【正文】 資江的一級(jí)支流，發(fā)源于寧鄉(xiāng)，經(jīng)桃江進(jìn)入赫山區(qū)，河道總長(zhǎng) 65km，平均坡降 %，流域總集雨面積 1015km178。，多年平均徑流總量 億 m179。，水能理論蘊(yùn)藏量 ,技術(shù)可開發(fā)量 ，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量 ，已開發(fā)量 。全流域（赫山區(qū)境內(nèi)）現(xiàn)建有小型水力發(fā)電站 6 個(gè)，裝機(jī) 13 臺(tái) 1695kw，年發(fā)電量 347 萬(wàn) kwh，現(xiàn)裝機(jī)僅占可開發(fā)裝機(jī)的 %。棋盤石電站是志溪河下流赫山區(qū)境內(nèi) 6 個(gè)梯級(jí)小電站的統(tǒng)稱，包括擬建的竹荊寺電站和已建的芭蕉電站、石筍電站、洋溪江電站、船形山電站、北峰山電站。在已建的幾個(gè)電站中，部分因 機(jī)組經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，設(shè)備嚴(yán)重老化，出力無(wú)法達(dá)到原設(shè)計(jì)指標(biāo)；部分因原設(shè)計(jì)對(duì)水能利用考慮不充分，產(chǎn)生大量棄水。本著充分利用水能資源，實(shí)現(xiàn)以電代薪的宗旨，本次 可研主要對(duì)其中的竹荊寺電站新建及對(duì)船形山、洋溪江、北峰山 電站進(jìn) 行設(shè)備更新及擴(kuò)容改造進(jìn)行分析論證，確定最佳水能開發(fā)方案，以提高水能開發(fā)的力度，達(dá)到以小水電代薪的目的。報(bào)告依據(jù)《水利水電可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》 DL502093 進(jìn)行編制。 水文 竹荊寺壩址是棋盤石電站項(xiàng)目的最下游，壩址以上流域 集雨面積863km2，干流長(zhǎng) ，干流平均坡降 ‰，年平均降雨量 1460mm，多年平均年徑流深 650mm，流域內(nèi)植被良好，地表徑流以山坡集雨為主。 本工程地處亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，雨量充沛，四季分明，嚴(yán)寒期短，無(wú)霜期長(zhǎng)。 5～ 9 月平均氣溫在 20℃以上； 5～ 6 月為梅雨季節(jié)，天氣沉悶，濕度大； 7～ 8 月在西太平洋副高熱帶控制下，極端最高益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 2 氣溫達(dá) 40℃以上。 棋盤石電站項(xiàng)目工程各壩址處特征流量見下表： 河壩名稱 積雨面積 (km2) 年平均流量 (m3/s) 15%豐水年流量 (m3/s) 50%平水年流量 (m3/s) 85%枯水年流量 (m3/s) 洋溪江 592 船形山 695 北峰山 760 竹荊寺 863 工程規(guī)模 棋盤石電站工程包括竹荊寺、芭蕉、石筍、洋溪江、船形山、北峰山共六個(gè)梯級(jí)電站，本次工程設(shè)計(jì)規(guī)模如下： 竹荊寺電站擬裝機(jī) 4 臺(tái) 800kw(4179。 200)，年平均發(fā)電量 288 萬(wàn) kwh。 洋溪江電站原裝機(jī) 2 臺(tái) 2179。 125kw，本次設(shè)計(jì)改建擴(kuò)容至裝機(jī)容量640kw（ 4179。 160kw），年平均發(fā)電量可至 230 萬(wàn) kwh。 船形山電站原裝機(jī) 2 臺(tái) 2179。 125kw，本次設(shè)計(jì)改建擴(kuò)容至裝機(jī)容量500kw（ 4179。 125kw），年平均發(fā)電量可至 168 萬(wàn) kwh。 北峰山電站原裝機(jī) 3 臺(tái) 3179。 125kw，本次設(shè)計(jì)改建擴(kuò)容至裝機(jī)容量535kw（ 3179。 125kw+1179。 160kw），年平均發(fā)電量可至 184 萬(wàn) kwh。 六處電站合稱棋盤石電站，主要是就近供電，多余的電量并入赫山區(qū)電網(wǎng)，本次設(shè)計(jì)總裝機(jī)容量為 2475kw，比目前裝機(jī)增加了 1600kw，增加年發(fā)電量 600 萬(wàn) kwh，其中以電代薪裝機(jī)容量 800kw。 工程布置及主要建筑物 竹荊寺電站 工程布置 根據(jù)工程所在地的地形、地質(zhì)等自然條件，攔水壩及廠址均位于益陽(yáng)益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 3 市高新區(qū)謝林港鎮(zhèn)。 采用明渠引水發(fā)電，尾水直接排入下游河道；變電站布置 于廠房左側(cè)。 主要建筑物 根據(jù)選定的工程布置方案，確定竹荊寺水電站工程主要建筑物包括進(jìn)水渠道、控制閘、廠房、變電站等。 洋溪江電站 洋溪江電站工程坐落于龍光橋鎮(zhèn)，本次更新擴(kuò)容改造調(diào)整裝機(jī)容量采用 4 臺(tái) 160kw 的水輪機(jī)組，廠房位置不變，只對(duì)廠房按新裝機(jī)組的空間要求進(jìn)行重修，此外對(duì)原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬以滿足過(guò)流要求。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。 船形山電站 船形山電站工程坐落于新市渡鎮(zhèn)，本次更新擴(kuò)容改造調(diào)整裝機(jī)容量采用 4 臺(tái) 125kw 的水輪機(jī)組，廠房位置不變，只對(duì)廠 房按新裝機(jī)組的空間要求進(jìn)行重修。對(duì)原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬以滿足過(guò)流要求。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。 北峰山電站 北峰山電站工程坐落于謝林港鎮(zhèn)，本次更新擴(kuò)容改造調(diào)整裝機(jī)容量采用 3 臺(tái) 125kw 和 1 臺(tái) 160kw 的水輪機(jī)組，原廠房不動(dòng)，只在現(xiàn)廠房旁邊增設(shè)一個(gè)新廠房。引水渠道還是利用原進(jìn)水渠道進(jìn)行拓寬。電站主要建筑物與竹荊寺電站相同，尾水直接排入下游河道。 水力機(jī)械 機(jī)組及其它主要機(jī)電設(shè)備 （ 1）水輪機(jī)主要參數(shù) 型號(hào)： ZD760LMY100 增加臺(tái)數(shù)： 11 臺(tái) 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 4 額定水頭： ～ 額定轉(zhuǎn)速： 300n/min 額定出力： 125～ 200kW 額定流量： ～ m3/s （ 2）調(diào)速器：選用 TT300 型自動(dòng)調(diào)速器，勵(lì)磁裝置采用 TKL 型。 （ 3）發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 型號(hào) SF12520/1180，額定功率 125kW，共 2 臺(tái)； 型號(hào) SF16020/1180，額定功率 160kW，共 5 臺(tái)； 型號(hào) SF20020/1180，額定功率 200kW，共 4 臺(tái)； 額定電壓 ，額定轉(zhuǎn)速 300n/min； 功率因數(shù) 。 （ 4）主 變壓器 型號(hào)： S9315KVA/10177。 %/ 臺(tái)數(shù)： 4 臺(tái) （ 5）斷路器：戶外 10kV 真空斷路器 型號(hào)： ZW110/400 臺(tái)數(shù)： 4 臺(tái) 施工 （ 1）土方工程施工：土方開挖采用挖掘機(jī)施工，土料就近堆放，開挖坡比為 1:。土方回填采用推土機(jī)分層鋪料，鋪料厚度不大于 30cm，然后采用履帶式拖拉機(jī)（帶碾磙）碾壓 ,機(jī)械碾壓不到的部位 ,應(yīng)輔以蛙式打夯機(jī)夯實(shí) ,最終壓實(shí)度不小于 。填筑材料選用粉質(zhì)粘土，其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。 （ 2） 漿砌石砌筑： 利用從外地運(yùn)來(lái)的石塊，用斗車或拖拉機(jī)運(yùn)送至砌筑工地，人工砌筑。 砌石工程施工順序：砂漿鋪設(shè) — 砌石安裝 — 砌縫填筑 — 鋼釬插搗密實(shí)— 養(yǎng)護(hù) — 轉(zhuǎn)入上層砌筑。砌石工程石料要求質(zhì)地堅(jiān)硬，砂漿應(yīng)艙滿，砌石牢固、穩(wěn)定。 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 5 （ 3）鋼筋砼澆筑：采用人力鋼筋制安，搭接長(zhǎng)度需滿足規(guī)范要求。人工制作模板，人工搭拆腳手架，砼采用攪拌機(jī)拌制，人力膠輪車運(yùn)送入倉(cāng)，插入式振動(dòng)捧配合平板震動(dòng)器振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)；并根據(jù)天氣變化情況采取必要的防凍措施。 工程投資估算 經(jīng)估算，完成本工程需總投資 萬(wàn)元，單位千瓦裝機(jī)投資指 標(biāo)9112 元 /kw,單位千瓦時(shí)發(fā)電量投資指標(biāo) 元 /kwh。 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 棋盤石電站是志溪河下游流域的一個(gè)水利梯級(jí)開發(fā)工程，各電站總增加裝機(jī)容量 1600kw，一年增加發(fā)電量 600 萬(wàn)度，總個(gè)工程靜態(tài)總投資 萬(wàn)元，按代燃料上網(wǎng)電價(jià) 元 /kw 計(jì)算，投資回報(bào)年限為 年，該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為 %＞ 12%綜上所述，興建該工程具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可消除安全運(yùn)行隱患，并可以緩解當(dāng)?shù)赜秒娋o張的局面，達(dá)到以柴代薪的目的，項(xiàng)目可行。 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 6 2. 水 文 流域概況 竹荊 寺壩址是棋盤石電站項(xiàng)目的最下游，壩址以上流域 集雨面積863km2，干流長(zhǎng) ，干流平均坡降 ‰，年平均降雨量 1460mm，多年平均年徑流深 650mm，流域內(nèi)植被良好，地表徑流以山坡集雨為主。 氣象 本工程地處亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，雨量充沛，四季分明，嚴(yán)寒期短，無(wú)霜期長(zhǎng)。 5～ 9 月平均氣溫在 20℃以上； 5～ 6 月為梅雨季節(jié)，天氣沉悶，濕度大； 7～ 8 月在西太平洋副高熱帶控制下，極端最高氣溫達(dá) 40℃以上；秋季極地氣團(tuán)勢(shì)力增強(qiáng)，天氣晴朗少雨；冬季受蒙古高原氣壓所控制，多出現(xiàn)東北風(fēng)；入春 后，赤道低壓北移，低緯海洋暖濕氣流增強(qiáng)，由東南南嶺向北移與北極氣團(tuán)相遇，是形成汛期暴雨的主要原因。 徑流 本工程流域內(nèi)無(wú)水文觀測(cè)資料，徑流計(jì)算引用石板灘水文站1959~1988 年的流量資料，按面積比推求志溪河各級(jí)河壩洪峰流量和多年平均流量 。 ① 石板灘站各種頻率洪峰流量推求如下： 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 7 石板灘站年最大日流量頻率計(jì)算表 序號(hào) 年份 年最大日流量(m3/s) 按大小排列的流量 (m3/s) 模比系數(shù) K K1 (K1)2 P=M/(N+1)179。100% 1 1959 2 1960 3 1961 4 1962 5 1963 6 1964 7 1965 8 1966 9 1967 10 1968 11 1969 12 1970 13 1971 14 1972 15 1973 16 1974 17 1975 18 1976 19 1977 20 1978 21 1979 22 1980 23 1981 24 1982 25 1983 26 1984 27 1985 28 1986 29 1987 30 1988 ∑ 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 8 計(jì)算得 Cv=∑（ (K1)2/（ N1） =采用 PⅢ 型曲線適線法 計(jì)算 ， 經(jīng)過(guò)適線假定 Cs== 比較合適，并查得各種頻率的模比系數(shù)如下： 頻率 p(%) 1 2 5 10 20 50 75 90 模比系數(shù) k 備注 Cv= Cs= 求得各種頻率的洪峰流量如下： 頻率 p(%) 10 5 2 1 重現(xiàn)期 (年 ) 2 20 30 50 100 200 500 模比系數(shù) K 最大洪峰流量 (m3/s) ②地區(qū)洪峰流量經(jīng)驗(yàn)公式的修正 以上是爛泥湖治理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院運(yùn)用石板灘流量資料得到的該地區(qū)洪峰流量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，由于石板灘流量資料系列延長(zhǎng)，對(duì)上述公式修正如下： 頻率 p(%) 重現(xiàn)期 (年 ) 經(jīng)驗(yàn)公式 10 10 Q10%= 5 20 Q5%= 30 %= 2 50 Q2%= 1 100 Q1%= 200 %= 500 %= F 為流域面積，石板灘站流域面積 F=127km2。 ② 石 板灘站各種頻率年平均流量的推求 益陽(yáng)市赫山區(qū)小水電代燃料棋盤石電站項(xiàng)目區(qū)可行性研究報(bào)告 益陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院