初步设计汇总报告 12部分修改DOC.docx
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初步设计汇总报告12部分修改DOC
海南省昌化江
大广坝水利水电二期(灌区)工程初步设计报告
第Ⅱ卷戈枕枢纽
中国水电顾问集团中南勘测设计研究院
2006年11月
1综合说明
院长
:
胥树茂(副)
总工程师
:
周立本(副)
彭才德(副)
胡大可(副)
石青春(副)
张锡柱(副)
陈自然(副)
设计总工程师
:
曾雪艳
专业总工程师
:
校核
:
刘山
编写
:
曾雪艳
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
一
水文
1
流域面积
全流域
a.大广坝坝址以上
b.戈枕坝址以上
km2
km2
km2
5070
3498
4082
2
利用的水文系列年限
a
51
1953年~2003年
3
多年平均年径流量
a.大广坝坝址
b.戈枕坝址
亿m3
亿m3
30.5
36.3
4
代表性流量
a.大广坝
多年平均流量
m3/s
96.6
1953年~2004年
实测最大流量
m3/s
8000
实测最小流量
m3
调查历史最大流量
m3/s
21700
1948年8月22日(广坝)
设计(p=0.1%)洪水标准
及流量
m3/s
31800
非常运用(p=0.01%)洪水标准
及流量
m3/s
42700
施工导流(p=5%)洪水标准
及流量
m3/s
356
枯水期12月至4日
b.戈枕
多年平均流量
m3/s
115
1953年~2004年
实测最大洪峰流量
m3/s
23200
2001年8月28(宝桥站)
实测最小流量
m3/s
5.92
月平均1970年3月(戈枕)
调查历史最大流量
m3/s
25400
1948年(宝桥站)
设计(p=1%)洪水标准
及流量
m3/s
24800
非常运用(p=0.05%)洪水标准
及流量
m3/s
41500
土坝
非常运用(p=0.1%)洪水标准
及流量
m3/s
37600
混凝土坝
5
洪量
a.大广坝
实测最大洪量(24h)
亿m3
6.69
1991年7月14日
设计洪水洪量(3d)(p=0.1%)
亿m3
28.9
校核洪水洪量(3d)(p=0.01%)
亿m3
38.8
b.戈枕
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
实测最大洪量(1d)
亿m3
15.5
1963年9月8日(宝桥站)
设计洪水洪量(1d))(p=1%)
亿m3
15.2
校核洪水洪量(1d)(p=0.05%)
亿m3
26.1
6
泥沙
多年平均悬移质年输沙量
万t
75.12
多年平均含沙量
kg/m3
0.213
50年坝前泥沙淤积高程
m
32.57
二
1
水库水位
a.大广坝水位
校核洪水位
m
141.94
设计洪水位
m
140.07
正常蓄水位
m
140.00
死水位
m
116.00
a.戈枕枢纽水位
校核洪水位
m
58.80
均质土坝
校核洪水位
m
57.37
混凝土坝
设计洪水位
m
54.00
正常蓄水位
m
54.00
死水位
m
48.00
2
正常蓄水位时水库面积
km2
9.04
3
回水长度
km
25.78
正常蓄水位时
4
水库容积
总库容(校核洪水位以下库容)
亿m3
1.48
正常蓄水位以下库容
亿m3
1.04
调节库容
亿m3
0.36
死库容
亿m3
0.68
5
库容系数
1.1%
6
调节特性
旬调节
7
水量利用程度
82.2%
三
下泄流量及相应下游水位
1
设计洪水位时最大泄量
m3/s
24800
P=1%
相应下游水位
m
38.50
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
2
校核洪水位时最大泄量
m3/s
41100
土坝P=0.05%
相应下游水位
m
42.02
土坝
校核洪水位时最大泄量
m3/s
37600
混凝土坝P=0.1%
相应下游水位
m
41.21
混凝土坝
四
工程效益指标
戈枕电站
低干渠首电站
1
发电效益
装机容量
MW
80
2.0
多年平均发电量
亿kW·h
1.094
0.0704
年利用小时数
h
1368
3726
2
灌溉效益
面积
万亩
64.55
中干渠31.15万亩、低干渠16.9万亩、昌江干渠16.5万亩
设计引用流量(P=90%)
m3/s
56.5
中干渠25m3/s、低干渠13.5m3/s、昌江干渠16m3/s
年用水总量(P=90%)
亿m3
8.95
3
城市及工业供水效益
八所(P=90%)
m3/s
5
由中干渠供给
叉河(P=90%)
m3/s
2
由昌江干渠供给
年用水总量(P=90%)
亿m3
2.21
五
淹没损失及工程永久占地
1
淹没耕地(p=20%)
亩
896.70
林地和园地6580.90亩
2
移民安置人口
人
278
推算到2008年年底
3
淹没区房屋
m2
2054.20
4
复建公路长度
km
4.6
5
复建输电线路长度
km
2.5
6
工程永久占地
亩
1505.97
六
主要建筑物及设备
1
挡水建筑物型式
混凝土重力坝一均质土坝
地基特性
花岗片麻岩地基、风化土基
地震基本烈度/设防烈度
6
坝顶高程
m
58.50/59.00
混凝土坝/土坝
最大坝高
m
34/22
混凝土坝/土坝
坝顶长度
m
1092
2
泄水建筑的型式
开敞式溢流堰
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
地基特性
花岗片麻岩
堰顶高程
m
37.50
溢流坝长度
m
256.50
单宽流量
m3/(s·m)
112.00
P=1%
消能方式
底流戽流消能相结合
闸门型式尺寸、数量
孔
12
弧形门、宽17m、高16.5m
启闭机型式、容量、数量
台
12
液压启闭2×2600kN
设计泄洪流量
m3/s
24800
校核泄洪流量
m3/s
37000
3
戈枕电站
设计引用流量
m3/s
212.09
单机引用流量
进水口型式
河床式
地基特性
花岗片麻岩
闸门型式、尺寸、数量
m×m
5.8m×11.0m
宽×高,4扇平板门
启闭机型式、容量、数量
kN
2500/630kN
门机
引水道断面尺寸
m×m
5.0×6.0
宽×高(双孔)
(1)
厂房
型式
河床式
地基特性
花岗片麻岩
主机间尺寸(长×宽×高)
m×m×m
41.4×17.6×44.51
水轮机安装高程
m
23.4
(2)
开关站
型式
露天式
地基特性
填土
面积(长×宽)
mxm
45×40
(3)
主要机电设备
水轮机台数
台
2
型号
ZZ500-LH-515
单机额定出力
MW
40
额定转速
r/min
125
吸出高度
m
-6.41
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
最大工作水头
m
27.10
最小工作水头
m
18.20
额定水头
m
22.50
额定流量
m3/s
2x205.72
发电机台数
台
2
型号
立轴、三相、交流、密闭自循环空气冷却同步发电机
单机容量
MW
40
发电机功率因素
0.89
额定电压
kV
10.50
主变压器台数
台
2
型号
SF10-50000/110
桥式起重机
275/30t
单小车
跨度
m
17.50
(4)
输电线
电压
kV
110
回路数
回路
2
输电目的地
八所石碌
“π”接八所至石碌线
输电距离
km
12.00
4
中干渠进水口
设计流量
m3/s
48.00
进水口型式
塔式
地基特性
花岗片麻岩
检修闸门型式、尺寸、数量
m×m
5×6
宽×高,1扇平板门
启闭机型式、容量、数量
kN
2×400
1台移动式门机
管道内径
m
5.00
钢筋混凝土管、土坝坝基埋管
灌溉渠道水面高程
m
47.00
5
低干渠进水口及渠首电站
设计流量
m3/s
15.50
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
进水口型式
坝内开孔
地基特性
花岗片麻岩
中心高程
m
41.30
检修闸门型式、尺寸、数量
m×m
3.00×5.00
启闭机型式、容量、数量
kN
400
1台移动式门机
压力管道型式
钢筋混凝土埋管
内径
m
2.6/1.80
主管/支管
最大水头
m
21.9
灌溉渠首水面高程
m
35
低干渠渠首电站
(1)
厂房
型式
引水式地面厂房
地基特性
花岗片麻岩
主厂房尺寸(长×宽×高)
m×m×m
18×14.6×20.67
水轮机安装高程
m
31.0
(2)
主要机电设备
水轮机台数
台
2
型号
GD007-WZ-120
单机额定出力
kW
10700
额定转速
r/min
500
吸出高度
m
-2.40
最大工作水头
m
19.8
最小工作水头
m
12.4
额定水头
m
15.0
额定流量
m3/s
7.97
发电机台数
台
2
型号
SFW1000-12/1430
单机容量
kW
1000
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
额定电压
kV
6.3
发电机功率因数
0.8
主变台数
台
1
型号SC10-2500/10
起重机跨度
m
12.2
20t单小车桥式起重机
(3)
输电线
电压
kV
10
回路线
回路
3
输电目的地
1回至红泉农场,另一回备用
输电距离
km
7
七
施工
1
主体工程数量
明挖土石方
万m3
52.998
填筑土石方
万m3
45.0133
浆砌石
万m3
1.95
混凝土和钢筋混凝土
万m3
42.0284
金属结构安装
t
5295
帷幕灌浆
万m
0.415
固结灌浆
万m
2.08
2
主要建筑材料
木材
万m3
2.69
水泥
万t
12.25
钢材钢筋
万t
1.05
3
所需劳动力
总工日
万工日
117
平均人数
人
1000
高峰人数
人
1200
4
施工临时房屋
万m2
3.62
5
施工动力及来源
由大广坝水电站引来66kV
供电
kW
5000
其它动力设备
kW
3858
高峰负荷
工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
公路
km
237
海口-坝址
运量
万t
31.84
7
导流方式
分期导流、全年不过水围堰
8
施工占地
hm2
9
施工期限
准备工期
月
5
投产工期
月
38
总工期
月
39
八
经济指标
1
总投资(静态)
万元
渠首建筑物
2
静态总投资
万元
89535.01
建筑工程
万元
29792.65
1354.99
机电设备及安装工程
万元
15739.62
1456.85
金属结构设备及安装工程
万元
9424.69
183.33
临时工程
万元
4876.99.
202.57
独立费用
万元
9923.69
374.80
移民和环境部分
万元
11805.04
基本预备费
万元
4185.46
214.35
发电工程建设期还贷利息
万元
2059
3
发电工程分摊静态投资
万元
31604
经营期平均上网电价
元/kW.h
0.316
不含税、考虑投资分摊
单位kW投资
元/kW
3951
单位电度投资
元/kW.h
2.89
灌区达到终极规模
1综合说明
1.1绪言
大广坝水利水电二期(灌区)工程戈枕枢纽位于海南省西部东方县和昌江县境内,是海南岛第二大河流昌化江干流三个梯级规划电站的最下游1个梯级,也是大广坝灌区工程的戈枕配水枢纽。
1979年以来,海南省水利电力建筑勘测设计院对大广坝灌区工程进行了一定的勘测设计工作,于1991年提出《大广坝灌区工程可行性研究报告》。
1993年3月,中国水利顾问集团中南勘测设计研究院(简称“中南院”)对戈枕枢纽全面展开了勘测、设计及科研工作;1994年完成电力口戈枕水电站初步设计并通过审查;1995完成水利口大广坝水利水电二期(灌区)戈枕枢纽初步设计并通过审查。
为加快海南岛西部建设步伐,改变西部地区少数民族贫困落后面貌,缓解西部地区干旱情况,受海南省政府委托,2002年海南省水利电力建筑勘测设计院和天津市水利设计院联合完成项目建议书,2002年8月25~29日,水利水电规划设计总院对该项目建议书进行审查并提出相应的审查意见。
其后,将按初审意见修改的项目建议书于2004年上报水利部并于2006年通过审查。
2005年3月,中南院受海南省水利电力建筑勘测设计院的委托,根据项目建议书审查意见负责完成大广坝水利水电二期(灌区)戈枕枢纽部分的可研设计报告。
在进行戈枕枢纽部分的可研设计时,重新进行库区1/2000地形、地类图测量和坝址地质和料场补充勘测设计工作。
2005年8月9日至12日,水利部规划总院对该项目进行可研报告审查,并于2006年7月14日下达可研报告审查意见。
中南院在可研设计的基础上,根据可研设计审查意见进行戈枕枢纽部分的初步设计。
戈枕枢纽的开发任务是在项目建议书审查意见的基础上,根据枢纽天然条件和海南电力市场的需求,经技术经济比较重新进行论证确定。
主要开发任务为以灌溉,供水为主兼顾发电。
戈枕枢纽水电站为低水头河床式电站,具有日调节性能,电站正常蓄水位54.00m,相应库容1.04亿m3;死水位48.00m,相应库容0.63亿m3;调节库容0.41亿m3。
100年一遇设计洪水位为54.00m,混凝土坝1000年一遇校核洪水位为57.37m,土坝2000年一遇校核洪水位为58.80m,总库容1.48亿m3。
枢纽电站总装机容量为80MW,采用2台单机容量40MW的ZZ-LH-515轴流转浆机组,其保证出力3.95MW,多年平均发电量1.094亿kW·h,装机年利用小时1368h。
低干渠渠首电站总装机容量为2.0MW,采用2台单机容量1.0MW的GZ007-WZ-120轴伸式贯流机组,多年平均发电量0.0704亿kW·h,装机年利用小时3726h。
1.2水文
1.2.1流域概况
昌化江流域位于海南省西南部,流域面积5070km2,干流全长230km,是海南岛的第2大河流。
戈枕坝址位于大广坝水电站下游27km,距广坝水文站24km,下距宝桥水文站7km,控制集水面积4082km2,占全流域面积的80.5%。
昌化江发源于五指山西北麓,有9条较大支流。
流域地势为北面和东南面高,西北和西南面低,戈枕坝址以下河段地势最低。
流域内大部分地区为山地,平地较少,植被良好,山区多为森林覆盖,其余多为灌木、丛林或草地。
1993年12月大广坝工程水利水电工程下闸蓄水,其总库容17.1亿m3,对下游防洪和水流天然特性产生影响。
大广坝以下提引水工程对枯水期径流有所影响。
1.2.2气象与水文基本资料
海南省属大陆性热带岛屿气候,冬季干燥少雨,夏季炎热潮湿多雨。
台风是形成本流域暴雨的主要天气系统。
流域内多年平均降水量1540mm;多年平均气温23.9℃,极端最高气温40.2℃,极端最低气温0.1℃;上中游多年平均水面蒸发量1700mm;年平均相对湿度80%。
坝址气象特征为:
多年平均降水量1494.50mm,降水日数107天;多年平均气温24.6℃,最高气温40.2℃,最低气温0.1℃;多年平均相对湿度80%;多年平均水面蒸发量1399mm;多年平均风速2.8m/s;多年平均水温24.7℃。
1953年以来,在干流上先后设立有乐东、亲天峡、广坝、宝桥等多个水文站,流域内共设有29个雨量站。
1993年4月和2005年1月,在戈枕坝址上、下游设立了专用水位站。
亲天峡、广坝、宝桥3个水文站为戈枕枢纽水文分析计算的依据站。
1.2.3径流
因上游大广坝水利水电工程及石碌水库对这些工程下游的广坝水文站、宝桥水文站的实测水位流量均产生了较大影响,在计算天然径流时应对广坝、宝桥站的径流进行还原计算。
在1993年原电力部戈枕水电站初设阶段,根据当时补充收集的石禄水库、低干渠等水文资料,对宝桥站径流进行了还原计算,经审查确定的系列为1953~1991年,戈枕坝址多年平均流量为113m3/s。
因大广坝工程初设阶段,曾对亲天峡和宝桥两站历年水文资料进行了复查,1994年和1995年戈枕枢纽电力口和水利口初步设计计算在大广坝初步设计的基础上增加了6年的水文资料,共有39年水文系列(1953年至1991年)。
本次计算根据1994和1995审查结果,直接用水文年鉴刊印成果。
在此基础上,根据收集的广坝~宝桥间雨量资料,按考虑降雨修正和不考虑降雨修正两种方法进行了1996~2003年径流计算比较。
比较显示,两种方法计算结果相差较小,考虑雨量资料系列较短、设计周期很紧、对径流调节影响很小等因素,本阶段仍采用广坝和宝桥站径流成果,按面积内插计算、延长戈枕坝址径流系列至2003年。
计算采用的坝址径流系列中含有连续的丰、枯水段,较丰水年和较枯水年,也有丰、平、枯水年交替出现时段,基本反映了昌化江中游径流的多年变化情况,系列具有一定的代表性。
计算结果显示:
坝址多年平均流量l15m3/s,相应年径流量36.3亿m3。
径流年际变化较大,大水年(1964年)是小水年(1969年)的7.1倍。
径流的年内分配极不均匀,6~11月份来水量较多,水量占年总水量的84.81%,其中9份水量最多,占年总量的23.19%;12月~次年5月份为枯水期,其中3月份水量最少,仅占年总水量的1.58%。
上游大广坝水利水电工程对戈枕枢纽的径流调节作用比较明显,5~11月份比天然情况下减小,1~4月份、12月份比天然情况下增大,详见表1.2.3-1。
表1.2.3-1天然情况下和受上游工程调节影响的坝址多年平均流量表
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
天然情况的Q(m3/s)
31.1
25.4
21.3
25.5
53.7
106
150
214
319
270
108
49.5
受影响的Q(m3/s)
45.1
43.9
46.5
67.4
50.5
67.1
105
164
297
253
101
51.6
1.2.4洪水
1.2.4.1暴雨洪水特征
热带气旋是造成本流域大洪水的主要原因,成因占总降雨次数的88%。
据宝桥站历年实测洪水资料,年最大洪水发生在5月下旬至11月份,以9月份最多,10月份次之。
一次洪水过程一般为3d,最长的7d。
洪水过程以复峰居多,ld洪量占3d洪量的66%~70%。
历年实测最大洪峰流量为23200m3/s(2001年),实测最小洪峰流量333m3/s(1969年)。
1.2.4.2历史洪水
昌化江流域的历史洪水经过了数次调查,大广坝水利水电工程设计时,曾对历史洪水进行过专题分析。
其历史最大洪水为1948年。
本次戈枕坝址设计洪水计算,在对以往洪水调查分析的基础上,进行洪水重现期分析。
本次宝桥、亲天峡设计洪水计算时,将1948年历史洪水重现期由1987年确定的95年增加到113年,同时对2001年和2005年实测大洪水的重现期进行了分析比较。
1.2.4.3戈枕坝址设计洪水
坝址处无实测流量资料,依据亲天峡和宝桥两站各频率年最大洪水峰、量值内插得出坝址处相同频率的峰、量值见表l.2.4-l,成果符合流域洪水规律。
坝址设计洪水由两部分组成:
广坝坝址洪水和广坝至戈枕的区间洪水。
采用同频率
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