布尔水电站综合说明

1综合说明1.1概述白水江是白龙江的最大支流，属长江3级支流。白水江发源于四川、甘肃两省交界的岷山弓杆岭。河源分黑河、白河两个分支，于九寨沟县城以上20km的黑河塘会合后始称白水江。白水江流域总面积8316km2。干流全长296km（其中四川境内189km，甘肃境内107km），天然总落差2958m，平均比降10.1‰。白水江在文县境内107km，天然落差486m，河道平均比降4.54‰。布尔水电站位于甘肃省文县境内白水江干流的中游上，为一低坝径流无调节引水式电站。在分析研究西北勘察设计研究院2001年4月编制的《白水江干流文县河段梯级规划补充报告》等有关文件的基础上，结合现场考察、测量，认为在白依坝至尚德水电站之间的布尔河段，具备较好的水能开发条件，在此修建水电站，即布尔水电站，不影响白水江干流水能资源梯级开发的总体规划。布尔水电站是在本河段插补的一座小型水电站。布尔电站位于西元村和文县县城之间，电站厂区距县城约1km。工程自白依坝尾水起沿布尔河段右岸布置，引水隧洞穿过白马峪河至布尔，长约3092.21km，工程由取水枢纽、引水隧洞、前池、压力管道、发电厂房、升变压站等部分组成。电站设计引水流量160m3/s，设计水头19.82m，装机26Mw（2×13Mw），机组年利用小时数4557h，年发电量1.185亿kw.h，工程总投资？万元。2005年7月，受甘肃省平兴电力设备有限责任公司的委托，我院完成了《甘肃省文县布尔水电站项目建议书》，在此基础上，改方又委托我院对布尔水电站进行了可行性研究阶段的工作。现已完成了《甘肃省陇南市文县布尔水电站可行性研究报告》及相关图纸。地理位置详见电站地理位置图1.2自然条件1）地理及气候白水江是白龙江的最大支流，发源于甘肃、青海两省交界处岷山山脉，有西、北二源，源地海拔高程4096m，西源称为白河，发源于四川省的九寨沟以西的弓杆岭东麓，白河全长57.0km，集水面积1334km2；北源称为黑河，发源于弓杆岭西麓的热莫克咯，黑河全长139km，集水面积2613km2。白水江沿岷山山脉自西北向东南流经九寨沟（南坪）至刀口坝转而南下，在柴门关出四川省境流入甘肃，转向东流，经文县于玉垒乡关头坝注入白龙江碧口水库。白水江流域呈羽状，被南秦岭山地所盘踞，地势西北高，东南低，地表起伏较大，属山大沟深地区，气候温暖湿润，垂直分布较明显，植被较好，上游为原始森林，中下游灌木杂草繁茂，分布稀疏林木，白水江流域总面积8316km2。干流全长296km，其中四川境内189km，甘肃境内107km，天然总落差2958m，河道平均比降10.1‰。布尔水电站位于甘肃省文县境内白水江干流中游，距文县县城约4km，坝址以上控制流域面积6936km2。白水江流域属北亚热带季风气候，该地区海拔高程较高，属高山区，气候有明显的垂直变化。本地区多年平均气温14.9℃，历年极端最高气温37.7℃；极端最低气温－7.4℃。多年平均降水量442.78mm，多年平均蒸发量2122.0mm，历年最大积雪深度5.0cm，多年平均日照时数1711.0h，多年平均湿度61%，多年平均风速2.4m/s，历年最大风速16.0m/s。2）水文白水江干流从上至下先后设有南坪县（现九寨沟县）、鹄衣坝、文县、蒿坪、刘家河坝等水文站，除南坪水文站归属四川省水文水资源局外，其余各站均为甘肃省水文水资源局管辖，各站均为国家基本测站，资料测验精度较高，观测项目较全，资料整编符合规范要求。本次设计采用鹄衣坝水文站1967～2004年共38年年径流系列具有一定的代表性，能够满足设计要求成果，可供工程设计使用，年径流系列不进行插补延长。以此通过频率分析计算，计算得布尔水电站设计年径流，成果见表1－1。布尔水电站设计年径流成果表表1－1F(km2)统计参数不同保证率的设计值(m3/s)Qo(m3/s)CvCs/Cv10%25%50%75%90%693686.70.192.010897.285.775.166.43）泥沙布尔水电站泥沙推算是以刘家河坝水文站和蒿坪水文站作为设计依据站，根据蒿坪水文站输沙模数计算出布尔水电站的多年平均输沙量。根据刘家河坝水文站1959～2004年（1959年资料不完整，1962年缺测）44年实测泥沙资料统计：多年平均输沙量174万t，多年平均输沙模数为214t/km2。由此计算出布尔水电站多年平均入库沙量148万t。多年平均含沙量为1.71kg/m3，多年平均推移质输沙量为7.4万t，多年平均输沙总量为155.4万t。4）洪水布尔水电站枢纽位于白水江干流上，引水隧洞需要穿过白马峪河，布尔水电站工程坝址和鹄衣坝水文站控制流域面积相等，所以布尔水电站坝址设计洪水成果直接采用鹄衣坝水文站成果，布尔水电站设计洪水成果见表1－2。布尔水电站设计洪峰流量成果表1－2站名F(km2)统计参数各种频率设计值(m3/s)QmCvCs/Cv0.2%1%2%5%10%20%水电站坝址69363620.624.0164012201040814643479水电站厂房73033750.624.0170012701080843666496对白马峪河沟道洪水采用“瞬时单位线”方法以及结合历史洪水调查资料等对沟道洪水进行计算确定。白马峪河跨沟建筑物工程断面设计洪峰流量成果见下表2－3白马峪河流域跨沟建筑物设计洪峰流量成果表表2－3项目F（km2）各种频率设计值（m3/s）1%2%3.33%10%跨沟建筑物断面3497546265423965）冰情工程区一般10月下旬～11月上中旬开始结冰，3月中旬至4月上中旬全部融化。流冰花时间较长，一般在11月上旬开始至次年4月初，流冰花时间150天左右。1.3工程地质⑴工程区地处于秦岭东西向复杂褶皱带南缘，位于西倾山—白龙江复背斜南翼，文县山字型构造前弧地带。工程建筑物涉及区域内断裂构造不发育。区域性断裂分布在工程区外围。工程区出露地层为泥盆系中统三河口组第一岩性段中厚层砂质板岩偶夹砂岩及薄层砂质板岩夹碳质板岩，岩体呈单斜产状，走向稳定，岩体中裂隙较发育。根据《中国地震动峰值加速度区划图》（1/400万50年超越概率10﹪）工程区地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为8度。⑵库区工程地质条件良好，不存在邻谷渗漏问题，但有左岸阶地砂砾卵石层绕坝渗漏问题，需进行截渗处理。按正常蓄水位946.5m计，蓄水后库岸再造形成的入库物总量约2.3万m3，由塌岸再造引起的耕地损失约9.4亩,这部分可通过干砌块石护坡处理消除，库区淹没耕地面积约24亩，浸没面积约4亩。⑶两坝线相比较：下坝线右坝肩覆盖层较厚，开挖和治理较为困难，因此推荐上坝线为选定坝线。上坝线坝基岩性为河床砂卵砾石，属软基地基，其工程地质性能满足设计要求。坝基砂卵砾石层具备管涌破坏的渗透变形条件，其临界水力坡降为0.14，允许水力坡降为0.093，；坝基渗漏量较大，约9916m3/d，存在基坑涌水问题，故需进行防渗处理，并考虑排水。坝肩条件良好，适当清基即可。左坝肩存在绕坝渗漏问题，渗漏量约为1678.7m3/d，须做截渗处理，截渗墙范围应为距河水边线至少100m。⑷引水隧洞工程地质条件较好，隧洞进出口边坡稳定，洞身围岩类别属Ⅲ～Ⅳ类，但穿白马峪河暗渠段地下水丰富，施工难度较大。引水发电隧洞全长约3.1km，Ⅲ类围岩占40%，Ⅳ类围岩占55%，暗渠占5%。⑸厂房区前池、压力管道、厂房、尾水渠工程地质条件良好。前池、压力管道地基为洪积碎石土或河床砂卵砾石层，厂房地基可置于基岩或砂卵砾石层中，尾水渠地基为河床砂卵砾石层。⑹天然建筑材料中的砼骨料，取自白马裕河，其数量能满足设计要求，但粗骨料级配不良，细骨料含泥量、轻物质含量偏高，孔隙率偏大，使用时需冲洗。⑺白水江水，质良好，对普通水泥无侵蚀性，可作为施工用水。1.4工程任务和规模大通河水量充沛、河床比降大、落差易集中，水能资源极为丰富，水资源的开发，不仅为地区经济发展提供了电力，而且对带动地区其他资源的开发有积极的促进作用，同时还可作为少数民族地区的一个支柱产业，对促进地区经济的持续发展和人民生活水平的提高有着重要意义。江源水电站为Ⅳ等小（1）型工程，装机42MW，多年平均年发电量约1.806亿kW·h。根据《小水电水能设计规程》（SL76—94），电站的设计水平年采用第一台机组投产后的4～7年并和国民经济五年计划相适应。按照施工进度安排，电站2008年左右第一台机组发电。因此，设计水平年选定为2015年。根据电站在电力系统中的作用及规模，参照《小水电水能设计规程》（SL76-94）的规定，本电站设计保证率采用P=85%。1.5工程布置及建筑物1）工程等别及标准电站装机容量26MW，依《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），工程等别为Ⅳ等，工程规模为小（1）型。主要建筑物级别为4级，次要及临时建筑物为5级。由于泄冲闸挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于10m，枢纽防洪标准按平原、滨海区标准确定。枢纽洪水标准：设计[重现期（年）]为50年（P=2%）；校核[重现期（年）]为100年（P=1%）。消能建筑物洪水标准：[重现期（年）]为20年（P=5%）。厂房洪水标准：设计[重现期（年）]为30年（P=3.33%）；校核[重现期（年）]为100年（P=1%）。2）坝线的确定本阶段选择了二条坝线，上、中两坝线相距460m，中下坝线相间1154m。为保证装机容量不变得条件下，上中坝的正常挡水位均为2622.00m，下坝线的正常挡水位2620.80m，主要通过库区淹没、枢纽建筑物和引水建筑物投资的综合比较，确定上坝线为本阶段的推荐方案。3）厂址的选定初选上下两厂址，为了最大的利用水能资源，确定下厂址为推荐方案。4）推荐方案工程总体布置江源电站由枢纽、引水系统和厂区建筑物三大部分组成。枢纽为一综合建筑物，担负着引水、泄洪和冲砂等任务，引水系统在大通河的左岸，有一孔进水口、砼压力管道、压力隧洞，总长6820.998m。直径均为6.50m，调压井一座，内径18m。调压井为阻抗式，前接隧洞，后经过一段隧洞与厂房压力钢道相连，机组供水采用一管三机。厂区由主、副厂房、尾水渠、升压站和管理区等建筑物组成。尾水渠采用梯形断面，末端与大通河相接。管理区设在厂房上游Ⅱ级阶地上，通过新建的跨大通河桥可与青冈公路相连界。5）建筑物的布置、型式及主要尺寸（1）枢纽总长161.3m，从左到右依次布置有土坝、泄洪冲砂闸、表孔泄洪闸（实用堰）、溢流坝和重力坝，进水口布置在泄冲闸上游处。闸（堰）墩顶部确定在高程2625.00m。（2）引水系统由进水口、砼压力管、引水隧洞、调压井和压力钢管组成。进水口位于枢纽左岸，砼管和隧洞均为有压圆形断面，内径6.50m，线路总长度6821m，其中砼管长48m，隧洞总长6773m。调压井为阻抗式，直径18m，阻抗口直径3.20m，总高度为32.50m。机组采用一管多机，卜形分岔的布置供水方式，主管管径5.80m，岔管直径均为3.00m，管道为外包砼的钢管。（3）厂区位于江源村的东侧，建筑物主要有主副厂房、升压站、尾水渠、进厂公路和其它附属建筑物。主厂房平面尺寸52.30×16.10m,副厂房布置于主厂房上游侧，平面尺寸47.40m×10.86m，分为三层，上层楼面高程与发电机层相同，下层底板高程与水轮机层相同，中间为电缆层。上层设中央控制室、载波室、电气实验室、值班室等；下层为电缆夹层、励磁室、厂用变室、和空压机房等。尾水渠为复式梯形断面，底宽16.0m，渠底砼衬砌，边坡为浆砌块石，坡度1:1.25，渠道纵坡1:2000，渠堤顶高程2572.80m。通过大通河上新建公路桥，可到厂区。1.6机电及金属结构1.6.1水力机械1）水轮机型号的选定型号电站最大水头20.82m，最小水头16.20m，加权平均水头19.82m，电站额定水头19.30m，经技术比较，选用二台容量为2×13MW轴流转桨式水轮发电机组。水轮机型号为：ZZA834—LH—350，发电机型号为：SF13.0—35/5500(10.5kv)。1.6.