江西德兴市沙坞电站工程可行性研究报告

江西德兴市沙坞电站工程可行性研究报告二○○三年六月目录第一章概况第二章水利、水能第三章水工建筑物第四章临时工程第五章机电部分第六章工程管理第七章施工组织设计第八章工程概算第九章经济评价本次设计主要参考依据《小型水电站》(江西省水利水电勘测设计院，天津大学水利系编)；2、高程为假设高程。

第一章概况一、工程概况德兴市沙坞电站是一座引水径流式发电站，电站总装机480千瓦，座落在龙头山大安山林场境内，属洎水河上游南支龙头河最上游一级电站。

电站主河发源于德兴市与玉山县交界的怀玉山山脉的银古坳，坝址以上控制的集雨面积为12平方公里。

洎水河是乐安河上游的一条主要支流，也是德兴市境内的第二大河，地理位置：东径117°29′~118°00′，北纬28°11′~29°00′，流域总面积564平方公里，其中德兴市境内501平方公里。

流域内，从河段上看，河流上游河谷狭窄，山高陡峭，流域内植被较为完整，植被种类以松、杉、杂木、毛竹为主。

上游森林茂密，植被良好，水土流失程度小。

本流域属亚热带东南季风气候区，气候温和，光照充足，四季分明，多雨湿润，是江西省多雨区之一，具有较典型的山区小气候特征。

年平均气温17.2度，年平均相对湿度82%，年平均降雨1936.2毫米，但年际变化较大，暴雨强度大，多年平均最大一月暴雨值为111.2毫米，最大值为224.3毫米（1967年），一次暴雨持续时间一般为1—2天，持续时间在3—4天以上的机会很少。

多年平均径流量21.94立米/秒，年径流总量6.92亿立方，年径流深1226.5毫米，且径流的年际变化大，年内分配很不均匀，4—6月来水量占全年来水量的51.1%。

流域内地貌为构造剥蚀地貌和侵蚀堆积地貌两种，上游东南部地层岩性为燕山早期花岗岩和新生界第四第。

二、工程枢纽布置经勘测，并经多方案比较，遵照《乐安河流域洎水规划报告》的水力开发方案，最后确定沙坞电站工程枢纽总体布置为：利用I坝，通过220米渠道将龙头河左侧小支流上的水引至龙头河主流上，再在龙头河主流上做Ⅱ坝，在坝的右岸，利用3221米渠道将水引至沙坞处进行发电，工程主要水工建筑物有：大坝两座，长各为9米和15米，渠道一条，长3221米，压力钢管一条，长270米，厂房一座114.4平方米；工程主要机电设备为水轮发电机两套，各为160千瓦和320千瓦，工程输电线路，10千伏电压等级5公里。

三、工程建设的必要性和可行性该工程投资主体系股份合作投资，工程符合流域规划，既无淹没纠纷，又不影响农业灌溉和人畜用人，系一级引水径流式发电站。

工程水力资源的开发，可以进一步开发洎水河的水力资源。

从财务评价和其它各项指标看，经济指标较优，且建成后全部电量输送至电网，丰水期电网不会限制电量上网，因此，从市场研究、技术分析和经济评价三方面看，建设该工程是完全必要而且可行的。

四、工程特性表序号及名称单位数量备注一、水文1、坝以上控制集雨面积2、代表性流量设计保证流量设计引用流量KM2m3/sm3/s120.470.499二、枢纽特征水位1、大坝正常水位Ⅰ坝Ⅱ坝2、厂房处河床正常水位洪水位MMMM201.46200.8041.5045.80 调查取得，相当于P=1%三、发电效益装机容量KW 480 1×160，1×320年均发电量年利用小时万KWhh232.84850四、主要建筑物及设备1、大坝Ⅰ坝型式地基特性坝顶高程坝底高程最大坝长最大坝高Ⅱ坝型式地基特性坝顶高程坝底高程最大坝长最大坝高MMMMMMMM重力式浆砌石坝岩石基础201.46198.9692.5重力式浆砌石坝岩石基础200.80196.801542、进水闸Ⅰ进水闸型式地基特性闸顶高程闸底高程闸孔数闸门尺寸Ⅱ进水闸型式地基特性闸顶高程闸底高程闸孔数闸门尺寸开敞式岩石基础203.06198.9611.1×1.6开敞式岩石基础202.60196.8011.5×1.2（b×h），木质叠梁闸门（b×h），钢闸门3、引水渠道进水口渠底高程渠道断面形式长度断面尺寸坡降最大过流量正常走水深MMMMMMm3/sm3/sMM201.06200.00矩形22032210.5×0.60.8×1.03/10000.1760.8350.40.8Ⅰ号渠底Ⅱ号渠底Ⅰ号渠Ⅱ号渠（b×h），Ⅰ号渠（b×h），Ⅱ号渠Ⅰ、Ⅱ号渠Ⅰ号渠Ⅱ号渠Ⅰ号渠Ⅱ号渠4、前池正常高水位最高水位最低水位底板高程前池尺寸MMMMM191.137191.637190.637189.9722.8×9.5 （b×L）5、厂房型式厂房尺寸厂房地面高程M地面式13.5×8.08×5.546.20（L×b×h）6、主要金属结构设备⑴压力管道a主管长公称外径壁厚b叉管长公称外径壁厚长公称外径壁厚⑵启闭机型式台数mmmmmmmmmmmmmmm台2706307156307154267螺杆工17、主要机电设备⑴水轮机a型号出力设计水头KWMCJ22—W—55/1×7A189140设计流量b型号出力设计水头设计流量⑵发电机a型号b型号⑶变压器型号⑷输电线路导线型号M3/SKWMM3/S0.194CJ22—W—70/1×93501400.305SFW160—8SFW320—10S7—400S7—200LGJ—3510/0.4KV10/0.4KV五、经济指标1、总投资2、经济指标⑴财务评价财务内部收益率财务净现值⑵其它辅助指标单位电能投资单位千瓦投资静态投资回收期万元元/度元/千瓦年232.2112.3%18.440.99848385.92第二章水利、水能第一节水利计算一、设计保证率的确定根据江西省上饶地区水电勘测设计院编制的《乐安河流域洎水规划报告》（88年），本着该电站建成后能联网运行，有加工用电等季节性负荷，并同时考虑丰水期水能的充分利用，根据小型水电站的设计保证率的取值规定，选定该电站的设计保证率为50%。

二、设计年径流的分析计算由于该站以上的流域内无实测资料，在水电站的下游63公里处的银山有一水文站，且有33年的径流资料，银山站与该站同在一条河流上，自然条件相似，且已知银山站控制的集雨面积为469km2，采用水文比拟法，可求得设计站的年平均流量，并通过年平均流量经验频率的计算，绘制年平均流量经验频率曲线，从而求得在设计保证率P=50%时，Qp=0.47m3/s三、设计代表年的选择从年平均流量经验频率曲线上查得：1、枯水年：水电站的设计保证率为75%（74年），Qp=0.31m3/s；2、中水年：取P中=50%（80年），Qp=0.47m3/s;3、丰水年：取P丰=25%（70年），Qp=1.08m3/s。

第二节水能计算一、保证出力以中水年日平均出力保证率曲线代表多年日平均出力保证率曲线，绘制成出力保证率曲线后，根据水电站设计保证率，可查得相应的保证出力值为68千瓦。

二、多年平均发电量以中水年年发电量代表多年平均发电量，可得该电站多年平均发电量为232.8万度。

三、装机容量根据保证出力值，确定最大工作容量，根据该站运行特点，确定季节容量，最后，综合考虑各种因素，确定该站的装机容量为480KW。

四、年利用小时根据装机容量和年发电量，可求得年利用小时数为4850小时。

第三节设计洪水一、设计洪水由于本电站是引水式电站，大坝进水口利用低坝拦截河中来水，大坝只需比河床高1.0米，且坝上游无任何淹没；另外，厂房处地势开阔，只要厂房在校核洪水位以上即可，综合以上两方面的前提条件，不需做设计洪峰流量计算。

二、洪水调查考虑厂房做在河边，既不受淹，又要尽量降低位置，充分利用水头，经调查98年百年一遇的洪水位为45.80米。

第三章水工建筑物第一节大坝和进水闸该电站的引用流量一部分取自龙头河主流，一部分取自主流左侧支流。

经勘测，需做水坝内座。

Ⅰ号坝坝长9米，坝顶高程定为201.46m，渠道进水口底板定为201.06m。

Ⅱ号坝坝长15米，坝顶高程定为200.8m，渠道进水口底板定为200.00m。

一、大坝（一）Ⅰ号坝1、Ⅰ号坝断面拟定大坝采用浆砌石重力坝，坝体采用75#浆砌石块，迎水面采用30cm厚150#砼进行防冲刷保护，底层用50cm厚砼与岩基连接，Ⅰ号坝的具体尺寸，见Ⅰ号坝横断面图。

2、Ⅰ号坝坝体材料用量每米长坝体所需材料重为：75#浆砌石：2.43m3150#砼：2.72m3（二）Ⅱ号坝1、Ⅱ号坝断面的拟定Ⅱ号坝位于主流上，因此，大坝型式采用浆砌石重力坝，坝体采用75#浆砌石，迎水面采用30cm厚的150#砼做防渗面板，溢流面采用30cm厚的150#砼进行防冲刷保护，底层采用50cm厚150#砼与岩基连接。

具体尺寸见Ⅱ号坝横断面图。

2、Ⅱ号坝坝体材料用量每米长坝体所需的材料量为75#浆砌石：5.43m3150#砼：3.87m3二、进水闸（一）Ⅰ号进水闸1、进水闸的布置及设计采用开敞式进水口，进水闸与坝轴线成45°角布置在水坝的右岩，闸址与岩石连接。

进水闸底板高程为201.06米，闸边墙顶高程为203.06m，闸边墙长3.0m，闸门板采用简易的木闸门。

具体尺寸为Ⅰ号进水闸布置图。

2、进水闸材料用量：（1）松木闸门板壹套：厚8cm，长110cm，高160cm。

（2）边墙150#钢筋混凝土：12.3m3（3）闸底板75#浆砌石（50cm厚）：1.5m3（4）闸底板150#砼（10cm厚）和闸室前截水墙150#砼（20cm厚）共计1.0m3。

（二）Ⅱ号进水闸1、进水闸的布置采用开敞式进水口，与大坝同轴线布置在大坝的右岸，闸址与岩石连接，闸底板高程为200.00m，闸边墙高程定为202.60m，闸边墙为5.0m，具体尺寸见Ⅱ号进水闸立面布置图。

2、进水闸设备及材料用量（1）启闭机：采用螺杆式启闭机一台，启闭力为2号，闸门采用平板钢闸门，平面尺寸（b×h）为：1.5×1.2米。

（2）工作桥、边墙150#钢筋混凝土：38m3（3）闸底板75#砼（10cm厚）和闸室前截水墙150#砼（20cm厚）：1.8m3第二节渠道、渠道建筑、前池和压力管道一、渠道（一）Ⅰ号坝引水渠1、Ⅰ号坝引水渠的引用流量Ⅰ号坝以上控制的集雨面积为1.5km2，Ⅰ号坝的引水渠主要引用枯水期Ⅰ号坝拦截的枯水期的流量，根据第二章中确定的装机和选择的机型，机组的最大引用流量为0.499m3/s，考虑加大渠道断面有利于调节流量，并考虑渠道的沿程渗漏和蒸发损失的流量，最后确定渠道的最大引用流量为0.835m3/s，因此，根据Ⅰ号坝控制的集雨面积和Ⅱ号控制的集雨面积各为1.5KM2和12KM2，确定Ⅰ号坝引水渠的引用流量为0.15m3/s。