初溪水利枢纽工程项目可行性方案

1综合说明概述初溪水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市三江镇初溪村以下1km处的增江新开河段内，坝址距增城市中心8km,下游至增江出口约14km。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝址下游约1妹m处流入东江。增江流域集雨面积为31560km2,干流河道长为203km,河道平均坡降为0.74%。,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。工程坝址以上集水面积2978km2,占整个流域集水面积的94.2%,河长189km,增城市河段平均坡降为0.17%。。坝址上游已建有大中小型水库111宗，计有：大型天堂山水库1宗，中型白沙河、梅州、七星墩、百花林4宗，小（一）型水库28宗，小（二）型水库78宗，总库容5.03亿m3,兴利库容3.36亿控制集雨面积926.52km2,占初溪坝址以上集雨面积的31.11%2工程建设的必要性初溪水利枢纽工程是经审定的增江流域规划方案中的增城梯级，是分期实施开发增江水资源的•个重要项目，是促进增城市城区开发和开发区经济发展的基础工程，也是省级农村能源综合建设试点所选定的项目。增城市是一个以盛产荔枝而闻名中外的历史名城，改革开放以来，社会经济发展很快，城区建设日新月异，人民生活水平逐年提高，群众对居住环境的要求越来越高，而作为贯穿于市中心的增江，却受到河槽下切的影响而水位下降，使大片河滩荒地裸露，水环境容量大大减少，严重影响增城市区的生态环境和投资环境，为了加快城区建设开发步伐，以达到扩大内需，拉动增城市经济发展的目的，非常迫切也很有必要兴建初溪水利枢纽工程，壅高增江水位，形成人工湖泊，美化市区环境。3综合利用要求本梯级工程的开发目标是以城建、发电为主，结合城市供水、航运、灌溉、交通等综合利用的水利枢纽工程。2水文流域概况初溪水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市三江镇初溪村以下1km处的增江新开河段内，坝址距增城市中心8km,下游至增江出口约14km。坝址右岸，距离增滩公路1km,往南距在建的增城新火车站7km；坝址左岸，北可沿增博围堤顶经广汕公路到荔城，南可经塘口村通荔三公路。坝址处交通、通信、供电等条件均较优越。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝址下游约1妹m处流入东江。增江流域集雨面积为31560km2,干流河道长为203km,河道平均坡降为0.74%。,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。增江干流自东北向西南流，河宽约100、300m,没有明显的上、中、下游之分，水流比降变化也不大，河水常年清澈，只在洪水期较浑浊，悬移质含沙量不大，约0.lOkg/m'。沿河两岸为广东省农业较发达地区，工业比重不大，人口较多且集中，有可成片开发的滩地。工程坝址以上集水面积2978km2,占整个流域集水面积的94.2%,河长189km,增城市河段平均坡降为0.17%。。坝址上游已建有大中小型水库111宗，计有：大型天堂山水库1宗，中型白沙河、梅州、七星墩、百花林4宗，小（一）型水库28宗，小（二）型水库78宗，总库容5.03亿m3,兴利库容3.36亿n^,控制集雨面积926.52km2,占初溪坝址以上集雨面积的31.11%（不计149宗小山塘）。2气象增江流域属亚热带气候，受东南亚季风影响很大，且处于低纬度地区，太阳辐射，日照时数多，平均气温高；气候炎热多雨，夏季绵长。工程所在地的气象站为荔城站（增城站）。荔城站于1958年12月设站至今，观测的主要项目有气温、蒸发、降雨、湿度、风向风力等。工程所在地的主要气象特性为：气温：多年平均气温为21.6℃,平均最高气温为28.5℃,平均最低气温为12.1C。极端最高温为38.2℃,极端最低温度为-4.5C。夏季4〜9月均气温为27℃。降雨：本流域属丘陵地区，年平均降雨量为1820mm,但年内分配不均，4〜6月多季风雨，占全年降雨量的46.7%,7、9月多台风雨，占全年雨量的36.27%,其余10~3月降雨量只占全年的17.03%。据中游南昆站实测，最大24h降雨量为480mm□蒸发：多年平均水面蒸发量在1140〜2800mm之间，据增城站实测蒸发量资料统计，多年平均蒸发量为1232mm。湿度：流域内水汽充沛，湿度较大，平均相对湿度达84%,极端最大相对湿度99%。风向风力：夏季多吹东南风和偏南风，冬季多吹北风和偏北风。多年平均风速2.5m/s,实测最大风速15m/so2.3水文基本资料增江流域主要的水文、水位测站有：新家埔、麒麟咀、香溪、龙门和渡头站,以上五站均为国家级水文站，由省水文局管理。麒麟咀水文站离初溪坝址较近，位于坝址上游17km,于1954年4月设站至今已有45年的实测水文资料，并经过历年整编，精度可靠，可作为本工程设计的主要根据。在初溪坝址下游L7km处设置有工程专用水位站••大江水位站，该站观测时间较短，仅有1992.C1993.12的水位资料，但资料质量较好，精度较可靠，且离坝址较近，可用于工程设计。初溪水利枢纽工程上、下游主要水文测站情况如下表2-1o表2-1 坝址上、下游水文站情况一览表站名站别集水面积(km2)资料系列测验项目新家埔水位站31131951.6〜至今水位麒麟咀水文站28661954.4〜至今水位、流量、降水量、蒸发量香溪水位站1461I960.「至今水位、降水量龙门水位站7771956.5〜至今水位、降水量渡头水文站4721958.7〜至今水位、流量、降水量大江专用水位站1992.T1993.12水位2.4径流2.4.1径流系列及代表性分析麒麟咀站1955年4月起有较完整的径流资料，故该站的径流系列采用1955年4月〜1997年3月共42年。天堂山水库位于初溪坝址和麒麟咀站的上游，控制面积461km2,总库容2.41亿m?,于1992年8月开始下闸蓄水，同年10月并网发电，该水库的运用对麒麟咀站的径流会产生一些影响，可研阶段曾根据天堂山水库的水文资料，对年、月径流进行了还原计算，并进行了统计分析，成果如表2-2。表2-2麒麟咀站实测和还原年径流统计成果对比表 单位：Hi?/s统计系列n年平均枯水期平均汛期平均实测还原实测还原实测还原1993.4^1997.34127.3127.756.450.7198.1204.7可研阶段认为，天堂山水库1992年8月下闸蓄水以来，对增江的枯水流量起到了一定的调节作用，建库以后麒麟咀站的实测枯水期平均流量比天然情况(还原后)增加5.7m3/s,相对增加11.2%,但由于天堂山水库为年调节水库，因此对年径流总量影响不大，1993年4月〜1997年3月四年的实测和还原后的年平均径流量分别为127.3m3/s和127.7m3/s两者基本一致，因此在年径流频率计算时可采用实测系列进行分析计算。年径流实测系列见附表2-2o从年径流实测系列可见，本次设计采用的径流系列流量小于100m3/s的枯水年份有13年，其中包含特枯年份1963.4~1964.3(Q=40.6m3/s),流量大于150m3/s的丰水年份有9年，约占径流系列的21.4%,且径流系列已达42年，丰、平、枯各种典型的代表年俱全，具有较好的代表性。2.4.2径流计算初溪坝址位于麒麟咀水文站下游约17km,集雨面积2978km2,比麒麟咀站的集雨面积仅大3.76%,且区间无大的支流加入，因此本工程的年径流分析计算主要对设计依据站(麒麟咀站)而进行，坝址的年、月径流由麒麟咀站用面积比直接搬家而得。年径流系列采用麒麟咀站1955年4~1997年3月的实测径流系列。统计参数采用矩法公式计算，频率曲线采用PTII型。经复核后，麒麟咀参数站年径流频率计算成果如表2-3o麒麟咀站年径流设计成果表2-3 单位m'/s系列n均值CvCs/CvQp(%)10509097实测系列42120.80.302169117.277.362.3根据上表2-2的年径流频率计算结果，丰、平、枯三种典型的代表年以年水量接近P=10%、P=50%、P=90%的设计值为原则，考虑到天堂山水库运行的实际情况，代表年尽量在天堂山水库投入运行后的年份中选取，经比较分析后，选用1993年4月〜1994年3月(Q=167.6m3/s),1995年4月~1996年3月(Q=107m3/s),1958年4月~1959年3月(Q=80.3m3/s)为丰、平、枯的代表年；其中1993年4月~1994年3月和1995年4月~1996年3月为天堂山水库投入运行后的年份，较能代表实际情况；P=90%的枯水代表年在天堂山水库投入运行后的年份中找不到年水量较为接近的代表年，故在天堂山水库投入运行以前的年份中选取，枯水期流量与实际情况相比稍为偏小，可对电能计算成果略留余地。2.4.3坝址径流设计据前述，初溪坝址的径流由麒麟咀站用面积搬家指数k=2978/2866=l.039求得，坝址的年径流设计成果如表2-4。表2-4 初溪坝址年径流设计成果 单位：m3/s系列n均值CvCs/CvQp(%)10509099实测系列42120.80.302.5167.49116.6979.7358.472.5洪水2.5.1暴雨特性增江流域特性地形属增江流域地形属丘陵盆地及中、低山地形，且临近南海,五、六月份受热带海洋气团的影响，使流域内常处于潮湿不稳定的状态，易于形成强度大、历时较长的降雨，4、6月为前汛期，主要是锋面雨；7〜9月为后汛期，多为台风雨，实测最大24h降雨量376mm。2.5.2洪水特性增江流域洪水主要由暴雨形成，洪水特点是水情复杂，遭遇多种，流量变率大，增江上游河床陡峻，又常为暴雨中心，暴雨下降后迅速汇集，中游河槽淤浅,容量少，形成洪水暴涨暴落；由锋面雨造成的洪水峰型较肥硕，涨水缓慢。由台风雨造成的洪水峰型尖瘦，变率大。年最大洪水一般发生在4~9月，一次洪水过程一般为3、5天。据麒麟咀站19551997年实测洪水的资料统计，年最大洪峰流量发生在五、六月份的次数有31次，占7.1%。实测最大洪水发生在1959年6月，麒麟咀实测洪峰流量4180m3/s,重现期相当于50年一遇。麒麟咀站实测洪峰流量系列见附表2-5。

附表2-5 麒麟咀站洪峰流量系列 单位：m5.3设计洪水5.3设计洪水麒麟咀站的设计洪水可研阶段采用实测洪峰流量系列，考虑到上游天堂山水库已于1993年投入运行，为了使系列较为一致，本阶段采用系列1955T997年进行对比分析，计算结果见（表2-6）表明。年份洪峰流量年份洪峰流量19551810197617901956114019771140195723401978641195899519791960195941801980216019601900198119301961121019821350196217701983173019636081984220019641560198511701965110019861640196635201987253019671280198811001968362019891250196919001990663197012601991371197114301992161019721320199317801973186019941100197432101995146019752180199680019971570表2-6麒麟咀、初溪坝址设计洪峰流量成果表站名nQCvCs/Cv0.20.330.51251020麒麟咀421677.60.484.05821.35401.95099.94546.34009.53288.12734.52180.9坝址17430.4846148.35612.65298.84723.64165.93416.32841.12266.02.5.4施工洪水根据施工安排，施工导流标准为5年一遇（P=2%）,施工分期为10〜3月和9〜4月，根据麒麟咀站实测洪水资料进行分期洪水频率计算，计算得洪峰流量（P=2%）分别为391m3/s和1030m3/s,用面积比的0.5次方搬至坝址得到本工程的施工洪水洪峰流量Q,“=398m3/s（10〜3月）和Q?=1050m3/s（9〜4月）。2.6泥砂增江流域上游森林覆盖率较高，地面植被基本良好，水土流失不严重，中、下游人为破坏不大，悬移质含沙量不会高。坝址附近仅麒麟咀站有1954、1955、1956、1966、1967、1968等六年的泥沙资料，据统计，多年平均含沙量0.101kg/n）3,多年平均输沙量43.3万t/年，约3.33万/年。2.7设计断面水位〜流量关系曲线本枢纽工程没有实测的水位流量资料，主要依据新测河道断面资料和麒麟咀、新家埔站的实测水文资料用水力学方法进行修正，高水部分参考《增城市防汛手册》所确定的防汛水位定线。坝址缺乏实测资料，大江水位站的实测点少，资料代表不足，对H'Q的定线和精度要求仍有一定困难，因此，建议在可能的条件下对坝址实施水位、流量测量，以验证和提高坝址水位流量关系曲线的精度。3地址概况.地质概况初溪水利枢纽工程地处小丘陵平原地区，钻探成果表明整个新开河段的土质比较清楚，坝址附近的土质大部分为第四纪花岗岩风化土。其自上而下分别为素填土、粉质粘土。中粗砂砾石层，基岩，坝址内未发现软土夹层等不利地质现象,但砂砾层具强渗透性，属不良地质条件。岩层较完整，未发现较大规模的断层及破碎带。坝址场地内分布着两种类型地下水即第四纪及全风化中的空隙税合计严重的裂隙潜水。根据《广东省地震烈度区划图》本场区地震属6度区。天然建材，工程所需的砂料分别从坝址上、下游河道内开采，储量满足要求。土料从坝址右岸附近开采，石料分别从作案324国道附近的采石场以及坝址右岸下游增滩公路附近的石料场开采或购买，可以满足本工程所需。根据地质报告，地基允许承载力为190KN/M）.地形资料（略）.地震本工程所在地区的地震基本烈度为6度，采用设计烈度亦6度，根据《水工建筑物抗震设计规范SL203-P7））本工程各项建筑不进行抗震计算，仅适当采取结构及工程措施。4工程任务和规模4.1工程建设的必要性初溪水利枢纽工程是经审定的增江流域规划方案中的增城梯级，是分期实施开发增江水资源的一个重要项目，是促进增城市城区开发和开发区经济发展的基础工程，也是省级农村能源综合建设试点所选定的项目。增城市是一个以盛产荔枝而闻名中外的历史名城，改革开放以来，社会经济发展很快，城区建设日新月异，人民生活水平逐年提高，群众对居住环境的要求越来越高，而作为贯穿于市中心的增江，却受到河槽下切的影响而水位下降，使大片河滩荒地裸露，水环境容量大大减少，严重影响增城市区的生态环境和投资环境，为了加快城区建设开发步伐，以达到扩大内需，拉动增城市经济发展的目的，非常迫切也很有必要兴建初溪水利枢纽工程，壅高增江水位，形成人工湖泊，美化市区环境。4.2综合利用要求本梯级工程的开发目标是以城建、发电为主，结合城市供水、航运、灌溉、交通等综合利用的水利枢纽工程。4.2.1城市景观与生态环境初溪水利枢纽工程是增城市建设的一个重要组成部分，位于增城市区中心下游约8km,由于拦河闸坝的建成，使初溪至小楼的增江河段水位升高3~6m,形成长22km,平均宽200mm的人工湖泊，使干枯的城区河段保持-池清水，青山楼宇与绿水相辉映，景色怡人，这就大大美化增城的城区景观与生态环境，使一江两岸的土地升值，形成以增江河为中心的房地产地产开发热潮，促使城区的建设速度和社会经济的发展。4.2.2发电通过拦河建坝，使原来1.0m左右的水位提高至6.5m在坝的上下游形成水头了落差，可进行水力资源开发。根据水能计算结果，装机容量6000kw,保证率P=90%时出力925kw,多年平均年发电量2888万kw.h。4.2.3供水增江河段由于近年来河床挖砂而使水位下降，原砂糖水闸渐渐不能进水，县江因为失去进水而逐年淤积，致使增博围内的三江镇、沙庄街及石滩镇部分村庄的农田及居民缺水。通过兴建引水工程，可解决解决围内5.8万亩耕地和4万多人的用水问题。2.4航运由于拦河闸坝壅高水位，使增江的初溪至小楼22km航道得到彻底的改善，提高通航能力。坝址以上由原来丰水期只能通航50t船只，提高到全年能通航300t船只，跃升为V级航道。4.2.5交通拦河坝上结合架设公路桥，使增江两岸的郑田与塘口沟通，并使增滩路与荔三路的中段增加了横向通道，改善了这一地区交通条件。4.3正常蓄水位确定4.3.1梯级衔接要求据《广东省增江流域规划复查报告》（广州市水电局，1987年7月），正果•级闸前水位建议为14.0m,增城一级（初溪）闸前水位建议为7.0m,正果水电站工程为使上游龙门县白庙电站尾水不受回水影响，实施闸前水位为13.0m,最低尾水位为7.25m。考虑到初溪枢纽回水的影响，初溪闸前水位宜控制在7.0m以下，可研阶段从发电兴利、灌溉供水及美化城区环境等综合考虑，曾拟6.0m,6.5m,7.0m三个闸前水位方案比较，以满足梯级衔接要求。4.3.2正常蓄水位的选择据可行性阶段的资料分析，正常蓄水位从6.5m增至7.0m时，淹没面积将大大增加，超过1200亩，淹没投资相应也大大增加，同时将增大对各围排水的影响,特别是影响到荔城镇的城市排水管网系统。牵涉面广，增加了处理的难度，因而从定性上排除了正常蓄水位7.0m的方案，仅从6.0m与6.5m两个方案进行比较。正常蓄水位技经指标比较见表4-1o项目方案备注6.0m6.5m年平均发电量（万kw•h）27272888均按6000kw装机计算，投资为方案比较阶段数，枢纽工程仅指拦河闸坝年发电量增值（万kw•h）161淹没面积（亩）79498052淹没面积增值（亩）103枢纽工程投资（万元）25842716工程总投资（万元）49625224投资增值（万元）262增值单位电度投资（元/kw•h）1.627表4-1正常蓄水位技经指标比较表从上表可以看出，当闸前水位增加到6.5m,虽然淹没面积增加到103亩，枢纽工程增加工程投资132万元工程总投资增加262万元，增值单位电度投资为1.627元/kw.h,小于工程电站部分单位电度投资1.809元/kw.h,远小于广东省在建小水电单位电度投资，从经济上看是合理的。另外,若按上网电价0.4525元/KW.H.计算，年增加发电效益达到72.85万元，静态投资回收期只有3.6年，经济指标相当优越。因此，综合水库淹没，主体工程投资及各种及各种经济指标后选用正常蓄水位6.5m是合理的。增城市城区街道及建筑ud地面高程一般为5m之间，荔城站多年平均最高洪水位为9.20m汛期警戒水位7.2m,初溪水利枢纽正常蓄水位为6.50m,推算至荔城站的回水约为6.5m回水位与增城市区的最低点面高程相差约3.5m左右，远低于城区街道及建筑物的最低地面高程10.00m。据调查，目前城区排水支渠渠底高程（出口处）多数超过6.50m。河屋、夏街、雁塔三个电排站的起排水位7.00m,当初溪水利枢纽回水位为6.5m,时，对城区排水的自排能力基本上没有影响。综上所述，初溪水利枢纽工程正常蓄水位为6.0m和6.5m其技术上都是可行的，但6.50m方案经济指标较好，故选定6.50m为本工程的正常蓄水位是合理的。4.4机组容量及运行机型的选择4.1电站的特点及运行方式方式的确定初溪水电站是增江下游的末端梯级，是一低水头径流式电站，靠闸坝壅高水位形成水头发电，电站的水头变化范围为4.5m-6.5m,电站最突出的特点是水头低,流量大。初溪电站的运行方式，对装机容量规模有一定的影响，若调峰运行规模可能大些，但调峰运行会损失一部分水头，相应发电量亦会减少，从而影响发电效益。从电站的实际情况来看，电站的工作位置，宜在基荷或必要时在腰荷运行，不参于电网调峰，尽量避免由于调峰运行所造成的电量减少。本工程以城建、发电为主，兼顾船运，结合交通的综合利用工程。水库不具长时间调节性能，但上游天堂山水库、正果等梯级，按理可对下游梯级做有水力联系的补偿调节，但目前无法做到，所以仅根据机组运行特性和来水条件，确定电站的运行方式。当上游来水流量小于250m3/s,利用拦河闸闸门开度控制，泄放超过机组可以利用以外的流量，使电站保证正常蓄水位6.5m运行。当上游来水流量大于250m3/s,拦河闸闸门全开泄洪，停止发电，直到来水流量减少至250m3/s以下，再用闸门控制来保证正常蓄水位发电。电站日调节运行时，水库水位宜控制在5.72m以上，以免电站水头减少而损失电量，调节后要及时回蓄准备下次或第二天调节。根据坝址日平均流量统计，保证率P=90%时，流量为22m3/s,P=80%,流量为34mVs,而本电站单机流量为49.3m3/s,故当枯水流量较少时，每天可集中一台机发电10~16h。本枢纽不设专用的入库水文站，闸坝泄洪和电站发电调度所需的流量资料采用麒麟咀水文站的资料。洪水调度过程如表4-2O天然流量（m3/s）库水位（m）发电流量（m3/s）闸控泄量（m3/s）Q来W147.96.5Q来0147.9〈Q»W2506.5147.9Q来一147.9Q来〉250恢复天然水位0Q来Q柬<250回蓄至6.5147.9Q来一147.9初溪枢纽洪水流量调度过程表表4-24.4.2电力电量发展要求据《增城地区“九五”电力发展规划及2010年远景展望》（增城市电力局），预测2005年、2010年最大负荷分别为55.33万kw和88.67万kw,电量要求分别为28.78亿kw.h和51.43亿1^/，而全市现有自发电装机容量6.4万kw,年自发电量9540万kw.h,“九五”期间预计水火电装机容量为18.99万kw。因此无论近期、远期电力电量缺口都很大，需要省大电网调配供给才能满足增城市的电力电量要求，但并非增城市电网的需求就是初溪水电站经济合理的装机容量，因此,本电站的装机容量可根据自己的特点即实际情况拟定装机规模。4.4.3装机容量的选择根据本次径流设计采用的丰、平、枯三个代表年的径流资料，通过总利用率最优（即水能利用率与机械利用率的乘积最大）得出本电站的装机容量为5735.6kw,设计引水流量149.7m3/s,设计水头5.00m。参考类似低水头径流式电站情况，按年利用小时不小于4000h和水量利用率不小于50%两个条件初选5000kw和6000kw两个方案进行比较。装机容量比较见表4-3o

装机容量方案比较表表4-3项目方案备注5000kw6000kw机电设备拟定（力兀）40824460均按闸前水位6.50m计算能量指标，投资为方案比较阶段数值。土建投资（万元）10031081工程总投资（万元）50855541总投资增值（万元）456年平均发电量（万kw.h）26842888年平均发电量增值（万kw.h）204年利用小时（h）53684813增值单位电度投资（元/kw.h）2.24增值单位千瓦投资（元/kw）4560从表4-3可以看出，装机容量从5000kw增至6000kw时，机电设备及安装工程投资增加378万元，土建（主要指厂房）投资增加78万元，工程总投资增加456万元，增值单位电度投资2.24元/kw.h,小于广东省在建的小水电单位电度投资；增值单位千瓦投资也较小，只有4560元/kw,小于广东省的平均水平。从水量利用率来看，装机6000kw水量利用率达61.9%,比装机5000kw高7.5%。因此，综合以上各方面因素，本阶段仍采用装机容量为6000kw。4.4机组机型的选择本工程电站最大水头6.5m,设计流量为149.7m3/s时，相应下游水位1.10m,考虑部分发电水头损失，电站设计水头5.0m,为平均水头的96.2%。参考国内生产厂家的型谱资料，机型选用常规轴流式ZZ600-LH-300型，转轮直径选用330cm,转速125r/min,3台，单机容量2000kw。具体机组型号在机电专业中选定。5 工程布置及建筑物5.1设计依据1.1工程等别及建筑物级别根据广州市水利局《增江流域规划划复报告》，初溪水利枢纽位于增江下游。本工程坝址选在三江镇初溪村以下1km的增江新江开河段上，上游距增城市区8km,下游距增江出口14km。坝址以上集水面积1978km2,多年平均流量125.51m,水库正常蓄水位6.5m,相应库容1700万电站装机容量6000kw,多年平均电量2888万kw.h。根据国家标准《防洪标准GB50201-94))的规定，以及广州市水利局对本工程可行性研究报告的审查意见，确定本工程为HI等工程，其他建筑物级别与洪水标准如下(表5-1)：永久建筑物级别与洪水标准表5T项目建筑物级别洪水重现期(年)正常运用非常运用拦河闸坝320100电站厂房320100船闸320100次要建筑物42050围堰35/5.1.2设计基本资料1.2.1水文气象数据(1)水文坝址以上集水面积2978km2多年平均径流总量39.5亿m3多年平均流量 125.51m/s(2)气象多年平均降水量1820.0mm多年平均气温21.6℃最高平均气温28.5℃最低平均气温12.1℃多年平均相对湿度84%多年平均风速2.5m/s多年平均最大风速15.0m/s多年平均蒸发量1232.0m（3）泥沙多年平均输沙量43.3万t多年平均含沙量o.10kg/m31.2.2特性水位及下泄流量特性水位及下泄流量表 表5-2项目闸前水位（m）最大下泄流量（m3/s）闸下游水位（m）校核洪水（P=l%）9.9050709.70设计水位（P=5%）8.5035808.35正常蓄水位6.501.2.3 电站动能指标及机组参数电站装机容量3X2000kw电站最大水头6.50m电站最小水头4.50m电站设计水头5.0m机组额定流量49.3m3/s机组安装高程2.Om电站保证出力（P=90%）925kw多年平均发电量2888万kw.h年利用小时数 4813h1.2.4通航要求根据增江航道管理站的意见及可行性批复，目前增江航道级别不足VI级，规划设计要求达到V级，通航吨位要达到300t。1.2.5地震烈度本工程所在地区的地震基本烈度为6度，采用设计烈度亦为6度，根据《水工建筑物抗震设计规范SL203-97））的规定，本工程各项建筑物不进行抗震计算，仅适当采取结构及工程措施。1.2.6开挖边坡建议值（见表5-3）开挖边坡建议值表表5-3坡比分层临时边坡永久边坡水上水下水上水下沙层1：1.7~1：21：2~1：2.25沙砾1：1.5~1：1.751：1.75~1：2粘性土1：1.25—1：1.51：1.5〜1：751：1.5~1：1.751：2全风化带1：1~1：1.251：1.25〜1：1.51：1.25—1：1.41：1.5~1：1.751.2.7 安全系数和允许应力（1）拦河闸坝抗滑稳定安全系数基本组合[k]21.25特殊组合[k]21.10基底应力各种计算情况下地基反力的最大垂直应力不大于地基承载力；应力比不大于规定值。根据地质报告，基底允许承载力。=190KN/m2（2）厂房抗滑稳定安全系数基本组合 [k]21.1特殊组合 [k]21.05抗浮稳定安全系数[kJ21.1基底应力：各种计算情况下地基反力的最大垂直应力不大于地基承载力；应力比不大于规定值。根据地质报告，基底允许承载力。刁能如加二1.3主要技术规程规范(1)防洪标准GB50201-94(2)水利水电工程初步设计报告编制规程DL5021-93(3)水闸设计规范SL265-2001(4)内河通航标准GBJ139-90(5)水电站厂房设计规范GD335-89(试行)(6)水利电力工程初步设计报告编制规程DL5021-932闸坝轴线选择及枢纽布置2.1闸坝轴线的选择2.1.1闸坝轴线位置在可行性研究阶段，曾对上坝址。下坝址在地形、地质、泄洪消能、施工条件、投资运行等方面进行了综合技术经济比较。本阶段在可行性研究选定的下坝线和上坝线。其详细位置见附图一(水利工程平面布置图)。1.2枢纽布置形式根据上下坝线位置附近的地形、地质、对外交通条件等因素，上下坝线均采用河床左侧为船闸，右侧布置厂房，拦河闸居于河床中部，两岸以堤围连接的枢纽布置形式。另外，闸坝左侧均设分水岛。拦河闸布置20孔，每孔净宽10m,总净宽为200m的泄洪闸泄水前沿总净宽为232.4m,发电厂房安装3台2000kw的悬式轴流转浆发电机组，占河宽为49.2m。因此拦河闸、船闸和厂房共占用河道宽度318.6m。5.2.2枢纽布置5.2.1枢纽建筑物组成

枢纽建筑物主要包括拦河闸坝、电站厂房、船闸和两岸分水岛四大部分，其布置分述如下。5.2.2工程布置初溪水电站为低水头电站，以发电为主，枢纽主要建筑物由厂房，闸，闸组成,枢纽建筑物布置采用厂房，闸坝，闸坝，船闸等建筑物-字型布置方案，从洪水期利于泄洪和减轻洪水宣泄时对河床两岸冲刷的角度出发，泄洪建筑物闸坝在河床中央，船闸厂房分别布置在左右两侧。从地形地质条件，枢纽布置，技术难度，施工导流，泄洪及投资效益等方面综合比较论证后确定该水电站坝址选在下坝轴线。河床高程0.00m.河床式水电站长宽为49.2X14.7m。船闸闸室尺寸初设宽为12mo5.2.3闸孔形式及闸墩厚度的确定比较：（1）宽顶堰：是水闸最常用的底板结构形式。其主要优点是结构简单，施工方便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪,•冲沙，排淤，通航等。其缺点是自由泄流时流量系数小，容易产生波状水跃。（2）低实用堰：有梯形，曲线形和驼峰形。实用堰自由泄流时流量系数较大,水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃，但泄流能力受尾水位变化的影响较为明显，不稳定。经比较后选定建筑物型式为宽顶堰，堰顶高程比河床高l.OOmo5.2.4闸孔尺寸.1、据闸孔越大过流越小，但上游淹没小，闸孔越小过流大，但上游淹没大的特点,拟单闸孔净宽为10m,20个孔。即闸孔尺寸为10义10m。选用整体式底板，缝设在闸墩上，边墩厚LOm.中墩、缝墩厚1.6m.采用两孔一联形式。如（图5T）所示.图5-1闸孔尺寸布置图闸孔总为L=200+19Xl.6+1X2=232.4m(2)拦河闸坝泄流能力计算根据拦河闸控制运行方式分析结果，在上游来水量超过250m7s时，所有闸门全部打开，此时的水量控制条件为堰流。计算采用水力学堰流计算公式TOC\o"1-5"\h\zQ=Bgn岳俄 (5-1)e=1-0.2[(n-1)鼠+Cj4 (5-2)nh3-P-

m=0.36+0.01 &- (5-3)1.2+1.5——HB。一闸孔总净宽，m；Q-过闸流量，Is；g一重力加速度，可采用9.8m7s；H。一计入行进流速水头的堰上水深，m；m—堰流流量系数，可采用0.358;£一堰流侧缩系数，n一闸孔数，B。一闸孔净宽，m&一边闸孔侧收缩系数，P—堰高，m；cr一堰流淹没系数，R-由堰顶算起的下游水深，m；由公式(57)〜(5-3).下游水位,拦河闸坝泄流能力计算如表5-4所示。表5-4上游水头计算表过闸流量Q(m；7s)系数下游水位(m)闸前水位(m)闸前水位壅高值(m)备注0em2266(P=20%)0.590.90.3537.007.110.112841.l(P=10%)0.450.9040.3557.77.90.23416.3(P=5%)0.50.8820.368.38.560.26设计洪流量4165.9(P=2%)0.5450.8730.3588.99.220.324723.6(P=l%)0.5450.860.369.810.160.36校核洪流量注：考虑上游淹没，闸前水位雍高小于50cm。2.5防渗和防冲设计(1)消能防冲设计.消能防冲设计的控制情况因水闸下游水深度较低，且河床的抗冲能力较低,所以采用底流式消能。设计水位或校核水位时闸门全开宣泄洪水，为淹没出流，无须消能。闸前为正常高水位6.5m,部分闸门局部开启，只宣泄较小流量，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，须设置相应的消能设施。为了保证一台机组发电时，流量为147.9m3/S<QJlt<250m3/S闸门局部开启。保持闸前水位6.5m时作为消能防冲控制情况。为了降低工程造价，确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设计按1,2,3,4,6,7孔方式开启，检修情况时最少5孔开启调洪。分别对不同孔数和开启度进行组合计算，找出消力池池深和池长的控制条件。用公式(5-6)〜(5-10)计算结果列入表5-5和表5-6TOC\o"1-5"\h\z孔流出流流量公式：Q=jubenQ2g乩或2g. (5-6)消力池池深：d=—'-* (5-7)挖池前收缩水深：〃,=£'e (5-8)跃后水深：h=—1H—-1 (5-9)2 2出池落差：AZ=-~2^——Jv (5-10)2g/九2ghi消力池长度：L『Ls+BLj (5-11)Lj=6.9(Hc"-He) (5-12)式中：Q一下游流量,"一宽顶堰上孔流流量系数， 〃=£'力;e一闸门开启高度，m；W—流速系数，b一闸孔单宽，m；“。一堰上水头，m；n一开启孔数；d-消力池深度，m；bo一水跃淹没系数；h一跃后水深,m；九一收缩水深，m；AZ一出池落差，m；九一出池河床水深，m；Ll消力池长度，m；L-水跃长度(m)；L-消力池斜段水平投影长(2)消力池尺寸.由计算书表5.5和5.6计算可知,正常运行情况为控制消力池池深，池长的条件。取消力池池池长Lsj为14.7m^l5mo.消力池的构造采用挖深式消力池。根据抗冲要求计算消力池底板厚度。t=K-qVZiF (5-ii)式中：t-消力池底板始端厚度,m;Kr消力池底板计算系数，可采用0.175020；取0.18。△H'一泄水时上下游水位,m；q一为确定池深时的过闸单流量，mis根据抗浮要求计算消力池底板厚度；t=ky-w-p0 匠⑵式中：t-消力池地板平均厚度；(m)P„一渗透压力；(t/m?)n一消力池的材料容重；(t/m3)K-安全系数，应视建筑物的重要性而定，•般取1.1-1.3。计算书数据表明，若根据抗浮要求无需要设置底板，按抗冲要求设计，根据计算数据表明最大0.34m,小于规范构造要求，故取池力底板构造厚度为0.5m。消力池采用等厚布置。为了减小渗透压力，在池中设置垂直排水孔和铺设反滤层。其结构、构造见闸坝图所示；为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铜设反虑层，排水孔径为12cm,间矩为2m,呈梅花形布置。消力池常用1：3坡度与闸底板相连，平面扩散为1/8,为增加消力池的整体稳定性，垂直水流方向不分缝，在闸室分缝间错布置，缝距为15m,设置金属铜片止水。5.2.6海漫设计L海漫长度计算公式：LP=KSVAH7 (5-12)式中£「一海漫长度，m；q、,一消力池末端单宽流量，">3/S•mAH-池水时上下游水位，m；Ks-海漫长度计算系数，可查《水闸设计规范》取Ks=ll表5-5 海漫长度计算表流量(Q)mls上游水深H(m)下游水深H(m)单宽流量q(加)△H'(m)1806.51.251.4335.2519.92006.51.331.5755.1720.82206.51.41.665.122.02506.51.52.260524.7取表5-5中最大值为海漫长度，即为24.70m,取25m。.海漫构造海曼结构要求表面粗糙、耐冲、柔软和足够的透水性。本工程采用浆砌石海漫；厚为0.5m,下设碎石粗糙垫层10cm,一定的粗糙度,以便进一步消除余能,有一定的透水性,有一定的柔性,所以选择在海漫的起始端为5m长的浆砌石水平处,因为浆砌石的抗冲性能好,其顶面与护坦齐平,后20m做成坡度为1：10的干砌石，以使水流均匀扩散，调整流速分布,保护河床不受冲刷，海漫厚为0.5m,下面铺设15cm的砂垫层。设计抗冲流速为4m/s。5.2.6防冲槽。.河床冲刷深度计算在上述表5.5-5.6中取最大的流速为依据，根据公式q 、4=1.1工-% (5-13)式中：V。一河床土质不冲允许流速；在《水工设计手册》查的地基为砂砾类土一般在0.75〜0.95间，取v°=0.85。q一海漫末端单宽流量，m3/S•mJ-mhm一下游水深，m；.防冲槽结构在上游铺盖前端根据计算表明，设置结构防冲槽。在海漫末端设置防冲槽保护海漫。采用抛石防冲槽，开挖到1.5m槽内抛块石，河床冲深，块石自动形成护面块石直径不小于30cm。根据计算确定防冲槽的深度为L50m底宽按河床宽设置，出池后做成坡度为1：5的斜坡与下游河床相连。5.2.7防渗排水设计L防渗设计的目的防止闸基渗透变形，减少水量损失；合理选用地下轮廓线。.布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺着，板桩，齿墙等防渗设施，用以延长渗径，减少渗透坡降和闸底板下的渗透压力，在底水位位设置排水设施,如面层排水，排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减少渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。.地下轮廓线布置1）闸基防渗长度的确定L=C△H （5-14）式中： L一闸基防渗长度，即闸基轮廓防渗部分水平直和水平直的总和，m；C—允许渗径系数值，可查《水工设计手册》得，查得C=7.0△H一上下游最大水头差，m；由计算书得：L=CAH=35m2）防渗设备尺寸及构造（1）铺盖长度根据3〜5倍的上下游水位时，取4配倍水头则铺盖长5X4=20m,混凝土铺盖厚度查《水闸设计规范》得取0.5m厚。铺盖上游端设0.5m深的小齿墙，其头部不设防冲槽，为防止上游河床的冲刷，铺盖上游设0.3m厚块石护底，其下设0.2m厚的砂垫层。（2）坝址的土质的附近的大部分为第四纪花岗岩风化，其自上而下为素填土，粉质黏土，中粗砂层砂砾层，基岩坝址内未发现软土夹层等不利地基现象。根据钻探地质报告，砂砾层具有强渗透性，为减少渗透压力，采用了铺盖与板桩结合布置形式，初步拟定桩板底高程为T5.00mo（3）排水体排水体是大颗粒砂石料组成。采用平铺式排水体，为了防止发生渗透变形，并设置设置反滤层，反滤层是用2〜3粒径不同、经过选择的砂石料铺成。（4）止水水闸设缝，主要是为了防止建筑物因地基不均匀沉降和温度变形而长生裂缝。为了减小作用于闸底板上的渗透压力，在整个消力池底板下设砂砾石排水，其首部紧接底板下游齿墙。闸底板与铺盖，设以铜片止水。不与水流方向垂直设缝。缝的间距约为23.2m,缝宽为0.3cm。在距邻水面50cm处止水。（5）校核地下轮廓线的长度根据以上设计数据，实际的地下轮廓线布置长度大于理论的地下轮廓线长度，L'=38.3m>L=35m,通过校核满足要求。4.防渗计算渗流计算的目的计算闸底板各点的渗透压力，验算地基土在初步拟定下轮廓线下的渗透稳定性。计算渗透压力，采用改进阻力系数法计算。（1）地基有效深度的计算L°/S°〉5则T.=0-5Lo式中丁,一土基上水闸的地基有效计算深度，m;一地下轮廓的水平投影长度，m;S。一地下轮廓的垂直投影长度，m;LO=36m；5o=2-0m则LJSo=36/2.0=18m〉5.0m;因地基报告缺少不透水层高程，则地基有效深度了,为实际透水层深度，T,=18m计算。地基透水性较强，在闸坝底板前端设板桩至高程-15.00m。如简图所示：（2）简化地下轮廓线将实际的轮廓线简化为垂直和水平两个主要部分，其为8个典型段.如图5-2oV、vn段为进口段，n、w、vn为内部垂直段，ni、VI为水平段。1)进出口段Jo=1.5(S/7j%+0..441 (5-15)2) 垂直段：e=2/%lnctg[;r/4(l-S/T)] (5-16)3) 水平段：=[L-0.7(5,+S2)]/T (5-17)) 计算各典型段的水头损失h产 (5-18)) 进出口段水头损失；=1.21-1/[12(71/T)2+2](S'/T+0.059) (5-19)h；.=瓯 (5-20)V/i=(1-/3)h, (5-21)式中：S一桩或齿墙的入土深度m；T—地基透水层深度m；L一水平段长度m；S1一进口段的入土深度m；S2一出口段的入土深度m；£一阻力系数V”一上下游水头差m；夕一阻力修正系数，当大于L0时，取L0也一进出口段修正后的水头损失值m；%一计算出的水头损失值m；根据上述公式计算闸基底的渗透压力，渗透计算结果如下表5-6表5-6 闸基各角点渗透压力值H,上h3h5HeHiHhh954.5224.453.742.1670.6410.1440.0680.00.验算渗流逸出坡降。出口段的逸出坡降为；公式：J产质或工=为 (5-21)Lx式中：：工一水平段渗透坡降；工一出口处的平均出逸坡降；H。一修正厚的进出口水头损失值；S一进出口齿墙人图深度。Jx=0.04<[Jx]=0.17~0.22之间；Jx=O.O34<[Jo]=O.45-0.50之间。满足要求,不会发生渗透变形，闸底板的渗透压力分布如图5-3.图5-3闸底板下渗透压力分布示意图3闸室结构设计3.1结构布置.底板和闸墩D底板底板既是闸室的基础，又兼有防渗，防冲刷的作用。它既要满足上部结构布置的要求，又要满足稳定及本身的结构强度等要求。底板形式采用整体工平底板。长为15m,厚为3m。2)闸墩闸墩作用分隔闸孔并支承闸门等上部结构，使水流顺利地通过闸室。3)处形轮廓应能满足过闸水流平顺，侧向收缩小，过流能力大的要求。上游墩头采用半圆形，下游墩头采用流线形，其长度与底板同长，为15m。4)厚度中墩、缝墩L6m边墩L0m。墩为佐结构，闸墩上设两瓣门槽(检修门槽，工作门槽)，检修门门槽在上游，槽深0.30m宽0.20m工作门门槽深0.30m宽0.60m下游不设检修门槽。墩头上游半圆形，下游为流线形R=0.8m,工作门槽与检修门槽间留3.5m净距，以便工作人员检修。5)高度闸墩上游部分的顶部高程在泄洪时高于设计或校核水位加安全超高。关闸时应高于正常蓄水位加波浪计算高度加安全超高。墩高二校核洪水位时水深+安全超高=10.62m墩高=设计洪水位时水深+安全超高=9.23m取最大值为闸墩顶高度取为10.62m,即H墩高程为10.62m2、闸门与启闭机.工作闸门工作闸门基本尺寸为10.6X5.8X0.6(m)采用平面钢闸门，双吊点，滚轮支承。.启闭机类型(1)启闭机可分为固定式和移动式两种，常用固定式启闭机有卷扬式，螺杆式和油压式，卷扬式启闭机启闭能力较大，操作灵便，启闭速度快，但造价高。螺杆式启闭机简便，廉价；适于小型工程，水压力较大，门重不足的情报况等。油压式启闭机是利用油泵产生的液压传动，可用较小的动力获得很大的启闭力，但造价较高。在有防洪要求的水闸中，一般要求启闭机迅速可靠，能够多孔同步开启，这里采用卷扬式启闭机，一门一机。(2)启闭机的选型根据《升卧式平面闸门》平面直处钢闸门结构活动部分重量，按公式：

6=冗儿及『明°的 (5-21)式中：G一闸门结构活动部分重量，t;K支一闸门的支承结构特征系数，对于滑动式支承取0.8,对于济轮取1.0,支于台车式取1.3；取l.OoKc一闸门材料系数，普通碳素结构钢赞同制成的闸门为1.0,低合金结构制成的闸门取0.8;凡一闸门高度系数，当H<5m时,Kg=0.156；当5<H<8m时,Kg=O.13.H一孔口高度，m;B-孔口宽度，m;则闸门重G=12.2T-120KN(3)初估闸门启闭机的启门和闭门力。根据《水工设计手册》中的近似公式(5-22)(5-23)计算；Fo=(0.100.12)P+1.2G (5-22)F,=(0.100.12)P-1.2G (5-23)式中Fq一启门力 KN&一闭着力 KNP一作用在闸门上总的水压力 KNG—闸门重量KN计算结果如下：Fq=155.3KN；F»=-75.65KNRV0,表时闸门能靠自重关闭闸门，不需加重块帮助关闭闸门。查〈〈升卧式平面闸门〉〉，选用电动卷扬启闭机型号QPQ2X16,其机架处轮廓宽J=1757mm。重量3.5T。3、上部结构.工作桥是为了安装启闭机和便于工作人员操作而设的桥。若工作桥较高可在闸墩上部上设排架支承，工作桥设计高程与闸门尺寸形式有关，由于平面钢闸门采用固定式启闭机，闸门提升后不能影响泄放最大流量，并留有一定的富裕度，根据工作需要和设计规范，工作桥设在工作闸门的正上方，用排架支承工作桥，桥上设启闭机。由启闭机型号决定基架处轮廓宽为1757mm,启闭机外的过道设0.5m,启闭机房采用18墙，因此工作桥总宽B=l.757+2.0+0.36=4.117m;取工作桥宽B为4.2m；工作桥细部结构如图5-4（单位：cm）图5-4工作桥细部结构图.交通桥交通桥的作用是连接两岸交通，供车辆和人通行，交通桥的形式可采用板梁式。交通桥的位置应根据闸室稳定及两岸连接等条件确定，布置有下游。具体尺寸如图5-5所图5-5交通桥细部构造图.闸室的分缝与止水水闸沿轴线每隔一定距离必设陷沉缝，兼作温度缝，以免闸室不均匀沉降及温度变形产生裂缝。缝距一般为15〜30m,缝宽为2〜2.5cm,整体式底板闸室沉陷缝一般设在中间，二孔•联为独立单元,其优点是保证在发生均匀沉陷时闸孔不变形，闸门仍然正常工作。凡具有防渗透要求的缝都设止水设备，止水分铅直和水平两种，前者设在闸墩中间与翼墙本身，后者设在铺盖，消力池与底板和铺盖，消力池本身的温度沉降缝内。本次设计缝墩宽L6m,缝宽2cm,取二孔一联。.3.2闸室稳定和应力计算闸室稳定及基底应力计算根据《水闸设计规范》(SL265-2001)进行闸室稳定和应力计算工况选取正常选取正常情况、设计洪水情况、校核洪水情况等计算。正常水位基本组合采用上游水位6.50m,闸门全部关闭，下游最低水位为-0.5m；施工完建期，上下游无水。机组检修情况基本同正常运行情况，故在此不对此情况进行分析。计算荷载包括：①闸室结构及设备自重②上游正常蓄水、设计洪水、校核洪水时的水压力、水重③下游的静水压力、水重④相应水位时的扬压力⑤浪压力⑥泥沙压力闸室稳定按闸室沿基础底面的抗滑稳定计算公式：KC=(fSW+CA)/EH基底应力计算公式：o=EW/A±6XM/B1?式中：降一抗滑稳定安全系数，闸坝为3级建筑物，基本组合/』=1.23,基本组合k』=Li。F一板佐与地基土之间的摩擦系数，中粗纱f=0.35;C一基础底面与地基土之间的粘结力，c=0；EW一作用在底板上的全部竖向荷载；EH一作用在底板上的全部水平荷载；ZM-作用在底板的全部作用力对底板中心的力距A一基础底面面积根据上述荷载组合，经计算，结果见表5-7表5-7 室抗滑稳定及基底应力计算成果表计算项目正常运行情况设计洪水情况抗滑稳定安全计算系数1.274.3基底垂直正应力max91.277.22Cmin50.470.14计算表明，闸室抗滑稳定安全系数设计值Kc大于规定允许值k』=1.25或1.10,闸室地基容许承载力[fk]=190kpa,上下游应力比小于2.0,表明闸室是稳定的和安全的。闸坝稳定及应力计算过程和图表详见计算书。4发电厂房及变电站1厂区布置经枢纽布置方案比较，电站厂区布置于河床的右侧坝轴线的下游，左侧紧靠枢纽闸坝，右侧紧靠右岸河堤及生活区，厂房纵轴线与闸坝线相距17.55mo厂区布置主要包括:主厂房、副厂房、安装场，升压站和厂区交通道路等。主厂房布置在河床右岸靠下游侧，河床原有地面平均高程为0.00m基础持力层置于中粗砂含风化土基上，无断层带，基础地质条件良好。在主厂房的右侧布置安装场，紧靠主厂房的下游侧布置副厂房，发电机层的主厂房、安装场及中控室的地面高程均为10.62m,厂房大门及回车场置于安装场的右侧，回车场地底面高程为10.62m〜10.5m,以未倾斜向外，防止雨水倒灌主厂房并便于排水。变电站地面高程亦为10.62m,高于回车地面高程便于排水。厂区的对外交通，进场公路路面高程10.50m,路面宽7m,与大坝交通（工作）桥相连，入口位置路面在沿河右岸1.2km的增滩二级公路，对外交通十分方便，回车场高程与公路齐平。厂区地面四周均设有排水沟，并与厂房地面排水系统相连，由专用排水设施将水排出厂外，确保厂房安全。5.4.2发电厂房5.4.2.1厂房主要尺寸及高程的确定根据水文水能计算结果，本枢纽设计洪水标准为P=5%,相应上游最高水位为8.56m下游最高水位为8.3m；校核洪水标准为P=l%,相应上游最高水位为10.16m,下游最高水位10.16m。电站设计总装机容量为N=6000KW,内装3台悬式轴流转浆发电机组，选定水轮机型号为ZZ-LH-330,发电机型号为SF-J2000-48/4250,调速器型号为WSF-80-4.0,油压装置型号为HYZ-1.6-4.0,设计闸前蓄水位为6.50m,发电尾水最底水位为0.59mo（1）机组间距及主厂房长度根据机组制造厂家提供的资料，卧壳最大平面尺寸为&562m,尾水管最大平面尺寸为8.97m,机敦厚1.0m,故机组间距L敦2.2m；安装间长度L?=（1-2）L=12.2-24.4m,MXL2=12.2m,（包括在机组间安装之间设的-沉降缝，缝宽2cm）；两边的机组边墩结构厚度1.0m,确定主厂房长度为L=49.2m„（2）主厂房宽度根据生产厂家提供的机组布置方案并参考已建的正果电站厂房的宽度尺寸和本工程电站厂房布置的实际需要，确定主厂房水上部分总宽度为14.7m,机组中心线重合，内装一台30/5t双梁双钩桥式起重机，跨度为12.0mo（3）主厂房各高程的确定中水轮机安装高程根据生产厂家提供ZZ-LH-330水轮机运转特性曲线，出力限制线内其允许吸出高度Hs22.5m,其中，在最小发电水头4.5-5.0时，其允许吸出高度为Hs=6.05m,大于额定水头时，其允许吸出高度逐渐增加，至最大发电水头6.50m,Hs=4.5m,电站最低发电尾水位为-0.46m,因此，确定水轮机安装高程为3.39m。②各部高程的确定根据机组生产厂家提供的尾水管顶高度为-0.315m,及水轮机安装高程3.39m,其尾水管底板高程为-5.005m,地板厚1.20m。机组导水机构中心高程为3.39,至卧壳层底板高程为5.11m,则卧壳底板高程为-1.095mo机组导水机构中心高程至蜗壳顶板高度为4.195m,顶板厚度取1.2m,则水轮机层地面高程为5.395m。P=l%校核洪水位上游为10.16m,下游为9.8m,安全超高加风浪高为0.791m,为避免洪水进入厂房，确定发电机层面高程为10.62m。吊车梁轨顶高程确定：▽轨=V，Jhi+h2+h3+h&式中：V妥一发电机层地板高程，九一吊件离地面的距离，lb—最高设备高度，发电机转子高为5.20m,水轮机连轴高度为5.35m,取h2=5.35m,儿一其重成绳的捆扎垂直长度，h,一吊钩极限长度，参考以建的工程，6、厂房房屋大梁底高程▽梁底=▽轨+九+九=20・155式中：H5一吊车轨至小车顶的高度，取2.1mH6一小车与、屋盖大梁底的净空，取0.4m厂房房屋大梁高度取1.25m,女儿墙高度取0.8m,尾水地板厚1.2m,因此，厂房顶高程=23.255m。4.2.2厂房布置(1)主厂房发电机层平面尺寸尺寸为49.2X14.7m,安装间位于右侧，尺寸为12.2X14.5m,发电机地面高程为10.62m,内装悬式轴流装浆发电机组3台，总装机容量为6000kw,机组布置为一系列。机组纵向中心线与主厂房纵向中心线重合，机组间距为12.2m。定子取用埋入式布置，每台机组在距机组中心线2m处布置调速及油压装置，在机组的下游侧靠近副厂房的位置布置机旁屏，其尺寸分别为3X0.8X0.8m,在安装间下游侧布置有楼梯，连接电机层与水机层的上下交通，便于人员来往。在安装间的右侧，设一进厂大门，其尺寸为5X6m。（2）水轮机平面布置水机层平面尺寸与电机层相同，地面高程为5.395m,在纵轴线上布置机墩，内置3台型号为ZZ-LH-330水轮机，在机墩内的一三象限布置调速器，在左侧布置调速器管道，在机墩的下游侧布置机坑进人门及水力测量系统。此外，还布置了有窝壳排水阀、窝壳进人门及漏油装置等。在安装间的下面布置气压室、油处理室、储油室、供水泵室、深井泵室及吊车碎试块，其尺寸长为7.3X5m、5.3X3.7m、6.2X3.4m、3.7X3.4m、4.7X3.5m、2.5X2.5m,地面高程与水轮机层相同，为5.395m。（3）副厂房平面布置副长房位于主厂房下游侧的尾水管口上，紧靠主厂房布置，平面尺寸为37X6m,分两层，各个高程分别与电机层、水轮机层及窝壳相同。高程10.62m层的平面尺寸为37X6m,布置中控室，高压室、厂用变电设备室及工具室等。高程5.395nl层的平面尺寸为37X6m,主要布置励磁盘变压器、柴油发电机、大坝用油压装置及油、水、气系统管道和设备等，并在左右两侧分别设置楼梯，作为进入尾水安装及检修的交通。5.4.3进水口进水口设计流量147.9m：'/s,进水口设计口有事故闸门及检修闸门。每台机组的引水道2孔，共需设置事故工作闸门3扇，事故工作闸门尺寸为5.56mx6.49m,动水起闭。选用固定卷扬机式起闭机，每扇闸门一套。检修闸门设在事故工作闸门之前，检修闸门采用滑动平面钢闸门，各分块闸门有同用性，规格一致，宽高尺寸为5.56X6.49m,平时3扇分块闸门分散放置在相应的闸孔，有检修需要时，通过行走式简易吊机起吊。起吊设备采用1套20/5t悬挂式电动葫芦。水轮机发电机组在运行时，上游的污物，树支等会随着水流流入机组而影响运行安全，为此在进水口前段设置拦污栅，以保护水轮机正常运行。本站拦污栅采用活动式，倾斜70°布置，数量3孔，总重量17t,清污方式考虑人工清污，在必要时可以提出水面进行维护检修，起吊设备采用吊环挂手拉葫芦方式。栅片净距取150mm,拦污栅孔口宽高的尺寸分别为6X11.095m。（单孔）5.4.4尾水建筑物厂房流道出口尾水渠中心总长为17.75m,尾水出口底板高程为-5.005m。然后以1：5的反坡与河床高程相接，尾水渠底宽底部用碎进行衬护。在尾水渠左侧为分水导墙，长100m墙顶高程为5.0m。电站尾水流道出口处设有尾水闸门，闸门检修平台设于10.62m高程处。起闭机室紧靠中控室。尾水闸门为平面滑动钢闸门，闸门尺寸为8.59X4.69X0.3m,在静水中起闭。起闭设备用一台200KN移动卷扬机式起闭机。5.4.510KV变电站10KV变电站位于安装间下游侧，靠近河右岸布置，平面尺寸为15.2X8.0m（长义宽），地面高程10.62m,与安装间高程等高。变电站内布置2台型号不同的主变压器，变电站与厂区回车场相连，方便设备运输。变电站内的出线构架均采用铁塔。5.4.6厂房稳定及应力计算5.