投資萬元485.152.總投資萬元485.15建筑工程萬元261.4機電設備及安裝工程萬元92.5金屬結構設備及安裝工程萬元58.3施工臨時工程萬元7.17基本預備費萬元23.1水土保持工程萬元10.27環(huán)境保護工程萬元4.003.綜合利用經濟指標水庫單位庫容投資元/萬m35.73水電站單位千瓦投資元/kw1.01單位電度投資2.74發(fā)電成本0.14經濟內部收益率%15.12財務內部收益率%10.2上網電價0.40償還年限a8.92水文2.1流域概況及水文氣象資料XX電站位于XX省XX縣XX鎮(zhèn)，所在河流是XX的一級支流—石坎河，石坎河發(fā)源于石坎鎮(zhèn)石磯頂。集雨面積150km2，流域平均坡降10.3‰，山嶺高程一般在115～500m，地勢為西北高，東南低，水流匯入XX后再進入北江，屬北江水系。流域內林木茂盛，植被良好，工程地質為裸露石英砂巖，地質條件優(yōu)良。流域內樹木以松、杉樹為主，植被良好。流域山坡陡竣，河道切割深，河流源短流急，匯流速度快，河槽調蓄能力小，洪水暴漲暴落。流域內人口不多，耕地甚少。人類活動對流域內的自然演變影響不大，流域內氣候，下墊面和徑流的局部變化仍呈現出相對平穩(wěn)的規(guī)律，域內來水來沙特性仍處于天然的相對穩(wěn)定狀態(tài)。流域地理緯度較低，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，春季陰雨連綿，夏季高溫濕熱，暴雨頻繁，秋季溫暖干燥，冬季也可能出現霜凍和冰凍天氣。季風明顯，水熱、光等氣候資源豐富。根據XX縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫21.6℃,極端最高氣溫為39.3℃（1953年8月極端最低氣溫為-0.6℃（1967年2月11日）。本地區(qū)屬XX省暴雨中心之一，春季，太陽輻射加強，氣旋活動頻繁，常形成綿綿春雨。初夏，冷暖空氣交餒，形成陰雨連綿天氣，時值梅子成熟季節(jié)、俗稱梅雨。夏秋季節(jié)受太平洋副熱帶高壓控制，相對干旱少雨。8～10月份經常受熱帶風暴或臺風影響，這一段為臺風期，當受到熱帶風暴或臺風影響時，常產生大暴雨。梅雨和臺風暴雨是本流域發(fā)生洪水的主要成因。流域地處XX縣山區(qū)，地面高程雖然不高，但地形復雜多變。區(qū)內植被良好，林木、雜草繁茂，水土流失現象較少。降水充沛，但年際間、年內分配都很不均勻。降水主要受鋒面氣旋的影響，其次是臺風雨及地形。流域多年平均降雨量為2210mm，多年平均徑流深為1450mm。雖然本地區(qū)水力資源豐富，但降雨量年內年平均蒸發(fā)量為1594.2mm，年最大蒸發(fā)量為1808.9mm，年最小蒸發(fā)量為1296mm。實測最大風速為17m/s，上半年主要是東北季風，下半年主要是西南季風。2.2徑流因業(yè)主不能提供本電站流域實測徑流資料,查《長青水電站初步設計報告》中有龍南水電站攔河壩以下各典型代表年徑流分配成果，龍南水電站攔河壩以下控制集雨面積為3.44km2。龍南電站與XX電站位于同一流域，兩站直線距離僅20km，地形、地質、植被情況相似，采用龍南電站作為參證站，按面積比一次方求XX電站的徑流。龍南電站流域面積3.44km2，XX電站流域面積111.8km2，流域面積比為32.5。采用公式：Q銀=32.5Q龍Q銀—XX電站日徑流流量（m3/s）Q龍—龍南電站日徑流流量（m3/s）龍南電站徑流分析典型代表年選擇：豐水年15%1974年平水年50%1980年枯水年85%1985年根據龍南電站各典型代表年的徑流分配成果表按上公式推算得XX電站的各典型代表年的徑流分配成果。見下表：XX電站沒有引水時XX電站各典型代表年的徑流分配成果表單位：m/s4567上中下上中下上中下上中下豐水年10.154.7144.35221.763.98915.595.4412.3320.3110.1514.5116.32平水年2.1765.80225.3819.957.2536.16518.492.1765.0771.0888.70310.52枯水年4.7148.3411.45112.3314.517.9783.9893.2642.9016.1653.6266.898911上中下上中下上中下上中下豐水年4.71411.975.442.9013.2642.5385.4414.872.5381.8132.1761.088平水年4.7149.79112.334.3520.7250.7250.7254.7146.1650.7250.7250.725枯水年2.1762.9019.79114.514.7148.7030.7251.0880.7250.7250.7250.725123上中下上中下上中下上中下豐水年2.5382.5383.2641.4517.6153.9897.2539.0661.0889.7916.895.077平水年0.7251.0881.0883.9890.7250.7251.8132.9012.1763.6266.5288.703枯水年1.0880.7250.7250.7250.7251.0883.9896.5282.1760.7252.5389.066由上表得出在XX電站沒有引水的情況下：多年平均日流量為：Q平=5.61m3/s多年平均徑流總量：W平=17691.7萬方XX水電站上游3km處有XX電站的引水壩，正常情況XX電站引水渠道可引3.5m3/s，當XX電站的引水壩的流量大于3.5m3/s時，即流入XX電站水庫，徑流分配成果如下表:XX電站引水3.5m3/s后XX電站各典型代表年的徑流分配成果表單位：m/s4567上中下上中下上中下上中下豐水年6.651.210.8518.260.4912.091.948.8316.816.6511.0112.82平水年0.002.3021.8816.453.752.6614.990.001.580.005.207.02枯水年1.214.840.008.8311.014.480.490.000.002.663.398911上中下上中下上中下上中下豐水年1.218.471.940.000.000.001.9411.370.000.000.000.00平水年1.216.298.830.850.000.000.001.212.660.000.000.00枯水年0.000.006.2911.011.215.200.000.000.000.000.000.00123上中下上中下上中下上中下豐水年0.000.000.000.004.120.493.755.570.006.293.391.58平水年0.000.000.000.490.000.000.000.000.000.133.035.20枯水年0.000.000.000.000.000.000.493.030.000.000.005.57由上表得出在XX電站引水3.5m3/s的情況下：多年平均日流量為：Q平=2.99m3/s多年平均徑流總量：W平=9429.26萬m3以上計算成果在以后水能計算中直接采用。2.3洪水XX電站所在流域無實測洪水資料。由于XX電站下游的XX電站引水壩與XX電站引水壩相距僅550米，XX電站集雨面積111.8km2，XX電站電站集雨面積116km2，可以直接將XX電站的洪峰流量采用比擬法移用過來。XX電站采用推理公式法和綜合單位線法兩種方法推求設計洪水，根據水文比擬法，可以求得XX電站大壩壩址設計洪水流量如下表：干流河長加權平均坡降j根據表中計算，采用綜合單位線法計算所得洪水稍大，但差值在20%以內。因此XX電站大壩壩址最后采用綜合單位線法計年一遇洪峰流量1078m3/s。2.4泥沙及冰情本電站主要是利用XX電站的棄水量發(fā)電，靠近XX電站水庫尾就是上游電站壩址，據上游電站資料，石坎河中懸移質輸沙量較小。庫區(qū)獨立匯水面積僅數平方公里，且植被較發(fā)育，斜坡片流沖刷較弱。庫岸存在一定的邊岸再造問題，因此水庫淤積主要固體物質來源是右岸公路和左岸引水渠以下邊岸再造產生的滑塌碎屑物。初估庫外進入庫區(qū)淤積物不大。流域地理緯度較低，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，根據XX縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫21.6℃,極端最高氣溫為39.3℃（1953年8月極端最低氣溫為-0.6℃（1967年2月11日）。因此,這里出現冰凍情況極少。2.5水位∽流量關系曲線XX電站下游梯級為XX電站，XX電站廠房與XX電站引水壩相距僅180m,處在XX庫區(qū)范圍，根據業(yè)主提供的實測資料，XX電站翻板閘閘頂高程60.583m，經計算復核，XX電站建成后正常發(fā)電和XX電站一起正常發(fā)電時Q=6.86m3/s,相應水位60.3m,故定60.3m為正常尾水位。可見與XX電站正常運行沒矛盾。XX電站在校核洪水（P=2%，Q=1078m3/s）情況下，3扇弧形閘門全開，壩前水位81.294m，經洪水回水計算：庫尾85.22m,壩后72.3m。XX電站廠房下游梯級XX電站引水壩相距僅180m,XX電站壩頂高程60.583m,在校核洪水（P=2%，Q=1119m3/s）情況下，XX電站壩前水位63.083，經洪水回水計算得，故定XX電站廠房地面高程63.3m。各處水位~流量關系曲線圖如下：電站大壩下游電站大壩下游Z-Q曲線圖696867660200400600800100012001400160018002000Q（m3/s)受XX縣XX水電站業(yè)主委托，XX核力工程勘察院韶關分院承擔了XX水電站工程勘測地質勘察工作任務。內、外業(yè)任務已經完成，該分院并提供了報告及有關成果圖件資料，可研勘察的主要任務是：10000綜合工程地質測繪，初步查明區(qū)域穩(wěn)定性對工程的影響，為水電站可行性研究提供地質依據。（2）對電站各主要建筑物樞紐區(qū)進行工程地質勘察與測繪，初步查明樞紐區(qū)的工程地質條件。（3）根據國家相關技術規(guī)范、規(guī)程，本次工程地質勘察主要采用野外地面測繪及鉆探等方法進行綜合勘察。（4）進行天然材料的初步調查。本階段完成地質勘察工作量見表。工程地質勘察工作量表3-l3mm組53.2區(qū)域地質3.2.1地形地貌工程區(qū)域處于石坎河的中游。石坎河由北西往南東流，于XX鎮(zhèn)匯入XX，XX出北往南流，于XX市匯入北江。石坎河流域內為低山丘陵地貌。兩岸山頂高程多在115～500m，相對高差達55~440m。XX縣XX電站樞紐區(qū)河段，兩岸地形高差較大，谷坡陡峻，河谷狹窄，河流較湍急，谷底河床寬度20～40m。3.2.2地層巖性本區(qū)出露的地層有寒武系八村群(∈bcc-d）、泥盆系桂頭群(Dgt)、老虎拗組(D2l)和第四系(Q)。巖性有燕山中期侵入的石坎巖體r52。分述下面：寒武系八村群(∈bcc-d本區(qū)寒武系八村群遭受巖漿侵入破壞，巖層出露不全，僅出露寒武系八村群中上部巖層。巖性主要為：灰綠色細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，夾灰白色長石石英砂巖。厚度超過380m，分布于XX縣XX水電站工程樞紐區(qū)間段。泥盆系（D桂頭群(D1-2gt)巖性主要為:灰白、黃白色中細粒石英砂巖、及少量泥質石英粉，中粗粒石英砂巖，夾砂礫巖。厚度190～450m，分布于水電站廠房下游河段。老虎拗組(D2l)巖性主要為:紫紅色石英砂巖，復礦砂巖及少量鐵質頁巖，厚度60~540m，分布于水電站廠房下游河段。5m，分布于石坎洞洞床及溪流溝床；殘坡積碎石士，厚度1～10m不等，分布于緩坡臺地。巖漿巖：本區(qū)出露的巖漿巖為燕山中期侵入的石坎巖體，巖性為粗、中粒斑狀黑云母花崗巖，分布于石坎河上游匯水區(qū)，水電站庫尾上游，呈巖體產出，遠離工程區(qū)。3.2.3地質構造與地震區(qū)域上本區(qū)地處北東向吳川——四會深斷裂帶和東面向佛崗——豐良深斷裂帶交匯處。在區(qū)內出露的主要是石英砂巖，構造以袍皺構造為主，斷裂構造不發(fā)育。裙皺：位于電站工程區(qū)及東南部，為一軸向北東的向斜，組成褶皺的地層為:寒武系八村群海相碎屑巖、泥盆系桂頭群和老虎拗組海相碎屑巖，向斜槽部為老虎拗組，兩翼為寒武系八村群，軸向NE50°。北西翼為寒武系八村群，遭受燕山期巖漿侵入破壞嚴重，巖層傾角25~80°,南東翼地層較完整，巖層傾角35~800。水電站工程樞紐區(qū)位于北西翼為寒武系八村群分布區(qū)。斷裂：北東向吳川——四會深斷裂帶和東面向佛崗一豐良深斷裂帶在區(qū)內表現形式主要為巖漿侵入而沿深斷裂帶分布的花崗巖巖體，區(qū)內斷裂構造不發(fā)育，僅在水電站工程樞紐區(qū)以外南部有一條北東向斷層。發(fā)育于寒武系八村群和泥盆系桂頭群中，延伸長約5km，斷層產狀和力學性質不明。本區(qū)有多期巖漿巖侵入，歷史構造活動強烈。但未發(fā)現新構造運動和活動斷裂。0.05g，對應地震基本烈度為Ⅵ度，地震動反應譜特征周期為0.25~0.35s，屬區(qū)域構造較穩(wěn)定區(qū)。3.2.4物理地質現象河谷物理地質現象包括沖溝侵蝕切割、斜坡片流沖刷、巖體卸荷、崩塌、掉塊脫落等。兩岸侵蝕沖溝發(fā)育問距約200~1000m。由于在工程區(qū)巖層大部分呈單斜狀，巖層傾向南東，石坎河自北西往南東流，河流兩岸多呈切層坡，河流灣多，凹岸處巖體卸荷變形現象在凹岸處較發(fā)育，架空、變形、崩塌、墜石隨處可見；河流深切割造成的高陡岸坡卸荷變形的作用，坡體上巖體破碎，穩(wěn)定性差，在水流作用下，易發(fā)生砰屑流、胡塌等地質現象。3.2.5水文地質簡況石坎河河段為低山丘陵區(qū)，兩岸小支流和沖溝發(fā)育，兩岸地表水均向石坎河排泄，水量來源主要為大氣降水。該區(qū)屆亞熱帶季風氣候，氣候溫暖混潤，雨量充沛。大氣降水多形成地表徑流，入滲量相對較小，徑流途徑短。根據地下水賦存介質的不同，地下水類型主要為孔隙水、基巖裂隙水。孔隙水主要賦存于河流兩岸坡的殘坡積，厚度不均一，一般0~5m，屬于弱透水層。故其富水性差?；鶐r裂隙水賦存于區(qū)內的各巖組內，由于巖體內節(jié)理、裂隙張開度較低，主要是大氣降水補給，故其富水性差。3.3庫區(qū)地質3.3.1地形地貌壩址區(qū)屬低山峽谷地貌，擬建壩址為河道拐彎處，左壩肩為河道凹岸，從河床到左岸公路呈近直立的岸壁，高約35米。右壩肩為河道凸岸，是一低山脊，坡度20°左右，河谷斷面呈近直立不對稱的“V”形狹槽，谷底河槽寬22m，壩址上下游100m河床縱比降約2.5%。庫區(qū)地形以山地為主，兩岸地形較陡，坡面物質結構松散，排泄條件良好，水庫蓄水不會產生浸沒問題。3.3.2地層巖性庫區(qū)除庫尾見少量燕山第二期中粒斑狀黑云母花崗巖外，全部河段分布的地層為寒武系八村群。巖性主要為:灰綠色細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，夾灰白色長石石英砂巖。厚度超過380m，分布于XX縣XX水電站工程樞紐區(qū)河段。3.3.3地質構造庫區(qū)分布的地層為寒武系八村群，為一單斜地層。巖層走向NE，傾向SE，傾角25°--80°,與石坎巖體呈侵入接觸。庫盆區(qū)未發(fā)現斷層，巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育。庫盆區(qū)地質結構總體屬于巖層傾向下游，庫首段偏左岸的橫向谷或斜層谷。庫區(qū)物理地質現象主要為沖溝侵蝕切割、巖石風化、斜坡片流沖刷、巖體掉塊脫落等。較大沖溝左岸2條。庫區(qū)為低山峽谷河段，兩岸高陡，地表及地下水均從兩岸向石坎河排泄，徑流途徑短。地下水類型主要為孔隙水和基巖裂隙水?？紫端饕植加谏狡職埰路e層內，基巖裂隙水分布于基巖裂隙內。細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，央灰白色長石石英砂巖等砰屑巖屬相對隔水層?？傮w上庫區(qū)河谷兩岸地下水以較陡水力坡降向河床徑流，以散流狀向河床排泄。3.3.4庫區(qū)工程地質評價（1）庫岸穩(wěn)定條件庫盆區(qū)兩岸松散堆積層分布廣泛，但厚度較小，水庫蓄水后松散堆積層存在明塌等邊岸再造問題，基巖埋深小或裸露地表，因此岸坡不會出現較大規(guī)模的滑坡等現象。庫岸穩(wěn)定性較好。（2）水庫地基抗?jié)B條件庫盆形態(tài)狹長，兩岸山體雄厚，構成庫盆的主要為細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，央灰白色長石石英砂巖等，深部巖石透水性微弱;兩岸坡高陡，地下水向石坎河徑流，地下分水嶺高于水庫設計正常蓄水位，庫區(qū)不存在滲漏問題。（3）水庫淹沒和浸沒條件庫盆范圍無村鎮(zhèn)稻田分布，天然植被以少量灌木為主，庫區(qū)右岸公路和左岸引水渠標高均高出水庫水面5m以上，水庫蓄水不會產生淹沒問題。庫區(qū)地形以山地為主，兩岸地形較陡，坡面物質結構松散，排泄條件良好，水庫蓄水不會產生浸沒問題。（4）水庫淤積和污染問題本電站主要是利用上游電站的多余水量發(fā)電，靠近庫尾就是上游電站壩址，據上游電站資料，石坎河中懸移質輸沙量較小。庫區(qū)獨立匯水面積僅數平方公里，且植被較發(fā)育，斜坡片流沖刷較弱。庫岸存在一定的邊岸再造問題，因此水庫淤積主要固體物質來源是右岸公路和左岸引水渠以下邊岸再造產生的滑塌碎屑物。初估庫外進入庫區(qū)淤積物不大。綜上所述，水庫工程地質條件較好，即庫岸基本穩(wěn)定，初估庫外進入庫區(qū)淤積物不大，水庫蓄水不會產生岸坡塌方問題。3.4壩址工程地質3.4.1地質條件概述（1）地形地貌特征壩址區(qū)屬低山峽谷地貌，擬建壩址為河道拐彎處，左壩肩為河道凹岸，從河床到左岸公路呈近直立的岸壁，高約35米。右壩肩為河道凸岸，是一低山脊，坡度20°左右，河谷斷面呈近直立不對稱的“V”形狹槽，谷底河槽寬22m，壩址上下游100m河床縱比降約2.5%。（2）地層巖性壩址區(qū)河床和右岸基巖裸露，巖性為寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖，右岸有1~3m第四系殘坡積碎石士。基巖為寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖。（3）地質構造特征褶皺：壩址區(qū)巖層為一個單斜構造，由寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖，巖層產狀為120°~130°∠45°~58°。斷層：據野外地質測繪及勘探，初步查明壩基外延200m范圍內無斷層通過。節(jié)理裂隙：壩址區(qū)左岸和河床基巖裸露，據地面統(tǒng)計，節(jié)理裂隙主要發(fā)育二組及卸荷裂隙，即一組走向310°~330°,傾向北東或南西，傾角60°~90°。規(guī)模長數米，微張，線節(jié)理率1~2條/m。結構面平直略粗。一組走向30°~50°,傾向北西或南東，傾角60°~90°。規(guī)模長數米，微張，線節(jié)理率1～3條/m。結構面平直略粗。3.4.2水文地質特征(1)、透水層(帶)據ZK1、ZK3、ZK4揭露，壩址右岸強透水層(q>100Lu)分布于上部淺層殘坡積碎石土，下限埋深3m左右;中等透水層(10＜q≤100Lu)下限埋深10～13m;左岸和河床弱風化中厚層狀細粒石英砂巖裸露，強透水層(q>100Lu)分布于上部淺層巖體，下限埋深1～2m;中等透水層(10<q≤100Lu)下限埋深10m左右。(2)、相對隔水層(帶)以透水水層下帶(q≤3Lu)為相對隔水層，壩址區(qū)微風化中厚層狀細粒石英砂巖為相對隔水層，頂界埋深在10～13m。(3)、地下水位及補徑排據兩岸ZK1、ZK3、ZK4鉆孔資料，壩址區(qū)兩岸地下水較平緩，平均坡降在0.115左右，埋深0～26m。兩岸地下水向石坎河排泄，屬地下水補給河水型。(4)、水質特征本次未河水樣進行水質成分分析試驗，據清水潭電站資料，河水水質符合《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)混凝土用水的指標要求。水對混凝土無腐蝕性。3.4.3壩址工程地質評價由上一節(jié)地質條件概述中地形地貌、地層巖性及地質構造和水文地質條件等特征綜合分析可以看出，該壩址工程條件基本良好，現作如下評價：（1）壩基強度及抗滑穩(wěn)定右岸坡腳處薄層坡殘積碎石土力學強度低，穩(wěn)定性差，不可用作壩基持力層，應全部清除，右岸：清基水平深度2～8m、垂直深度2～5m;左岸:清基水平深度2～5m、垂直深度2～6m;河床基巖裸露，清基深度2～3m。壩址區(qū)全巖性為寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖，巖性單一。巖石根抗壓強度Rb>60MPa，屬堅硬巖類。巖石質量統(tǒng)計分類屬較差。壩址區(qū)無斷層、節(jié)理裂隙等結構面較發(fā)育，兩岸局部都有節(jié)理密集帶分布，總體上壩址區(qū)巖體以中厚層狀結構:巖體完整性為較完整。壩址區(qū)無緩傾下游的結構面發(fā)育，北西向節(jié)理裂隙走向310～330°,傾向北東或南西，傾角60～90°,該組傾向北東的節(jié)理裂隙結構面傾向下游，但傾角60～90°,對壩基抗滑穩(wěn)定無影響。在壩址河床諸多結構面組中，交線與河床面角度較大，對壩基抗滑穩(wěn)定影響不大。該工程屬低壩，水頭小，水壓較小，壩基巖體抗剪性較好，因此壩基最接觸滑動或淺層滑動的可能性小，產生深層滑動的可能性極小。（2）壩肩壩基滲透和滲漏條件據地表及鉆探資料，壩址區(qū)無斷層，表層節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理裂隙面微張，邊通性較差，在庫水壓力下沿這些通道發(fā)生滲透破壞的可能性不大。從地表及鉆探揭露的情況來看，壩址區(qū)巖性中厚層狀細粒石英砂巖，為相對隔水層，滲漏主要愛基巖節(jié)理裂隙發(fā)育程度影響。初步分析認為壩基壩肩滲漏以裂隙及破碎帶集中滲漏類型為主。壩址區(qū)基巖風化程度為弱~微風化。弱風化中厚層狀細粒石英砂10～13m;微風化中厚層狀細粒石英砂巖為相對隔水層，頂界埋深（3）邊坡穩(wěn)定條件壩址右岸坡一條北東向山脊斜坡，坡度20～30°,坡走向120°,巖層產狀:120～130°∠45～58°,坡面基巖大部分裸露，坡腳處薄層坡殘積，總體上為大角度斜交逆向中等傾角硬巖質岸坡，邊坡的整體穩(wěn)定主要取決于結構面與坡面的相互組合。60～90°,與岸坡近直交，對邊坡穩(wěn)定影響不大。北東節(jié)理裂隙走向30～50°,傾向北西或南東，傾角60～90°,該組傾向北西節(jié)理裂隙結構面與坡面同向，為不利組合，但傾角60～90°,對邊坡穩(wěn)定不會有太大影響。壩址左岸坡最大高度35m，坡度37～70°,坡走向135°。巖層產狀:120～130°∠45～58°,坡面基巖裸露，為斜交順向中等傾角硬巖質高懸坡，邊坡的整體穩(wěn)定主要取決于結構面與坡面的相互組合。層面與邊坡小角度斜交順向，且層面傾角小于坡度，為不利組合，對邊坡穩(wěn)定性影響較大，北西向節(jié)理裂隙走向310～330°,傾向北東或南西，傾角60～90°,與岸坡近直交，對邊坡穩(wěn)定影響不大。北東節(jié)理裂隙走向30～50°,傾向北西或南東，傾角60～90°,該組傾向南東的節(jié)理裂隙結構面與坡面同向，為不利組合，但傾角60～90°,對邊坡穩(wěn)定不會有太大影響。3.4.4建議物理力學參數建議參數系參考所取試樣試驗后所得數據，類比其它工程巖石(體)所得。弱風化石英砂巖：γ=26~27KN/m3、C=200~300KPa、ψ=37~40°、C’=0.7~1.5MPa、f’=0.8~1.2、Rb=50~60MPaEo=5~10GPa、μ=0.20~0.23、[R]=4.0~5.0Mpa、C’砼/巖=0.7~1.1Mpa、f’砼/巖=0.9~1.1Mpa3.5廠區(qū)地基工程地質3.5.1地質條件簡述廠房位于石坎右岸北西向山脊的東側坡坡腳處，地形為單面坡，坡度36°。廠房后部為構造侵蝕切割低山地形，海拔高程最高可達248米，相對高差可達190米。山坡地形受巖石組成及流水侵蝕影響，地形較陡。（2）、地層巖性廠房廣泛分布第四系殘坡積砂質粘土，基巖為寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖。第四系(Q)：第四系廣泛分布，巖性為殘坡積砂質粘土，黃褐~色，可塑，主要由粉粘粒及石英粉、細砂組成。稍濕，呈可塑~硬塑狀。土質不均勻。厚度1.0～5.0m。推薦該層地基承載力特征值fak=220kPa。寒武系八村群(∈)：弱風化砂巖:呈厚層狀分布于整個場地第四系層底部，層面起伏變化較大，層面埋深1.0~5.0m，青灰色，變余砂狀結構，塊狀構造，硅質膠結，裂隙較發(fā)育，巖質硬。巖石天然單軸飽和抗壓強度55.6~63.0MPa，平均61.3MPa。推薦該層地基承載力特征值(f)=3000kPa。（3）地質構造廠區(qū)構造不發(fā)育，巖層為單斜巖層，裂隙較發(fā)育。（4）水文地質場地地下水賦存形式主要有：孔隙潛水和基巖風化裂隙水兩種類型。孔隙潛水：主要賦存于第四系粉質粘土中，其補給主要以大氣降水補給為主，富水性弱，地下水的排泄主要以潛流形式向周邊低洼處排泄；基風化裂隙水：主要賦存于中風化砂巖的裂隙中，由上部孔隙潛水滲透及河流側向補給，富水性較中等。3.5.2工程地質評價殘坡粉質粘土：呈層狀分布，呈可塑~硬塑狀，承載力一般，分布不穩(wěn)定；不宜做建筑物樁基礎持力層。弱風化石英砂巖：分布穩(wěn)定，承載力高，是建筑物的理想的基礎持力層。根據場地地層結構及巖土的物理力學性質特征結合建筑物的承載力要求綜合分析：廠房及附屬建筑物采用淺基礎基礎型式，以弱風化石英砂巖為持力層。建議措施：廠區(qū)開挖形成邊坡，殘坡積粉質粘土遇水易軟化，導致邊坡失穩(wěn)，必須對邊坡進行支護。3.5.3廠房區(qū)工程巖石（體）建議力學參數建議參數系參考所取試樣試驗后所得數據，類比其它工程巖石(體)所得。殘破積粉質粘土(Qed1)：γ=18r～20KN/m3、C=10～20Kpa、弱風化石英砂巖(∈)：γ=26~27KN/m3、C=200~300KPa、ψ=37~40°、Eo=5~10GPa、μ=0.20~0.23、[R]=4.0~5.0MPa。3.6發(fā)電輸水隧洞地質3.6.1地質條件概況XX縣XX水電站規(guī)劃為低壩結合有壓短引水隧洞方案進行發(fā)電。引水線路布置于右岸，穿過一條北西向山脊，最大水平埋深145m，隧洞通過山脊最高點高程為220m，山坡坡度24～44。隧洞全長577.05m，縱坡降1‰，進水口底板高程72.74m，出口底板高程72.18m，采用圓形有壓洞，洞橫截面4.9㎡。(1)地層巖性隧洞沿線穿過地層為寒武系八村群。巖性主要為：灰綠色細粒石英砂巖、粉砂巖和灰綠色、黑色板巖互層，以石英砂巖為主。(2)地質構造引水線路地質構造為單一的單斜，沿線地層產狀：120～130o∠45°~58°沿隧洞未發(fā)現斷層，節(jié)理裂隙較發(fā)。(3)水文地質石坎河道切割深，地下水排泄面低、比降緩，但隧洞位置低，接近河床，推測地下水位以下。地下水類型為基巖裂隙水，主要賦存于強~弱風化巖體，富水性弱~中等；微風化~新鮮巖體富水性微弱，屬為相對隔水層。從隧洞沿線地形和散布的泉點分布情況調查分析，隧洞開挖中受地下水影響小，其裂隙水不豐富?；鶐r裂隙水主要出上部第四系孔隙水、大氣降水及鄰近山體補給，通過裂隙通道向沖溝石坎河排泄。環(huán)境水對混凝土無腐蝕性。3.6.2發(fā)電輸水隧洞工程地質評價(1)隧洞進口引水隧洞進口位于壩前右岸265m處，岸坡呈陡崖，進口頂板上是上游電站的引水渠。隧洞從陡崖進洞，成洞條件好，但施工條件差。基巖為寒武系八村群的細粒石英砂巖，巖體弱風化，中厚層塊狀，完整性好，巖層產狀150°∠51°,傾向山內，無不利組合結構面發(fā)育。綜上所述，隧洞進口洞臉邊坡為層狀單斜結構巖質邊坡，一般較穩(wěn)定，僅局部受節(jié)理裂隙切割，且進口頂板距上游電站的引水渠底板厚度小，可能發(fā)生明塌。建議對邊坡局部不穩(wěn)定巖體作噴錨支護處理，其余噴混凝土，掘進時采用超前管棚支護。(2)隧洞圍巖工程地質分類及穩(wěn)定性評價隧洞圍巖分類采用《水利水電工程地質勘察規(guī)范))(GB50287-99)附錄P及《中小型水利水電工程地質勘察規(guī)范》(SL55?2005)附錄A圍巖工程地質分類法。隧洞圍巖主要為弱~微風化巖體，巖體完整性較好，結構面多呈閉合狀，節(jié)理不發(fā)育，不利于隧洞圍巖穩(wěn)定的結構面組合相對較少，圍巖工程地質分類主要根據上述圍巖的巖石強度、巖體完整程度、結構面狀態(tài)、地下水和主要結構面產狀五項因素進行綜合評分分類，初步分析認為引水隧洞圍巖為"II"、"III"類。圍巖穩(wěn)定性較好，工程地質條件較好。3.7天然建筑材料工程建筑使用材料，就其產地的分布、儲量、質量及開采條件進行了調查，簡述如下：塊石料均可就近開采。選擇在壩址下游左岸山頭，為大面積分布石英砂巖，儲量豐富，堅硬致密，飽和抗壓強度＞400kpa，質地較純，成層較好，易開采，運距0.5km左右。隧洞石方開挖料部分利用。工程用砂采取外地購買，在距工地11km的XX鎮(zhèn)的XX河有一大型砂礫場，各種粒級齊全，可按需直達工地。工程用礫石采用隧洞開挖的石渣現場加工。3.8結論與建議(1)區(qū)域構造環(huán)境較穩(wěn)定；(2)庫區(qū)不存在滲漏問題；庫岸穩(wěn)定性較好；初估庫外進入庫區(qū)淤積物不大；水庫蓄水不會產生淹沒問題；水庫蓄水不會產生浸沒問題；(3)壩址岸坡無較大不利結構面組合，整體基本穩(wěn)定:巖性為寒武系八村群中厚層狀細粒石英砂巖，巖性單一。巖石混抗壓強度Rb>60MPa，屬堅硬巖類?？傮w上壩址區(qū)巖體以中厚層狀結構；巖體完整性為較完整；該工程屬低壩，水頭小，水壓較小，壩基巖體抗剪性較好，因此壩基接觸滑動或淺層滑動的可能性小，產生深層滑動的可能性極??；壩址區(qū)無斷層，表層節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理裂隙面微張，連通性較差，在庫水壓力下沿這些通道發(fā)生滲透破壞的可能性不大；壩址區(qū)下伏及兩岸基巖皆為弱風化中厚層狀細粒石英砂巖，巖體較完整，抗沖性較好:(4)引水隧洞固巖為"II"、"III"類。圍巖穩(wěn)定性較好，工程地質條件較好。(5)廠房區(qū)殘坡砂質粘土:呈層狀分布，呈可塑~硬塑狀，承載力一般，分布不穩(wěn)定，不宜做建筑物樁基礎持力層；弱風化石英砂巖：分布穩(wěn)定，承載力高，是建筑物的理想的基礎持力層。4工程任務和規(guī)模4.1工程建設的必要性及任務4.1.1流域規(guī)劃概況XX電站所在河流是XX的一級支流——石坎河，石坎河發(fā)源于石坎鎮(zhèn)石磯頂。集雨面積150km2，流域平均坡降10.3‰，山嶺高程一般在115m～500m，地勢為西北高，東南低，水流匯入XX后再進入北江，屬北江水系。為充分利用水力資源,XX縣編制完成了“XX縣石坎河流域規(guī)劃報告”，XX電站是規(guī)劃的電站之一。XX電站壩址上游3km處是XX電站的引水壩，XX電站的引水渠的高程在87～85.5m,而XX電站是利用其棄水和漏水發(fā)電，XX電站正常蓄水位為80m，P=2%的庫尾洪水回水淹沒線高程是85.22m,可見與XX電站的發(fā)電是沒用矛盾的。XX電站的廠房下游180m處是XX電站的引水壩，XX電站63.30m，而XX電站的壩高60.583m,設計洪水位62.583m，校核洪水位63.083m（說明：XX電站與XX電站不是一高程系統(tǒng)，但按XX電站高程系統(tǒng)實測XX電站壩高為60.583m，而XX電站設計圖的高程62.80m,即在XX電站設計圖的高程減去2.217m后就是XX電站高程系統(tǒng)，本資料全部統(tǒng)一采用XX電站高程系統(tǒng)）。故防洪是安全的，XX電站修建不僅不會對XX電站的正常發(fā)電有影響而且XX電站水庫有一定的調節(jié)庫容，能使XX電站發(fā)揮更好的工程效益。4.1.2工程建設的必要性XX電站位于XX縣XX鎮(zhèn)境內，該鎮(zhèn)主要經濟來源為農業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)，社會經濟比較落后。XX縣地處粵北山區(qū)，隨著我國改革開放經濟建設的發(fā)展，XX縣在經濟建設和社會事業(yè)的發(fā)展上有了長足的進步，農村產業(yè)結構也得到了逐步調整，形成了工業(yè)、礦產、化工、建材、農副產品加工及旅游業(yè)等服務行業(yè)。對電力的需求利益迫切，用電量大增，社會用電量以每年10%--16%的速度遞增電力缺口較大?，FXX縣電力供應非常緊張，2005年全縣用電量為2.8億kwh，電力供應遠不能滿足需要，枯季缺電更加嚴重。隨著國民經濟的發(fā)展規(guī)劃，到2010年需電量3.5億kwh，到2015年量4億kwh，大量用電需省電網供應。開發(fā)小水電資源既是解決能源短缺，減少溫室氣體排放，優(yōu)化能源結構的重要手段，更是開發(fā)當地資源，實施循環(huán)經濟和構建和諧社會的重要措施。近年來，該XX經濟發(fā)展較快，對電力的需求量逐年增大，不斷開發(fā)和增加電源點以滿足工農業(yè)發(fā)展的需要意義十分重要。XX縣水力資源較為豐富，為充分開發(fā)利用水力資源，并為工農業(yè)生產提供優(yōu)質的清潔能源，因此，XX水電站建設是必要的。4.2正常蓄水位及死水位選擇4.2.1正常蓄水位確定庫容規(guī)模主要的考慮因素是：建壩造價合理、淹沒耕地少、增加調節(jié)庫容而增加的發(fā)電量等。根據工程情況，我們擬選三個正常蓄水位方案進行技術經濟比較計算，計算得出XX電站各方案的綜合電能指標。根據不同正常蓄水位方案回水成果，進行水庫淹沒調查，提出各方案淹沒實物指標；考慮到各方案年利用小時基本一致，初擬裝機容量一致，并提出各方案的工程投資。正常蓄水位方案進行技術經濟指標比較表表4-1指標方案方案一方案二方案三正常蓄水位m79裝機容量kw480480480設計年發(fā)電量萬kw.h年利用小時數h357336883802最大水頭m20.0220.52最小水頭m設計水頭m平均水頭m遷移人口人000淹沒田土畝008淹沒補償投資萬元0024土建投資萬元投資小計萬元211.7222.9257.8電量差值萬kw.h-5.5投資差值萬元-11.2-34.9差額度電投資元/kw.h2.0366.345為增加梯級電站的競爭能力，充分利用水力資源，在沒有淹沒耕地的情況下宜適當加大水庫的調蓄能力是有利的。因此，本可萬m3。4.2.2死水位確定由于庫容較小，為盡量提高水庫的調蓄性能，根據地質推薦及水庫淤積高程確定隧洞進口底板高程72.74m，按進水口的水力條件，確定水庫最低運行水位，同時又滿足一臺機組工作所需的最低水頭。經計算和比較確定水庫死水位為75.83m時，相應死庫容11.5m3。4.3徑流調節(jié)計算4.3.1徑流調節(jié)基本參數3.5m3/s，XX電站的棄水、漏水供XX電站發(fā)電。電站徑流調節(jié)計算采用以日為時段的豐、平、枯三個典型年的徑流資料按無調節(jié)水電站簡化辦法計算，三個典型年日流量分段天數統(tǒng)計見表，通過對各種保證率下流量和出力的統(tǒng)計分析，計算出力和發(fā)電量等動能指標，確定電站出力和發(fā)電量的關系，制定電站裝機最佳方案。該電站按引水式方案開發(fā)，根據本電站的布置特性，已得下列特征水位：1、大壩正常蓄水位為80.0m.2、電站正常尾水位60.3m。3、電站最低尾水位59.874、廠房地面高程63.30m。5、水輪機安裝高程60.40m。4.3.2水能計算故水能計算以該電站的設計凈水頭18.99米計算。考慮到該電站壩前庫容較小，按無調節(jié)水電站的水能計算方法計算，根據前面已計算的本電站壩址豐、平、枯三個設計代表年的旬平均流量扣除上游電站引用流量3.5m3/s。電站能量指標計算公式為：N＝8.0×Q×H（kw）式中：N——日平均出力（kw）8.0——機組出力系數，根據水輪機效率和發(fā)電機效率綜合分析確定。Q——機組發(fā)電引用流量（m3/s）。當日流量大于機組發(fā)電額定流量時，取額定流量計算；當日流量小于機組發(fā)電額定流量但大于1/3額定流量時，取日流量計算，小于1/3額定流量時,機組停機。H——發(fā)電凈水頭（m）E平均——多年平均發(fā)電量(kw·h)480kw，經計算：年發(fā)電量177萬kw·h，多年平均年利用小時數3688h。水能計算表如下表：XX電站水能計算表流量分組分組日流量的平均值出現天數累積天數保證率保證時間發(fā)電流量發(fā)電水頭電量差累積電量裝機年利用小QQnPh=8720PN=8.0*QHEt//（%）/（米）（米）（千瓦）（萬度）12345678911200.91802018.993038.40151.921.21440.01144818-2000.918018.992886.48303.842.42438.80152016-1820302.7423918.992582.64227.885.44436.38169015-1615.50302.7423915.518.992354.76151.923.63430.93183014-1514.5