淇南電站綜合說明

淇南電站綜合說明1.1緒言淇南電站位于漚江一級(jí)支流淇江下游位于汝城縣南洞鄉(xiāng)境內(nèi)壩址距離南洞鄉(xiāng)政府1km。淇江全流域面積473km2,干流全長(zhǎng)72km，河道坡降9.1%o,淇南電站是該流域水能開發(fā)中的一個(gè)梯級(jí)是電網(wǎng)規(guī)劃中的重要電源點(diǎn)電站壩址控制流域面積424k皿，占總流域面積的88%。淇南電站上游正在興建漁仔口水電站其裝機(jī)容量18000kw,下游待建的老坡口電站其電站裝機(jī)24000kw。漁仔口水電站的興建對(duì)改善淇南電站出力有著重要作用對(duì)電網(wǎng)時(shí)段調(diào)頻調(diào)峰也有重要作用。十五計(jì)劃中，汝城縣委、政府制定了“以林養(yǎng)水、以水養(yǎng)電、以電興工、以工富農(nóng)”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)決定依托水電的發(fā)展帶動(dòng)全縣經(jīng)濟(jì)的飛躍。為此汝城縣委、政府決定興建淇南電站。2004年5月縣水利局邀請(qǐng)各專業(yè)專家對(duì)淇南河段進(jìn)行考查和勘測(cè)重新對(duì)淇江流域作了規(guī)劃，即淇江水系汝城境內(nèi)分三級(jí)開發(fā)，一級(jí)為漁仔口水電站，二級(jí)為淇南電站，三級(jí)為老坡口電站。在可行性研究基礎(chǔ)上，我院做了進(jìn)一步的工作，并編制了本初設(shè)報(bào)告。本工程為IV等工程，主要建筑物級(jí)別為四級(jí)，次要建筑物為五級(jí)。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期30年，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期200年，相應(yīng)設(shè)計(jì)、校核洪水流量為1310ne/s、1901nc/s；水庫正常蓄水位為420.0m（采用國家85年黃海高程系統(tǒng)，下同），設(shè)計(jì)洪水位420.00m,校核洪水位為422.00m,總庫容15萬m3；大壩為重力壩，壩高19m，頂長(zhǎng)62m；引水隧洞長(zhǎng)7005m，寬為6m，高為6.13m,城門型橫斷面；引水式電站廠房長(zhǎng)31.5m,寬14.5m；電站裝機(jī)9000kwX2，年發(fā)電量5868萬kw.h。1.2水文氣象1.2.1流域概況淇水為漚江的一級(jí)支流流域范圍:東經(jīng)113°37,?113°49,，北緯25°40,?26。06,，地處湖南省東南部的汝桂山區(qū)淇水發(fā)源于桂東縣的灣江腦面在汝城縣的暖水鎮(zhèn)匯入漚江，淇南電站大壩位于汝城縣南洞鄉(xiāng)上游燦處，廠房位于汝城縣麻仔潭聯(lián)營(yíng)電站下游1.5km處。壩址集雨面積424k皿。1.2.2氣象淇水流域?qū)贃|亞季風(fēng)氣候區(qū)氣候溫和，雨量充沛，流域暴雨多系氣旋雨亦受臺(tái)風(fēng)侵襲形成臺(tái)風(fēng)雨天氣系統(tǒng)高空為西南低渦江淮切變淺地面為靜止鋒。根據(jù)汝城縣氣象站1960?1995年氣象實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)多年平均氣溫為16.6°C，極端最高氣溫41.5°C（1984年7月31日），極端最低氣溫-9.8°C（1975年12月15日）；平均相對(duì)濕度82.2%，多年平均降水量1518.8mm,多年平均蒸發(fā)量為1388.0mm;多年平均風(fēng)速2.1m/s;歷年最大風(fēng)速20.3m/s（1980年3月4日），風(fēng)向WNN。1.2.3徑流漚江上游有寨前（三）水文站，集雨面積389k皿，具有長(zhǎng)系列徑流實(shí)測(cè)資料。壩址徑流計(jì)算以寨前（三）站為徑流計(jì)算參證站，該站與壩址為同一氣候區(qū)、產(chǎn)匯流條件基本相似。且資料系列可靠，代表性較強(qiáng)。將寨前（三）站年月徑流用面積比并考慮雨量比值修正，搬移全壩址求得壩址多年平均月徑流成果見表1.2-1。表1.2-1 壩址多年平均各月徑流成果表月份123456789101112年流量(m3/s)7.079.4613.318.320.424.617.419.717.011.28.687.0714.51.2.4洪水壩址下游4.5km處，省水文局于1960年設(shè)有南洞水文站，觀測(cè)年限為1960?1961年共2年。本次用南洞站與寨前（三）站實(shí)測(cè)資料建立兩站洪峰、洪量相關(guān)，延長(zhǎng)南洞站洪水系列，經(jīng)頻率計(jì)算求得南洞站設(shè)計(jì)洪水，南洞站集雨面積33k皿，與壩址集雨面積424k皿相差2.1%，故將南洞站設(shè)計(jì)洪水用面積比搬移至壩址，求得壩址設(shè)計(jì)洪水，成果見表1.2-2。為論證成果的合理性，本次亦用暴雨洪水方法及用寨前站設(shè)計(jì)成果搬移等三種方法進(jìn)行比較計(jì)算。經(jīng)分析比較，推薦采用南洞站設(shè)計(jì)洪水搬移全壩址的成果作為工程采用成果。表1.2-2 壩址設(shè)計(jì)洪水成果表頻率（%）0.20.5123.335102050Q(m3/s)268019011870154013101120814540255W24(億m3)1.110.9360.8090.6830.5890.5170.3970.2800.1381.2.5廠、壩址Z?Q本次在壩址處實(shí)測(cè)了河床斷面、水面坡降，并進(jìn)行了大洪水調(diào)查，根據(jù)實(shí)測(cè)大斷面及糙率、坡降用曼寧公式求得各級(jí)水位的流量，以此求得壩址水位?流量關(guān)系曲線成果。詳見表1.2-3。

表1.2-3壩址Z?QZ(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)41104121041360414295415695Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)Z(m)Q(m3/s)41611004171540418202041919014202720廠房處水位根據(jù)老坡口電站水庫回水計(jì)算成果，求得廠房水位?流量關(guān)系曲線，見表1.2-4。表1.2-4 廠址Z?Q洪水頻率(%)0.53.335102050水位(m)361.80360.85360.61359.80359.03358.041.3工程地質(zhì)洪水流域多年平均含沙量0.423kg/m3,多年平均懸移質(zhì)年輸沙量21.9萬t。但由于距壩址僅1.5km的漁子口水庫大壩沒有設(shè)排沙底孔，所以淇南電站設(shè)計(jì)不考慮泥沙影響。1.3.1區(qū)域地質(zhì)概況區(qū)域地層主要有三類:①震旦系(Z)?寒武系(€)。②泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組(D2t)陸相?濱海相碎屑沉積巖；③泥盆系中統(tǒng)棋子橋組D2q)?石炭系下統(tǒng)巖關(guān)組C1y)淺海相炭酸鹽巖。本區(qū)域位于南嶺東西向構(gòu)造體系的中段，構(gòu)造形跡比較復(fù)雜，以東西向、南北向褶皺和斷裂為主。本區(qū)域地震基本烈度小于VI度。1.3.2水庫工程地質(zhì)條件枯水期河水面一般寬度為40?50m，河谷多呈深切的‘V”型,兩岸岸坡坡度多陡于45°、樹支狀溝谷十分發(fā)育。庫區(qū)巖層走向多橫向?斜向切過河谷，傾角變化大，構(gòu)造形跡主要有斷裂和褶皺兩種。庫區(qū)出露的斷裂主要有寨批一園坑壓扭性斷裂和大峰仙一延壽壓性斷裂兩條;庫區(qū)褶皺主要有洞子垅向斜和南洞向斜。庫區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，地下水類型以基巖裂隙水為主，接受大氣降水的補(bǔ)給，其補(bǔ)給源較廣、地下水循環(huán)較為緩慢，由兩岸向溝谷或河床排泄。水庫庫岸穩(wěn)定，兩岸分水嶺山體雄厚，標(biāo)高均在30m以上，無低矮埡口，庫盆隔水條件較好，水庫無滲漏問題，也不存在浸沒問題。1.3.3壩址工程地質(zhì)條件1.3.3.1壩址工程地質(zhì)條件河流自NE流向SW,河底標(biāo)高410?415m,山體雄厚平均地形坡度約47°。壩區(qū)出露地層為泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組。.?農(nóng)4）碎屑巖和寒武系中組（甥-1-1）變質(zhì)巖兩大類,其中：泥盆系巖石分布于壩址下游區(qū)巖性比較復(fù)雜以厚?巨厚層狀石英砂巖、含礫石英砂巖為主寒武系巖石分布于壩址上游區(qū)以淺變質(zhì)巖為主間夾砂質(zhì)板巖、淺變質(zhì)石英砂巖。壩址區(qū)為橫向河谷巖層產(chǎn)狀總趨勢(shì)為傾向下游略偏右岸、傾角多在45°以上。壩址區(qū)已經(jīng)查明的斷層主要有6條（F、F、F、F、F、F）。1 2 3 4 5 6壩址區(qū)以下水為基巖裂隙水和松散堆積物孔隙水，均為大氣降水補(bǔ)給，左右兩岸地下水位均高于水庫正常蓄水位420.0m。1.3.3.2壩址巖石物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)本階段試驗(yàn)成果并參照其他有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)本工程巖石物理力學(xué)參數(shù)建議值為：飽和抗壓強(qiáng)度：40MPa抗剪指標(biāo)：f砼/巖二0.64抗剪斷指標(biāo)：f砼/巖二0.70c=0.7MPa1.4工程任務(wù)和規(guī)模淇南電站位于漚江一級(jí)支流淇江下游，淇江流經(jīng)桂東縣境內(nèi)河段長(zhǎng)39km，已于2000年編制開發(fā)規(guī)劃，該河段分7級(jí)，即八一電站、東風(fēng)電站、新柳電站、下山橋電站、建林電站、玉潭電站及淇水電站。而汝城縣境內(nèi)分三級(jí)開發(fā)，即漁仔口水電站、淇南電站、老坡口電站。根據(jù)2000年由汝城縣人民政府編制的《“十五”水電農(nóng)村電氣化規(guī)劃報(bào)告》汝城縣淇江流域采用三級(jí)開發(fā)，分別是漁仔口水電站、麻仔潭電站、老坡口電站。根據(jù)具體情況和經(jīng)濟(jì)節(jié)省原則，縣水利局對(duì)該流域重新規(guī)劃，并報(bào)上級(jí)主管部門審批，確定分漁仔口水電站、淇南電站（廢除已建麻仔潭電站）老坡口電站三級(jí)開發(fā)。由于漁仔口水電站庫容較大，對(duì)淇南電站的調(diào)節(jié)十分有利，而且該電站發(fā)電都外送廣東網(wǎng)。廢麻仔潭電站的緣由：①麻仔潭電站本身存在缺陷，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量800kw，實(shí)際容量4000kw左右，年發(fā)電量在1800kw?h，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。②漁仔口廠房全麻仔潭大壩河段水資源造成浪費(fèi)，無法再進(jìn)行開發(fā)。如麻仔潭大壩加高25m，則會(huì)淹沒上千畝農(nóng)田和淹沒南洞鄉(xiāng)政府、淇南村、光明村，其費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工程本身費(fèi)用。③麻仔潭擴(kuò)機(jī)，同樣要廢除麻仔潭，而且麻仔潭電站建設(shè)過程中遇見復(fù)雜的地質(zhì)條件，如0m的土隧洞、前池堆積體等問題。汝城縣總?cè)丝?5.7986萬人，其農(nóng)業(yè)人口32.0784萬人，據(jù)2003年統(tǒng)計(jì)，全縣國內(nèi)生產(chǎn)總值21.44億元,其中工業(yè)產(chǎn)值14.55億元，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值6.89億元。汝城縣系城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造重點(diǎn)縣同時(shí)被列為全國“十五”水電農(nóng)村電氣化縣。根據(jù)汝城縣“十五”水電農(nóng)村電氣化規(guī)劃的要求2005年全縣用電量將達(dá)到2.80億kw?h，同時(shí)汝城縣靠近廣東，整個(gè)廣東電力缺口較大，目前汝城縣小水電豐水低谷期電量富余，但豐水高峰期和枯水期供電不足，境內(nèi)多以徑流式電站為主，缺乏骨干電站及有調(diào)節(jié)性能的電站，2001年缺峰荷就達(dá)20MW。淇南電站充分利用漁仔口水電站2165萬m3的有效調(diào)節(jié)庫容，能進(jìn)一步緩解汝城縣電力豐枯、峰谷的矛盾。因此，興建淇南電站是非常必要的。本次設(shè)計(jì)負(fù)荷預(yù)測(cè)基準(zhǔn)年為2000年，規(guī)劃達(dá)標(biāo)年為2005年。負(fù)荷設(shè)計(jì)水平年為2010年，從2005年至2010年，用電量年平均增長(zhǎng)率6.0%，最大用電負(fù)荷平均增長(zhǎng)率7.2%。經(jīng)計(jì)算，汝城縣負(fù)荷預(yù)測(cè)成果見表L.4-1，負(fù)荷特性見表1.4-2。表1.4-1 汝城縣負(fù)荷預(yù)測(cè)表年份2000年2005年2010年年用電量（億kwh）1.171.942.6最大年用電負(fù)荷（萬mw）24.9550.1970.05表1.4-2負(fù)荷特性表負(fù)荷特性指標(biāo)夏季冬季R0.810.76b0.670.561.4.1特征水位選擇1.4.1.1正常蓄水位選擇淇南電站壩址距漁仔口水電站廠房?jī)H700米左右，因此，淇南電站的正常蓄水位應(yīng)把漁仔口水電站的設(shè)計(jì)尾水位作為控制點(diǎn)。漁仔口水電站設(shè)計(jì)尾水位為420.79m，考慮庫尾淤積和水庫壅高，確定淇南電站的正常蓄水位為420.0m。1.4.1.2其它特征水位選擇1.4.1.2.1死水位選擇淇南電站為徑流式電站，隧洞為無壓隧洞，過水深僅4.2m，死水位對(duì)能量指標(biāo)影響很小，因此推薦淇南電站死水位為418m。1.4.1.2.2設(shè)計(jì)和校核洪水水位選擇經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，大壩30年一遇洪水位為420.0m，相應(yīng)泄洪流量1310ms/s；大壩200年一遇洪水位為422.0m，相應(yīng)泄洪流量1901m3/s。由于廠房受老坡口水庫水位頂托，按老坡口水庫回水計(jì)算成果，設(shè)計(jì)洪水位360.85m,校核洪水位為361.80m。1.4.2裝機(jī)規(guī)模及裝機(jī)程序裝機(jī)規(guī)模以漁仔口水電站發(fā)電水量作為基礎(chǔ)，本著充分利用水能資源以及充分發(fā)揮電站效益為原則，淇南電站裝機(jī)容量18000kW。1.4.2.1裝機(jī)程序淇南電站裝機(jī)程序，根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展和施工計(jì)劃安排，第一臺(tái)機(jī)預(yù)計(jì)在開工后的第34個(gè)月發(fā)電，第36個(gè)月第二臺(tái)機(jī)組發(fā)電，電站全部歷時(shí)38個(gè)月。1.4.2.2機(jī)組機(jī)型和臺(tái)數(shù)⑴機(jī)組機(jī)型：該電站最大水頭57m，根據(jù)水頭范圍及河流特性，本電站機(jī)型選用混流式機(jī)組HLA551—LJ-145；⑵額定水頭：額定水頭本階段確定為55m。⑶機(jī)組臺(tái)數(shù)：進(jìn)行了2臺(tái)和3臺(tái)機(jī)組的比較，由于3臺(tái)機(jī)方案電站廠房長(zhǎng)度比2臺(tái)機(jī)方案長(zhǎng)，因此廠房建設(shè)投資大，電氣控制屏柜數(shù)量增加，造價(jià)高，而且，2臺(tái)機(jī)比3臺(tái)機(jī)運(yùn)行維護(hù)、管理簡(jiǎn)單方便，經(jīng)綜合比較，選擇2臺(tái)機(jī)的方案。綜上所述，推薦2臺(tái)機(jī)方案，單機(jī)容量9.0MW，額定水頭55m，機(jī)型為混流式機(jī)組，轉(zhuǎn)輪直徑1.45m。1.5工程總體布置經(jīng)綜合比較，推薦方案為:大壩為混凝土重力壩，電站廠房為引水式，隧洞選定隧洞三線，廠址選定為下廠址。樞紐工程主要建筑物包括:大壩，發(fā)電引水隧洞，電站廠房等。壩型為混凝土重力壩，電站為引水式，廠房布置在河流左岸?；炷烈缌鲏伍L(zhǎng)39m,閘墩中間分縫邊墩厚1.5m，中墩厚3.0m，堰頂高程411.0m,設(shè)置3孔10X9m（寬X高）弧形鋼閘門，重力壩最大底寬16.25m;消力池長(zhǎng)24m,深2.0m，高程為406m。非溢流壩段頂部高程為423m，建基面高程404m，最大壩高19m，壩長(zhǎng)23m,非溢流段上游為鉛直,下游坡比1:0.70,壩頂寬3m。發(fā)電引水隧洞進(jìn)口布置在大壩左岸上游30m,采用岸塔式進(jìn)水口，城門洞型無壓隧洞，主隧洞總長(zhǎng)7005m,斷面為6X6.132m（