【導讀】整個工程座落在XX. 工程所在區(qū)域位于XX六連界內，XX火炬電站的下游，西距X. 縣城5公里，東距博樂市87km。能夠退得下、穩(wěn)得住、能致富、不反彈。形成“以水發(fā)電、以電養(yǎng)水、以水促農、推進西部地區(qū)全面建設小康社會的進程具有重要現(xiàn)實意義。面積2萬畝，裝機容量2020KW。該規(guī)劃報告對XX五級水電站進行了初步規(guī)劃。規(guī)劃該站裝機容量2³1250KW，規(guī)劃的審批意見：XX中上游徑流的年內分配較均勻，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。本項目建設符合XX流域水能規(guī)劃。日完成野外地質工作；道流向自西向東，縱坡在13‰左右，工程區(qū)域內河道落差為30m。平均含沙量,無霜期140天，全年平均封凍天數(shù)為14天。耗，平均每年可減少煤炭消耗量3000噸，減少柴草消耗量3600噸。護退耕還林面積20200畝，減少二氧化碳排放量11880噸。壓力管道采用總管分叉的布置型式，地埋管上部覆土保溫；廠房為臥式機組廠房，

　　

【正文】 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 ；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。 引水渠首至壓力前池之間，地形地貌較復雜，渠線與耕地、灌溉渠道、道路交叉，渠線方案有二個： 一方案：渠線與地方引水渠平交 0+228，向南沿六連近山前地帶的條田邊緣繞行，后段沿山坡等高線向東延伸至前池。渠線長 ，估算投資 176萬元，占耕地補償費 。方案二：渠線自 0+140樁號向東伸，平行地方（安格里格鄉(xiāng)）灌溉引水渠道布置，至 0+530樁號架渡槽跨過地方灌溉引水渠道，然后向南穿過耕地延伸至耕地南沿，接方案一渠線 0+810樁號，后段與方案一渠線重合，該方案 渠線長度及占地面積與方案一相近，但填方渠段長，占林帶、道路較多，渠道危險性大，同時對沿線條田的灌溉系統(tǒng)影響大，不利于灌溉與耕作，估算投資 217萬元，占耕地補償費 31萬元。經綜合比較，選定一方案渠線。渠線走向見圖 52— 1。 站址選擇，主要考慮以下幾方面的因素： （ 1） 盡量爭取發(fā)電水頭，提高裝機容量； （ 2） 因廠區(qū)周圍均為農區(qū)分布，在盡量爭取水頭的前提下，盡量減少土方開挖量，以免廢棄土料難有堆積場地； （ 3） 廠區(qū)地表應開闊平坦，交通方便，便于工程布置，施工及運行管理。 站址選擇有兩個方案 : 一方案：站址放在 壓力管線 0+230處，該方案壓力管長 230m，設計流量 m3/s，設計水頭 ，裝機容量為 2*1000KW，尾水渠長 1345 米，泄水陡坡長360 米，該方案雖管線較短，陡坡線較短，但尾水渠線長，土方開挖量大，挖土61 萬 m3，施工難度大，施工進度慢，棄料問題難以解決，且占耕地的面積大，條田內灌溉渠道跨越尾水的難度也很大，因此，該方案的可行性較差。 二方案：站址放在壓力管線 1+025 處，該方案壓力管長 1025 米，設計流量 m3/s，設計水頭 ，裝機容量為 2020KW，該方案的優(yōu)缺點恰好 與方案一相反，但在現(xiàn)實條件下較為可行。 工程選址選線圖見圖 521 方案比較的具體情況詳見下表。 表 521 站 址 方 案 比 選 表 項 目 方 案 一 裝置水頭 ，設計水頭 米，裝機 2*1000KW 方 案 二 裝置水頭 米，設計水頭 米，裝機 2179。 1000KW 技術指 標 壓力管長 230米，尾水渠長 1345 米，泄水陡坡長 360米 壓力管長 1025米，尾水渠長 550米，泄水陡坡長 經 濟指 標 壓力管投資 82萬元 廠房投資 183萬元 尾水投資 451萬元 陡坡投資 機組設備造價 297萬元 合計投資 1032萬元 單位千瓦投資 年發(fā)電量： 1271萬 KWh 壓力管投資 367萬元 廠房投資 153萬元 尾水投資 65萬元 陡坡投資 68萬元 機組設備造價 264萬元 合計投資 917萬元 單位千瓦投資 年發(fā)電量： KWh 從上表可知，選擇方案二較合適，即采用長壓力管方案。在該站址的基礎上，提出兩種裝機方案：一方案裝機容量是 3179。 630KW，設計水頭 ,單機流量 m3/s,機組出力 1890KW，年發(fā)電量 1206萬 KWh，樞紐工程估算投資 917 萬元；二方案是 2179。 1000KW，設計水頭 ，單機流量 m3/s,機組出力 2020KW，年發(fā)電量 KWh，樞紐工程估算投資 909萬元。經綜合分析比較，選擇二方案裝機容量為 2179。 1000KW。 電站引水渠首位于火炬電站尾水出口下游 50米處的主河道上，設三孔泄洪閘和一孔進水閘，設計引水流量 13 m3/s；引水渠為梯形斷面明渠，渠線自渠首向東延伸至前池。 壓力前池采用正面溢流、排水、排砂，側 面引水發(fā)電的布置型式，進水室采用虹吸式進水方式。 壓力管道采用總管分叉的布置型式，以盡量減少工程投資和減少水頭損失。 廠房采用主、付廠房平行布置，高、低跨排架結構。 尾水渠采用梯形明渠，結構為土渠。 泄水陡坡采用矩形、梯形明渠型式。 升壓站就近布置在廠房北側。 生活管理區(qū)集中布置在廠區(qū)西側，以四合院的型式布置。 該站主要建筑物包括引水渠首、引水渠、壓力前池、壓力管道、廠房、尾水渠、泄水陡坡等。 （ 1） 引水渠首 該渠首所在河段自然縱坡 在 13‰左右，河床寬淺，洪水期河道推移質泥沙含量較大，根據(jù)相鄰河段 XX已建引水渠首的運行實踐和設計經驗，渠首型式采用攔河閘式，考慮到河道兩岸地形坡度（垂直河道方向）較大，遇暴雨易產生突發(fā)性洪水，所以在閘前設一段溢流堰，即渠首型式確定為閘堰結合式。 （ 2） 引水渠 該電站設計發(fā)電引水流量為 m3/s,流量較大；為爭取發(fā)電水頭，渠道縱坡宜采用緩坡；由于流量大，縱坡小，渠道橫斷面尺寸就比較大；為達到最大限度地爭取水頭，同時盡可能地降低投資，參照 XX相鄰河段已建電站引水渠的運行實踐和設計經驗，引水渠宜采用土渠型式， 考慮到渠首沿線土質含砂量較大，土壤的滲透性較強，渠道型式確定為塑膜防滲土渠型式。 近年來，我 XX八十七 XX、 XX已建的幾座小水電站，均采用土渠型式，其斷面為寬淺梯形斷面，采用膜料防滲，實踐證明，該型式能夠較好的解決渠道防滲和防凍脹的問題。而在 1992年興建的 XX二級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，凍害嚴重，現(xiàn)澆砼板嚴重開裂、塌落，并且滲水嚴重，數(shù)次垮塌，該 XX投入了大量的人力、物力和資金進行維修，目前僅能勉強維持運行。另一方面，該站引水渠因縱坡較大在一定程度上減少了發(fā)電水頭。 因此，從我 XX小水電站建設的實踐經驗來看，本站上游的 XX三級站、四級站引水渠和下游的八十七 XX的三座水電站引水渠，均采用土渠型式，渠道設計縱坡、流速、斷面均類同，運行數(shù)年來，狀況良好；尤其在冬季無冰塞、冰堵等現(xiàn)象，與采用現(xiàn)澆砼板的電站引水渠相比，有顯著的優(yōu)點。本站引水渠采用塑膜防滲土渠型式是切實可行的，也是經濟合理的。 引水渠橫斷面結構型式初擬兩種方案：方案一為梯形土渠膜料防滲，方案二為 C20砼現(xiàn)澆板梯形渠道。二者的方案比較詳見表 541。 從表中可見方案一投資更省，施工更方便，從已建同類工程的使用情況看運行效果較 好，為此采用方案一。 （ 3） 壓力前池 從本地的地形條件、氣候條件和泥沙情況出發(fā)，吸取總結我 XX已建水電站壓力前池的設計、運行經驗，根據(jù)電站冬季運行的要求，采用正面退水、排砂，側面引水發(fā)電的布置形式。進水方式采用虹吸垂直進水。壓力前池的布置：壓力前池由陡坡扭面連接段、前室、進水室組成。 考慮到引水渠縱坡較緩、渠線較長，渠內有較大的容積，對前池的運行有一定的調節(jié)作用，因此，壓力前池的容積可適當減小，前池的布置可適當集中、緊湊，減少前池工程量。 對前室斷面結構擬定兩個方案，方案一，采用重力式擋土墻，方案二采用懸臂式擋土 墻。通過兩方案比較，方案一具有施工簡便，穩(wěn)定性好，投資比較省的優(yōu)點，故采用方案一。 進水室擬定兩個方案，即虹吸緩變進水和虹吸垂直進水，通過二方案比較，方案二投資較省，施工方便，且水頭損失僅比方案一大 ，相差不大，但可有效降低前池深度、減少進水室長度，因此選擇采用方案二。 （ 4） 壓力管道 采用總管分叉的布置型式，以節(jié)省投資和減少水頭損失。 由于壓力管管線較長，壓力管道投資所占比重較大，所以對管道結構提出以下三種方案。 方案一：管道結構采用鋼管，管徑 米，管壁厚為 12mm，另設剛性環(huán)；造價 4765元 /m； 方案二：管道結構采用鋼筋砼結構，管徑 米，管壁厚 米。造價 /m； 方案三：管道結構采用玻璃鋼管，管徑 2米，管壁 43mm。造價 3650元 /m； 一、二方案提出的鋼管和鋼筋砼管是電站壓力管常用的兩種傳統(tǒng)結構形式。而玻璃鋼管道（ FRP）是由玻璃纖、不飽和聚脂樹脂和填料組成的新型復合管道。自五十年代中期問世以來，在給排水、農田灌溉、電廠供排水、油氣輸運等方面的應用越來越廣泛，僅在新疆，近十幾年已應用玻璃鋼管長達 1200KM，如和田農十四 XX皮墨墾區(qū)輸配水管網（引自烏魯瓦提）、引額濟烏 工程、庫爾勒城市供水工程、油田管道工程等，所用管徑∮ 200～∮ 3100、工作壓力 ～ 、管頂覆土厚 1～ 4m 不等，玻璃鋼管以其獨有的技術、經濟特性，在市場上具備了很強的競爭力。 玻璃鋼又稱為玻璃纖維增強材料，其中的玻璃鋼管道（ FRP）是由連續(xù)玻璃纖維、不飽和聚脂樹脂和填料組成的新型復合管道，是一種新型節(jié)能環(huán)保產品。 一 .與其它材質的管道（貯罐）比較，玻璃鋼具有以下顯著的特性： ⑴耐腐蝕性。玻璃鋼材料能抵抗酸、堿、鹽、海水，未經處理的污水，腐蝕性土壤或化工水及眾多化學流體的侵蝕，在一般情況下，鋼管 使用年限為 15年，鑄鐵管為 5— 10年，而玻璃鋼管則可使用 50年以上。 ⑵耐熱性、抗老化性。玻璃鋼制品可在 40℃～ 80℃的范圍內長期使用，采用特殊配方的樹脂，使用溫度可達 100℃以上。 ⑶工程壽命長，安全可靠。玻璃鋼管道經久耐用，安全系數(shù)在 6以上，據(jù)實驗室的模擬試驗表明：其工程壽命可長達 50～ 100年。 ⑷自重輕，運輸安裝方便。玻璃鋼管道的比重約為 。 管子的環(huán)向拉伸強度為 340Mpa,軸向拉伸強度為 180Mpa，與同壓力、同管徑的其它材質比較，玻璃鋼管道單位長度重量約等于鋼管的 1/4，約等于鋼筋砼管的 1/10，因此，運輸安裝十分方便。 ⑸摩阻力小，輸送能力高。玻璃鋼管道內壁面非常光滑，糙率和摩阻力很小，計算力學采用哈森178。威廉（ HazeaWillins）系數(shù) C長期保持在 45～ 150范圍內，糙率系數(shù)約等于 ，測試得到的水流摩阻系數(shù) F=，比混凝土管F= F=，能顯著減少沿程流體壓力損失，提高輸送能力 20%以上，因此，在輸送同等流量的介質時，玻璃鋼管徑比鋼管、鋼筋砼管小 1～ 2個等級，可節(jié)約能耗 15%左右。 ⑹設計靈活性大。纖維纏繞玻璃鋼制品，可以通過改變樹脂 系統(tǒng)或增強材料來調整玻璃鋼管的物理和化學性能，以適應不同介質和工作條件的需要，通過結構層厚度、纏繞角和結構的設計來調整管體的承載能力，制成不同壓力等級的具有某種特殊性能的產品，這是同性金屬材料無法與其相比的。 ⑺不結垢，不造成水的二次污染。玻璃鋼管由于其優(yōu)良的耐腐蝕性能和光滑的內壁，使其使用介質很難腐蝕或存留在管壁上，這也是鋼管和砼管無法比擬的：當用砼管作為輸水管時，很容易在管壁內滋生微生物和苔蘚影響水的衛(wèi)生，用鋼管輸水則易產生水銹造成水的二次污染。目前，世界上發(fā)達國家如日本、美國、歐州等國家已明文規(guī)定，凡 輸送飲用水，必須用玻璃鋼管，不準用砼管和鋼管。 二 .玻璃鋼管材現(xiàn)其他管材的技術性能、經濟比較分析 〈一〉、從技術性能上分析 力學性能優(yōu)異。玻璃鋼管與鋼管、水泥管不同，其內表面是光滑的，在輸水過程中不會被腐蝕。因此，其內表面的粗糙度不會變化。 由于玻璃鋼管內表面光滑，摩阻力小，可使管線中不改變流速的情況下，與鋼管、球墨鑄鐵管、砼管相比減少管徑也同樣可保持流量。較小的管徑，就可以帶來較好的運行效益。以下經過分析比較，就可知玻璃鋼的經濟性和節(jié)能性。 表一 各種材料的水力特性、糙率、流量、管徑指數(shù) 材 質 糙 率（ n） 流量指數(shù) （ m） 管徑指數(shù)（ b） 絕對粗糙（ mm） 玻璃鋼管 鋼管、球 墨管 (兩種管道平均值 ) 混凝土管 3 從表一的水力特性分析看，玻璃鋼管道不但摩阻系數(shù)小，輸送能力大，而且能顯著的減少沿程壓力損失，提高液體輸送能力（玻璃鋼管的絕對粗糙度是取 50年后的值，鋼管、球墨鑄鐵管、砼管是取運行后期的值），玻璃鋼管是光滑管，在輸送功率和流量相同的情況下，選用玻璃鋼管，其 管道直徑可比選用砼管和鋼管縮小 1～ 2個管徑等級。 球墨管和混凝土管內壁粗糙，不但水頭損失大，而且長期流水內壁很容易產生青苔和藻類物質而縮小管徑減少輸送流量，球 墨管和鋼管電化學腐蝕嚴重，還要做陰極保護，從而增加管理 費用。 ：玻璃鋼的主要原材料選用高分子成份的不飽和聚脂樹脂和礦物質成份的玻璃纖維組成，它能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質的腐蝕，能夠長期保持管道的安全運行。 、安全可靠：玻璃鋼管設計長期的安全系數(shù)選擇在 6以上，是其它管材無法比擬的。在正常情況下，鋼管、水泥管使用年限為 15年，球墨鑄鐵管為 5～ 10年，而玻璃鋼管可使用 50年以上，是唯一將 50年使用壽命寫進國內外標準的產品。 ：玻璃鋼管可在 40℃到 +80℃范圍內長期使用，采用特殊配方的耐高溫樹脂還可在 100℃以上溫度下正常工作。 ：經武漢工業(yè)大學工程結構與力學系大量實驗研究表明：玻璃鋼管具有優(yōu)異的抗凍性能，在零下 20℃時，管內結冰后不會發(fā)生凍裂。據(jù)此研究成果， 1994年大慶油田鋪設了 14km直徑 248。700的供水管道，經過 8年嚴冬的考驗，無一凍裂。 通過三個方案比較，方案三不僅單位長度投資較 方案一、二分別省 1115元 /m、 元 /m，而且具有施工簡便、施工周期短進度快的特點，在防滲、抗老化、剛度和適應變形等方面具有明顯優(yōu)點，可滿足本站壓