水电站项目基本情况

11工程概况1.1工程建设必要性花坪河水库坝址位于巴东县大支坪镇，距离野三河汇合口12.56km，坝址以上流域面积172.4km2，占支井河流域面积的71.1%。巴东县电网以水电为主，自八十年代后期开始，陆续建成了多座小型水电站，大大改善了巴东县电网的组成结构。但随着国民经济的高速发展，电力供需矛盾仍很严重，枯水期调峰容量依然不足。每年需从州网购电，为此，兴建花坪河水电站，对提高巴东县用电的保证率有重要作用。花坪河水电站的兴建，是合理开发利用河流水能资源的需要，工程建成后不仅可增加巴东县电网的电力供应，缓解电力供需矛盾，而且还可带动和促进本地区经济发展，节省煤耗，保护环境，其兴建有很好的经济和社会效益，工程建设是十分必要的。1.2初步设计审查意见2012年5月14湖北省水利厅印发《关于巴东县花坪河水电站工程初步设计报告的审查意见》，鄂水利电函[2012]334号文。部分内容如下：四、同意工程开发任务为发电同意发电死水位640.00米，同意设置极限死水位636.00米。同意电站装机容量30兆瓦。基本同意洪水调节计算方法及成果。同意采用敞泄方式进行洪水调节，水库50年一遇设计洪水位为670.00米，1000年一遇校核洪水位为672.80米；厂房50年一遇设计洪水位为402.07米，200年一遇校核洪水位为404.82米。五、电站水库总库容2238万立方米、总装机30兆瓦，属三等中型工程。大坝、溢洪道、引水发电系统、电站厂房等主要建筑物为3级建筑物，由于大坝最大坝高97米（坝高超过70米），按2级建筑物设计，但洪水标准不予提高。同意钢筋砼面板堆石坝、溢洪道、发电隧洞进口按50年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核，电站厂房按502年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核，消能防冲建筑物按30年一遇洪水设计。同意《报告》推荐的上坝线和采用钢筋砼面板堆石坝“全堆石”坝型。同意右岸布置溢洪道，采用一孔11×14.8米洞式溢洪道泄洪并采用挑流消能方式。同意《报告》推荐的左岸发电引水系统布置方案和结构布置。同意采用竖井式进水口和压力隧洞衬砌方案。同意采用窑洞式发电厂房。基本同意厂房布置。基本同意工程安全监测设计。同意在锁口坝址的上坝线建砼面板堆石坝挡水成库、右岸洞式溢洪道泄洪、右岸洞式溢洪道泄洪、通过左岸约8千米压力隧洞引水在老鲁班桥附近支井河左岸建窑洞式厂房发电的工程总体布置。六、基本同意电站装机容量2×15兆瓦，水轮机为HLA351-LJ-130型，配套发电机为SF15-8/2600型。九、同意导流方案。上下游围堰及导流隧洞为4级临时建筑物。十二、同意概算编制的依据、原则及所采用的定额和取费标准。经复核调整，按2011年三季度价格水平计算，工程总投资为39029.85万元，其中静态总投资为35691.73万元，建设期贷款利息3338.12万元。32水文2.1流域概况支井河是野三河的一级支流，发源于武陵山支脉巴东县境内绿葱坡镇的野花坪，由东北向西南，在花坪河汇入野三河，进入清江水布垭库区。支井河干流全长42.58km，全流域集水面积242.4km2。2.2气象支井河流域内山高坡陡，相对高差较大，气侯特性也随高程变化较大，其气温、降水、日照时数均有明显的差异，支井河流域大部分属高山区，特别是中上游一带，气温偏低、多雾、多雨，具有明显的高山气候特性。夏季受太平洋季风影响，气候暖湿多雨，雨量较为充沛；冬季受西伯利亚高压寒潮威胁，气候寒冷，且多雪。流域内无气象观测站，在相邻流域有建始气象站。据建始气象站资料统计夏季最高气温为39.4℃，冬季最低气温可达－15.2℃，多年平均气温为15.4℃，最大风速为18m/s。2.3洪水调节（1）洪水标准花坪河电站为混合式电站，水库总库容2337万m3，电站初拟装机容量为30MW，根据《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，花坪河水电站工程为Ⅲ等工程,因大坝采用面板堆石坝，最大坝高达97m，，大坝级别提高为2级，其他永久建筑物为3级，但洪水标准不变，相应拦河坝按照50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。电站厂房按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。消能防冲建筑物采用30年一遇洪水设计。（2）设计洪水洪水调节采用坝址洪水以静库容计算。水库下游无防洪任务，洪水调节已确保大坝安全为原则，其调度原则为：以正常蓄水位670m为起调水位，当入库流量小于闸门全4开下泄量时，控制闸门开度，使其泄量等于来量，维持正常蓄水位不变；当入库流量大于闸门全开的下泄流量时，此时溢洪道闸门全开，全力下泄以保大坝安全。调洪计算时不考虑发电引用流量。厂房的防洪水位受水布垭水库影响，其水位通过推求水面线得到，水布垭水位按同频率水位考虑（其50年一遇水位低于正常蓄水位，按正常蓄水位398.23m考虑，200年一遇库水位为398.43m），对应花坪河厂址处同频率洪峰流量，推求河道水面线得到花坪河厂址处各频率洪峰流量对应水位，作为厂房防洪特征水位。根据调洪原则、库容曲线和泄流曲线，对水库各频率的设计洪水进行调算，计算成果见表2.3－1。大坝50年一遇设计洪水位为670m，1000年一遇校核洪水位为672.80m。表2.3－1洪水调节计算成果表项目频率P（％）0.10.20.523.33坝前洪峰流量（m3/s）21901960164011801040坝前洪水位（m）672.80671.93670670水库相应库容（万m3）2338228221582158最大下泄流量（m3/s）1910175011801040坝下最高水位（m）590.15589.71587.94587.42厂址洪峰流量（m3/s）17001270厂址处洪水位（m）天然404.80401.87受水布垭顶托404.82402.07（3）施工洪水支井河是清江支流，在花坪河汇入清江水布垭库区。支井河全长39.10km，流域面积240.01km2，河道坡度19.9‰，流域平均海拔高程1244m。支井河属山溪性河流，坡陡流急，洪水陡涨陡落，洪枯流量相差悬殊。一般每年5～9月为主汛期，4月、10月分别为汛前期、汛后期，11月～次年3月为枯水期。花坪河厂房位于水布垭水库库区，厂房施工期可能受水布垭水库回水顶托影响。5表2.3－2坝址处分期分月施工洪水(单位:m3/s)洪水分期P(%)25102033.310～3月1971551138110～4月24119715211611～3月9475554011～4月20316111885全年1180937750556表2.3－3厂址处分期施工洪水(单位:m3/s)P(％)洪水分期5102033.311～3月11390664811～4月246195143103全年788998.42.4工程任务和规模花坪河电站地处巴东县大支坪镇，坝址位于支井河下游段，距离野三河汇合口12.56km，电站尾水进入水布垭水库库区。根据《湖北省巴东县支井河流域水电开发规划报告》，流域开发的任务主要任务是发电。沿河两岸均无集镇，无特殊防洪要求，村民均居住在半山坡及坡缘以上，耕地较高且很分散，难以发展大面积的自流或提水灌溉。根据规划，支井河流域采用2库4级5站梯级开发方案，花坪河电站为支井河干流第四级，与河段梯级开发任务相应，花坪河电站工程以发电为主，其坝址具有建高坝的条件，正常蓄水位670m，最大坝高97m，电站装机容量30MW，多年平均发电量7396万kW·h。花坪水库库区均为林地，无灌溉要求。综上所述，花坪河电站工程开发任务为发电。63工程地质3.1区域地质构造与地震本区地处鄂西山地，支井河流域位于长江与清江分水岭的南部，纵观流域地势，自北向南倾斜。一般山顶高程均在1000m以上，最高可达1850.2m，属中高山地形。区域内河流河槽深切，河谷狭窄，常构成“V”字型或“U”字型峡谷，河谷与山地高差达数百米。清江河床是区内地表水和地下水的最低侵蚀基准面。经过碳酸盐岩类地层的支流存在有岩溶暗河。流域地形地貌特征概括地讲：从鄂西中高山地到江汉平原构成西高东低的区域地貌格架；以夷平面为主体的层状地貌特征；以清江干流和长江三峡段为主体的深切河谷及其高陡边坡特征。而山脉总体走向又受区域主要构造线控制。区内地层出露比较齐全，支井河流域内主要出露中生界三迭系碳酸盐岩类地层，其次为上古生界二迭系、石炭系和泥盆系地层以及少量的下古生界志留系地层。其中：志留系地层主要分布在本流域上游的东北角：泥盆、石炭系地层在流域内零星公布，主要出露于本流域上游的东北角和流域外的西部；二迭系地层主要分布于流域的中、上游和流域外的西部：三迭系的碳酸盐岩类地层是本流域出露的主要地层，在本流域内分布广泛。第四系松散堆积物在流域内零星分布，按其成因主要有河流冲积物（Q4a1）：岩性以全新统砂卵石为主，厚度各处不一，一般上游较薄，局部基岩裸露，下游较厚，估计厚度10～30m；崩积、坡积物（QCOl+d1）：岩性主要为块石、碎石夹粘性土，厚度变化较大，零星分布于平缓的岸坡或坡脚处；残、坡积物（Qedl）：岩性主要为粉质粘土夹碎石，主要分布于岩溶洼地及槽谷中，厚度0～5m。二、地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。73.2各建筑物工程地质条件及评价3.2.1大坝工程地质条件拟定的上坝线面板堆石坝轴线部位，河床宽约30m。两岸基岩裸露，左岸坡角55°，右岸坡角平均50°，植被覆盖，残坡积层厚约0～1.5m，主要成分为粘土夹碎石及少量块石，残坡积体分布不均，陡峭处基岩裸露。河床分布第四系冲洪积物，最大厚度28.63m，最小厚度12.72m，具较为明显的分层性，物质组成差异较大。坝基岩体均为三迭系大冶组（T1d）的灰岩，物理力学指标建议：单轴饱和抗压强度42.8MPa，饱和弹性模量17.3GPa，软化系数0.80，岩体允许承载力4.5MPa，混凝土/岩体（微－新鲜）：抗剪断强度：f’＝0.90，c’＝0.75MPa。坝址位于支井河向斜南东翼的单斜地层中，岩层走向为NE向，倾SE，岩层产状165°～175°∠25°～65°。坝区两岸岩层产状在720m高程以下较稳定，以上岩层倾角稍缓。3.2.2坝基及坝肩稳定1）坝基抗滑稳定坝基岩体为大冶组三迭系大冶组第三段（T1d3）：灰色中至厚层状灰岩，偶夹极薄层深灰色炭质、钙质页岩。岩层走向为N75°E，倾向左岸略偏下游，倾角45°。河流走向由2°转至132°，岩层走向与河流走向夹角由70°转为17°。坝基岩体的抗滑稳定性主要由结构面组合及应力条件来决定。坝基岩体主要结构面有：层面S。：面平直光滑，延伸长且稳定，密集，产状135°～170°∠32°～50°；NE向陡倾角裂隙L1，走向315°～345°，近于直立，张裂隙，充填铁质薄膜或方解石脉，延伸较长，密度大；NW向裂隙L2，走向45～70°，倾向SW，倾角63°～90°，L1和L2呈现共轭关系。坝址内河床基岩面起伏较大，存在深槽。从河床钻孔成果资料看，河床基岩面以下未见断层、软弱结构面及缓倾角结构面发育，裂隙大多充填方解石脉，胶结好，岩芯中弱风化岩体有少量溶蚀现象。坝基滑动可能的产生类型有表层滑动和深层滑动。表层滑动即沿着坝体与岩体接触8面剪切破坏，坝基岩体虽划为三层，但主要以薄层灰岩为主，岩性较单一，完整。岩石与混凝土之间的抗剪断强度：f′=0.9，c′=0.75MPa。2）边坡稳定性评价拟定的堆石坝坝轴线方向为345°～350°，为顺向谷。左岸坡向345°，岩层倾向130°，为逆向坡，边坡总体较稳定；右岸坡向135°，岩层走向135°，为顺向坡，岩层倾角52°～65°，大于坡角，顺层滑移可能性较小，无其它缓倾角结构组合，边坡较稳定。3.2.3坝基处理1）河床覆盖层特征及处理拟定的面板堆石坝基础上、下游底宽约285m，河床分布大量的冲洪积堆积物，从勘探资料揭示，堆积物极不均一。从上至下可分为5层，各层的性状如下：①卵石夹砂：卵石含量在45～60%，砂含量10～