【正文】 筑物1 圓形隧洞隧洞長度 m 2665斷面尺寸 m 洞徑 底坡 ‰ 2 梯形明渠 　明渠長度 m 斷面尺寸 m 底坡 ‰ 3　 暗渠 　暗渠長度 m 73斷面尺寸 m 底坡 ‰ 一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告7序號 項目 單位 現(xiàn)狀 改造后 備注4 壓力管 m 鋼管長度 m 1742管徑 m 1 圓形閘門型式 平板閘門5 啟閉機機型號 QP16 固定式卷揚機6 檢修啟閉機型號 MD59 電動 鋼絲繩葫蘆㈣ 供水建筑物1　 型式 圓形涵管3　 主管長度 m 50003　 主管尺寸 m ～4　 支管尺寸 m 三 電站水頭及廠房1 水頭 m 398 3952 主廠房結(jié)構(gòu)形式 磚混平面尺寸 m 主廠房高度 m 發(fā)電機層地面高程 m 地面高程 3 副廠房結(jié)構(gòu)形式 磚混平面尺寸 m 副廠房高度 m 地面高程 m 四 機電設備㈠ 水輪機 臺 21 型號 CJA237W125/1 CJA47540W105/22 額定水頭 m 398 3953 額定出力 kw4 單機設計流量 m3/s 5 水輪機額定效率 % 88一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告8序號 項目 單位 現(xiàn)狀 改造后 備注㈡ 發(fā)電機 臺 21 型號 SFW320010/1730 SFW36008/17302 功率 kw 3200 36003 電壓 V 6300 63004 裝機總?cè)萘?kv 6400 72005 發(fā)電機額定效率 % 96㈢ 水輪發(fā)電機組綜合效率 % ㈣ 變壓器 臺 1 11 變壓器 S78000/35 S1110000/353 電壓 kv 35 35五 工程效益指標1 發(fā)電效益2 裝機容量 kw 6400 72003 保證出力 kw 4 多年平均發(fā)電量 萬 kwh （近三年平均） 增加 %5 年利用小時 h 3909 4179六 經(jīng)濟指標㈠ 靜態(tài)總投資 萬元1 總投資 萬元 2 建筑安裝工程費 萬元 3 機電設備購置費 萬元 4 獨立費用 萬元 5 基本預備費 萬元 ㈡ 經(jīng)濟指標1 單位千瓦投資 元/kw 15222 單位電度投資 元/kwh 3 發(fā)電經(jīng)營成本 萬元 4 上網(wǎng)電價 元/kwh 5 項目年收益 萬元 6 財務內(nèi)部收益率 % 7 國民經(jīng)濟內(nèi)部收益率 % 一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告91 前言 基本情況某一級水電站壩址工程位于某某縣寨崗鎮(zhèn)某村境內(nèi)，距縣城約 78km，有鄉(xiāng)村公路直達電站廠區(qū)及大壩，交通條件十分便利。壩址在北江流域一級支流綏江上游鳳崗水發(fā)源地，壩址以上集雨面積為，干流河長 ，干流河床平均比降 30‰。根據(jù)某水庫食水工程電站總體規(guī)劃，計劃梯級開發(fā)二級電站，現(xiàn)狀二級電站均已投產(chǎn)發(fā)電，本工程電站為梯級開發(fā)的第一級。工程始建于 1990 年 5 月，并于 1994 年 8 月完成投產(chǎn)，現(xiàn)有裝機容量為23200=6400kw，為年調(diào)節(jié)的引水式水力發(fā)電站。該電站業(yè)主為某縣某水電發(fā)展有限公司，以“某水電”為“龍頭”的縣屬國有企業(yè)。電站運行多年，為緩解某縣電力供需矛盾，促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了極其重要的作用。水庫還解決某縣大麥山、南崗、三排三個石灰?guī)r鄉(xiāng)鎮(zhèn) 15 個管理區(qū)，78 個自然村的瑤族同胞用水困難，可改善下游 萬畝土地的灌溉。電站業(yè)主某一級水電站申報該站列入農(nóng)村水電增效擴容改造項目。2022 年 2 月由某一級水電站委托我院承擔《某縣某一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告》的調(diào)研與編制工作。在本次初步設計工作中，收集電站近年來的運行資料，針對原電站的運行現(xiàn)狀，存在的問題進行了調(diào)查，并對相關(guān)水工建筑物、水力機械、電氣、金屬結(jié)構(gòu)等設備進行安全性分析和效益分析，做出增效擴容改造必要性的評價，提出需改造的內(nèi)容。一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告10由于本次設計周期短、設計基礎(chǔ)資料不足，為完成好設計任務，我院及時組成項目組開展相關(guān)工作，有關(guān)領(lǐng)導和工程技術(shù)人員在第一時間就技術(shù)改造工程的問題對某一級水電站進行了實地調(diào)查，實地調(diào)研及收集有關(guān)資料，針對本工程的特點和存在的主要問題，推薦維持工程總布置和大壩正常蓄水位現(xiàn)狀，更換或更新機電設備的增效擴容改造方案，形成本報告供審查。本次增效擴容改造后電站總裝機容量 7200kW, 年平均發(fā)電量可達 萬kWh，與實際年發(fā)電量相比增加 萬 kWh。某一級水電站增效擴容改造工程總投資 萬元，改造后單位千瓦投資為 1522 元/kW，新增電量成本為 元/kWh。 工程建設過程某一級水電站始建于 1990 年 5 月 9 日，1994 年 3 月 15 日堵洞下閘蓄水；電站于1991 年 11 月動工，1994 年 8 月 8 日投產(chǎn)；水庫工程目前已運行了 18 年。本樞紐工程主要包括大壩（主壩和副壩） 、泄洪洞、供水隧洞和灌溉發(fā)電輸水隧洞、壓力管道、發(fā)電廠房及升壓站等，現(xiàn)有規(guī)模 23200=6400kw。某一級水電站工程主要建設過程及大事紀要如下：1990 年 5 月正式動工。1989 年冬黃連北校至某進庫公路開工，1992 年冬完成。1990 年 5 月 9 日輸水隧洞動工開挖，1994 年 6 月輸水隧洞完工。1991 年 6 月 1 日泄洪（含導流）洞正式開挖，1991 年 11 月 16 日開挖完成。1991 年 11 月主壩動工，1994 年 6 月完成。1991 年 11 月副壩動工，1992 年春完成。1994 年 3 月 15 日導流隧洞堵洞截流，1994 年 4 月 10 日竣工，水庫開始蓄水。一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告111994 年 6 月 30 日泄洪洞開始泄流。1994 年 7 月 16 日輸水隧洞開始充水，8 月 3 日電站轉(zhuǎn)入正常運行。1994 年 8 月 2 臺機組投產(chǎn)發(fā)電。11994 年 6 月主壩左岸山坡受洪水沖刷，土層松軟 850～858m 高程，1995 年 2月至 5 月進行防滲灌漿。11997 年某水庫首期工程（水庫樞紐工程）竣工驗收。12022 年該電站水庫工程完成安全鑒定加固工作。 工程現(xiàn)狀存在的主要問題根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及查閱電站歷史運行資料，某一級水電站為上世紀 90 年代初期建設的，電站運行至今已 18 年，該電站水庫工程于 2022 年完成安全鑒定加固工作。雖然在運行期間經(jīng)多次維護和完善，但仍存在著相當多的問題，該電站存在機電設備磨損、效率低、金屬結(jié)構(gòu)銹蝕、變形等眾多問題，電站大修、小修不斷，但檢修效果甚微，發(fā)電量呈逐年減少趨勢，效益明顯下降，電站機電設備故障頻繁、運行效率低是引起工程發(fā)電量和效益下降的主要原因。根據(jù)電站水文水能計算及電站建成初期發(fā)電量及效益分析，該電站資源優(yōu)勢明顯，水能充足，電站尚有增容的空間，電站效益增長潛力較大。為充分利用水能資源，最大限度發(fā)揮電站效益，本次對該電站進行全面改造（增容）是非常必要的。 增效擴容改造初步設計工作開展過程受某縣某水電發(fā)展有限公司委托，我院承擔某一級水電站增效擴容改造工程初步設計任務，任務承接后，我院馬上安排技術(shù)人員于 2022 年 2 月至電站現(xiàn)場進行了調(diào)查、實地測量、地質(zhì)勘察等野外踏勘任務，收集了電站建設及運行相關(guān)資料，為工程的初一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告12步設計工作做了充分的前期準備。2022 年 3 月對電站現(xiàn)狀主要建筑物結(jié)構(gòu)進行分析及計算，對電站基本參數(shù)、水文、電能及裝機等進行了合理性分析，并經(jīng)方案比較，提出了本工程主要改造方案，編制了《某縣某一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告》 （即本報告） 、相關(guān)圖紙及工程概算。一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告132 現(xiàn)狀分析及改造必要性評價 水資源概況某一級水電站工程所屬流域為北江流域一級支流綏江上游鳳崗水發(fā)源地，壩址以上集雨面積為 ，干流河長 ，干流河床平均比降 30‰。根據(jù)某水庫食水工程電站總體規(guī)劃，計劃梯級開發(fā)二級電站，現(xiàn)狀二級電站均已投產(chǎn)發(fā)電，本工程電站為梯級開發(fā)的第一級，為年調(diào)節(jié)的引水式水力發(fā)電站，流域梯級開發(fā)及水資源利用情況詳見表 21。流域梯級開發(fā)情況表 表 21項目 單位 I 級 II 級 備注電站名稱 某一級水電站 徑口電站裝機容量 kw 6400 6000 合計：12400 kw某一級水電站建成投產(chǎn)后，開始幾年，由于流域內(nèi)植被條件較好，人類活動較少，電站運行效益顯著，電站年發(fā)電量基本能達到 2780 萬度左右，但隨著流域內(nèi)人類活動的逐漸頻繁，上游村民挖山?jīng)_砂、礦產(chǎn)業(yè)等的逐漸興起，流域內(nèi)水土流失情況嚴重，河水中含砂量逐漸增加，導致攔河壩壩前及引水系統(tǒng)淤積嚴重，實際引用流量減少，另外受當時設備技術(shù)落后等因素的影響，電站設備老化嚴重，特別是水輪機受含沙量的影響，設備磨損嚴重，且長期得不到更換和大修，電站發(fā)電量逐漸減少。根據(jù)電站運行人員調(diào)查反映，近幾年來，電站設備老化、漏水嚴重，特別是汛期時，大量徑流從壩頂溢流而去，而機組卻達不到額定出力，機組效率低是發(fā)電量減少的主要原因。另外，根據(jù)水文水能計算，某一級水電站現(xiàn)狀裝機 6400kw，年利用小時 3909h，發(fā)電量 萬 kwh， 。根據(jù)理論計算：按現(xiàn)狀裝機 6400kw，理論年利用小時一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告144344h，發(fā)電量 萬 kwh。綜上所述，從電站運行記錄及水文水能計算，該電站水能資源還是有保障的，甚至還有增容機組，合理利用汛期水能的潛能。 工程現(xiàn)狀及存在的問題 水工建筑物現(xiàn)狀及存在的主要問題某一級水電站主要水工建筑物及發(fā)電流道圖如下：某水庫（攔河壩、泄洪洞）→明渠→暗渠→輸水隧洞→壓力管道→電站廠房→尾水渠。根據(jù)實地調(diào)查及查閱電站相關(guān)資料，某一級水電站主要水工建筑物及存在的主要問題分述如下： 攔河壩（主壩）基本參數(shù)：均質(zhì)土壩，最大壩高 ，壩頂高程 ，壩頂長 120m，壩頂寬 （包括防浪墻及排水溝） ，其中防浪墻頂高程 ，寬 。迎水坡分二級，▽～ 坡比為 1:，采用干砌石護坡， 高程平臺寬為；▽～ 坡比為 1:。背水坡分三級，采用草皮護坡，▽～ 坡比為 1:， 高程平臺寬為 ，▽～837m 坡比為 1:，837m 高程平臺寬為 ，▽837m 以下為干砌堆石排水棱體，坡比為1:2?，F(xiàn)場檢查項目主要有壩頂、迎水坡、背水坡、觀測設施、排水系統(tǒng)等?，F(xiàn)狀分析及存在的主要問題：本水庫工程于 09 年完成大壩安全鑒定工作。①壩頂防浪墻砌體簡易平縫，墻腳長滿雜草；②迎水坡砌石尺寸小，坡面平整；③背水坡主要為草皮護坡，局部為漿砌石護坡，壩容相對較好，坡面形狀規(guī)則，排水溝和人行步級基本完好；④大壩安全監(jiān)測設施不齊全；⑤大壩有防汛照明設施。一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告15總體看來，攔河壩本身滿足擋水取水要求，結(jié)構(gòu)滿足要求，滲漏形態(tài)安全，需增加水文自動觀測設施等。 攔河壩（副壩）基本參數(shù)：粘土斜墻土壩，最大壩高 ，壩頂高程 ，壩頂長 102m，壩頂寬 （包括防浪墻） ，其中防浪墻頂高程 ，寬 。迎水坡分二級，采用干砌石護坡,▽～ 坡比為 1:， 高程平臺寬為 2m；▽～ 坡比為 1:。背水坡分一級，采用草皮護坡，▽～坡比為 1:,▽ 高程平臺寬為 2m，▽ 以下為干砌堆石排水棱體,坡比為 1:?，F(xiàn)場檢查項目主要有壩頂、迎水坡、背水坡、觀測設施、排水系統(tǒng)等?，F(xiàn)狀分析及存在的主要問題：①壩頂為泥結(jié)石路面，防浪墻砌體簡易平縫，墻腳長滿雜草；②迎水坡砌體完好，坡面平整；③背水坡壩容較好，坡面形狀規(guī)則；④大壩未設有沉降、位移及水位監(jiān)測設施。 泄洪洞基本參數(shù)：泄洪洞為無壓城門式隧洞，全長 ，其中進水口 12m，陡坡段，出口挑流段 。進口采用有閘控制，堰型為 a 型駝峰堰，堰頂高程，閘門為一扇 的弧形閘門。隧洞采用 C20 鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為 ～，洞凈寬均為 ，拱頂半徑為 ，側(cè)墻高由 3m 漸變?yōu)?。出口采用挑流消能，鼻坎高?,挑射角 20 度。泄洪閘現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：①啟閉機為手電兩用,設有備用電源,啟閉較好；②啟閉機室內(nèi)設有控制屏；③工作閘門為弧形鋼閘門，得到很好的維護，無銹蝕。泄洪洞現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：①由于進水口段緊靠山體，山體陡峭，巖石一級水電站增效擴容改造工程初步設計報告16風化較嚴重，時常有小石頭掉下來，可能發(fā)生局部塌方，影響公路通行；②進口處兩側(cè)側(cè)墻完好，其高度超過 7m，墻頂設有設置相應的欄桿。 明渠及暗渠基本參數(shù)：明渠段長 ，渠底寬 ，高 ，斷面形式為梯形，邊坡為1：，為 厚漿砌石護坡，底板高程 。暗渠段為兩側(cè)擋墻加混凝土頂拱方式，進口設有攔污柵，全長 73m，渠底寬 ，高 ,底板高程為 ，坡降 ‰，側(cè)墻凈高 ，底板為 厚 C15 混凝土。側(cè)墻及底板均為漿砌塊石襯砌?，F(xiàn)狀分析及存在的主要問題：①明渠及暗渠均為短渠，經(jīng)過流能力復核，過流能力均大于設計引用流量，滿足要求；②襯砌結(jié)構(gòu)完好，未出現(xiàn)過開裂、崩塌等不良現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。③由于引水壩的壩前淤積，導致區(qū)內(nèi)有淤砂現(xiàn)象，占用過流斷面，及時清淤即可。 輸水隧洞基本參數(shù)：輸水隧洞為灌溉發(fā)電洞，洞身段長 2665m，隧洞為圓形有壓隧洞，洞徑為 。現(xiàn)狀主要檢查項目有隧道進水口、啟閉設施、洞身段等。現(xiàn)狀分析及存在的主要問題：①進口攔污柵維護較好；②工作閘門維護較好；③洞身運行良好，襯砌未出現(xiàn)裂縫、滲漏、坍塌等情況；④出口