范家埡初設(shè)報告

1、目錄1綜合說明11.1概述11.2水文21.3工程地質(zhì)61.4工程任務(wù)和規(guī)模71.5工程選址、工程總布置及主要建筑物141.6機電及金屬結(jié)構(gòu)171.7消防設(shè)計201.8施工201.9工程管理231.10勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生231.11水庫淹沒處理及工程永久占地251.12環(huán)境影響及水土保持251.13設(shè)計概算261.14經(jīng)濟評價272水 文282.1 流域概況282.2 水文氣象特征292.3 水文基本資料312.4 徑流322.5 設(shè)計洪水382.6分期設(shè)計洪水432.7泥沙442.8水位流量關(guān)系453 工程地質(zhì)493.1 區(qū)域地質(zhì)及區(qū)域穩(wěn)定523.2 水庫地質(zhì)563.3壩址區(qū)工程地質(zhì)條件62

2、3.4壩址比選663.5選定壩址工程地質(zhì)條件評價683.6溢洪道工程地質(zhì)條件及評價733.7引水線路及廠房工程地質(zhì)條件753.8導(dǎo)流洞和圍堰工程地質(zhì)條件773.9天然建筑材料774工程任務(wù)及規(guī)模854.1社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r及工程建設(shè)的必要性854.2電力現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃874.3開發(fā)任務(wù)及工程建設(shè)的必要性894.4 徑流調(diào)節(jié)904.5 正常蓄水位選擇924.6 死水位選擇954.7 裝機容量選擇964.8 洪水調(diào)節(jié)974.9水庫泥沙淤積994.10水庫回水1004.11范家埡水庫對下游梯級電站徑流調(diào)節(jié)補償1025工程選址、工程總布置及主要建筑物1045.1 設(shè)計依據(jù)及技術(shù)規(guī)范1045.2 壩址、壩

3、線、壩型選擇及工程總布置1075.3擋水建筑物1175.4 泄水建筑物1255.5 引水建筑物1345.6 廠房及開關(guān)站1415.7 大壩工程觀測1466 水力機械、電氣及金屬結(jié)構(gòu)1516.1 水力機械1516.2電氣1656.3 金屬結(jié)構(gòu)1796.4 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)1877 消防設(shè)計1907.1 工程概況及特征1907.2 設(shè)計依據(jù)和原則1907.3 工程消防設(shè)計1917.4 消防電氣和監(jiān)測報警系統(tǒng)1938 施工組織設(shè)計1958.1 施工條件1958.2施工導(dǎo)流、截流1988.3施工輔助系統(tǒng)2028.4 主體工程施工2048.5施工交通運輸2118.6施工工廠設(shè)施2128.7施工總布置2

4、148.8施工總進(jìn)度2159工程管理2209.1管理機構(gòu)2209.2主要管理設(shè)施2219.3工程管理運用2229.4生產(chǎn)、生活區(qū)通訊及交通設(shè)施22310勞動安全與衛(wèi)生22510.1設(shè)計依據(jù)22510.2樞紐總體布置22610.3勞動安全22610.4工業(yè)衛(wèi)生22810.5安全衛(wèi)生設(shè)施23010.6投資概算23111 庫淹沒處理及工程永久占地23211.1水庫淹沒處理范圍23211.2水庫淹沒實物指標(biāo)23411.3移民安置規(guī)劃23811.4專項設(shè)施復(fù)建規(guī)劃24011.5淹沒處理概算24212環(huán)境影響評價及水土保持24612.1環(huán)境影響評價24612.2 水土保持25013設(shè)計概算25713.1編

5、制依據(jù)25713.2費用構(gòu)成及計算標(biāo)準(zhǔn)25713.3工程投資25814經(jīng)濟評價26114.1 工程概況26114.2 國民經(jīng)濟評價26114.3 財務(wù)評價26314.4 綜合評價2661 綜合說明1.1 概述范家埡水電工程位于湖北省房縣境內(nèi)漳蘭河上游，距房縣縣城85km。漳蘭河位于房縣西南部，為漢江水系堵河流域右岸的一級支流，發(fā)源于神農(nóng)架林區(qū)北坡（太平埡）劉家寨燕子埡的泉水灣，河流沿途流經(jīng)神農(nóng)架林區(qū)的官封、房縣的上龕、中壩、竹山縣的田家壩等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在三池進(jìn)入竹山縣，于田家壩匯入堵河，全長81.6km，流域面積582km2。房縣境內(nèi)控制流域面積448.8km2，占流域總面積的77%。干流天然落差4

6、26m，平均坡降8.97，水力資源理論蘊藏量46.4MW。1994年鄖陽地區(qū)水利水電勘察設(shè)計院編制了房縣漳蘭河流規(guī)劃報告，規(guī)劃報告推薦漳蘭河分為范家埡、上龕橋、白玉口、雷家坪、龍駒溝、馬家咀及三池共7個梯級開發(fā)方案。1995年元月，十堰市水利水產(chǎn)局以“十水字【1995】05號”文對該報告進(jìn)行了批復(fù)，同意漳蘭河流域的一庫七級十站開發(fā)方案，總裝機24臺，總?cè)萘繛?7MW，年總發(fā)電量為1.38億kWh。目前，全流域除范家埡水庫電站以外，白玉橋、雷家坪等6級電站均已建成投產(chǎn)。2004年5月，鄂西北工程勘察總公司完成了房縣范家埡水庫工程地質(zhì)勘察報告；2004年6月，房縣水電設(shè)計院編制了范家埡水庫電站項目

7、可行性研究報告，電站為壩后式，壩型為當(dāng)?shù)夭牧险惩列膲?，壩?0m，總庫容965萬m3，裝機2.5MW，年均發(fā)電量838萬kWh，均未上報審批。房縣人民政府以流域規(guī)劃的批文和房縣院的可研報告工程規(guī)模共同作為招商引資的文件，并附加了較優(yōu)惠的條件，將已建成的白玉口電站（裝機3.2MW）捆綁進(jìn)行招商引資，該項目最終由十堰市天潤水利水電樞紐開發(fā)有限公司贏得，成為范家埡水庫電站的投資開發(fā)業(yè)主。2008年4月，業(yè)主委托湖北省水利水電勘測設(shè)計院編制范家埡水電站工程初步設(shè)計報告，要求：（1）考慮增大庫容，增大裝機容量的可能性；（2）考慮將壩后式電站改為在蒼坪橋頭建站發(fā)電，取消二級裝機不合理的上龕橋電站。200

8、8年4月底，該項目的設(shè)計工作正式啟動。根據(jù)十堰市水利水產(chǎn)局組織的專家組對房縣漳蘭河流域規(guī)劃審查意見的第三條，“同意報告中第一方案所推薦的七級十站流域梯級開發(fā)方案，對于一級范家埡電站裝機容量在下階段設(shè)計中應(yīng)研究增大裝機容量的經(jīng)濟合理性”。鑒于這一意見，本階段設(shè)計的前期工作中，在認(rèn)真研究流域規(guī)劃的同時，多次組織工程測量、地質(zhì)等專業(yè)技術(shù)人員及業(yè)主進(jìn)行實地勘測。通過分析比較，擬定將漳蘭河流域規(guī)劃中的第二級上龕橋電站（引水明渠2100m，水頭13m，引用流量5.0m3/s，裝機2500kW，年發(fā)電量250萬kWh，與范家埡水庫壩后式電站合二為一，采用約1200m有壓隧洞引水至上龕橋電站廠址處建站發(fā)電，避

9、開了2100m明渠開挖對地表生態(tài)環(huán)境的破壞影響和損失賠償；通過調(diào)整，電站裝機由兩站的3.0MW擴大到10.0MW（漳蘭河流域規(guī)劃未考慮泉水流量的引用），年發(fā)電量由兩站的557萬kWh增加至3235萬KWh；范家埡水庫總庫容2474.07萬m3，調(diào)節(jié)庫容1313.5萬m3，是具有年調(diào)節(jié)能力的中型水庫，年發(fā)電量3235萬kWh，對下游各梯級的調(diào)節(jié)總電量約986.48萬kWh；同時，在沒有調(diào)峰能力的縣域電網(wǎng)中，范家埡水庫電站的修建，必將成為承擔(dān)縣域電網(wǎng)的骨干調(diào)峰電站。范家埡水庫電站是一座具有年調(diào)節(jié)功能和對下游各梯級進(jìn)行調(diào)節(jié)的龍頭水庫電站，漳蘭河流域總裝機30.8MW，占房縣目前總裝機64MW的48.

10、1%。電站的修建，可以改善房縣電網(wǎng)的電能質(zhì)量和提高供電保證率，能對尖峰負(fù)荷進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可緩解電力系統(tǒng)調(diào)峰容量短缺的矛盾，在系統(tǒng)中將成為承擔(dān)主要調(diào)峰任務(wù)的骨干電站。因此，范家埡水庫電站的興建，對調(diào)節(jié)流域各梯級水量，提高各梯級電能質(zhì)量，改善房縣電網(wǎng)的運行質(zhì)量，促進(jìn)房縣社會經(jīng)濟的發(fā)展，提高人民生活水平，都具有非常重要的意義。此外，作為龍頭水庫的范家埡水庫電站工程，還具有一定的防洪、進(jìn)行下游沿途灌溉以、兼顧農(nóng)村人畜安全飲水、水土保持的綜合形利用的水庫電站工程。其開發(fā)亦具有十分重要的意義。1.2 水文1.2.1流域概況漳蘭河位于湖北省房縣的西南部，屬深河流域的中游段，深河為漢江水系堵河流域中上游右岸的

11、一級支流，發(fā)源于神農(nóng)架林區(qū)北坡（太平埡）劉家寨燕子埡的泉水灣，在林區(qū)官封鄉(xiāng)的紫竹形成主河道，河流的全稱為深河。深河流域干流全長81.6km，承雨面積582km2，河道平均坡度7.5，流域平均海拔1103m。范家埡水電工程位于房縣漳蘭河段的上龕鄉(xiāng)，其壩址以上控制流域面積151.6km2，占全流域面積的26.05%。1.2.2水文站網(wǎng)漳蘭河流域?qū)俸笔∷臍庀蠓謪^(qū)的第區(qū)，范家埡壩址以上流域沒有設(shè)立水文觀測站，缺乏水位、流量、泥沙、洪水等水文資料。壩址上游設(shè)有上龕站，觀測有19702002年雨量，本次收集有19701986年逐日雨量。與漳蘭河流域平行且同分水嶺的楊叉河流域設(shè)有門古水文站，該站位于東經(jīng)

12、11027，北緯3210，控制流域面積204km2，測有19701994年共24年流量、1967年2002年共36年雨量觀測資料。在堵河干流設(shè)有老碼頭水文站，控制流域面積1854km2，測有1987年2007年共21年逐日雨量、流量系列。1.2.3 徑流1）降雨徑流關(guān)系確定門古站降雨徑流關(guān)系分析：本次收集有19701986共17年年降雨量、年平均流量系列，因門古站控制流域面積較小，故用門古站點雨量代替面雨量，分析門古站年降雨徑流關(guān)系。見圖1.2-1。老碼頭站降雨徑流關(guān)系分析：根據(jù)老碼頭站以上流域各雨量站19872002年的降雨資料，分析計算其各年加權(quán)平均面雨量，和老碼頭站19872002年年平

13、均流量系列，分析門古站年降雨徑流關(guān)系。見圖1.2-1?？紤]到范家埡庫區(qū)位于老碼頭與門古站之間，從老碼頭到門古徑流有從大到小的趨勢，故綜合考慮老碼頭、門古站雨徑關(guān)系，綜合擬定范家埡降雨徑流關(guān)系。見圖1.2-1。圖2.4-1 雨徑相關(guān)關(guān)系圖2）壩址徑流范家埡水電工程壩址徑流系列分析，根據(jù)前節(jié)擬定的降雨徑流關(guān)系，利用上龕站年降雨量求得范家埡年徑流量。1970年1986年按門古站年內(nèi)徑流過程分配范家埡年內(nèi)徑流，19872002年按老碼頭站年內(nèi)徑流過程分配范家埡年內(nèi)徑流。范家埡壩址以上河段地表巖溶較發(fā)育，地下水補給能力強，多以溶洞和裂隙泉水出流。為了查明泉流的補給情況，業(yè)主會同勘測單位鄂西北工程勘察總公

14、司組織相關(guān)人員于2006年3月29日逆河而上進(jìn)行了專門的泉水調(diào)查訪問，并進(jìn)行了泉流的估測。經(jīng)綜合比較分析，本階段泉水流量定為4.5m3/s。范家埡電站的壩址徑流，由天然徑流和泉水徑流兩部分組成，即天然徑流加泉水徑流即得范家埡電站的徑流系列。其計算成果見表1.2-1。表1.2-1 范家埡壩址徑流成果表（含泉水流量）年五月六月七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月年平均19708.808.717.306.3010.19.206.015.485.385.295.757.777.1819718.429.837.0810.313.312.56.865.575.035.065.847.368.111

15、9729.949.708.546.038.717.627.665.865.525.475.427.187.3019738.9111.410.28.689.256.565.635.385.515.556.278.057.62197412.16.637.4714.88.429.346.345.795.545.625.729.138.1119756.707.697.2210.28.259.846.465.595.065.245.675.877.00197612.09.837.146.126.197.877.375.845.575.625.606.837.16197711.96.399.337.405

16、.916.046.555.615.765.856.5911.47.4019788.397.2313.09.547.126.577.925.975.575.506.216.207.45197910.07.688.376.6817.17.005.845.555.235.255.487.357.6319805.6712.410.512.29.716.545.585.275.035.135.037.037.5119815.925.736.066.026.9311.27.396.015.205.476.2111.06.9319826.896.0611.913.011.88.446.855.714.985

17、.335.636.787.8019836.326.4410.67.6714.613.06.685.594.995.185.616.607.7819847.5910.411.18.419.049.746.185.835.595.565.465.787.5619858.549.457.806.638.946.997.635.745.505.455.407.617.1419868.328.448.808.579.018.106.415.485.225.385.817.337.2519878.869.8714.412.28.996.116.175.184.814.865.297.747.8919881

18、1.66.515.907.2311.27.175.415.095.355.715.895.986.9219898.529.8012.98.337.17.888.105.454.974.915.799.407.78199014.27.999.275.855.285.376.545.175.425.568.167.687.2319918.8611.68.259.179.325.205.054.905.236.676.666.457.2719928.8510.57.916.278.939.815.425.104.935.066.286.737.15199310.37.476.8911.010.05.

19、655.845.304.975.136.177.127.1619946.5612.66.956.527.646.755.885.805.046.468.338.407.2319956.297.348.008.646.8111.36.095.195.075.035.588.877.0319967.929.307.328.779.786.1710.35.385.175.245.546.437.2719978.287.029.346.115.655.656.005.635.685.846.617.646.6319987.686.659.8616.55.665.815.204.965.235.516.

20、927.607.3319998.196.728.175.505.289.876.855.535.485.676.847.746.8320006.7411.317.17.225.9011.65.755.275.025.025.205.347.6420017.199.137.646.235.216.385.545.185.535.616.038.896.55200213.17.455.336.766.165.205.725.085.236.365.618.956.75多年平均8.778.649.028.518.597.956.465.475.275.476.027.587.32經(jīng)上述成果統(tǒng)計分析，

21、不計泉水補給的流量時，壩址多年平均流量為2.82m3/s，多年平均年徑流量0.890億m3；計泉水補給的流量時，壩址多年平均流量為7.32m3/s，多年平均年徑流量2.309億m3。3）設(shè)計代表年的選擇根據(jù)小水電水能設(shè)計規(guī)程（SL76-94），本工程設(shè)計保證率取85%，以設(shè)計代表年年徑流和枯季（114月）徑流與設(shè)計值相近的原則選取豐、平、枯代表年。經(jīng)比較分析，豐水年按頻率15%選取相應(yīng)的典型年為1983年，其年平均流量為7.78m3/s，與設(shè)計值相差5%；平水年按頻率50%選取相應(yīng)的典型年為1996年，其年平均流量為7.27m3/s，與設(shè)計值相差-12%；枯水年按頻率85%選取相應(yīng)的典型年為1

22、988年，其年平均流量為6.92m3/s，與設(shè)計值相差-21%。壩址代表年的徑流特征值見表1.22。表1.22 范家埡壩址代表年徑流特征值表設(shè)計代表年設(shè)計頻率（%）代表年年平均流量（m3/s）枯季（113月）平均流量（m3/s）豐水年151983典型7.786.58設(shè)計7.786.55平水年501996典型7.276.34設(shè)計7.316.03枯水年851988典型6.925.91設(shè)計6.875.551.2.4設(shè)計洪水漳蘭河流域無實測流量及歷史洪水調(diào)查資料，其設(shè)計洪水采用瞬時單位線和地區(qū)經(jīng)驗公式兩種方法計算。經(jīng)計算，瞬時單位線計算值略偏大，其與地區(qū)經(jīng)驗公式計算值相對誤差在5%左右。考慮到瞬時單位

23、線計算方法成熟，且設(shè)計值偏安全，故采用瞬時單位線推求的設(shè)計洪水成果作為本階段范家埡壩址設(shè)計洪水取值，其成果列于表1.23。表1.23 瞬時單位線推求的范家埡電站設(shè)計洪水成果單位：m3/s斷面項目P(%)0.10.523.3351020上壩址Qmax(m3/s)14861127803532490415336W24h(萬m3)267521761726154214151184940下壩址Qmax(m3/s)14861122803531489414335W24h(萬m3)268321751732154714191187943廠房Qmax(m3/s)16341197885612563477384W24h

24、(萬m3)31832577205218261680140511141.2.5分期設(shè)計洪水結(jié)合漳蘭河流域氣候特點，根據(jù)施工要求，需分析46月、113月、114月、115月2、5、10、20設(shè)計洪水過程；106月各月多年月平均流量、20月平均流量；10月、11月各旬平均流量。分期洪水主要采用門古站19701985年共16年實測流量系列，統(tǒng)計各分期的最大流量系列，經(jīng)頻率分析進(jìn)行，采用面積比2/3次方移置至范家埡壩址。成果見表1.24。表1.24范家埡分期設(shè)計洪水成果表單位：m3/s月份P（%）1251020113月20.9 19.3 17.0 15.2 13.1 114月60.0 53.8 45.2

25、 38.4 31.1 115月91.6 83.0 71.0 61.3 50.8 46月128 116 100 86.9 72.5 1.2.6泥沙本流域沒有實測泥沙資料，為估算水庫泥沙淤積量，在對本流域進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合鄰近地區(qū)有關(guān)資料，綜合分析確定設(shè)計參數(shù)。通過分析，范家埡壩址處多年平均輸沙模數(shù)采用360t/km2。根據(jù)輸沙模數(shù)和壩址控制面積，可得出范家埡壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量5.46萬t，推移質(zhì)輸沙量按懸移質(zhì)的15%計，為0.82萬t，合計6.28萬t。1.2.7水位流量關(guān)系本階段水位流量關(guān)系確定采用推水面線的方式進(jìn)行。范家埡水庫電站廠址（開挖后）、下壩址及上壩址處水位與流量關(guān)系見表2

26、.8-1。1.3 工程地質(zhì)范家埡水庫位于華南地震區(qū)的長江中下游地震帶的北部地區(qū)，根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，相應(yīng)的地震基本烈度為度，擬建水庫工程等級為III等，水工建筑物可不設(shè)防。庫區(qū)地質(zhì)條件簡單，構(gòu)造清楚；f1f4斷層橫穿庫區(qū)，未切割庫區(qū)分水嶺，因此，斷層不會產(chǎn)生水庫滲漏問題，水庫蓄水后在第四系坡積土層中會產(chǎn)生小規(guī)模的塌岸并造成水庫淤積等不良工程地質(zhì)問題。上下壩址地形地貌相近，從地形條件、樞紐布置及建壩材料上看，上壩址優(yōu)于下壩址，因此勘察推薦的壩址方案為上壩址。根據(jù)地形地貌及地質(zhì)條件分析，擬建壩型采用砼面板堆石壩是可行的。擬建壩址

27、的砼面板堆石壩齒槽以弱風(fēng)化碳質(zhì)頁巖作為地基持力層，壩基滲漏及繞壩滲漏量較大，可采用帷幕灌漿進(jìn)行處理；水庫蓄水后在地震作用下不會產(chǎn)生砂土液化現(xiàn)象；自然狀態(tài)下壩址邊坡基本穩(wěn)定，無崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，建議開挖的允許坡率值為土質(zhì)岸坡不陡于1:1.5，強風(fēng)化巖石1:1.25，弱風(fēng)化巖石1:0.75。溢洪道為軟巖地基，要做好底板的防沖刷及防滲破壞措施，出口段做好消能措施。引水線路沿線均為類圍巖，局部穩(wěn)定性差，但具備成洞條件，由于為較軟質(zhì)巖類，建議隧洞進(jìn)行全斷面襯砌處理。廠址區(qū)為厚至中厚層泥質(zhì)灰?guī)r，承載能力滿足工程建設(shè)需要，廠房后坡較緩且山頭不高，無滑塌和滾石的危險。筑壩用土料及壩體堆石可就近解決，河

28、床砂卵石堆積可以提供較充足的堆石料源，骨料石料可從庫內(nèi)2.5公里穿心店一帶解決，下游距離5km的白玉口也可提供較豐富的骨料料源。鋼筋水泥可從外地購買。1.4 工程任務(wù)和規(guī)模1.4.1 工程建設(shè)的必要性和開發(fā)任務(wù)房縣是一個以工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主的大縣，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟主要以種植糧食作物、油料以及煙葉、藥材、土特產(chǎn)等經(jīng)濟作物為主；工業(yè)主要有化工、汽配、食品加工、建材及水電等工業(yè)企業(yè)；房縣電網(wǎng)以小水電為主，全縣水力資源豐富，水能理論蘊藏量約350MW，可開發(fā)量約200MW，其中屬房縣四大河流之一的漳蘭河流域，水能理論蘊藏量約46.4MW，可開發(fā)量約27.5MW，分別占全縣水能理論蘊藏量和可開發(fā)容量的13.3%和1

29、3.8%。漳蘭河流域干流上目前已建有白玉河、雷家坪等五座徑流式電站，總裝機21.3MW，是房縣西南部水電開發(fā)和電源點建設(shè)較好的河流，但無一座具有調(diào)節(jié)功能；范家埡水庫正常蓄水位庫容2163.1萬m3，調(diào)節(jié)庫容1352.8萬m3，裝機10.0MW，是一個具有年調(diào)節(jié)性能的水庫電站，是流域開發(fā)的“龍頭”水庫，對下游各梯級電站具有調(diào)節(jié)功能。經(jīng)計算，調(diào)節(jié)總電量約986.48萬kWh，具有較好的經(jīng)濟效益。目前房縣電網(wǎng)的基本狀況，在豐水期，雖電量較充足，但缺乏尖峰負(fù)荷的調(diào)峰能力；在枯季，由于水量不足，電力不足，全部依賴大網(wǎng)供給；縣域電網(wǎng)基本沒有水庫調(diào)節(jié)，電能質(zhì)量差，嚴(yán)重制約了縣內(nèi)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，經(jīng)常出現(xiàn)“停三

30、開四”的局面，電力工業(yè)增長滿足不了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。按照房縣“十一五”國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃安排，到2008年，全縣國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)到20億元；工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，勢必對電力、電量的數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高，對電力、電量的供應(yīng)保證，提出了更高的要求。因此，開發(fā)和利用境內(nèi)豐富而清潔的水能資源，對促進(jìn)地方工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和縣域經(jīng)濟的發(fā)展，將起到巨大的促進(jìn)作用。房縣將在“十一五”期間保持較高的速度發(fā)展國民經(jīng)濟，依據(jù)社會發(fā)展和電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，興建容量較大，調(diào)節(jié)性能好的骨干電站，是非常必要和迫切的。范家埡電站的興建，將在一定程度上促進(jìn)房縣社會經(jīng)濟發(fā)展，改善房縣電網(wǎng)供電質(zhì)量和提高供電保證程度，調(diào)節(jié)豐、枯電量、緩解

31、電力系統(tǒng)尖峰負(fù)荷調(diào)峰容量短缺的矛盾。1.4.2 徑流調(diào)節(jié)1、徑流調(diào)節(jié)方法按長系列（19702002年共33年）逐旬平均流量進(jìn)行等出力徑流調(diào)節(jié)計算，出力系數(shù)取8.3，設(shè)計保證率為85%。徑流調(diào)節(jié)計算成果列于表1.41。表1.41 范家埡水電站徑流調(diào)節(jié)成果表項 目水能指標(biāo)正 常蓄水位（m）806死水位（m）790裝機容量（MW）10保證出力（MW）3.01電量（萬kWh）3210枯期電量（萬kWh）1430利用小時（h）3214最大水頭（m）72.2最小水頭（m）56.2加權(quán)平均水頭（m）67.3水量利用率（%）85.592、正常蓄水位選擇范家埡水庫正常蓄水位的選擇主要根據(jù)樞紐的綜合利用開發(fā)任務(wù)、

32、庫區(qū)的地形地質(zhì)及動能指標(biāo)等條件綜合比選。最低水位方案可定為804m，在最低正常水位的基礎(chǔ)上，按每隔2m設(shè)定，共選擇了804m、806m和808m三個比較方案。由于電站發(fā)電水頭較高，各正常蓄水位方案之間相差不大，正常蓄水位比較時，各方案裝機容量均為10MW，死水位分別為788m，790m，792m。根據(jù)水庫淹沒實物指標(biāo)，當(dāng)正常水位為808m時，比正常水位806m增加移民8戶、約25人，增加了移民投資和社會協(xié)調(diào)工作量。從地形條件分析，壩軸線左岸山包背部由于受支流覃馮溝切割影響，溝底切割深度760m左右，致使山包背部山體較弱，其走向與壩軸線近于垂直；上龕老鄉(xiāng)政府地面高程796m，根據(jù)鉆孔揭示，其強風(fēng)

33、化下限為779m；過于抬高水位，一方面增大了壩體的工程投資，另一方面增大了防滲帷幕灌漿處理的工程量和投資。從動能指標(biāo)看，隨著正常蓄水位提高，范家埡電站多年平均發(fā)電量及保證出力遞增，但增幅有變化。正常蓄水位從804m提高至806m時，電量增加310萬kWh，增幅為10.7%，保證出力增加110kW，增幅為4.0%；正常蓄水位從806m抬高至808m時，電量增加110萬kWh，增幅為3.4%，保證出力增加80kW，增幅為2.7%。各正常蓄水位方案單位電能投資在3.46-3.69元/kW.h。從各方案凈現(xiàn)值比較看，方案二即806m方案凈現(xiàn)值最大，為2083.06萬元。即正常蓄水位806m方案經(jīng)濟最優(yōu)

34、。綜合分析，本階段推薦正常蓄水位806m。3、死水位選擇范家埡水庫電站主要以發(fā)電為主，其他綜合利用對水庫的死水位沒有特殊要求；其死水位的選擇，主要考慮壩前泥沙淤積、水電站動能指標(biāo)、水輪機運行條件和有利于系統(tǒng)運行等方面的因素。根據(jù)水庫泥沙沖淤分析（詳見4.9節(jié)），按水庫正常運行50年計算，總淤積量為200.57萬m3；采用水工設(shè)計手冊介紹的經(jīng)驗面積減少法分析，水庫運行50年不排沙，壩前泥沙淤積高程為765.2m。范家埡水庫死水位方案的選擇，以水庫消落深度占壩前集中最大水頭2540%的原則擬定。對選定的范家埡水庫正常水位806m方案，死水位方案選自788792m的范圍，約占大壩集中最大水頭的29.

35、745.5%，以每隔1.0m的差值，共擬定了五個死水位方案，以此計算各方案的保證出力及發(fā)電量。計算結(jié)果表明，從電站發(fā)電效益看，電站保證出力及枯季發(fā)電量隨著死水位的提高而降低，且減幅呈遞增趨勢,從范家埡水庫電站死水位與保證出力死水位與年發(fā)電量關(guān)系圖上可以看出。死水位在790.5m時，保證出力線與年發(fā)電量線相交，即此時的死水位最優(yōu)，故本階段推薦死水位方案為790m。1.4.3 裝機容量選擇范家埡水庫為流域的“龍頭”水庫，總庫容2474.4萬m3，調(diào)節(jié)庫容1352.8萬m3，庫容系數(shù)5.86%，屬年調(diào)節(jié)水庫。對流域梯級電站將具有調(diào)節(jié)補償作用，在流域中占有較大比重。根據(jù)所選定的正常蓄水位和死水位，考慮

36、電站本身資源現(xiàn)實、地區(qū)電網(wǎng)的用電特點，結(jié)合機組選型參數(shù)，選擇了6MW、8MW、10MW和12MW四個裝機規(guī)模方案，進(jìn)行水力動能計算和經(jīng)濟指標(biāo)分析比較。隨著裝機的加大，年發(fā)電量增加，其投資也隨之加大。當(dāng)裝機容量從10MW增加至12MW時，其發(fā)電量基本不增加，而投資增加。通過各方案經(jīng)濟凈現(xiàn)值比較，各方案中裝機容量為10MW的經(jīng)濟凈現(xiàn)值最高，說明裝機10MW最經(jīng)濟。從年利用小時角度考慮，范家埡電站裝機容量較小，在系統(tǒng)中所占比重較小，但水庫具有不完全年調(diào)節(jié)性能，其電站的運行方式必然處于日負(fù)荷曲線的尖峰工作，則裝機年利用小時數(shù)相對較??；而徑流式電站只能承擔(dān)基荷工作，則年利用小時數(shù)較大；根據(jù)水能設(shè)計文獻(xiàn)資

37、料有關(guān)水電站年利用小時數(shù)來考慮，同時相比類似電站，當(dāng)水電站工作位置處于峰荷運行時，年利用小時數(shù)在25003500h為宜。綜合以上分析比較，范家埡電站的裝機容量的選擇，從房縣負(fù)荷發(fā)展、電站承擔(dān)尖峰負(fù)荷、電站動能經(jīng)濟指標(biāo)等方面分析，本階段推薦范家埡電站裝機容量10MW。綜合各方面因素，本階段推薦電站裝機容量10MW。1.4.4 調(diào)洪演算范家埡水庫下游無特殊的防洪要求，其防洪主要任務(wù)是確保擋水壩、電站廠房工程本身的防洪安全。洪水調(diào)節(jié)采用壩址洪水以靜庫容計算。以正常蓄水位（806m）為起調(diào)水位，先由閘門控制泄量使其等于來量，維持正常蓄水位不變，當(dāng)來量大于閘門全開時的泄流力時，閘門全開敞泄，水位升高，求

38、得水庫的設(shè)計洪水位和校核洪水位及其相應(yīng)泄量。調(diào)洪計算時不考慮發(fā)電引用流量。調(diào)洪成果見表1.4-2。表1.4-2范家埡水庫洪水調(diào)節(jié)成果表頻率（%）洪峰流量（m3/s）起調(diào)水位（m）最高庫水位(m)最大下泄流量(m3/s)相應(yīng)庫容(萬m3)0.11486.148068091145.542474.070.51126.58806807.3928.762298.152803.3806806.08780.552171.293.33532.45806806532.452163.135489.99806806489.992163.1320335.7806806335.72163.13水庫總庫容2474.4萬m

39、3，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB5020194）和水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL2522000）的規(guī)定，水庫工程規(guī)模屬中型工程，工程等別為等。大壩、溢洪道等主要建筑物為3級建筑物。攔河大壩壩型為砼面板堆石壩，采用50年一遇洪水設(shè)計，1000年一遇洪水校核；永久性泄水建筑物為溢洪道，其消能防沖的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用30年一遇。電站裝機10MW，按工程等別屬3級建筑物，即電站廠房采用50年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核。經(jīng)調(diào)算，范家埡水庫50年一遇設(shè)計洪水位為806.08m，1000年一遇校核洪水位為809m。1.4.5 水庫泥沙沖淤分析范家埡水庫正常蓄水位806m，死水位790m，相應(yīng)調(diào)節(jié)庫容1352.

40、8萬m3，庫容系數(shù)5.86%，水庫多年平均淤積總量4.01萬m3，按正常運用50年計，總淤積量200.57萬m3。按經(jīng)驗面積減少法計算，范家埡水庫壩前淤積高程為765.2m，淤積后水庫有效庫容僅減少64萬m3，占7.25%，不影響水庫的正常運用。1.4.6 水庫回水根據(jù)水電工程建設(shè)征地處理范圍界定規(guī)范（DL/T 53762007）有關(guān)規(guī)定，不同淹沒對象分別采用如下的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)：農(nóng)村居民點淹沒標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇（P=5%）；農(nóng)田淹沒標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇（P=20%）。對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水，分天然和建庫后兩種工況，從壩前至庫尾，推算水面線。計算結(jié)果如表1.4-4。表1.4-4 范家埡電站回水推算成果樁號河底

41、高程(m)20年一遇5年一遇天然建壩后天然建壩后1+391757.68759.9806759.648061+494758.35761.42806761.038061+676758.73762.15806761.678061+807758.92762.46806761.948062+035760.76763.17806762.698062+166761.98764.318067648062+370762.94765.95806765.628062+612765.74767.99806767.728062+972767.7771.08806770.78063+089768.85772.048067

42、71.658063+198770772.74806772.418063+436771.45775.23806774.818063+590774.15776.39806776.018063+754774.68778.468067788063+853776.51779806778.578064+203779.33782.71806782.338064+334780.94783.92806783.478064+490782.84785.34806784.968064+685784.42787.22806786.818064+778785.71788.04806787.688064+863786.65

43、788.89806788.658065+071787.55791.87806791.548065+245790.11793.34806792.978065+395791.77794.33806794.048065+489793.23796.17806795.728065+630795.22797.4806796.988065+836797.14800.46806799.728065+971799.19802.77806802.258066+083801.27803.94806.05803.52806.026+266802.39806.32806.42805.9806.26+344804.728

44、07.41807.41807.17807.176+472806.13809.53809.53809.2809.26+683808.77811.93811.93811.5811.51.4.7 范家埡水庫對下游梯級電站徑流調(diào)節(jié)補償范家埡水庫為漳蘭河流域水電梯級開發(fā)中的“龍頭”水庫，水庫建成后，將對下游白玉口、雷家坪、龍駒溝等5個梯級電站（總裝機20.8MW）進(jìn)行有效的徑流調(diào)節(jié)補償。通過對比分析上游范家埡水庫調(diào)節(jié)前和調(diào)節(jié)后，下游各梯級電站群的年實際發(fā)電量的變化情況，用以確定其水庫的調(diào)節(jié)補償效益。（1）水庫調(diào)節(jié)效益組成范家埡水庫調(diào)節(jié)效益主要包括兩個方面：一是電量效益（水庫調(diào)節(jié)而增加的發(fā)電量收益）；二是

45、電價效益（水庫調(diào)節(jié)而獲得的將較低價位季節(jié)、時段的電量轉(zhuǎn)移至較高價位季節(jié)、時段的電量而增加的收益）。（2）水庫調(diào)節(jié)效益的計算范家埡水庫電站對下游梯級電站的調(diào)節(jié)補償，分調(diào)節(jié)前和調(diào)節(jié)后兩種情況，按三個典型水文代表年進(jìn)行各梯級電站的調(diào)節(jié)計算，并統(tǒng)計各梯級電站的多年平均年發(fā)電量、枯水期發(fā)電量等指標(biāo)。根據(jù)范家埡水庫實際運行情況，并參照下游各梯級電站設(shè)計參數(shù)推求單獨運行、聯(lián)合運行時各梯級電站發(fā)電量。對比“有”“無”上游范家埡水庫調(diào)節(jié)補償兩種情況下，下游各梯級電站的年實際發(fā)電量差，即為上游調(diào)節(jié)水庫對下游電站群的電量調(diào)節(jié)補償效益。（3）調(diào)節(jié)補償效益分析比較通過水能計算，在范家埡水庫修建后，對下游各梯級電站在調(diào)節(jié)

46、前和調(diào)節(jié)后的補償效益進(jìn)行分析比較，其調(diào)節(jié)補償效益見表1-4-1。表1-4-1范家埡水庫對下游各梯級電站群調(diào)節(jié)補償效益比較表項目電站單獨運行（調(diào)節(jié)前）聯(lián)合運行（調(diào)節(jié)后）調(diào)節(jié)電量增加年利名稱（萬kWh）用小時年發(fā)電量年利用小時年發(fā)電量年利用小時（h）（萬kWh）（h）（萬kWh）（h）二級白玉口2275.6671112504.057825228.39714三級雷家坪1801.8372071964.327857162.49650四級龍駒溝6786.367867202.597203416.29417五級馬家咀693.396934735.7735742.31423六級三池2578.7162902715.

47、716624137334合計14135.893432915122.3836866986.482537從上表中可以看出，未經(jīng)范家埡水庫調(diào)節(jié)前，下游各梯級電站年總發(fā)電量為1.414億kWh，總裝機年利用小時數(shù)為34329h；經(jīng)范家埡水庫調(diào)節(jié)后，下游各梯級電站年總發(fā)電量為1.512億 kWh，總裝機年利用小時數(shù)為36866h，年實際發(fā)電量增加986.48萬kWh，總裝機年利用小時提高了2537h。根據(jù)目前房縣政府出臺的相關(guān)文件，具有調(diào)節(jié)性能的水庫對下游各梯級電站的調(diào)節(jié)補償費用，即按調(diào)節(jié)后各梯級電站年總發(fā)電量乘以調(diào)節(jié)補償電價，且不含增值稅。房縣水庫調(diào)節(jié)補償電價為0.03元/kWh。范家埡水庫對下游各梯

48、級電站調(diào)節(jié)后年總發(fā)電量1.512億kWh，按縣域水庫調(diào)節(jié)補償電價0.035元/kWh進(jìn)行計算，年增加收益為529.2萬元。本階段將范家埡水庫對下游各梯級電站調(diào)節(jié)效益529.2萬元計入經(jīng)濟評價分析中。1.5 工程選址、工程總布置及主要建筑物1.5.1 工程等別及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范家埡水電工程水庫總庫容2474.07萬m3，裝機容量10MW，混凝土面板堆石壩，最大壩高60.60m，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（GD5020194）和水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL2522000）的規(guī)定，本工程規(guī)模屬中型工程，工程等別為等，擋水建筑物、泄水建筑物、引水隧洞、放空洞、進(jìn)水口和電站廠房等主要建筑物為3級。臨時建筑物均為4級

49、。本工程擋水建筑物及引水、泄水建筑物、進(jìn)水口、放空洞采用50年一遇洪水設(shè)計；1000年一遇洪水校核；消能防沖建筑物采用30年一遇洪水設(shè)計；電站廠房采用50年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核。1.5.2 工程選址、壩型選擇及壩線比較經(jīng)過現(xiàn)場踏勘、萬分之一地形圖比對，并參照流域規(guī)劃報告及相關(guān)批復(fù)，壩址選擇位于上龕鄉(xiāng)集鎮(zhèn)上游約2km的范家埡河段。在范家埡長約500m的河段，河道呈反“S”型，上壩址選擇在反“S”型河道的首端，右岸舌狀伸向河床，為緩坡，左岸山體較陡，在796m高程形成一臺地；下壩址選定在反“S”型河道的尾部，其地形為右岸陡峭，左岸為緩坡，在775m高程形成一臺地；兩壩址相距約200m

50、，以此為上下壩址進(jìn)行比較。兩壩址均以混凝土面板堆石壩為代表壩型進(jìn)行同等深度的比較。由于上壩址比下壩址投資少1800萬元，而壩址下移所得的電能及調(diào)節(jié)電能有限，比較而言，上壩址經(jīng)濟指標(biāo)較優(yōu)，根據(jù)經(jīng)濟指標(biāo)最優(yōu)的原則，本階段選擇上壩址為推薦壩址。在上壩址進(jìn)行了混凝土面板堆石壩和粘土心墻壩兩種壩型進(jìn)行了同等深度的比較，由于粘土心墻壩工程量較大，投資比混凝土面板堆石壩多約800萬元；從施工條件上看，混凝土面板堆石壩施工強度低、可全年施工；從當(dāng)?shù)刂尾牧仙峡矗?dāng)?shù)厣暗[石、主堆石料料源充足，儲量豐富，而粘土料料源遠(yuǎn)、儲量有限。為此，本階段推薦混凝土面板堆石壩為推薦壩型。在上壩址選擇兩條壩線進(jìn)行比較，兩壩線基本

51、上在同一位置，在河床部位相距20m，兩壩線在右岸相交，夾角為30，由于兩壩線距離較短，樞紐布置、地質(zhì)條件基本相同。下壩線雖壩軸線有所減短，但左側(cè)趾板線由于處在河流凹岸而脫空，在右翼由于山脊單薄，同樣存在脫空現(xiàn)象，如保證左趾板線不脫空，需要將山頭挖除，增加了開挖量；右壩肩趾板需要回填混凝土彌補地形缺陷。下壩線壩線右岸趾板剛好位于深厚覆蓋堆積區(qū)，基礎(chǔ)處理難度相對較大。從工程投資上看，下壩線比上壩線投資多500多萬元，因此從地形、工程量、工程投資上看上壩線壩線明顯優(yōu)下壩線。為此，選擇上壩線為推薦壩線。1.5.3 工程布置及主要建筑物范家埡水庫電站工程總體布置，根據(jù)地形地質(zhì)條件，經(jīng)方案比較所選的壩型，進(jìn)行工程總體布置。主要由混凝土面板堆石壩、右岸岸邊開敞式溢洪道、放空洞、右岸發(fā)電引水隧洞、地面廠房、調(diào)壓塔及升壓站等組成。（1）大壩混凝土面板堆石壩壩頂高程810.60m，河床高程758.5m，建基面（趾板底部高程）高程750.0m，最大壩高60.60m，壩頂全長276.28m，壩頂寬6.0m。上、下游壩坡分別為1:1.4、1:1.5，最大