茶乙湾一级(歇凉坪)电站工程初步设计书

1、茶乙湾一级（歇凉坪）水电站综合说明第一章 综合说明1.1概述 茶乙湾一级（歇凉坪）水电站位于零陵区富家桥镇寒婆坳村境内，距零陵城区36km，地理坐标为东经111030，北纬25048。 零陵区位于永州市北部，地处北纬24039至26051，东经111006至111021之间。其地势是三山围夹两盆地，呈现向东倾斜的“山”字地貌总轮廓。据2004年末资料统计，零陵区辖8个镇，4个乡，4个居民委员会，5个国营农林场，土地总面积1959km2，耕地面积3.33万公顷，其中水田占90.7%。现有人口56.39万人。国内生产总值40.41亿元（当年价格）。改革开放以来，工农业迅速发展，特别是区内锰矿开采

2、冶炼历史悠久，对电力的需求增长迅猛。但区内缺油少煤，能源工业薄弱，而全区水利资源十分丰富。据此，区委、区政府将大力开发小水电作为全区招商引资的重点。贤水流域中游河段自罗布江（双牌县与零陵区交界处，海拔高程240.72m）至何仙观段（高车头村引水坝坝顶高程147.521m），沿河两岸山高岭峻。谷深河窄，水急滩多，左右纳入大小支流九条，呈狭窄多弯曲河道，落差相当集中，水能资源丰富且开发条件好。目前当地仍有四个行政村不通公路，两个行政村不通电，而当地竹木资源极为丰富，路、电不通极大地制约了当地的经济发展，至今脱不了贫。为此，零陵区委、区政府将大力开发该河段水能资源，作为加快当地基础设施建设促进经济发

3、展的头等大事。本次设计应永州市钟野水电投资有限公司委托在茶乙湾一、二级水电站可行性研究报告的基础上进行初步设计。本次初设所完成的茶乙湾一级（歇凉坪）水电站为贤水中游河段梯级开发第一级电站。电站引水坝控制流域集雨面积为226.85km2，约为贤水全流域（475km2）的一半。该电站为引水式电站，装机容量为3×1250kw。1.2水文气象1.2.1气候 贤水流域属亚热带湿润季风性气候区，总的气候特征是：气候温和、四季分明、严冬期短、夏热期长、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。 根据零陵气象站40年气象资料统计，多年平均气温17.7，极端最高气温43.7（1951年8月7日

4、），极端最低气温-7.0（1969年2月1和1977年1月30日），历年平均相对湿度78%，最小相对湿度10%（1971年10月11日）历年平均风速3.3m/s，最大瞬时风速25.9m/s（1973年6月15日），多年平均蒸发量1390.5mm，多年平均无霜期292天，冰冻降雪期较少。1.2.2径流 贤水流域范围内有何仙观专用水文站，设立于1979年10月，为原何仙观坝址设计专用站，测验项目：水位，流量，降雨量，何仙观坝址及厂房对比观测，何仙观水文站观测至1992年底。贤水流域及邻近流域各测站资料情况如表1-1。表1-1 贤水及其邻近流域水文测站基本情况表流域名称测站名称观测内容集水面积(km

5、2）实测系列年限采用系列年限多年平均值（m3/s)愚溪板栗坝雨量站P1959今石期大庆坪雨量站P1967今潇水双牌水文站Q105991960今贤水何仙观水文站Q292198019929.56宜水豪福水文站Q4311959今1959200111.30司仙坳雨量站P1963今 本次计算时利用何仙观水文站1980至1992年实测资料与豪福站点绘月径相关图，发现何仙观豪福站的相关关系较好，相关性系数为0.85。故采用豪福站做参证站建立何仙观豪福站月径流相关关系，延长何仙观的径流系列，作为本次计算的设计依据。同时采用水文比拟法，将何径流系列移至设计流域，移置时采用集雨面积修正，经计算，茶乙湾一级（歇凉坪

6、）水电站坝址以上流域多年平均流量为7.75m3/s1.2.3流沙该电站位于贤水流域中游，植被覆盖率达60以上，人类活动少，水土流失不严重，水流清透，含沙量较少，汛期由于河流坡降陡，汛期暴雨集中，雨量较大，洪水峰高量大，常冲蚀沟谷，挟带泥沙入河，水体含沙量较多。本流域无泥沙观测资料，但在流域上游潇水河上道县水文站有1959至今的长系列逐日泥砂实测资料。利用道县站资料推算本流域多年平均侵蚀模数为102.3t/km2，年平均输沙量为2.32×104t，年平均输沙率为0.74kg/s，多年平均含沙量0.095kg/m3。1.2.4洪水贤水流域洪水系由暴雨形成，36月主要以气旋雨和对流雨为主，

7、79月主要以地形和台风雨为主，由历年暴雨资料统计，洪水多发和在48月，尤以56月最频繁，由于流域内河流陡峻，洪水峰值高，单峰瘦尖状，呈陡涨陡落，一般洪水历时为一天左右。贤水流域无实测洪水系列资料，本次设计依据湖南省暴雨洪水查算手册由设计暴雨计算设计洪水。经计算枢纽工程种种频率洪峰流量如表1-2表1-2 茶乙湾一级（歇凉坪）水电站洪水计算成果表工程名称集雨面积（km2）频率（%）洪峰流量（m3/s）水位(m）备注坝址226.853.33830.0238.90设计洪水0.51175.0239.93校核洪水厂房234.975768.4205.41设计洪水2964.6207.15校核洪水1.3地质贤水

8、流域茶乙湾一级（歇凉坪）水电站河流两岸山坡陡峻，地形对称，山顶高程600800m，山坡坡角30450，属侵蚀剥蚀型中低山区。区内出露地层主要陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板装状页岩，泥盆系中统跳马涧石英砂岩，粉砂岩，第四系松散堆积物零星分布。坝址处河床砂卵石层厚13.0m不等，两岸基岩裸露，河床宽约30m，河床底部较平坦，中间有一洲子，宽58m。坝基岩层为陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板状页岩，岩层倾向右岸偏上游，倾角40500.坝址附近未见大的区域断裂构造通过，岩体完整性好，仅在坝址左岸约215m高程处发现一顺层面发育的小断层，断层带宽1020厘米，胶结度较好。左岸基岩以这一小断层为分界线，断层以下

9、为坚硬完整的浅变质石英砂岩，断层以上为较破碎的岩石。引水隧洞进出口山坡较陡峻，自然坡角均大于400；岩层为陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板状页岩，岩石致密坚硬。沿线无区域性断层穿过，隧洞两侧200m范围内也无区域性断层，但沿线小构造较发育，节理，裂隙也较发育，裂隙较发育地段需做好衬砌工作。成洞工程地质条件良好。厂房区地表覆盖层厚24m，下伏基岩为 陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板状页岩，岩石致密坚硬，强风化岩层厚35m。岩层倾向与向交角大于600，倾角35400.厂房区200m范围内无区域断层通过；厂房地基及边坡稳定，工程地质条件良好。1.水利动能贤水流域中游河段自罗布江（双牌县与零陵区交界处，海拔高

10、程240.7.182m）至何仙观段（高车头村引水坝坝顶高程147.521m），沿河两岸山高岭峻，谷深河窄，水急滩多，左右纳入大小支流九条，呈狭窄多弯曲河道，落差相当集中，水能资源丰富且开发条件好。茶乙湾一级（歇凉坪）电站为贤水中游河段第一级开发电站。茶乙湾一级（歇凉坪）节能降耗的正常水位的选择，充分考虑正常水位时上游稻田淹没和与上游何家洞电站水位衔接，确定为240.70m。厂房尾水位确定为205.0m。电站装机容量经多方案比较确定装机3×1250kw。多年平均发电量为1702.26万kwh，年利用小时4276.33h。1.5工程建筑物大坝：C15小石子浆砌块石拱坝，坝顶高程242.5

11、0m，最大坝高37.50m，坝顶中心线长120.60m，坝顶宽度3.00m，坝底宽32m。大坝采用溢洪道溢流，溢洪道进口净宽56.0m，堰顶高程为240.50m。溢洪道自溢洪，流入何仙观水库大坝库区内。隧洞：全长560m，为圆型有压隧洞，设计引水流量Q13.5m3/s，洞径为3.5m，进出口均采用20厘米厚C20径衬砌50m，隧洞进口底板高程为237.7m，坡降1/1000，出口底板高程为237.2m。厂房：主厂房全长35.18m，机组间距考虑机组全长和抽发电机转子的需要，定为9.00m。机房屏布置在发电机下游侧，主厂房宽度考虑设备布置和检修通道，定为11.78m。安装场布置在主厂房的右侧，与

12、发电机层同高程，为206.20m，有进三公路直通安装场。副厂房布置在主厂房的下游侧，与主厂房同长，为35.18m,与发电机层同高程，为206.20m.厂内选用一台10t电动单梁桥式起重机，跨度10.0m。 主变及开关站：布置在主厂房下游侧，长 宽为30m×20m。1.6 机电、金结1.6.0电气设计 电气主接线经两个方案比较后，选用可靠性高且接线简单的方案，即主变低压6.3kv侧两台发电机采用扩大单元接线，一台发电机采用单元接线，主变35kv高压侧采用单母一接线，出线一回送至水口山35kv变电站。1.6.2要机电设备型号、水轮机 HLA551WJ71 H34.8m Qr4.5m3/s

13、、发电机 SFW1250-8/1730 出口电压6300V nr750rmin、调速器 YWT1000、励磁装置 TKL31、主变型号 S9400035、S92000351.6.3金属结构表 金属结构主要设备汇总表名称孔口尺寸（cm）扇数闸门型式重量（t）启闭机型式容量（t）放空底孔钢管制安=804（根）18底孔蝶阀=804台隧洞进水闸300×3001平板钢闸门8.02手电动20尾水闸400×3001铸铁闸门9.2手电动15压力钢管=20021.61.7消防主变压器声设置室外地上式消火栓一个，型号为SS10-1.6，变压器消防设置MFB-2型干粉灭火器两台。主厂房设置室内消

14、火栓两个。1.8施工本电站对外交通只有公路运输，水库坝址，厂址公路都较方便，新建简易公路直通施工现场。施工材料用当地建材块石，卵砾石和砂，储备量丰富，可根据需要就近开采。施工导流：大坝分期施工，大坝右岸先期施工，利用左边河道导流，等左岸上升到一定高程后，利用放穿底孔导流。本工程施工工期为20个月，投入劳动工日62730个。总材料用量如表.表1-4 主要材料用量编号工程名称单位数量编号工程名称单位数量1水泥t4431.515河砂m310102.942钢筋t53.976碎石m38919.953炸药t10.507块石m322815.094劳动工日工日62742.858木材m3405.451.9水库淹

15、没处理及工程永久占地本工程有处引水坝，引水隧洞0.50km，厂房35.18×17.6，工程永久性占地约435亩，且均为山地，淹没耕地30.0亩，林地405.2亩。按水电开发政策规定，给予适当补贴即可。1.10环境保护本工程施工阶段对当地环境污染少，隧洞开挖的废渣少，只有厂房开挖土方方量大，余土必需外运，处理要加强管理，尽力减少对植被的损害，护坡采用草皮护坡，并对损坏的植被实施绿化。1.11工程管理本电站为股份制电站，管理机构设电站管理所，初定人员10人，建房240m2左右，制定科学的调度规程和管理制度，实行科学管理。1.11工程投资1.11.1基本依据（1）定额：建筑工程执行省水利水

16、电厅湘水电农水字（1992）第10号文湖南省水利水电建筑工程预算定额扩大5作概算，缺项部分套用1999年湖南省建筑工程单位估价表，机电设备和金属安装工程执行水利建（1993）63号文水利水电设备安装工程概算定额，机械台班费执行原能源部，水利部能源水规（1991）1272号文水利水电施工机械台班费定额，其中第一类费用调整系数为1.7432。（2）费用标准：费用标准执行省水利水建字（1998）五号文湖南省水利水电工程设计概算编制办法及费用标准。1.11.2工程投资工程静态总投资：3583.21万元，其中基本预备费：218.6万元。1.12工程效益及经济评价本工程计划于2015年9月动工，2017年

17、4月竣工，施工期为20个月，本次设计依据小水电建设项目经济评价规程进行经济分析。该电站多年平均发电量为1702.26万kwh，上网电量为1580.77万kwh，上网电价采用综合电价为0.36元kwh，则售电收入为569.08万元。1.12.1财务指标财务基准收益率按10%，在计算期（21年）内，财务净现值为1350.05万元，财务内部收益率为17.37%，投资利润率为14.61%，贷款偿还期为5.92年，投资回收年限为5.84年（不含建设期）。因此，该电站工程财务上可行。1.12.2 经济指标该电站影子电价为0.390元/kwh，社会折现率为12%，在经济计算期（21年）内，经济净现值为159

18、8.62万元，经济内部收益率为22.31%，投资回收年限为4.68年（不含建设期）。因此，该电站工程经济指标较好，经济上可行。1.12.3 敏感性分析通过对该电站经济投资和效益在 20%变化范围内作经济敏感性分析可知：当投资及效益在 20%范围内变化时，其净现值均大于零，经济内部收益率均大于社会折现率，可见该电站工程经济上具有一定的抗风险能力。1.12.4 结论通过对该电站的财务分析和国发经济分析，财务指标较好 ，经济指标较优，因此，财务上和国发经济上均可行。通过对该电站的投资和效益分别在 20%范围内进行财务和经济敏感性分析，结果表明该电站具有较强的抗风险能力。附： 工程特性表序号及名称单位

19、数量备注一、水文1、流域面积 全流域km2475.00 茶乙湾一级（歇凉坪）电站坝址km2226.85茶乙湾一级（歇凉坪）电站厂址km2234.972、利用水文系列年限年433、多年平均年径流量亿m32.444、代表性流量 多年平均流量m3/s7.75设计洪水流量坝址（P=3.33%）m3/s830.0校核洪水流量坝址（P=0.5%）m3/s1175.0设计洪水流量厂址（P=5%）m3/s768.4校核洪水流量厂址（P=2%）m3/s964.6序号及名称单位数量备注二、档水建筑水位校核洪水位m242.33设计洪水位m241.90正常水位m240.7三、工程效益装机容量kw3750保证出力（P=

20、85%）kw569.36多年平均年发电量104kwh1702.26年利用小时数h4276.33四、移民损失及永久占地淹没耕地亩20永久占地亩435五、主要建筑物1、挡水建筑物型式块石混凝拱坝坝顶高程m242.00最大坝高m35坝顶长度m120.62、泄水建筑物型式宽顶堰堰顶高程m240.70溢流长度m56消能方式3、引水建筑物设计引用流量m3/s13.50最大引用流量m3/s13.80隧洞长度m565压力管道型式钢管序号及名称单位数量备注主管长度m5主管内径mmD2000最大水头m374、厂房主厂房尺寸（长×宽×高）m35.18×11.78×9.3水轮机

21、安装高程m206.70序号及名称单位数量备注发电机层地面高程m206.20 吊车梁顶高程m213.025、尾水渠长度；底宽m24; 4纵坡i，边坡mI=1/1000,1:0.56、主要机电设备水轮机型号HLA551-WJ-71发电机型号SFW1600-8/1730调速器YWT-1000厂内起重机形式电动单梁桥式跨度m10.0起重吨位t107、输电线路电压等级kv35回路数回1输电距离km25.0六、主要金属结构1、引水口进水闸扇/t1/8.0220t启闭机台1 2、尾水检修闸扇/t1/9.215启闭器台1序号及名称单位数量备注七、施工1、主体工程数量明挖土方m317848明挖石方m37960洞

22、挖石方m35433填筑土方m3砌红砖m3290.4砌红砖m3290.4浆砌石方m320741混凝土m38109金属结构t54.02、主要建筑材料水泥t4431钢筋t32.4钢材t21.6木材m34053、施工导流型式简排主要尺寸m4、施工占地m2100005、施工工期月20八、经济指标1、总投资万元3801.812、静态总投资万元3583.21建筑工程万元2615.48机电设备及安装工程万元694.14金属结构设备及安装工程万元139.8输电线路万元28序号及名称单位数量备注临时工程万元133.53征地补偿费万元210.80其它费用万元177.47基本预备费万元128.6建设期还贷利息万元47

23、.403、主要经济指标上网电价元/kwh0.35单位千瓦投资元/kw9600单位千瓦时投资元/kwh2.11发电成本万元130.38经济内部收益率%22.31投资回收年限年4.41财务内部收益率%17.37投资回收年限年5.57湖南通泽水电技术有限公司101茶乙湾一级（歇凉坪）水电站 水 文第二章 水文2.1流域概况 贤水流域发源于道县与广西全州交界的苟婆岭，地理坐标为东经111020111040，北纬2504526010之间，属湘江潇水一级支流，在零陵区富家桥汇入潇水，全流域集雨面积为475km2。茶乙湾一级（歇凉坪）电站为贤水中游第一级开发电站。电站枢纽工程主要由引水坝、输水隧洞和厂房组成

24、。该工程为季调节库电站，电站坝址以上控制流域集雨面积为226.85km，干流长度为36.38km，平均干流坡降为12.8。电站坝址以上为高山狭谷区，竹木葱郁，植被条件良好，河流坡降较陡，落差较为其中，产流量大，水能资源丰富。 流域内河流陡峻，洪水峰值高，单峰瘦尖状，呈陡涨陡落，一般洪水历时为一天左右。2.2气候条件 该流域属亚热带湿润季风性气候区，气候温和、四季分明、严冬期短、夏热期长、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。2.2.1降水本设计流域范围内有何仙观水文站，设立于1979年10月，为原何仙观坝址设计专用站，测验项目：水位、流量、降雨量、何仙观坝址及厂房水位对比观测，何仙

25、观水文站测至1992年底。邻近的宜水河流域上有豪福水文站和潇水河上双牌水文站，两测站均具有长系列实测资料，根据雨量资料统计分析，该流域年降水量在11002100mm之间，降水量年内分配不均，多集中在49月，占全年降水总量的65%，尤以46月降水量为频繁，暴雨历时短，强度大。 该流域36月降雨主要以气旋雨和对流雨为主，79月主要以地形雨和台风雨为主。本流域二面环山，地形强迫抬升气流的作用，再加上森林密布，减少气流运动速度，形成大量降水，且随高程的增加而加大。2.2.2气温及其它气象要素 根据零陵气象站40年气象资料统计，多年平均气温17.70C，极端最高气温43.70C（1951年8月7日），极

26、端最低气温-7.00C（1969年2月1日和1977年1月30日），历年平均相对湿度78%，最小相对湿度10%（1971年10月11日），历年平均风速3.3m /s，最大瞬时风速5.9m/s（1973年6月15日），多年平均蒸发量1309.5mm，多年平均无霜期292天，冰冻降雪期较少。2.3水文计算2.3.1水文测验 本设计流域范围内有何仙观水文站，设立于1979年10月，为原何仙观坝址设计专用站，测验项目：水位、流量、降雨量、何仙观坝址及厂房水位对比观测，何仙观水文站测至1992年底。贤水流域及邻近流域各测站资料情况如表2-1.表2-1 贤水及其邻近流域水文测站要基本情况表流域名称测站名称

27、观测内容集水面积(km2）实测系列年限采用系列年限多年平均值（m3/s)愚溪板栗坝雨量站P1959今石期大庆坪雨量站P1967今潇水双牌水文站Q105991960今贤水何仙观水文站Q292198019929.56宜水豪福水文站Q4311959今1959200111.30司仙坳雨量站P1963今2.3.2径流 贤水流域径流均由降水形成，径流分布特性与降水量分布基本一致。湖南省省水利水电勘测设计研究总院曾在何仙观水库坝址以上流域内设有3处雨量站，观测年限为19801992年共13年，垣站基本能够反映流域降水情况。三个雨量站多年平均降水 量为1816.0mm，其中最丰年分降水量为2923.6mm（1

28、992年），最枯年分降水量为1268.7mm（1986年），丰枯比为2.3倍，上游站多年平均降水量明显大于下游站多年平均降水量。 何仙观水文站有19801992年共13年径流资料，根据何仙观水文站13年径流资料统计，何仙观水文站多年平均流量为9.56m3/s ,多年平均径流深为1032.5mm;由于何仙观水文站观测系列较短，代表性较差；本次设计首先分析 出何仙观水文站历年分月径流与豪福水文站同期径流相关，相关关系较好，各月的相关系数为0.85.按各月的相关关系插补出何仙观水文站19591979年和19932001年径流系列，从而得到何仙观水文站19592011年多年平均流量为9.47m3/s,

29、多年平均径流深为1055.6mm.同时采用水文比拟法，将何仙观径流系列移至设计流域，移置时采用面积修正，经计算，茶乙湾一级（歇凉坪）电站坝址以上流域多年平均流量为7.75m3/s。2.4洪水2.4.1洪水标准 根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），该工程为纯发电工程，电站装机容量小于1x104 kw，水库库容518万m3 ,工程规模属小（I)型，主要建筑物为IV等5级建筑物，其大坝防洪标准按30年一遇设计，200年一遇校核；电站厂房按20年一遇设计，50年一遇校核。2.4.2洪水计算贤水流域洪水系由暴雨形成，36月主要以气旋雨和对流雨为主，79月主要以地形雨为主，由历年暴雨

30、资料统计，洪水多发生在48月，尤以56月最为频繁，由于流域内河流陡峻，洪水峰值高，单峰瘦尖状，呈陡涨陡落，一般洪水历时为一天左右。贤水流域内实测洪水系列资料，本次设计依据湖南省暴雨洪水查算手册由设计暴雨计算设计洪水。经计算枢纽工程各种频率洪峰流量如表2-2 表2-2 茶乙湾一级（歇凉坪）水电站洪水计算成果表工程名称集雨面积（km2）频率（%）洪峰流量（m3/s）水位(m）备注坝址226.853.33830.0241.9设计浇水0.51175.0242.33校核洪水厂房234.975768.4205.41设计浇水2964.6207.15校核洪水2.5水位流量关系本水电站未设立水位流量观测站，本次

31、设计根据实测河道纵横断面，河道糙率取0.035，采用漫宁公式计算茶乙湾一级（歇凉坪）电站坝址下游水位流量关系曲线，计算成果如表2-4。 表2-4茶乙湾一级（歇凉坪）电站引水坝下游水位流量关系曲线表水位（m）200201202203204流量（m3/s）011972.2196.7383.7水位（m）201202203204205流量（m3/s）623.4924.31275.71678.12125.8 2.6 施工洪水 贤水流域无实测洪水系列资料，本次设计依据湖南省暴雨洪水查算手册由设计暴雨计算施工洪水。经计算枢纽工程各种频率下施工洪水如表2-5。 表2-5 茶乙湾一级(歇凉坪）坝址施工洪水计算成

32、果表重现期（年）5年一遇10年一遇洪峰流量（m3/s）112.6183.3天然供水位(m）205.32205.89 2.7泥砂茶乙湾一级（歇凉坪）电站位于贤水流域中游，植被覆盖率达80%以上，人类活动少，水土流失不严重，水流清透，含沙量较少。汛期由于河流坡降陡，汛期暴雨集中，雨量大，洪水峰高量大，常冲蚀沟谷，挟带泥沙入河，水体含沙量较多。本流域无泥沙观测资料，但在流域上游潇水河上道县水文站有1959至今的长系列逐日泥砂实测资料。利用道县站资料推算本流域多年平均侵蚀模数为102.3t/km2，年平均输沙量为2.32 ×104t，年平均输沙率为0.74Kg/s，多年平均含沙量0.095K

33、g/m3。 茶乙湾一级（歇凉坪）水电站 工程地质第三章 工程地质3.1 区域地质3.1.1 地形地貌贤水流域呈南北狭长，东西窄的条带状，地势南高北低，河源海拔最高达1200m以上，流域平均高程650m。茶乙湾一级（歇凉坪）电站位于贤水的中游距零陵城区约40Km，区内群山环抱，属紫荆山系的一部分。河流两岸山坡陡峻，山顶高程700950m，山坡坡角305000，属侵蚀剥蚀型中低山区。3.1.2 地层岩性 贤水流域中游河段地层岩性除第四系地层外，出露地层主要有古生界 陶系上统（O3）上部为灰绿、深灰色中厚层状细粒石英砂岩、粉砂岩、砂质板岩，中部为深灰绿色中厚至巨厚层状细粒石英砂岩夹板岩或互层，下部为

34、灰绿、深灰色中厚至巨厚层状江变质细中粒石英砂岩夹板岩；泥贫系中统（D2t）跳马涧组，紫红色中厚至巨厚层状中细粒石英砂岩、粉砂岩为主，偶见灰绿色中厚层状细粒石英砂岩、铁泥质粉砂岩、页岩，中上部夹暗紫红色豆厦门市赤铁矿粉砂岩，下部夹数层灰白色厚层状细粒石英砂岩。与下伏地层呈角度不整合接触。3.1.3 地质构造贤水流域中游河段位于祁阳山字形构造南翼反射弧和紫金山穹状复式褶皱转折端的交接部位，岩体古老、且受多次构造运动影响，泥盆系地层跟奥陶系地层呈角度不整合接触，构造形迹以断裂为主，无明显的褶皱构造，构造线的方向以NNE向为主。区域地层受多次构造运动的影响，断裂构造发育，其产状多为北东向、北东向为主，

35、其力学性多以压性和压扭性为主，规模相对较大的断层主要有F3、F4、F5、F6、F7,其中F5、F6、F7通过本区干流东侧。详见茶乙湾一、二级电站区域地质图。3.1.4地震 根据GB18306-2001版1：400万中国地震动峰值加速度区划图.和中国地震动反应谱特征周期区划图，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s,对应的地震基本烈度为VI度。3.2茶乙湾一级（歇凉坪）电站工程地质条件茶乙湾一级（歇凉坪）电站系一引水式电站，枢纽工程由大坝、引水隧洞和厂房三大部分组成。3.2.1水库区及坝址工程地质条件 坝址位于零陵区富家桥镇歇凉坪村下游约0.5km处，距零陵城区约4

36、0km，控制流域面积226.85km2，占全流域面积47.8%。拟建坝高35.5m。3.2.1.1地形地貌 库区两岸山坡陡峻，地面高程300m900m，山坡坡角300550 ，属侵蚀剥蚀型山区。坝址区河道较弯曲，在坝址上游300500m处河流流向为北东向，在200300m处河流来了个1800 的大拐弯，河流由北东向折向西南向，坝址处及坝址下游150m内河流流向为西南向。该段河谷较窄，河床顺直，宽3540m,河床底部较平坦，中间有一洲子，长约50m,宽58m,主要由粗卵石组成，其上长满杂草。洲子将河床一分为二，在平水期河水深0.31.0m,主河道位于河床右侧。河床两岸地形较对称，坡度较陡，坡角4

37、5550；河床两岸无阶地发育。3.2.1.2地层岩性库区出露地层为奥陶系上统、泥盆系下统，岩性为灰色中厚层浅变质细粒石英砂岩夹板页岩、褐黄色砂岩、粉砂岩。坝基地质以F，压性断层为界限分为两大块：河床、石岸及左岸215m高程以下覆盖层厚01.5m,下薄上厚，下伏基岩地层为奥陶系上统灰色中厚层浅变质细粒石英砂岩夹板状页岩，相互状结构，厚者60-120cm，薄者520cm，坝基岩体工程地质分类为m类；岩层走向与河流流向近于平行，其交角只有812，倾向左岸略偏上游，对大坝稳定有利，主要岩层产状为285/2337；强风化层较薄，02m,弱风化线下限2-5m，上厚下薄，厚层岩石致密坚硬，抗风化能力强，因岩

38、层古老，节理、裂隙发育，因间互存在薄层夹层，岩体整体强度降低。透水强度：10m范围内为中等一弱透水性。左岸215m高程以上覆盖层厚13m,下伏基岩为泥盆系下统褐黄色砂岩、粉砂岩，岩层产状与右岸一样，强风化层510m,弱风化线下限1015m；因处于断层上盘，岩石较破碎，风化泥化现象严重，岩体整体强度降低，岩体工程地质分类为IVV类，15m范围内为弱透水性。3.2.1.3地质构造及地震 地质构造：水库、坝址区构造比较简单，因受多次构造运动影响，节理、小断层比较发育，构造不明显，构造线的方向以NNE向为主。坝区左岸F1,断层为一顺层面发育的压性断裂构造，倾向左岸偏上游，出露高程约215m，断层带宽0

39、.1-0.5m，胶结程度一般，其影响带宽0.5m，上盘泥质粉砂岩，强风化深厚。坝区主工节理有四组（A、B、C、D组），均为高倾角节理，倾角大于600；A组长产状1500Z80850,与河床斜交，倾向下游；B组产状2700Z65750，倾向右岸，A,B两组节理较发育，裂隙充填、胶结度不好；C组与D组节理与河床斜交，倾角近于垂直，这两组节理不发育，且裂隙充填、胶结程度较好。岩土主要物理力学参数建议值：弱风化石英砂岩：密度=2.65g/cm3, 孔隙率=2.0%，饱和单轴抗压强度=80MPa,岩石软化系数=0.67，弹性变形模量=5x103MPa,摩擦系数F岩/岩=0.500.53，F砼/岩=0.5

40、40.56，允许承载力=2.83.0MPa,泊桑比=0.260.30。微风化石英砂岩：密度=2.70g/cm3，孔隙率=1.55%，饱和单轴抗压强度=84MPa，岩石软化系数=0.70，弹性变形模量=5.56x103MPa,摩擦系数F岩/岩=0.550.57，F砼/岩=0.580.60，允许承载力=3.03.5MPa，泊桑比=0.200.24。 微风化泥质板岩：密度=2.64/cm,饱和单轴抗压强度=3538MPa，岩石软化系数=0.50，弹性变形模量=1.5x103MPa,摩擦系数F岩/岩=0.36040，F砼/岩=0.400.42，允许承载力=1.82.0MPa,泊桑比=0.250.29。

41、 地震：根据1990版中国地震列度区划图（1/400万），本区地震基本烈度小于VI度。3.2.1.4水文地质条件 区域内地下水类型主要为基岩裂隙水。地下水一般储存于岩体的强风化带、断层破碎带、节理、裂隙中，水量及水位受补排条件影响，由大气降水补给，排泄入沟谷、河流中，水量丰富；一级阶地及河漫滩第四系松散地层中的地下水型为松散岩层孔隙水，渗透性较强，水量较丰富，由大气降水补给，水位与河水相连随季节性起伏变化。3.2.1.5水库及坝址主要工程地质评价 水库区工程地质评价；库区植被覆盖良好，固体径流来源少，水土流失较轻，淤积问题不大。构成库盆的灰色中厚层浅变质石英砂岩夹板状页岩、褐黄色砂岩、粉砂岩，

42、力学强度较高，属相对隔水层。不会产生邻谷渗漏。地形、地层条件基本对称，左岸虽存在断层，但左岸215m高程以下、河床和岸破岩体完整性好，从总体看，库区地质结构有利于岸坡稳定，局部地段小规模不稳定块体，可采取简单的工程加固措施。坝址区工程地质评价：坝段河谷地形基本对称，岸坡较陡，河床较宽，基础岩层浅变质细粒石英砂岩、板岩，具中上力学强度，岩石致密坚硬。但层面节理比较发育，基部10m以内顺层面有中弱透水性。岩层产状南北向，倾向东，倾角30左右。左右两岸及河床部位，岩层具备修建拱坝的工程地质条件。但坝址左岸F1高程在215m以上顺层分布，上盘泥质粉砂岩体，强风化层深厚，对大坝稳定不利，是大坝存在的主要

43、工程地质问题，需要做专项工程措施处理。 大坝基础岩层走向南北近顺河向，且层面节理比较发育，存在坝基渗漏条件，需作防渗帷幕处理。 大坝岸坡稳定，左岸优于右岸。右岸顺层坡，岸坡角大于岩层倾角，加之上部节理、裂隙发育，岩体风化破碎，施工开挖时易造成岸坡滑落、崩塌等。左岸虽为逆层坡，但有F1断层影响，上盘泥质粉砂岩体，强风化层深厚，开挖时应避免出现高陡边坡的稳定问题。3.2.2引水隧洞工程地质条件 引水隧洞进口位于引水坝上游的右岸，隧洞长565m,为有压隧洞。设计洞底高程，进口为237.7m，出口为237.2m，坡降为1/1000,山顶离隧洞的垂直距离在3080m。进出口山坡较陡峻，自然坡角均大于40

44、0;上压岩体厚实，洞室围岩以奥陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板状页岩、板岩为主，岩石力学强度高。沿线无区域性断层穿过，但沿线小构造、节理、裂隙较发育，施工时注意做好衬砌工作。总体成洞地质条件良好，隧洞大部分不做衬砌。建议物理力学参数如下：容重：r=2.5g/cm.抗压强度：R=67MPa。坚固系数:f=67。3.2.3 厂房工程地质条件厂房位于歇凉坪村下游约0.5km处。厂房区地表覆盖层厚24m，下伏基岩为奥陶系上统中厚层浅变质砂岩夹板状页岩，岩石致密坚硬，强风化岩层厚35m。岩层倾向与坡向交角大于600，倾角35400。厂房区200m范围内无区域断层通过；厂房地基及边坡稳定，工程地质条件良好 。

45、建议物理力学指标如下：容重：r=2.5g/cm3。允许承载力：Rc=33.5MPa。摩擦系数：f岩/岩=0.450.5、f砼/岩=0.550.583.3天然建筑材料3.3.1块石料 在建筑物布置范围分布大量浅变质砂岩，岩性坚硬，力学强度高，风化层厚变小，可就近开采；河床里大量粗大的卵石也可采做浆砌石料。但应禁止在大坝下游150m范围内采砂、采石。块石料质量、储量可满足工程设计的需要。3.3.2砂砾石料工程区所在河段砂砾石量较少。砂料可在贤水入潇水河口的人民桥采砂场购运，运距约1525km；亦可采用人工碎石、人工砂代之。3.3.3隧洞开挖料的利用 开挖出来的残坡积、全风化及强风化还的破碎岩渣可视

46、情况适量用于围堰；隧洞开挖出来的岩渣，可适当选用加工人工块石、人工砂。3.3.4土料 坝址围堰用土料均可就近采取，其质量、储量均可满足工程设计的需要。3.4结论及建议1） 据1：400万中国地震烈度区划图工程区地震基本烈度小于VI度，区域地质相对稳定。2） 库区岸坡植被良好，两岸坡均由力学强度较高的砂板岩组成，属相对隔水层。边坡稳定，没有大的物理地质现象，不存在邻谷渗漏。3） 坝址地形对称，岩石力学性能较高，构造简单，工程地质条件较好，可建拱坝。但左岸顺层发育的小断层及其上部岩石较破碎，风化层深厚，对坝体稳定不利，是坝址主要工程地质问题，需做专项工程措施处理。由于前期地质工作比较粗简，建议下阶

47、段加强地质工作。特别是坝区构造、节理对坝体的稳定影响，以及随着坝基开挖而可能出现新的工程地质问题，提出处理意见，以确保工程质量。4） 引水隧洞成洞条件良好，不存在大的地质问题，但小构造、节理裂隙较发育的进出口段需做好衬砌工作。5） 厂房地基及边坡稳定，工程地质条件良好。6） 天然建筑材料除河砂外，其他块石料、人工碎石料及人工砂均可就近采运加工，质量、储量均可满足设计要求。7） 本阶段地质勘察工作较粗简，在下阶段必须加强地质工作，进一步查明建筑物基础工程地质资料，为技施设计提供更准确的地质资料，以确保工程安全。枢纽工程尤其是大坝在施工期间必须加强施工地质工作。茶乙湾一级（歇凉坪）水电站 建设规模

48、和任务 第四章 建设规模和任务4.1工程任务及设计保证率茶乙湾一级（歇凉坪）电站位于山丘区，有建库条件，且淹没损失不大，为季调节电站，装机容量 为3x1250KW,电站建成后电能送入大电网，承担该电力系统的基荷和腰荷。根据水利水电工程动能设计规范（DL/T5015-1996),综合考虑各因素，该电站设计保证率确定为85%。4.2正常水位确定茶乙湾一级（歇凉坪）电站正常水位的选择：1、依据贤水流域规划与上游何家洞电站尾水相接并考虑水库回水影响，水库正常水位高程确定为240.7m；2、库区桃李坪村有较大片农田高程在240.7m左右，水库正常水位高程若超过240.7m，将显著增加库区淹没损失；3；坝

49、址上游垭口高程最低处240.5m左右，正常水位高程超过240.7m，将增加副坝投资。因此确定茶乙湾一级电站正常水位高程240.7m。4.3死水位确定由于本工程为不完全年调节水库，水库正常库容为518万m3,为小(一）型水库，死水位由以下两种情况确定：1、根据水库的淤积库容高程确定；2、根据水库电站需要的最小消落深度确定。经计算水库的淤积库容为35.6万m3，淤积高程为218.08m，而水库的最小消落深度为水库的最大深度的1/3，即15m故水库的死水位定为210m。4.4装机容量确定茶乙湾一级（歇凉坪）电站为季调节性电站，建成后并入大电网，承担该电力系统的基荷和腰荷，装机容量选择应本着该电站的电

50、力系统中运行位置、流域上下游梯级电站设计流量匹配、保证出力和经济合理等原则，按照保证出力倍比法初步估算，本电站装机容量应在30005000kw之间，本次设计拟定3000kw、4000kw和5000kw三种装机容量方案进行比较，具体操作计算时采用长系列（19592001）水文资料，进行长系列逐日水能计算其各项指标。三方案计算结果如表4-1。从表中可知;装机容量由3000kw增至4000kw，年增加效益38.95万元，而投资增加105万元，增加投资回收年限2.7年，增加投资内部收益率37.01%，远远大于基准收益率10%；而装机容量由4000kw增至5000kw，年增加效益29.73万元，而投资3

51、28万元，增加投资回收年限11.03年，增加投资内部收益率6.47%，小于基准收益率10%。显然装机4000kw方案无论是经济指标，还是年利小时数和水量利用率均较合理。因此，本阶段设计推荐该电站装机容量 为4000kw左右。表4-1 一级（歇凉坪）电站装机容量方案比较表方案项目备注装机容量(kw）300040005000加权平均水头（m）353535平均出力（kw）2129.192339.602500.22保证出力(kw）569.36569.36569.36年电能（万kwh）1867.611702.2642193.87其中丰水电能1249.401418.921552.214-9月枯水电能618.21633.72641.6510-次年3月年利用小时数（%）4669.044105.283656.46水量利用率（%）71.5079.1085.74增加电能（万kwh）194.76148.67增加收益（万元