【正文】 ：經(jīng)武漢工業(yè)大學(xué)工程結(jié)構(gòu)與力學(xué)系大量實(shí)驗(yàn)研究表明：玻璃鋼管具有優(yōu)異的抗凍性能，在零下 20℃時(shí)，管內(nèi)結(jié)冰后不會(huì)發(fā)生凍裂。較小的管徑，就可以帶來(lái)較好的運(yùn)行效益。纖維纏繞玻璃鋼制品，可以通過(guò)改變樹(shù)脂 系統(tǒng)或增強(qiáng)材料來(lái)調(diào)整玻璃鋼管的物理和化學(xué)性能，以適應(yīng)不同介質(zhì)和工作條件的需要，通過(guò)結(jié)構(gòu)層厚度、纏繞角和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)整管體的承載能力，制成不同壓力等級(jí)的具有某種特殊性能的產(chǎn)品，這是同性金屬材料無(wú)法與其相比的。玻璃鋼管道經(jīng)久耐用，安全系數(shù)在 6以上，據(jù)實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)表明：其工程壽命可長(zhǎng)達(dá) 50～ 100年。而玻璃鋼管道（ FRP）是由玻璃纖、不飽和聚脂樹(shù)脂和填料組成的新型復(fù)合管道。 對(duì)前室斷面結(jié)構(gòu)擬定兩個(gè)方案，方案一，采用重力式擋土墻，方案二采用懸臂式擋土 墻。本站引水渠采用塑膜防滲土渠型式是切實(shí)可行的，也是經(jīng)濟(jì)合理的。 生活管理區(qū)集中布置在廠區(qū)西側(cè)，以四合院的型式布置。 1000KW。 二方案：站址放在壓力管線 1+025 處，該方案壓力管長(zhǎng) 1025 米，設(shè)計(jì)流量 m3/s，設(shè)計(jì)水頭 ，裝機(jī)容量為 2020KW，該方案的優(yōu)缺點(diǎn)恰好 與方案一相反，但在現(xiàn)實(shí)條件下較為可行。 渠首位置有二個(gè)方案：一方案位于火炬電站尾水上游 270m處，二方案位于火炬電站尾水下游 50m處，渠首布置型式相同，均為攔河閘式渠首，地形條件相近，但一方案工程量較大，估算投資 ，并且因截取火炬電站發(fā)電尾水，每年須交發(fā)電水費(fèi) ；二方案工程量較小，估算投資 ，較一方案節(jié)省投資，且避免了與火炬電站尾水的交叉干擾，因此，選定二方案，即渠首位于火炬電站尾 水下游 50 米處。 （ 2）電站水頭特性及額定水頭的選定 該站為引水式水電站 ,可利用的河道落差為 30m，根據(jù)初步選定的壓力前池和尾水渠正常水位之差為 ，減去流道的沿程水頭損失與局部水頭損失之和，得 ，選定水頭為 。 注：在發(fā)電小時(shí)欄中，每月扣除 5%的檢修時(shí)間。 計(jì)算得， N1= N 保 =1078KW。合計(jì)每戶年均電炊、電暖用電量 ，試點(diǎn)區(qū)總戶數(shù)為 1211戶，則試點(diǎn)區(qū)居民生活規(guī)劃總用電量為 。 XX電力負(fù)荷的構(gòu)成比較單一，主要是工農(nóng)業(yè)及生活用電，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電所占比重較大， 占總負(fù)荷的 80%，因此，網(wǎng)上用電負(fù)荷呈現(xiàn)出較強(qiáng)的季節(jié)性，夏季農(nóng)業(yè)用電高峰期，電力供需矛盾突出，電力不足部分由 XX電網(wǎng)補(bǔ)充。 目前 XX 電網(wǎng) 35KW 以上輸電線路 18條，總長(zhǎng) 384公里，其中阿卡爾四級(jí)水電站 莫合泉 110KV輸電線路 59公里。 總之，生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，保護(hù)和建設(shè)好生態(tài)環(huán)境建設(shè)已成為西部大開(kāi)發(fā)的主要建設(shè)內(nèi)容之一 ，在 XX場(chǎng)積極實(shí)施退耕還林還草、天然林保護(hù)和生態(tài)防風(fēng)固沙林建設(shè)的同時(shí)，如果不從源頭解決居民生活燃料問(wèn)題，將直接影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)效，通過(guò)實(shí)施小水電代柴項(xiàng)目建設(shè)，有效地改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境及生存環(huán)境，為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。 新疆 XXXXXX地處 XX河中上游，干旱少雨，氣候惡劣，水資源相對(duì)匱乏， 森林覆蓋度較低。全 XX總戶數(shù) 1437戶，其中 XX 部 226戶，連隊(duì) 1211戶。 4 工程 任務(wù)和規(guī)模 ⑴水能規(guī)劃成果及審查主要結(jié)論 1994 年 — 1995年由 XX、 XX 共同完成的“ XX 流域規(guī)劃報(bào)告”中，對(duì) XX 五級(jí)水電站進(jìn)行了初步規(guī)劃。 101～ 2179。 3) C1 和 C2 砂礫料場(chǎng)需修便道共 ，平均運(yùn)距 。 （ 2）儲(chǔ)量 儲(chǔ)量計(jì)算采用平均厚度法。 水電站工程地質(zhì)條件 (1) 電站樞紐工程地質(zhì)包括前池、壓力管、電站廠房、尾水及泄水陡坡部分。 樁號(hào) 1+615 處， 0~ 是低液限粉土，承載力標(biāo)準(zhǔn)值 150kpa。 105cm/s，高壓縮性，承載標(biāo)準(zhǔn)值 fk120kpa。滲透系數(shù) 179。 地質(zhì)構(gòu)造 (1) 區(qū)域地質(zhì)，北是阿拉套復(fù)背斜三級(jí)地質(zhì)構(gòu)造單元，南是別景他烏復(fù)背斜三級(jí)地質(zhì)構(gòu)造單元，中間是 XX 斷凹四級(jí)地質(zhì)構(gòu)造單元。 擷取對(duì)電站發(fā)電影響大的冬季各月水溫資料，見(jiàn)下表： 表 261 冬季各月水溫表 月 份 11 12 1 2 3 平均 水溫（℃） 2． 6 0． 8 0． 4 0． 6 1． 9 1． 3 影響河流冰情的因素很多，歸納起來(lái)主要有：氣溫、河床坡降、河水補(bǔ)給源等因素， 由于 XXX 站所處河段冬季有深層地下水補(bǔ)給，水溫較高，全年封凍日數(shù)很少，該段河流多年冰情見(jiàn)下表： 表 262 河流多年冰情表 最早結(jié)冰 日 期 最晚融冰 日 期 封凍日期 解凍日期 平均封凍 天 數(shù) 最早 最晚 最早 最晚 10月 29日 4月 28日 11月 1日 1月 21日 11月 15日 2月 19日 14 該段河流冬季無(wú)冰壩、冰塞等現(xiàn)象，對(duì)工程的建設(shè)無(wú)不利影響。 XX 最大洪峰流量由山區(qū)暴雨成洪峰疊置于融雪洪水之上而成。安格里格鄉(xiāng)水管站提供的資料均已含南二支引水量、在此直接引用。 據(jù) XX水管站提供的資料，這股泉水流量常年穩(wěn)定在 。 （ 4）、資料整編情況 A、 X 站資料 一九九四年至一九九五年， XX開(kāi)展了 XX、精河流域規(guī)劃工作，由 XX水文水資源勘測(cè)大隊(duì)編制完成的“ XX、精河流域地表水資源評(píng)價(jià)”報(bào)告，通過(guò)了由水利廳組織的專家評(píng)審，該資料是目前我州最新的有關(guān)地表水資源方面的資料，在這個(gè)材料中，水文觀測(cè)資料系列截止到一九九零年，系列年數(shù) 35 年。見(jiàn)“引水口相關(guān)位置圖”。 1000 年發(fā)電量 萬(wàn) 年利用小時(shí) 時(shí) 6206 四、主要工程量與材料量 挖土方 萬(wàn) M3 填土方 萬(wàn) M3 漿砌石 萬(wàn) M3 3633 砼、鋼筋砼 M3 4965 金屬結(jié)構(gòu)安裝 t 木材 M3 50 水泥 t 1820 鋼材 t 126 五、所需勞動(dòng)力 總工日 20200 勞動(dòng)工人數(shù) 人 400 六工程占地 工程永久占地 畝 177 七、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 靜態(tài)總投資 萬(wàn)元 總投資 萬(wàn)元 建筑工程 萬(wàn)元 機(jī)電設(shè)備及安裝工程 萬(wàn)元 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程 萬(wàn)元 臨時(shí)工程 萬(wàn)元 其它費(fèi)用 萬(wàn)元 預(yù)備費(fèi) 萬(wàn)元 建設(shè)期還貸利息 萬(wàn)元 綜合利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電站單位千瓦投資 元 /KW 8241 單位電度投資 元 / 發(fā)電成本 元 / 經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率 % 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 上網(wǎng)電價(jià) 元 / 投資回收期 年 工程區(qū)域位于 X 縣城以東 5 公里。 XXXX五級(jí)水電站工程估算總投資 ，靜態(tài)投資 ，單位千瓦投資 。 XX五級(jí)水電站由引水系統(tǒng)、廠房、升壓站、尾水系統(tǒng)等建筑物組成，工程本身對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。 興建 XX五級(jí)水電站工程，對(duì)于加速 XX的脫貧致富將起到積極的促進(jìn)作用。從河坎至南部淺山區(qū)約 1公里范圍內(nèi)，地勢(shì)較平緩。規(guī)劃的審批意見(jiàn)： XX中上游徑流的年內(nèi)分配較均勻，具有明顯的泉水河流特征，水能資源豐富，具備發(fā)展小水電的有利條件。 ⑵工程任務(wù)： XX 五級(jí)水電站工程建設(shè)的任務(wù)主要是為 XXXX 小水電 代燃料生態(tài)工程試點(diǎn) 項(xiàng)目 區(qū) 提供清潔無(wú)污染的電能，以電代燃料，解決生態(tài)保護(hù)區(qū)人民群眾生產(chǎn)、生活用能源問(wèn)題，以此來(lái)鞏固退耕還林還草，能保證退耕還林還 草戰(zhàn)略能夠退得下、穩(wěn)得住、能致富、不反彈。 10′ 30″， 北緯 44176。規(guī)劃該站裝機(jī)容量 2179。 （ 10）、《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》 SL20498； （ 11）、《小水電經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)程》 。地震基本裂度為 7度，自然建筑材料儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量滿足工程建設(shè)要求。引水渠長(zhǎng) ， 壓力管長(zhǎng) 。 本工程需要考慮施工導(dǎo)流的主要建筑物為引水渠首；它在施工過(guò)程中的導(dǎo)流主要考慮兩個(gè)方面，一是對(duì)火炬電站尾水的導(dǎo)流，二是對(duì)上游河道洪水的導(dǎo)流，前者為施工期間的主要導(dǎo)流設(shè)施，后者則主要為防洪導(dǎo)流，只需從火炬尾水交通橋后開(kāi)挖一條土渠槽，將水導(dǎo)入擬建渠首的下游河道中即可；對(duì)渠首上游河道洪水的導(dǎo)流，需考慮從渠首上游端翼墻到渠首下游端翼墻沿河道北面推筑土堤圍堰，將整個(gè)閘體連同上下游整治段圍護(hù)在圍堰南面，以避免洪水的侵襲。 12179。 工程區(qū)域內(nèi)冬季有穩(wěn)定的積雪，積雪厚度在 20cm左右，冬季標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為。 上述各灌溉 引水口觀測(cè)項(xiàng)目?jī)H為流量觀測(cè)。 徑流量的多年變化可通過(guò)變差系數(shù)、模比系數(shù)值得以反映，根據(jù)“地表水資源評(píng)價(jià)報(bào)告”上述參數(shù)見(jiàn)下表。 5～ 10 月水量占 73%， 11月～來(lái)年 4月水量占 27%。 XX 洪水類型為融雪暴雨混合型。 （ 3）懸移質(zhì)與推移質(zhì) 河流泥沙以懸移質(zhì)為主，粒徑多在 以內(nèi)。 (2) 低山是上第三系上新統(tǒng)低液限粘土（ N2）及上覆第四系中下更新統(tǒng)冰積地層（ Q12gl），顆粒成份為白色花崗巖。由于場(chǎng)區(qū)南半部有引水灌渠補(bǔ)給地下水相當(dāng)明顯，地下水位在灌溉與非灌溉季節(jié)相差 1~2m，地下水是第四系沖洪積物孔隙潛水，礦化度＜ 1g/L，化學(xué)類型是重碳酸型水，對(duì)混凝土、鋼筋混凝土無(wú)侵蝕性。101cm/s，承載力標(biāo) 準(zhǔn)值 fk300kpa。~（ Q2~3apl），直徑＞ 2mm的顆粒超過(guò) 50%，形狀呈次圓狀、次棱角狀，暗色顆粒較多 ,中密；不均勻系數(shù) Cu＞ 5，曲率系數(shù) CC＜ 1，級(jí)配不良 。 101cm/s，承載力標(biāo)準(zhǔn)值240kpa。 根據(jù)該工程所處位置，遵循就地取材的原則，礫和砂在河漫灘就近篩取。 3)C1和 C2 料場(chǎng)共計(jì)凈礫儲(chǔ)量 m3，凈砂儲(chǔ)量 m3。 106cm/s，承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk120～300kpa，是良好的建設(shè)場(chǎng)地。 (4) 建筑材料：所選料場(chǎng)的砂礫料符合質(zhì)量技術(shù)要求，運(yùn)距短，儲(chǔ)量滿足設(shè)計(jì)需要，是水電站工程良好的天然建筑材料。 ⑵社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀 XXXX 是以農(nóng)業(yè)為主、農(nóng)林牧結(jié)合的農(nóng)墾企業(yè)，下屬 6個(gè)農(nóng)業(yè)連隊(duì)和 13 個(gè)工交建商企業(yè)，全 XX土地總面積 ，其中耕地 面積 7萬(wàn)畝，草場(chǎng)面積 萬(wàn)畝，林地面積 ，荒地面積 ，其他面積 。 新疆地處西北邊陲，歐亞大陸腹地，氣候干燥，降雨量小，蒸發(fā)量大，森林覆蓋度低。小水電代燃料生態(tài)項(xiàng)目便是其保證措施之一。中央領(lǐng)導(dǎo)多次強(qiáng)調(diào)“ XX是新疆社會(huì)穩(wěn)定、建設(shè)和保衛(wèi)邊疆安全的一支可靠力量”，具有“保衛(wèi)和建設(shè)邊疆的特殊使命”。 電站現(xiàn)狀 全 XX現(xiàn)有小型水電站三座，總裝機(jī)容量 3520Kw，占全 XX水電裝機(jī)容量的 13%，占全 XX水火電總裝機(jī)容量的 7%。電力主要由自有水電供給，下網(wǎng)電價(jià) 元 ，自有水電平均發(fā)電成本為 元 。 根據(jù)試點(diǎn)區(qū)的實(shí)際情況，參照農(nóng)村電氣化達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)生態(tài)戶用電情況。即： 豐水年（ P=20%，典型年為 1972年） Q 年均 =平水年（ P=50%，典型年為 1988年） Q 年均 =枯水年（ P=80%，典型年為 1995年） Q 年均 =將以上三個(gè)典型年月平均流量以 m3/s為間隔，計(jì)算各流量值的經(jīng)驗(yàn)頻率，繪制流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，見(jiàn)圖 451。按戶均代燃料裝機(jī)容量 計(jì)算，算得代燃料裝機(jī)容量需1938kW。 本工程配套一座攔河渠首，因過(guò)閘流量超過(guò) 100 m3/s，故該渠首工程規(guī)模為中型工程，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為 3級(jí)，次要建筑物級(jí)別為 4級(jí)。 引水渠首端正常水位 ，末端正常水位 。渠線走向見(jiàn)圖 52— 1。 630KW，設(shè)計(jì)水頭 ,單機(jī)流量 m3/s,機(jī)組出力 1890KW，年發(fā)電量 1206萬(wàn) KWh，樞紐工程估算投資 917 萬(wàn)元；二方案是 2179。 尾水渠采用梯形明渠，結(jié)構(gòu)為土渠。而在 1992年興建的 XX二級(jí)水電站引水渠采用的梯形斷面、現(xiàn)澆砼板和塑膜雙防渠道，凍害嚴(yán)重，現(xiàn)澆砼板嚴(yán)重開(kāi)裂、塌落，并且滲水嚴(yán)重，數(shù)次垮塌，該 XX投入了大量的人力、物力和資金進(jìn)行維修，目前僅能勉強(qiáng)維持運(yùn)行。進(jìn)水方式采用虹吸垂直進(jìn)水。 方案一：管道結(jié)構(gòu)采用鋼管，管徑 米，管壁厚為 12mm，另設(shè)剛性環(huán)；造價(jià) 4765元 /m； 方案二：管道結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，管徑 米，管壁厚 米。 ⑵耐熱性、抗老化性。玻璃鋼管道內(nèi)壁面非常光滑，糙率和摩阻力很小，計(jì)算力學(xué)采用哈森178。玻璃鋼管與鋼管、水泥管不同，其內(nèi)表面是光滑的，在輸水過(guò)程中不會(huì)被腐蝕。 、安全可靠：玻璃鋼管設(shè)計(jì)長(zhǎng)期的安全系數(shù)選擇在 6以上，是其它管材無(wú)法比擬的。 通過(guò)三個(gè)方案比較，方案三不僅單位長(zhǎng)度投資較 方案一、二分別省 1115元 /m、 元 /m，而且具有施工簡(jiǎn)便、施工周期短進(jìn)度快的特點(diǎn)，在防滲、抗老化、剛度和適應(yīng)變形等方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)，可滿足本站壓力管使。 球墨管和混凝土管內(nèi)壁粗糙，不但水頭損失大，而且長(zhǎng)期流水內(nèi)壁很容易產(chǎn)生青苔和藻類物質(zhì)而縮小管徑減少輸送流量，球 墨管和鋼管電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重，還要做陰極保護(hù)，從而增加管理 費(fèi)用。目前，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家如日本、美國(guó)、歐州等國(guó)家已明文規(guī)定，凡 輸送飲用水，必須用玻璃鋼管，不準(zhǔn)用砼管和鋼管。 管子的環(huán)向拉伸強(qiáng)度為 340Mpa,軸向拉伸強(qiáng)度為 180Mpa，與