【正文】 龍 湘 電 站 擴(kuò) 建 改 造 工 程 可 行 性 研 究 報(bào) 告 工程設(shè)計(jì)證書1844124SB湖南省 新化縣水 車 電 站 擴(kuò) 建 改 造工 程 可行性研究報(bào)告 新化縣水利水電勘測設(shè)計(jì)院二O一O年十二月2設(shè)計(jì)單位： 湖南省新化縣水利水電勘測設(shè)計(jì)院工程設(shè)計(jì)證書編號： 184412Sb院 長 ：　陳新輝總 工 程 師： 袁頂華項(xiàng) 目 負(fù) 責(zé) 人 ：　 主 要 設(shè) 計(jì) 人 員： 2 目 錄1 綜合說明 3 4 5 國民經(jīng)濟(jì)評價(jià) 5 52 水文 8 8 9 9 13 17 17 18 20 21 23 234 工程總體布置及主要建筑物 24 24 255 水力機(jī)械、電工及金屬結(jié)構(gòu) 28 28 28 30 31 電氣二次 32 直流系統(tǒng) 34 廠用電系統(tǒng) 356 工程管理 36 36 367 施工組織設(shè)計(jì) 37 37 37 37 38 388環(huán)境影響評價(jià)及水土保持 39 39 39 40 40 40 449工程投資估算 469. 1取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) 46 47 投資主要指標(biāo) 47 資金籌措 48 具體投資表： 4810．經(jīng)濟(jì)評價(jià) 6710．1 概述 67 改造資金籌措 67 參數(shù)取值說明 68 國民經(jīng)濟(jì)初步評價(jià) 68　龍 湘 電 站 擴(kuò) 建 工 程 可 行 性 研 究 報(bào) 告3新 化 縣 水 利 水 電 勘 測 設(shè) 計(jì) 院1 綜合說明，距縣城53km，在水車古城河上筑壩攔水，引水2160m在古城村建站發(fā)電。水車電站由新化縣水利水電工程技術(shù)人員規(guī)劃設(shè)計(jì)，于1979年5月破土動(dòng)工，1980年8月建成投產(chǎn)發(fā)電。電站大壩控制集雨面積49km2，設(shè)計(jì)水頭22m。電站裝機(jī)1100KW及1125KW機(jī)組各一臺，共2臺225KW。電站設(shè)計(jì)設(shè)備年利用小時(shí)2222小時(shí)。電站投產(chǎn)時(shí)即就地并入新化縣地方電網(wǎng)運(yùn)行，1986年水車35千伏變電站建成投運(yùn)時(shí)，即通過10千伏線路在水車變電站并入地方電網(wǎng)運(yùn)行至今。電站1980年8月建成投產(chǎn)時(shí)，,建成大壩、渠道、前池、壓力管道等攔引水工程，建廠房一座，安裝水輪發(fā)電機(jī)組2臺共225KW。大壩為漿砌石壩，壩高3m， m，大壩控制集雨面積49平方公里；引水渠長2160m，矩形斷面，大部分未襯砌，斷面不規(guī)則，其中渡槽2條計(jì)40m；前池長14m，寬5m、深6m；壓力管道為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，由當(dāng)?shù)氐男禄h水電預(yù)制廠制造，管道全長90m，廠房一棟，建筑面積240平方米。電站建設(shè)投產(chǎn)時(shí)，屬水車公社社辦企業(yè)，水車鎮(zhèn)組建水電公司后，電站產(chǎn)權(quán)屬于水車鎮(zhèn)水電公司。2008年12月，電站改制使電站成為私有制企業(yè)，現(xiàn)在，水車電站是一個(gè)有28個(gè)股東的私有股分制電站。為了充分利用水資源，發(fā)揮電站的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)水車電站各股東和有關(guān)水電部門的技術(shù)人員調(diào)查研究分析，決定對電站進(jìn)行擴(kuò)建，本次設(shè)計(jì)有關(guān)資料全部由水車電站提供，我院編制完成《水車水電站擴(kuò)建改造工程可行性研究報(bào)告》。為了消除電站設(shè)備、設(shè)施的隱患，充分利用水車電站的水能資源和發(fā)揮水車電站的工程效益，對電站的水工建筑物和機(jī)電設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)建改造。工程擴(kuò)建改造的具體內(nèi)容分為水工和機(jī)電兩部分：水工部分：攔河壩：大壩壩體加固；引水渠：原漿砌石渠三面砼加固處理。機(jī)電部分：（1）電氣部分：將原有2臺2125KW水輪機(jī)組、變壓器、進(jìn)水閘門等進(jìn)行更新。更換成1160KW+1250KW的水輪機(jī)組，按照水能計(jì)算成果和農(nóng)村小水電管理的要求，選擇具有效率高、運(yùn)行性能好、維護(hù)簡單方便的新型水輪發(fā)電機(jī)組和一套技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度較高、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理功能的配電裝置和檢測、控制、操作裝置。（2）進(jìn)水閘、沖砂閘的控制改造，進(jìn)水閘能實(shí)現(xiàn)快速關(guān)閉。（3）設(shè)置水位自動(dòng)觀測裝置。本工程靜態(tài)總投資 ，其中：，機(jī)電設(shè)備及安裝、。電站擴(kuò)建改造完成后，h，h，單位投資6956元/kw。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)分析，該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率、貸款償還年限等指標(biāo)均滿足合理要求。經(jīng)濟(jì)評價(jià)計(jì)算指標(biāo)如下： 國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)經(jīng)計(jì)算年財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率FIRR=%＞8%財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值FNPV=＞0投資回收年限P(t)=一、擴(kuò)建改造積極性高。電站事務(wù)會擴(kuò)建改造工程有很高的積極性，決心抓住這次項(xiàng)目機(jī)遇，徹底改善電站的硬件設(shè)施差的狀況，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。二、配套工程基礎(chǔ)較好。水車電站有較好的水利條件，水量有保證，開發(fā)利用新化的水能資源，加強(qiáng)小水電建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)村電氣化，能加快社會主義新農(nóng)村建設(shè)，因此，擴(kuò)建改造工程具有較好的群眾基礎(chǔ)。三、配套設(shè)施潛力大。電費(fèi)收入是水車電站的主要經(jīng)濟(jì)收入來源，電站的擴(kuò)建改造完成之后。一、①擴(kuò)建改造是改變工程現(xiàn)狀的迫切需要：電站修建于上世紀(jì)七十年代末八十年代初，那時(shí)正值國家困難時(shí)期，社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)非常落后，工程從設(shè)計(jì)到建設(shè)都存在許多不足，大壩、引水渠和發(fā)電廠房等水工建筑物存在不少缺陷和安全隱患，限于當(dāng)時(shí)設(shè)備制造等及年代久遠(yuǎn)的原因，水輪機(jī)選型與水頭不配套，水輪機(jī)標(biāo)牌出力125KW，經(jīng)過多年的運(yùn)行老化，單機(jī)實(shí)際最大出力只有70kw左右，尤其是機(jī)電設(shè)備運(yùn)行近30多年來，發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子絕緣強(qiáng)度降低，在春、夏季節(jié)，停機(jī)超過24小時(shí)，定子絕緣電阻值下降到2MΩ以下，每次開機(jī)并網(wǎng)需要一段較長的干燥時(shí)間，存在安全隱患，效率逐漸下降。②原配電裝置技術(shù)落后，直流電源采用交流整流方式，一旦廠用電消失，直流電源也隨之消失，嚴(yán)重影響了保護(hù)裝置的可靠性，繼電保護(hù)和檢測裝置都比較原始，速動(dòng)性、靈敏性、準(zhǔn)確性都很低。許多設(shè)備已被淘汰，原型號的機(jī)電產(chǎn)品現(xiàn)在無法從市場上采購，兩臺發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)廠家已轉(zhuǎn)行，對機(jī)組的零配件更換和維修造成困難。③設(shè)施和設(shè)備存在許多難以處理的缺陷和安全隱患。引水壩壩基沖刷淘空，溢流面侵蝕嚴(yán)重。發(fā)電廠房屋頂蓋為木屋架掛小平瓦，許多平瓦破碎，屋頂漏水嚴(yán)重，而市場再?zèng)]有生產(chǎn)相同的平瓦，處理漏水必須整體改造。廠房沒有設(shè)置行車、檢修主機(jī)吊裝困難。主閥操作純手動(dòng)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且啟閉時(shí)間長。水輪機(jī)前、后蓋磨損嚴(yán)重，轉(zhuǎn)輪汽蝕多次焊補(bǔ)破壞了原葉片形狀。主軸彎曲變形，軸承運(yùn)行溫度偏高等。④主廠房的噪音大，夏、秋季節(jié)廠房內(nèi)溫度高，最高達(dá)到40。C以上，而在冬季室內(nèi)溫度又很低，加上機(jī)組風(fēng)葉，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的冷風(fēng)寒風(fēng)刺骨，運(yùn)行人員的值班條件非常艱苦。上述問題不僅嚴(yán)重制約著電站效益的發(fā)揮，潛在的安全隱患更是危及著電站的生存，電站設(shè)備的更新改造非常必要。二、電費(fèi)收入是水車電站的全部經(jīng)濟(jì)收入來源，電站的擴(kuò)建改造完成之后，水車電站的年發(fā)電量將比過去提高100多萬度。電站的設(shè)備煥然一新，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代管理從客觀上具備了物質(zhì)基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)效益的提高，極大地促進(jìn)單位的發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)灌區(qū)的新農(nóng)村建設(shè)。三、擴(kuò)建改造是新化縣農(nóng)村電氣化建設(shè)的需要：新化縣域的水能資源豐富，國家鼓勵(lì)和支持對水能資源的開發(fā)和利用。新化的經(jīng)濟(jì)社會非常落后，工業(yè)基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱，開發(fā)利用新化的水能資源，加強(qiáng)小水電建設(shè)，推動(dòng)農(nóng)村電氣化，早已是新化縣委、縣政府為擺脫貧困、實(shí)現(xiàn)工業(yè)強(qiáng)縣戰(zhàn)略和小康新化的具體舉措。擴(kuò)建改造后的水車電站必將為新化縣的農(nóng)村電氣化建設(shè)做出新的更大貢獻(xiàn)。2 水文我縣位于湘中部偏西，地理坐標(biāo)北緯27. 3139。 ~ 28 .1439。，39。 ~ 111 . 4139。東北至東南與漣源、冷水江市交界，南至西南與新邵、隆回縣為鄰；西至西北與淑浦縣接壤，北與安化縣毗連。資水從南往北呈Z形把全縣分東、西兩大片，俗有河?xùn)|、河西之稱。我縣全境均屬資水流域，縣內(nèi)主要由油溪河、大洋江、渠江三個(gè)流域控制。河?xùn)|油溪河流域?yàn)榈蜕角鹆辍⑸綅徣芪g地，區(qū)內(nèi)石灰?guī)r廣布， %，巖溶十分發(fā)育，暗河縱橫，洼地成串，溶洞萬千，滲漏嚴(yán)重，加之地勢較高，地形復(fù)雜，河谷深切，岸坡陡峻，田高水低。大洋江流域?yàn)榈蜕?、丘崗地，控制中和南部。流域?nèi)主要分布有砂巖、頁巖和石灰?guī)r，高差變化大，海拔高程在160 ~ 1622m之間。其流域上游主要以中山為主，森林覆蓋較好，降雨充足；下游以灰?guī)r為主溶蝕地貌，植被條件差。水車電站位于云溪河上水車鎮(zhèn)古城村，距新化縣城53公里，控制集雨面積49平方公里，流域地形為高山狹谷，植被良好，干流平均坡降15‰。上世紀(jì)八十年代至現(xiàn)在，為了開發(fā)利用云溪河的水能資源，水車電站上游開發(fā)了七節(jié)洞、龍湘、龍湘三級等電站，下游開發(fā)了雙江口、爐觀壩等電站。氣溫：℃?！?，出現(xiàn)在1971年7月26日，℃，出現(xiàn)在1977年元月30日。高溫一般出現(xiàn)在7 ~ 8月，低溫一般出現(xiàn)在1 ~ 2月。蒸發(fā)：，（新化站蒸發(fā)器口徑為20mm）出現(xiàn)在1963年；，出現(xiàn)有1989年；。風(fēng)速：最大風(fēng)速實(shí)測為28m/s，出現(xiàn)在1980年7月22日。降雨：。出現(xiàn)在1971年6月21日。新化縣所有河流均為資水水系，在本縣境內(nèi)直接匯入資水的集雨面積為3097平方公里；通過渠江從溆浦、安化二縣匯入資水的集雨面積為521平方公里。水文基本資料統(tǒng)計(jì)至 2000年底，水力資源統(tǒng)計(jì)資料截止時(shí)間為 2001年底。本流域無實(shí)測的長系列水文資料，但在其下游18km的金灘水文站是云溪河一個(gè)實(shí)測資料較長的水文站，1962年5月設(shè)站，1983年撤消。由于在其上游修建了半山水庫和43處小一、二型水庫，4798座山塘，水文站的一致性遭到了破壞。因此，金灘水文站不宜選作參證站，爐觀磨石灣水文站1960年設(shè)站，僅觀測了兩年就撤消了，也不宜選為參證站。與之相近的有有渠江流域的楊德溪水文站，楊德溪水文站，在流域內(nèi)上游設(shè)有水車、雙林二個(gè)雨量站。在流域內(nèi)下游設(shè)有巖山灣、止波塘、報(bào)木、土坪四個(gè)雨量站。在流域附近有新化氣象站的降水、蒸發(fā)等氣象資料。楊德溪水文站集雨面積568平方公里，1959年設(shè)站至2000年，積累了41年的降雨、徑流、洪水等資料。 m3／S。楊德溪水文站多年平均流量、水位、降雨量與時(shí)間關(guān)系圖”見圖。250—1000—200— 800—150— 600—100— 400— 50— 200— 0 — 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12時(shí)間（月）降雨量（毫米）流量（方/秒）—172—171—170—169—168水位（米） 圖 2— 1 渠江揚(yáng)德溪水文站多年平均流量、水位、降雨量與時(shí)間關(guān)系圖而渠江楊德溪水文流域?qū)偕絽^(qū)、尤其中、上游是高山區(qū)，境內(nèi)農(nóng)田稀少，森林茂密，雨量充沛，可知渠江流域單位集雨面積的徑流量在新化縣境內(nèi)應(yīng)是最大的。鑒于渠江流域人類活動(dòng)影響小，水文變化的代表性較好，故選用楊德溪水文站作為主要 參證站。渠江流域水力資源復(fù)查的水文氣象、徑流系列資料，直接采用楊德溪水文站的基本資料，按各驗(yàn)證站集雨面積比換算。借近本流域的渠江流域溆浦兩江口鄉(xiāng)境內(nèi)的楊德溪水文站，楊德溪水文站控制集雨面積568平方公里，1959年設(shè)站至1998年，積累了40年的降雨，徑流、洪水等長系列實(shí)測資料。楊德溪水文站位于本流域西部的渠江流域，盡管楊德溪站不在本流域內(nèi)，但相隔很近，降水氣候條件以及水文地質(zhì)、地形及植被情況均基本相同，兩站控制面積也基本相近，可以選用楊德溪水文站作為參證站。據(jù)楊德溪水文站1959年4月至1998年3月平均流量頻率統(tǒng)計(jì)， m3/s，離差系數(shù)Cv=，取Cv=。選用皮爾遜Ⅲ型線，Cs=2Cv，點(diǎn)繪年平均流量頻率曲線。結(jié)果理論點(diǎn)與實(shí)測點(diǎn)配合較好，符合計(jì)算要求。年平均流量頻率為10%、50%和90%時(shí)， m3/s、 m3/s、 m3/s。水車電站的徑流依據(jù)楊德溪的徑流用集雨面積比加以推求，再考慮兩流域的產(chǎn)流條件加以修正。其計(jì)算公式為： Q水＝F水/F楊Q 楊 α 式中：Q水：水車電站壩址徑流量 m3/s。 Q楊：楊德溪站徑流量 m3/s F水：水車電站壩址控制集雨面積 km2。 F楊：楊德溪站控制集雨面積 km2。 α ：因產(chǎn)流不同的徑流修正系數(shù)。楊德溪和云溪河的自然地理、地質(zhì)和植被等條件基本相近，據(jù)云溪河上游的水車站、。則水車電站的多年平均流量為： Q水=49/568= m3/s此數(shù)據(jù)與與原設(shè)計(jì)平均年徑流數(shù)據(jù)完全吻合。根據(jù)水車、雙林、止波塘、報(bào)木、下團(tuán)、半山六個(gè)測站1959年至1998年40年實(shí)測降水資料，計(jì)算楊德溪流域面雨量H年=。徑流年內(nèi)分配，采用典型年法確定徑流年內(nèi)分配。按照水文水利計(jì)算的要求，選用豐水年、平水年和枯水年，從楊德溪實(shí)測徑流資料中選用。2001年11月至2002年10月為豐水年，年徑流頻率接近10%， m3/s，洪峰高，洪量大，汛期明顯而集中；1967年11月至1968年10月為平水年，年徑流頻率接近50%， m3/s，徑流年內(nèi)分配接近多年平均情況，年降水量也接近多年平均值；1991年11月至1992年10月為枯水年，年徑流頻率接近90%， m3/s，年降水量的頻率都接近90%，%，具有明顯的枯水期。 m3/s， m3/s基本相等。水車電站各種典型年的徑流年內(nèi)分配如表23表23表233：水電站裝機(jī)容量為410kW，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，工程等別為 Ⅴ等工程，屬小[1]型，主要建筑物級別為5級，次要建筑物為5級。引水渠工程屬小(二)型工程，主要建筑物為五級，次要建筑物為五級，按規(guī)范要求水電站設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇。本工程屬小型引水式電站、低壩擋水，攔河壩對洪水的調(diào)節(jié)作用甚微，因此，對洪量和洪水過程可以不予考慮計(jì)算，本次不再復(fù)核洪水。表231 水車電站豐水年（P=10%）徑流年內(nèi)分配表～月旬