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海南省xx江xx壩水利水電二期(灌區(qū))工程初步設計報告(1-2部分)-資料下載頁

2025-02-27 15:51本頁面

【導讀】XX壩水利水電二期(灌區(qū))工程初步設計報告。中國水電顧問集團XX勘測設計研究院。序號名稱單位數(shù)量備注。2利用的水文系列年限a511953年~2021年。調(diào)查歷史最大流量m3/s217001948年8月22日(廣壩). 施工導流洪水標準及流量m3/s356枯水期12月至4日。多年平均流量m3/s1151953年~2021年。實測最大洪峰流量m3/s232002021年8月28(寶橋站). 實測最小流量m3/s月平均1970年3月。非常運用(p=%)洪水標準及流量m3/s41500土壩。設計洪水洪量(p=%)億m3. 多年平均懸移質(zhì)年輸沙量萬t. 50年壩前泥沙淤積高程m. 校核洪水位m均質(zhì)土壩。校核洪水位m混凝土壩。2正常蓄水位時水庫面積km2. 3回水長度km正常蓄水位時。正常蓄水位以下庫容億m3. 6調(diào)節(jié)特性旬調(diào)節(jié)。7水量利用程度%. 三下泄流量及相應下游水位。1設計洪水位時最大泄量m3/s24800P=1%. 2校核洪水位時最大泄量

  

【正文】 步減少, 2 臺機以上的運行工況相應增加。因此,本階段擬按 XX壩 2 臺機運行工況進行 XX各正常蓄水位方案對 XX壩能量指標的影響計算。 正常蓄水位從 ,從能量指標來看,扣除 XX壩的 70 萬 kWh損失電量, XX 凈增電量 420 萬 kWh,從 再抬高,梯級總電量增值明顯趨緩。XX 壩為多年調(diào)節(jié)水庫,在系統(tǒng)中擔任調(diào)峰任務,電能質(zhì)量較優(yōu),故 XX 正常蓄水位選擇應盡可能減少對 XX 壩電站的不利影響。因此, XX 正常蓄水位不宜高于 。 從水庫淹沒指標來看,各正常蓄水位方 案均不涉及遷移人口,但從 進一步抬高,淹沒房屋和林地逐漸增加較多,淹沒補償投資隨之增加較多,淹沒補償投資增加 %。因此,從盡可能減小水庫淹沒分析, XX 水庫正常蓄水位高方案不利。 從方案經(jīng)濟比較成果看,以正常蓄水位 投資年費用相對小,以正常蓄水位 方案經(jīng)濟性較優(yōu)。從工程投資指標分析,正常蓄水位繼續(xù)抬高,補充單位電量投資增至 元 /kWh,明顯不經(jīng)濟;補充單位容量投資 方案最小,為7145 元 /kW,故正常蓄水位 方案較為有利。 綜合上述分析, XX 正 常蓄水位選擇的既要與上游 XX 壩合理銜接,也要盡可能少影響 XX 壩的發(fā)電量,同時又要充分利用水力資源,使梯級整體效益和經(jīng)濟性較好。因此, XX 水電站正常蓄水位為 。 17 死水位選擇 XX 水電站的死水位由滿足灌區(qū)灌溉和供水要求和與 XX 壩同步調(diào)峰要求的反調(diào)節(jié)庫容確定。根據(jù) XX 灌區(qū)扣水要求,按灌溉保證率 90%所要求的旬最大供水量為6175 萬 m3,向八所、叉河的旬供水量為 605 萬 m3, XX 樞紐旬總供水量為 6780 萬m3,僅考慮 XX 壩保證出力發(fā)電而不考慮 XX 發(fā)電所需的水量,計算 XX 水庫所需的旬調(diào)節(jié)庫容為 3560 萬 m3;考慮一定的安全裕度, XX 灌區(qū)所要求的調(diào)節(jié)庫容為 4100萬 m3,相應的水庫水位為 ,由于中干渠和昌江干渠渠道水面高程為 ,要求水庫極限削落水位為 。 經(jīng)計算, XX 水電站運行 50 年壩前泥沙淤積高程為 ,對死水位方案選擇沒有約束。 經(jīng)綜合比較,選擇 XX 水庫死水位為 ,調(diào)節(jié)庫容 4100 萬 m3。 裝機容量選擇 根據(jù) 水利水電規(guī)劃設計總院關(guān)于本工程可行性研究報告審查意見 “基本同意 XX水電站裝機容量 8 萬 kW”的結(jié)論, 本次分別擬定 XX 水電站裝機容 量 萬 kW、 萬 kW、 萬 kW,從 企業(yè)根據(jù)自身財務效益及投資經(jīng)濟性角度出發(fā),進一步論證復核裝機容量 萬 kW 的合理性。 XX 水電站裝機容量比較的下限按低干、中干完建規(guī)模下與 XX 壩年利用小時數(shù)基本一致考慮為 萬 kW;為充分利用 XX 壩多年調(diào)節(jié)水庫的發(fā)電水量,裝機容量比較上限按過機流量與 XX 壩滿發(fā)流量相近考慮,擬定為 萬 kW,故 XX水電站裝機容量方案分別為 萬 kW、 萬 kW、 萬 kW,機組臺數(shù)按 2 臺考慮,機組機型為軸流轉(zhuǎn)漿式。 從動能指標看,各裝機方案水量利用率為 %~ %,多年平均電量 億 ~ 億 kWh,方案間差值 億 kWh~ 億 kWh,可見,隨著裝機加大,水量利用率和年電量均有所增加,但增幅遞減。 從工程量和工程投資分析,故各方案間工程量的差異主要體現(xiàn)在廠房和水道系統(tǒng),工程投資差異主要是機電設備的投資變化,電站裝機從 萬 kW 每增加 萬kW,電站部分工程靜態(tài)總投資分別增加 3314 萬元和 2699 萬元,增幅分別為 %和 %。 從機組過流能力分析,由于本地區(qū)徑流多由臺風雨形成,峰高量大,近年來, 18 XX 壩水電站結(jié)合氣 象預報,常于臺風雨到來之前加大出力發(fā)電,且機組滿發(fā)時間較長; XX 位于 XX 壩下游,其運行方式應盡量與 XX 壩發(fā)電運行相協(xié)調(diào),從而避免由于機組過流能力的限制,在 XX 壩滿出力發(fā)電時發(fā)生棄水。因此,從兩電站滿發(fā)過流能力的適應性分析, XX 水電站裝機容量 8 萬 kW 較適宜。 從投資經(jīng)濟性看,裝機由 萬 kW 增加到 萬 kW,發(fā)電工程靜態(tài)總投資增加 3314 萬元,補充裝機單位 kW 投資為 2071 元 /kW,補充單位電度投資為 元/kWh;裝機由 萬 kW 增加到 萬 kW,發(fā)電工程靜態(tài)總投資增加 2699 萬元,補充單位 kW 投資為 1687 元 /kW,補充單位電度投資為 元 /kWh,其補充單位kW 投資和補充單位電度投資均低于各方案本身相應指標,補充投資經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于 8%,各方案經(jīng)營期平均上網(wǎng)電價低于海南省新投產(chǎn)燃煤電廠 (含脫硫 )的上網(wǎng)電價 元 /kWh(不含稅 )??梢?,各方案均有一定的市場競爭力,適當加大裝機容量在經(jīng)濟上可行。 從電力市場需求來看,隨著海南省經(jīng)濟的快速發(fā)展,系統(tǒng)峰谷差將逐步加大,電網(wǎng)對調(diào)峰電源的需求將更加迫切。 XX 水電站可直接受益于上游 XX 壩水電站的調(diào)蓄之利,在滿足灌溉和供水要求的前提下 ,可作為季節(jié)性調(diào)峰電源,既可 XX 壩一起參與系統(tǒng)調(diào)峰,又可在系統(tǒng)中承擔事故備用, 電量和容量效益可得到較好的發(fā)揮和利用 。 從電站棄水量分析,裝機由 萬 kW 增加到 萬 kW 和 8 萬 kW,電站棄水量分別減小 ,隨著裝機容量的增加, XX 水庫的水量利用率和電站年發(fā)電量均有所增加,因此,從充分利用海南省難得的水電資源,提高水量利用程度的需要考慮, XX 裝機容量適當大些有利。 由于目前 XX 壩水電站滿出力發(fā)電時,加上區(qū)間來水后,其下游河道過流能力已接近 400 m3/s, XX 水電站裝機 8 萬 kW 基本不會增加下游河道泄水負擔。 經(jīng)以上技術(shù)經(jīng)濟綜合比較,選擇 XX 水電站裝機容量為 8 萬 kW。 機型及裝機臺數(shù)比較 本電站最大水頭 ,最小水頭 ,平均水頭 。根據(jù)水輪機市場情況和設備技術(shù)分析調(diào)查,可適用的機型有軸流轉(zhuǎn)漿式和貫流式。 貫流式機組雖比軸流轉(zhuǎn)槳式機組效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、土建工程量小、檢修周期長等優(yōu)點,但因其制造難度較大、設備投資較大等缺點及軸流轉(zhuǎn)槳式機組的設計制造和運行維護經(jīng)驗成熟,具有制造資格廠家較多,機組價格便宜等優(yōu)點,本工程推薦使用 19 軸流轉(zhuǎn)漿機組。 通過從工 程量、機組制造難度和機組投資、技術(shù)指標等方面綜合比較, XX 水電站采用貫流機組要比采用軸流轉(zhuǎn)槳機組工程靜態(tài)投資多 4054 萬元,盡管貫流機組能量指標略高于軸流轉(zhuǎn)槳式機組,但補充單位電度投資高,經(jīng)濟性相對不利。 綜上比較,選擇軸流轉(zhuǎn)漿式機組。 機組臺數(shù)選擇 2 臺和 3 臺方案進行比較。 2 臺機與 3 臺機相比,雖然 3 臺機方案具有運行相對靈活,機組高效率運行范圍覆蓋面積相對較大等優(yōu)點,但所能增加的電量效益有限。 3 臺機方案投資較 2 臺機增加 1393 萬元,經(jīng)濟比較結(jié)果表明, 2 臺方案較 3 臺方案年費用低,經(jīng)濟上有利,因此, XX 水電站機 組臺數(shù)推薦 2 臺機方案。 額定水頭比較 在灌區(qū)達到終極規(guī)模情況下,按滿足水頭保證率 80~ 90%(調(diào)峰運行工況 )以及汛期發(fā)電臨界水頭 考慮,保證本樞紐水電站汛期運行時機組滿發(fā)不受阻的條件下,共擬定了 、 、 、 共 4 個方案進行額定水頭技術(shù)經(jīng)濟比較。 隨著額定水頭的提高,機組轉(zhuǎn)輪直徑減小,機組設備投資逐漸降低,但其機組安裝高程降低,使得水工工程量增大,工程建筑工程投資有所增加,兩項相抵,故各額定水頭方案工程靜態(tài)投資相差甚微。本階段通過分析, XX 灌區(qū) 實施過程的各種水庫運行工況, XX水電站額定水頭按灌區(qū)達到終極規(guī)模情況下,滿足水頭保證率 80~ 90%的要求,并兼顧灌區(qū)過渡狀態(tài)下的運行工況考慮,推薦 XX 水電站額定水頭為 。 水庫運行方式 XX 直接收益于具有多年調(diào)節(jié)性能的 XX 壩水庫調(diào)蓄之利,兩水庫進行梯級連續(xù)運行,可較大改善 XX 的運行條件和電能質(zhì)量。 XX 水電站在滿足灌溉和供水要求的前提下,可與 XX 壩水電站在系統(tǒng)中同步調(diào)峰、調(diào)頻及承擔事故備用等任務。 低干渠渠首電站 由于低干渠渠首水電站的運行受灌區(qū)用水的制約,來水較豐的時 段灌溉需水量減少,電站出力也隨之減小。來水較枯的時段灌溉需水量大,出力也相應加大。只有在XX 水庫棄水期間才允許機組加大出力。因此,低干渠渠首水電站在電力系統(tǒng)中宜居于基荷位置。 20 采用 1954~ 2021年 50年長系列徑流和灌區(qū)用水過程資料進行低干渠渠首電站徑流調(diào)節(jié)計算, XX 水庫水位采用樞紐調(diào)節(jié)計算成果,機組出力系數(shù)采用 ,平均水頭損失為 。 低干渠設計引用流量 ,加大流量 ,渠首引水位 35m,最大落差19m,最小落差 13m。 根據(jù)渠首電站裝機容量選擇經(jīng)驗,裝機利用小時數(shù)宜 在 3519h,根據(jù)電站工作水頭變幅范圍,推薦 GZ007WZ120 機型。結(jié)合水輪機運轉(zhuǎn)特性,選定裝機容量為 2臺 1000kW。水輪機設計水頭 ,直徑 轉(zhuǎn)速 500r/min,額定引用流量2,利用小時數(shù) 3519h。 水庫泥沙淤積與回水計算 泥沙淤積 水文泥沙資料由 XX 樞紐下游的寶橋水文站推算得:多年平均流量 l15m3/s、年徑流量 億 m3;懸移質(zhì)多年平均含沙量 ,年輸沙量 萬 t。 XX 水庫正常蓄水位 54m,相應庫容 億 m3,庫容與輸沙量之比大于 100,泥沙問題屬不嚴重型。入庫沙量中懸移質(zhì)按 XX 天然情況的 90%,推移質(zhì)為零。 淤沙計算考慮了上游已建的 XX 壩水庫對流域大部分推移質(zhì)的攔截作用,計算結(jié)果顯示: XX 水庫運行 50 年后,壩前淤積高程為 。 回水計算 XX 水庫正常蓄水位時,回水長 ,計算范圍自壩址至東方水電站。 20 年一遇洪水,在東方水電站的回水位為 ,比天然水位高出 。 5 年一遇洪水,在東方水電站的回水位為 ,比天然水位高出 。 泥 沙淤積對回水影響很小。 工程總布置及主要建筑物 工程等級及主要設計依據(jù) 工程等級 XX 樞紐總庫容 億 m3,裝機 80MW,三個干渠總的設計灌溉面積 萬畝。根據(jù)中華人民共和國《防洪標準》 (GB5020194)第 條規(guī)定,本工程屬二等工程,大 (2)型工程規(guī)模。 水工建筑物級別 21 永久性主要建筑物 —混凝土重力壩、土壩、溢流壩、 XX 樞紐電站廠房和灌渠的進水口等屬 2 級建筑物,低干渠渠首電站屬 4 級建筑物。 永久性次要建筑物 —導墻、消力池、護 坦、海漫、擋土墻等屬 3 級建筑物。 設計洪水標準 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 (SL2522021),應采用的洪水標準為: 混凝土壩防洪標準為:設計洪水為 100 年一遇;校核洪水頻率為 1000 年一遇; 土壩防洪標準為:設計洪水頻率為 100 年一遇;校核洪水頻率為 2021 年一遇; 發(fā)電廠房防洪標準為:設計洪水頻率為 100 年一遇;校核洪水頻率為 500 年一遇; 消能防沖建筑物洪水標準為 50 年一遇; 導流標準為為 10 年一遇。 設計基本資料 1) 調(diào)洪成果: 調(diào)洪成果見表 。 表 特征水位和流量表 項 目 頻 率 (%) 1 2 5 10 起調(diào)水位 (m) 54 54 54 54 54 54 54 54 下游最高水位 (m) 壩前最高水位 (m) 54 54 54 54 54 最大入庫流量 (m3/s) 41500 37600 33800 24800 21000 18200 16000 12300 最大下泄 流量 (m3/s) 41100 37000 32900 248000 21000 18200 16000 12300 2) 地基特性與設計參數(shù) 壩址區(qū)巖層為前震旦系抱板群 (Ptb)(抱板混合巖體的部分注入混合巖帶 )。巖性以黑云斜長片麻巖為主,混合巖化花崗巖及角礫狀混合巖次之;酸性及基性巖以巖脈狀產(chǎn)出,且以長英質(zhì)巖脈為主。 壩址區(qū)地處抱板向斜的南翼,片麻理產(chǎn)狀為走向 40176?!?60176。,傾向 NW,傾角 50176?!?0176。上距 XX 斷裂 2km 左右,下距昌江 瓊海斷裂 15km 左右,小規(guī)模的斷層較為發(fā)育,以 NW 向和 NNW 向陡 傾角斷層為主。片麻理產(chǎn)狀為 N40176。~ 60176。E, NW∠ 50176?!?0176。,基本與河流近直交。 壩址區(qū)巖石物理力學參數(shù)建議值見表 。 22 土料物理力學指標見表 。 壩型、壩線選擇 壩型選擇 XX 壩址枯水期河床寬約 310m,河面寬闊,兩岸地形不對稱,右岸坡稍陡,左岸地勢開闊,岸邊有高程約 36m 的 Ⅰ 級階地。河床基巖裸露,巖性致密較堅硬。兩岸風化深度較厚,無建拱壩的地形地質(zhì)條件。 本工程所在區(qū)域因氣候因素,雨季強熱帶風暴產(chǎn)生的暴雨強度大,歷史最大洪峰流量達 25400m3/s,實測最大洪峰流量達 23200m3/s,洪水集中。上游多年調(diào)節(jié)水庫—XX 壩水電站對其調(diào)洪影響較小,樞紐本身洪峰流量大,且?guī)靺^(qū)內(nèi)無天然埡口可布置泄水建筑物,當且僅能在河床布置具有渲泄大洪水能力的泄水建筑物。根據(jù)地形地質(zhì)條件、泄洪要求及建筑物的布置情況和施工情況,對碾壓混凝土壩和常態(tài)混凝土重力壩進行比較,因壩高較低,溢流壩段和廠房壩段基本占據(jù)整個河床等,碾壓混凝土壩不具備明顯經(jīng)濟優(yōu)勢且施工復雜予以取舍,推薦河床采用常態(tài)混凝土重力壩。 表 巖 石 物 理 力 學 指 標 巖
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