某水电站改建初步设计报告

核定：xx审查：xx项目负责：xx水文、水能：xx地质：xx水工：xx水机：xx电气：xx施工组织设计：xx环境评价：xx概算：xx经济评价：xx目录1．综合说明…………………12．水文………133．工程地质…………………204．工程任务和规模…………225．工程布置及建筑物………356．机电及金属结构…………457．工程管理…………………588．施工组织设计……………599．环境评价…………………6810．工程概算…………………7011．经济评价………………101附录：某省水利厅、某省发展计划委员会文件甘水发[2002]526号“关于某县某渠改扩建一期工程初步设计报告的批复”1综合说明1概述某县某水电站位于某县县城以北23km的某镇境内，是利用某灌区渠道陡坡处水头修建的一座渠道引水式水电站。该水电站于1975年建成发电，曾为某镇部分村、社用电起到举足轻重的作用。由于该工程运行年久老化失修，至1996年机组全部停运。目前，机组虽仍在厂房，但由于多处失修，缺乏保养，水轮发电机组、厂房等濒临报废。某灌区改扩建工程最近将要实施，遇此难得机会，某县水利水保局于2003年12月委托我公司进行某水电站初步阶段的设计。1．2自然条件、水文成果1．2．1地理及气候洮河系黄河上游的一级支流，发源于某、青海两省交界处的西倾山东麓，由西南东流至某县折向北流，至永靖县汇入干流黄河刘家峡水库。洮河干流全长673.1km，流域面积为25527km2，河道平均比降2.8‰，水力资源较为丰富。洮河上游大部位于海拔3000～4000m以上的高原，沟浅谷宽，草木茂盛，河水较清，水量较大，属高原草原区。洮河中游属甘南东部高山森林区。南部山地分布有较广的天然森林，河流蜿蜒曲折，东流至某县折向西北形成大河湾，某县以上洮河南岸为降水高值区，且主要支流均自南岸汇入，使洮河水量和泥沙显著增加，而洮河北岸及某县河湾一带，大部分为少雨区，且植被较少，使洮河水量增加不多，沙量增加较多。洮河下游处于陇西黄土高原的西部，为黄土丘陵区，大部分地区海拔在1900～2400m，山势低平，谷宽滩多，植被差，水土流失严重，干旱少雨，水量增加不多，而沙量俱增，为洮河泥沙的主要来源区。某渠引水灌溉工程位于某县北部19km的洮河右岸一级阶地，地理位置东经103º58ˊ～104º5ˊ，北纬34º37ˊ，在自然地理上属于甘南山地洮某区。灌区主要分布在某镇所辖牙利、西坝和山咀等三村及小寨乡所辖古城村等，海拔在2250～2268m，灌溉面积1.0万亩，分布在洮河右岸一、二级阶地上。某渠引水灌溉工程取水口位于洮河右岸某村上游的素子沟口。某县某水电站为渠道引水式电站，位于某渠桩号4+730处。进水口距河源427.4km，位于某县县城以北约19km，控制集水面积15386.6km2，占洮河全流域面积的60.3%。1．2．2水文某水电站进水口处无水文测站，但其上游10km处有某县水文站，有1957～1998年42年实测系列资料，下游133.9km处有李家村水文站。某县站和李家村站是某水电站水文分析计算的依据站，以此通过频率分析计算，得进水口处设计年径流，成果见表1-1。某水电站进水口处洮河年径流频率计算成果表表1-1统计参数相应频率设计流量量（m3/s）均值(m3/s)CVCs/CV15%50%85%1130.29214511079.81．2．3进水口设计洪水通过对某县水文站1947年至1998年共51年实测洪峰资料系列，并计入1904年(2050(m3/s)历史洪水资料进行统计分析，推算得进水口断面多年平均洪峰流量620(m3/s)，CV=0.62，CS=3.0CV，5年一次洪峰流量860m3/s，相应水位2269.80m；10年一遇洪峰流量1130m3/s，相应水位2270.28m；20年一遇洪峰流量1380m3/s，水位2270.70m；30年一遇洪峰流量1570m3/s，水位2270.98m；50年一遇洪峰流量1720m3/s，水位2271.22m；百年一遇洪峰流量1980m3/s，水位2271.66m。1．2．4泥沙某渠取水口断面多年平均悬移质泥沙输沙量73㎏/s，推移质量按悬移质的15%计取，则年输沙量300万t，含沙量0.87㎏/m3，在悬移质输沙量中，6～9月输沙量203.3万t，占全年的80%，大汛期7～8月两月悬移质输沙量123万t，占全年的53%。3工程地质渠线沿洮河漫滩二级阶地及一级阶地前沿通过，后又绕行至一级阶地的后缘，最后沿洮河二级阶地前缘陡坎行至水电站。渠道通过段岩性主要为一、二级阶地堆积的具有二元结构的砂壤土、砂砾卵石层。全段渠道经过多年过水，渠堤密实，淤积层已形成。水电站前池、引水流道、厂房均置于洮河二级阶地基岩上，岩层为老第三系暗紫红色厚层状砾岩，较坚硬，地基条件良好。地震基本烈度为七度。1．4工程任务和规模某县位于某南部，洮河中上游，定西市南部，地处甘南草原东麓与陇中黄土高原及陇南山区的接壤地带，大部分属西秦岭北部山区。境内山峦环抱，洪水绕城东流，资源丰富，国道212线和省道徐合公路穿城而过。某县区位优势明显，自古就有“西控青海，南通巴蜀，东去三秦”之说。自古商贾贸易活跃，享有陇原“旱码头”之美称，是某南部待开发的一块宝地。根据《某县水电农村电气化“十五”计划暨2015年远景目标规划》，由某县2000年电力系统电力电量平衡可知，当年最大负荷为23.85MW（不含高耗能负荷8MW），已建水电站在枯水期担负1.95MW，外网可能返供最大容量8.2MW，枯水期电力欠缺13.7MW；丰水期最大负荷15.15MW，已建水电站担负7.2MW，外网可能返供最大容量3MW，丰水期季节电力欠缺4.95MW。因此，利用当地丰富的水力资源，积极开发小水电已刻不容缓，迫在眉睫。某水电站装机800W，每年可向当地提供630万kW.h的电量，能够满足当地农户及乡村企业用电需求，为某县农村电气化事业做出贡献。因此，兴建某水电站也是电力发展实现农村电气化的需要。根据规划，某水电站建成后，将向某镇所辖牙利、西坝和山咀等三村及小寨乡所辖古城村供电，实现小水电代燃料生态保护工程，并与110kV地区电网联网，富余电量向110kV地区电网供电。本水电站计划在2004年前后建成并投产运行。综合本水电站在电网中的作用、资金和设备的合理使用及所选水平年应与国民经济五年计划相一致等因素，本水电站设计水平年定在2010年。本水电站装机规模属小型水电站，其供电对象主要是农村生产生活用电。参照现行《水利水电工程动能设计规范》的有关规定，本水电站的设计保证率采用P=85%。1．5工程布置水电站现装机容量为800kW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，工程等别为V等工程，属小（2）型，主要和次要建筑物按5级设计。按规范要求水电站设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准100年一遇，由于厂房位置高于校核洪水，故进水口建筑物防洪标准按某渠进水口建筑物级别设计，只是主要建筑物级别比水电站高一级。某渠灌溉工程属小（一）型工程，主要建筑物为四级，次要建筑物为五级，设计洪水为10年一遇，校核洪水为20年一遇。本工程由进水闸、引水渠、溢流堰、压力前池、泄水冲砂闸、引水流道、主副厂房和尾水渠等水工建筑物组成。进水闸采用临河式型式，水电站设计流量11.76m3/s，考虑沿途灌溉用水及渗漏损失，进水闸设计引水流量为12.00m3/s。渠首上游护岸长40m，砂砾石碾压堤身，M7.5砂浆砌石护坡，顶宽300cm，迎水边坡系数1：0.75，背水坡边坡系数1：1，护堤总高度920cm，其中基础埋深350cm。渠首下游、引水渠左侧护堤长460m，砂砾石碾压堤身，C15砼护坡，顶宽300cm，迎水边坡系数1：1.5，背水坡边坡系数1：1，护堤总高度833cm，其中基础埋深350cm，堤顶坡降1/330。水电站动力渠利用原某渠改建。进水闸至水电站全长4710m，明渠纵坡为1/3000。引水明渠断面经技术经济比较，采用浆砌石矩形断面和弧底梯形砼预制板衬砌两种型式。断面几何尺寸按地质、地形条件分为三种型式，Ⅰ型为浆砌石矩形断面，渠深270cm，口宽405cm；Ⅱ型底弧半径174cm，圆心角67.380，边坡系数1：1.5，渠深270cm；Ⅲ型底弧半径142cm，圆心角77.320，边坡系数1：1.25，渠深290cm。前池在原有水电站前池基础上修建，钢筋砼明槽引水。主厂房按满足机组布置的要求布置，副厂房设在运行层，电气设备布置在其中。1．6机电及金属结构1．6．1水轮机型号的选定型号电站设计净水头8.60m，经技术比较，选择立式轴流定浆水轮机，型号为ZD560a-LH-120。1．6．2主接线的方式0.4kV侧采用单母线，设两台升压变压器，10kV侧亦采用单母线接线。发电机组型号SF400-16/1730。两台水轮发电机通过各自的出口断路器将电流汇至0.4kV母线，由一台S9-1000/10型三相双线圈变压器将电压升至10kV，汇流后，由一回10kV线路送出。接线简单清晰，运行方便，配置灵活。若母线故障或检修时，需全厂停电。1．6．3金属结构渠首进水枢纽进水闸设钢闸门三孔，采用100kN手电两用螺杆式启闭机提升。动力渠共7扇闸门，其中泄水冲砂闸闸门为250×300cm平板钢闸门，节制闸门为250×250cm平板钢闸门，泄冲闸为250×300cm平板钢闸门，这3扇闸门均采用50kN手动螺杆式启闭机；斗口4座,均选用50×60cm铸铁闸门,采用5kN手动螺杆式启闭机提升。电站前池设300×200cm进水平板钢闸门两孔，用50kN手动螺杆式启闭机提升；泄水冲砂闸设150×150cm平板钢闸门一孔，用35kN手动螺杆式启闭机提升；拦污格栅及检修闸设叠梁闸门两孔；尾水管设叠梁检修闸门两孔。1．7施工本工程施工，其取水口在汛前开始施工，主汛前完成进水闸及护岸主体工程，故需施工围堰，围堰采用草土围堰。Ⅰ型动力渠安排在护堤完成后施工。其他动力渠及其建筑物、前池、引水流道、厂房的施工均远离河道，施工无导流问题。本工程的施工，渠道仅为改、扩建，且渠线呈线型布设，其施工干扰少，而渠首进水闸、护岸（堤）、前池、引水流道、厂房的施工干扰较多，故在施工中要合理安排各单项工程的施工时段及施工程序，保证工程顺利实施。本工程外来材料通过公路进行运输。主要外购物资以某县物资公司供应为主，距工地约23km，现有国家正式公路及地方干线公路通至施工区，交通便利，能满足施工运输要求。本工程场内运输亦以公路运输方式为主，工程施工现场及料场均有乡镇道路通过，个别路段稍作整修即可满足要求。本工程渠道、前池为改建工程，引水流道、厂房为新建工程，工期以厂房施工为控制。根据施工总进度安排，工程于当年2月开工至12月底竣工。总工期11个月。1．8环境评价某水电站由于规模小，对当地自然环境不会造成较大的改变。对社会环境无大的不利影响。工程的兴建，必将增加当地群众的就业机会，清洁能源的利用也将有利于减少对林木的砍伐，进而促进对自然环境的改善。因此，工程的修建对环境的有利影响远远大于不利影响。1．9投资概算采用某省水利厅甘水发（92）15号《某省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》和甘水发（95）19号文关于颁发我省水利水电工程《费用标准》补充规定的通知，以及甘水规发（98）11号文关于颁发我省水利水电工程《费用标准》中有关系数修改调整意见的通知进行编制。编制办法：建筑工程采用某省水利厅1996年颁发的《某省水利水电工程概算定额》，设备安装工程采用水利部1992年颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》（中小型）进行编制的。本工程总投资为958.73万元，其中建筑工程536.47万元，机电设备及安装工程210.01万元，金属结构设备及安装工程48.73万元，临时工程57.96万元，其他费用59.91万元，预备费45.65万元。1.10经济评价根据国家计委、建设部《建设项目经济评价方法与参数（第二版）》、行业标准《小水电建设项目经济评价规程》（SL16-95）及现行财税制度，按照经济评价的简化方法，经分析计算，本工程单位千瓦投资8598元/kw.h，直供和上网电价为0.20元/kw.h；财务内部收益率(税后)为9.35%，大于《规范》规定的8%；财务净现值（税后）为150.71万元，大于零；投资回收期(税后)为10.23年。经济内部收益率20.26%，大于Is=12%；经济效益费用比1.49，大于1。工程运行后，每年平均发电量630万kw.h，可获企业财务收入105.0万元。该项目的建成，对供电区内实施以电代柴、退耕还林（草），保护生态环境，巩固退耕还林成果，提高人民生活水平，促进该地区社会经济发展，将起到重要作用。总之，该工程经济上合理，财务上可行，应早日开工建设。某县某水电站工程特性表序号项目单位数量备注一水文气象（一）水文1引水枢纽以上流域域面积km2255272利用水文系列年限限年523多年平均流量m3/s113（二）气象1多年平均气温℃5.72年蒸发量mm1192.23年降水量mm5884最大冻土深度m0.95二工程地质特性1主要地质岩性砂卵砾石层2基本地震烈度度7三水电站动力参数1水电站型式引水式2设计水头m8.603最大水头m9.504最小水头m8.005设计引水流量m3/s11.766装机容量kw8007保证出力kw5808多年平均发电量万Kw.h6309装机年利用小时数数h7875四主要建筑物特性（一）引水枢纽1工程等级Ⅴ2设计引水流量m3/s12.003进水闸①闸门型式胸墙式宽顶堰②闸顶高程m2272.00③闸底板高程m2266.30某县某水电站工程特性表序号项目单位数量备注④闸孔数量孔3⑤闸孔尺寸m×m3×1.3宽×高⑥工作闸门型式平板钢闸门⑦检修闸门型式叠梁门⑧启闭机型式手电两用螺杆启闭闭机3台⑨启闭机容量kN100(二)引水渠工程m1引水明渠m4228.5①浆砌石矩型渠（ⅠⅠ型）m454②砼预制板弧底梯型型渠（Ⅱ型）m1456.5③砼预制板弧底梯型型渠（Ⅲ型）m23182建筑物①冲沙闸座/m1/16.5②节制泄水闸座/m1/20③涵洞、公路涵洞座/m6/415④斗口座4⑤排洪槽座5⑥架子车桥座3（三）前池设计水位m2265.25(四)引水流道1引水流道型式钢筋砼矩形明槽2引水流道长度m15.953引水流量(单孔))m3/s5.88（五）厂房1厂房尺寸m×m7×21.32水轮机安装高程m2255.803发电机安装高程m2259.8277（六）尾水渠1正常尾水位m2255.98442最低尾水位m2255.0566某县某水电站工程特性表序号项目单位数量备注3尾水渠长m11004尾水渠断面型式梯形土渠五主要机电设备（一）水轮机1型号ZD560a-LLH-12002台数台23额定出力kW4354额定转速转/分3755设计流量m3/s5.886设计水头m8.60（二）发电机1型号SF400-166/173002台数台23额定功率kW4004额定电压kV0.4（三）调速器1型号DST-6002台数台2六施工特性（一）主要工程量1开挖土石方万m312.222回(夯)填砂砾石万m310.223砼及钢筋砼m36413.44浆砌块石m37530.9（二）主要材料1钢筋t60.02型钢t52.93水泥t28284木材m346.4（三）劳动力某县某水电站工程特性表序号项目单位数量备注1总工日万工日8.332施工高峰人数人/d220（四）施工总工期年1七经济效益指标1工程总投资万元958.73=1\*GB3①电站部分投资万元687.83=2\*GB3②灌溉、防洪投资万元270.902单位千瓦投资元/kW85983单位电能投资元/kW.h1.094单位发电成本元/kW.h0.0445单位经营成本元/kW.h0.0366财务投资回收年限限年10.237财务内部收益率%9.352水文2．1流域概况洮河系黄河上游的一级支流，发源于某、青海两省交界处的西倾山东麓，由西南东流至某县折向北流，至永靖县汇入干流黄河刘家峡水库。洮河干流全长673.1km，流域面积为25527km2，河道平均比降2.8‰，水力资源较为丰富。洮河上游大部位于海拔3000～4000m以上的高原，沟浅谷宽，草木茂盛，河水较清，水量较大，属高原草原区。洮河中游属甘南东部高山森林区。南部山地分布有较广的天然森林，河流蜿蜒曲折，东流至某县折向西北形成大河湾，某县以上洮河南岸为降水高值区，且主要支流均自南岸汇入，使洮河水量和泥沙显著增加，而洮河北岸及某县河湾一带，大部分为少雨区，且植被较少，使洮河水量增加不多，沙量增加较多.洮河下游处于陇西黄土高原的西部，为黄土丘陵区，大部分地区海拔在1900-2400m，山势低平，谷宽滩多，植被差，水土流失严重，干旱少雨，水量增加不多，而沙量俱增，不洮泥沙的主要来源区。某渠引水灌溉工程位于某县北部19km的洮河右岸一级阶地，地理位置东径103º58ˊ～104º5ˊ，北纬34º37ˊ，在自然地理上属于甘南山地洮某区。灌区主要分布在某镇所辖牙利、西坝和山咀等三村及小寨乡所辖古城村等，海拔在2250～2268m，灌溉面积1万亩，分布在洮河右岸一、二级阶地上。某渠引水灌溉工程取水口位于洮河右岸某村上游的素子沟口。某县某水电站为渠道引水式电站，处于某渠上。进水口距河源427.4km，位于某县县城以北约19km，控制集水面积15386.6km2，占洮河全流域面积的60.3%。2．2气象2．2．1气象特征洮河流域地处中纬度内陆高原，属典型的大陆气候，具有冬春长、夏秋短、气温温差较大和无霜期短的特点。流域上游地区寒冷，没有夏日酷暑，但冬季漫长；中游地区由高寒阴湿向温带半湿润过渡；下游地区由湿带半湿润向温带半干旱过渡。从降雨分布来看，洮河流域上游年降水量为600～700mm，中游某县以上南岸为700～800mm，北岸为700～600mm，往下游降水量逐渐减少。2．2．2气象要素统计某水电站各气象要素以某县气象站1951～1980年的资料为依据进行统计，多年平均气温为5.7℃，一月平均气温最低为-6.9℃，七月平均气温最高为16.1℃，多年平均水温为7.3℃，最高月平均气温出现在七月，为15.2℃，多年平均蒸发量为1192.2㎜(φ20㎝蒸发皿观测)，多年平均风速1.1m/s，最大风速24m/s，最大冻土深95㎝，无霜期平均无霜期平均为112天。2．2．3冰情根据某县站1954～1987年33年资料统计，一般11月上旬开始结冰，次年3月上中旬全部消融，在33年实测资料中只有6年封冻，封冻延续天数最长达33天，岸边最大冰厚1.78m，河心最大冰厚2.5m。2．3基本资料某水电站进水口处无水文测站，但其上游10km处有某县水文站，下游133.9km处有李家村水文站。2．3．1某县水文站某县站始于1941年1月由黄委会设立，在龙王台潭口，1949年10月停测。1954年6月，由黄河水利委员会重设为某县水位站。1957年移交某省农业厅水利局管理，1957年5月，基本水尺断面下迁815m，改为龙王台流量站。1959年～1962年由定西专署农建局管理，1963年改为某省水利厅领导，1964年1月起至今归属某省水文总站，1970年改为某县水文站至今，水准基面为假定基面。测验河段顺直段为800m，水流集中，最大水面宽100m，河床由卵石组成，基本水尺断面上游200m处有横跨基岩河床，基本水尺断面下游400m有急流，500m处有弯道急滩，对断面水流起消力控制作用，断面极为稳定。基本水尺断面上游4km处有迭藏河汇入，发生洪水时水流较急，汇入后经大片滩地和卡口河段到测验河段，对本站水流有明显影响。本站测流大多采用0.6h一点简测法，但每年也有5～6次精测，采用临时曲线法推测。因本站1956年以前水位资料不全，故完整流量系列为1957～1998年。2．3．2李家村水文站李家村水文站始建于1944年3月，1945年由某省政府管理，上迁12km在李家村，1949年由某省农业厅移交农林厅管理，1963年归某省水文总站管理，1966年断面上迁75m，1967年又下迁75m为李家村（二）站至今。本站测流以0.6h一点简测法为主。本站有完整流量资料系列为1947～1998年，是实测流量系列最长的水文站。两站资料经某省水文站进行资料整编，资料真实可靠，精度较高刊印成果可用于设计，因此，某县站和李家村站是某水电站水文分析计算的依据站。洮河干流各水文站情况见表2-1。2．4径流洮河干流各水文站情况表表2—1河名站名至河源距离（kmm）集水面积（km22）建站时间洮河下巴沟水文站243.073111960年1月某县水文站417.4149121941年1月李家村水文站561.3196931944年3月红旗水文站642.3249731954年1月2．4．1径流特性某水电站进水口洮河断面以上流域径流主要来源于降水，其次为冰雪补给，5月至10月为汛期，以暴雨和大面积降雨补给为主，11月至次年4月为枯水期，以河槽储存及地下水补给为主，呈退水趋势。其中11月上中旬河水开始结冰。51年中实测最大年平均流量为218m3/s（1967年5月～1968年4月），最小年平均流量为59.0m3/s(1991年5月～1992年4月)，最大年平均流量为最小年平均流量的3.7倍。历年径流变化相对稳定，年际变化不大，离差系数CV=0.29，而径流的年内变化较大，汛期枯期分明。2．4．2径流系列的推求某水电站进水口处洮河断面径流资料采用上游10km处的某县水文站和下游133.9km处的李家村水文站实测资料成果，径流系列为1947年5月至1998年4月共51个水文年。1947年1月～1998年12月李家村水文站径流采用某省水文总站整编资料，1957年1月～1998年12月某县水文站径流采用某省水文总站整编资料，1947年1月～1956年12月某县水文站径流采用李家村水文站和某县水文站1957～1998年月平均流量相关插补求得。两站年径流频率计算成果见表2-2。2．4．3径流计算2．4．3．1年径流频率计算根据某水电站进水口处洮河断面集水面积（15386.6km2）与某县和李家村水文站的多年平均流量和集水面积比内插，得到某水电站进水口处洮河河断面径流结果，见表2-3。洮河各站年径流频率统计计算成果表表2—2站名集水面积（km2）均值（m3/s）CvCs/Cv资料系列某县149121100.2821947～19998年李家村196931360.3021947～19998年某水电站进水口处洮河年径流频率计算成果表表2—3统计参数相应频率设计流量量（m3/s）均值（m3/s）CvCs/Cv15%50%85%1130.29214511079.8.2径流年内分配径流年内分配采用5月至次年4月水文年度，按典型年的年径流量和枯水期的径流量分别接近设计频率的径流量为原则，分别选取某县站1981年5月～1982年4月为P=85%的枯水年为典型年，按设计频率的年平均流量与典型年年平均流量之比值修正典型年的月平均流量得某水电站进水口断面洮河开然流量情况下各代表年的逐月平均流量，成果见表2-4。从表2-4可以看出：年径流集中在汛期，5月至10月径流量占全年径流量的75.5%，仅7～10月这4个月的水量占全年总水量的56.7%，枯水期11月～翌年4月6个月水量占全年总水量的24.5%，年最枯流量一般出现在1、2或12月。某县水文站实测最小流量为15.1m3/s，发生在1958年1月28日，某县水文实测最大洪峰流量1500m3/s，发生在1978年9月7日，它是实测最小流量15.1m3/s的99.3倍。某县某水电站进水口断面洮河各代表年月平均流量表表2—4频率P（%）典型年月平均流量（m33/s）年平均567891011121234151981.5～1982.453.0129.9313.2182.4416.3229.0106.158.946.343.051.2104.5144.7501992.5～1993.463.3117.0204.2244.8194.3167.584.948.435.138.949.470.0110851972.5～1973.4114.0134.8165.5111.0119.975.852.535.030.632.737.547.179.8多年平均119.0134.8183.4198.3220.1168.590.051.738.938.245.169.6113某水电站每年计划运行时间为3～12月，85%保证率设计水平年为1972年5月至1973年4月，经统计，该时段洮河来水月平均最小流量为37.5m3/s，则设计径流量定为37.5m3/s，相应水位为2267.26m3/s。2．5泥沙某渠取水口断面多年平均悬移质泥沙输沙量73㎏/s，推移质按悬移质的15%计取，则年输沙量300万t，含沙量0.87㎏/m3。在悬移质输沙量中，6～9月输沙量203.3万t，占全年的88%，大汛期7～8月两月悬移质输沙量123万t，占全年的53%.其逐月悬移质输沙量、输沙量见表2-5，由于某县站无泥沙颗粒级配值资料，所以引用下游洮河红旗站实测成果以供参考，据红旗站分析整理后的泥沙颗粒级配值见表2-5。逐月悬移质含沙量输沙率统计表表2—5分类单位一二三四五六七八九十十一十二全年流量m3/s34.634.641.162.311511416620922316984.948.8109含沙量kg/m30.0240.0290.0700.270.400.391.191.171.170.270.0980.0320.67输沙量kg/s0.851.012.8917.045.644.119926026629.73.201.5573.02．6设计洪水2．6．1设计洪水标准工程等别为四等小（一）型。依据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），进水闸按4级建筑物设计，引水渠及渠道建筑物按5级设计。新建进水口至原水电站前池引水渠防洪标准按10年一遇设计，20年一遇校核；其余渠道沿线按10年一遇洪水设计，施工期洪水标准为5年一遇。2．6．2进水口设计洪水2．6．3沟道洪水某干渠所经各沟道洪水均省水文图集法推求，参证河流选择降水、下垫面等因素相近的纳纳河。干渠所经各沟道的流域面积、设计洪峰流量列于表2-6。沟道洪峰流量表表2-6序号沟道名称流域面积（km22）10%洪峰流量（m3/s）5%洪峰流量（m3/s）1素子沟79.1143.057.22马家沟5.877.19.43马厂沟57.8234.646.04牙利上沟1.482.73.65牙利下沟1.062.22.96蛮哈2.624.15.47西坝3.805.27.08深沟3.204.76.29路路沟2.664.15.43工程地质3．1渠首、渠线的工程程地质引水渠首位于素子子沟沟口洮河河上游4800m处河道右右岸，为素子子沟嵌入式洪洪积扇群地貌貌。渠线桩号号0+480之前置于洮洮河河床的新新近洪积扇中中。岩性为素素子沟堆积的的砂碎石及洮洮河河床堆积积的砂砾卵石石。闸基、护护岸(堤)基础为砂砾砾、卵石层。平平均粒径分别别为9.8㎜、14.8㎜。渠线桩号0+4880开始沿洮河河漫滩二级阶阶地及一级阶阶地前沿通过过，后又绕行行至一级阶地地的后缘，最最后沿洮河二二级阶地前缘缘陡坎行至水水电站。渠道道通过段岩性性主要为一、二二级阶地堆积积的具有二元元结构的砂壤壤土、砂砾卵卵石层，上覆覆砂壤土厚度度1～3m，渠道通过过部分主要置置于砂砾卵石石层中，部分分渠道置于坡坡积崩塌堆积积的含块石角角砾碎石层中中和沟道洪积积的含块石碎碎石层中。全段渠道经过多年年过水，渠堤堤密实，淤积积层已形成。全段渠线均沿洮河河右岸一级阶阶地后缘通过过，其中穿过过蛮哈沟、西西坝沟、深沟沟及路路沟冲冲出锥长11188m，占渠道道总长的25%，一级阶地地堆积物，上上部为褐黄色色、土黄色砂砂壤土夹薄层层粉细砂，厚厚1.75～3.5m，干容重1.26～1.51，比重2.69～2.71，湿陷系数0.00113～0.00995，不具湿陷陷性，水平渗渗通系数1.00338×10-3～8.00335～10-4，垂直渗渗透系数2.23114×10--4～9.25221～10-5。由此可可见，水平渗渗透略大于垂垂直渗透，属属中等透水层层。置于该岩岩性中的渠道道建议水上边边坡采用1：0.5～1:0.775，水下边坡坡可采用1:1.5～1:2.0，下部为砾砾质粉细砂及及砾卵石层，厚厚度据推测3～8m，渠道通通过一级阶地地的地下水埋埋深1.75～3.27m，冲出锥锥为块石堆积积，块石粒径径一般20㎝，尤以5～8cm居多，碎石石粒径大多在在2cm左右，碎碎块石成分为为棕红色砂岩岩、灰白色板板岩，炭质片片岩。综上所述，全段渠渠道将置于一一级阶地上部部砂壤士夹薄薄层粉细砂及及冲出锥的碎碎石块石中，其其主要工程地地质问题是四四条沟道的泥泥石流危害，经经过此段的渠渠道段，设置置防止泥石流流入渠及疏导导泥石流的工工程措施。3．2水电站的工程地质质水电站前池、引水水流道、厂房房均置于洮河河二级阶地基基座上，岩层层为老第三系系暗紫红色厚厚层状砾岩，较较坚硬，地基基条件良好.其主要工程程地质问题是是地下水对厂厂房的危害，由由于水电站厂厂房置于地下下水位以下，该该处地下水来来自上游一级级阶地砂卵石石层中，地下下水埋深2mm左右，须设设置排泄地下下水的工程措措施。3．3天然建筑材料砂砾料均均分布在素子子沟洮河漫滩滩，西江洮河河大桥洮河漫漫滩，牙利村村洮河河漫滩滩三处，均在在工程沿线分分布，开采运运输条件方便便，储量、质质量均满足要要求。产砂率率27～39%，产砾率54～62%。块石料均分布于茶茶阜纳纳河，距距某镇13km，有有乡间公路通通过，料场在在公路两侧，基基岩裸露，开开采方便，岩岩层为泥盆系系上统，灰黑黑色石英砂岩岩，夹粉沙岩岩，粉沙板岩岩，厚度一般般25～45cm，个别层厚45～70m，石质坚硬硬。按1/400万《中中国地震烈度度区划图》(50年超越概率10%)，该工程区区基本地震烈烈度为Ⅶ度。4工程任务和和规模4．1概述4．1．1河流规划洮河是黄河上游的的主要一级支支流，水力资资源十分丰富富，根据《某某省洮河干流流西宁庄～九九甸峡河段水水能可开发补补充规划报告告》，某县境内仅洮洮河干流可开开发梯级水电电站有５座，依依次为坎铺塔塔，刘家浪（已已建），清水水，冰桥湾，古古城水电站（在在建）均为低低水头径流式式水电站。某水电站是利用现有有某灌溉引水渠渠跌水进行发发电，某渠进水口处处距河源4227.4kmm，位于某县县城以北北19km，其其上游10kkm处有某县水文站，下下游133..9km处有有李家村水文文站。4．1．2地区社会经济概况况某县位于某南部，洮洮河中上游，定定西市南部，地地处甘南草原原东麓与陇中中黄土高原及及陇南山区的的接壤地带，大大部分属西秦秦岭北部山区区。东、西、南南、北依次是是礼县、宕昌昌县、卓尼县县、漳县。全全县辖17个乡6个镇379个村，总人人口44.52万人。总占占地面积35500km22，耕地面积62.84万亩，人均均耕地面积1.7亩。境内山山峦环抱，洮洮水绕城东流流，草场广阔阔，资源丰富富，山川秀美美，国道212线和省道徐合合公路穿城而而过，某县区位优势势明显，自古古就有“西控青海，南南通巴蜀，东东去三秦”之说。自古古商贾贸易活活跃，享有陇陇原“旱码头”之美称，是是某南部侍开发发的一块宝地地。某县有五大资源，中中药材:盛产当归、红红芪、黄芪、党党参等中药材材238种，素有“当归之乡”、“千年药乡”之称，尤以“某当”驰名中外，欧欧洲人誉为“中国妇科人人参”。畜牧:年肉类总产产量1.5万t，黑紫羔羊羊和蕨麻猪是是某县的地方特特产，全县草草场面积219万亩，草丰丰水茂，无污污染，发展畜畜牧业，开发发畜产品条件件得天独厚。矿矿产:已探明金属30种，矿点，矿矿化点40多个，其中中金、锑、铅铅、锌、锰、花花岗石、汉白白玉、大理石石、硅石、泥泥炭等矿藏量量最大，开发发前景广阔，由由于某县地处山区区交通不便，受受能源限制，这这些矿产开采采加工仍未形形成规模。水水力:境内有大小22条常年流水水河，其中洮洮河流经县内内13个乡(镇)，83.5kkm，全县水水能蕴藏量33.5万kW，沿洮河可可开发梯级水水电站5座。农副产产品:盛产蚕豆、马马铃薯、油料料等经济作物物和草莓、沙沙棘、蘑菇、蕨蕨菜、蕨麻等等野生“绿色食品”，开发前景景十分可观。2001年全县国国内生产总值值达到5.44亿元，比上上年增长9.8%；农业增加加值2.99亿元，增长10%；限额以上上工业增加值值3042万元，增长22.5%；乡镇企业业增加值6820万元，增长21.4%；社会消费费品零售总额额1.5亿元，增长33.5%；财政收入4503万元，增长7%。全县农民民人均纯收入入1248万元，比上上年增长4%，城镇居民民可支配收入入4440元，比上年年增长9.6%，人均年消消费2381元，比上年年增加31元，职工工工资水平平稳稳增长，全县县年末职工人人数8054人，比上年年减少1.0%，职工年平平均工资8729元，比上年年增长32.766%。根据《某省某县水水电农村电气气化“十五规化”计划暨2015年远景目标标规划》，到到达2005年乡以上工工业总产值翻翻一番，达到到2.5亿元，财政政收入翻两番番，达到1.5亿元;乡镇企业总总产值翻一番番，达到6.7亿元，农民民人均纯收入入翻一番，达达到2200元。到2015年，全县60%的农户进入入小康，地方方财政状况根根本好转。4．2工程建设的必要性性4．2．1实现小水电代燃料料的需要实施以退退耕还林、生生态林保护为为重点的大规规模工程建设设是党中央、国国务院从可持持续发展战略略高度作出的的英明决策，目目前退耕还林林工作已经取取得了明显成成效，为了从从根本上解决决退得下，稳稳得住，能致致富，不反弹弹，巩固退耕耕还林成果，党党中央、国务务院作出了大大力发展小水水电，实施小小水电代燃料料生态建设等等一系列重大大决策。《中中共中央、国国务院关于做做好农业和农农村工作的意意见》(中发[2003]]3号)明确规定启启动“小水电代燃燃料”试点，巩固固退耕还林大大成果。某水电站的建设，对对项目区遏制制人为破坏森森林，草原及及其它植被，防防止水土流失失，巩固退耕耕还林还草，天天然林保护建建设成果将起起到重要的作作用，并且对对改善农牧民民生产、生活活条件，改变变农民生活方方式，提高生生活水平和质质量，促进农农村现代文明明建设等方面面具有很大的的社会效益。4．2．2促进地区社会经济济发展的需要要实施西部大开发战战略是党中央央总揽全局，面面向新世纪做做出的重大决决策，某县经济发展展相对落后，“经济要发展展，电力要先先行”，以本县相相对富有的水水力资源作为为龙头产业，推推动和大力发发展业已初具具规模的县水水电农村电气气化事业，带带动本县相关关产业的发展展，为全县矿矿产，淀粉，农农副产品，中中药材加工等等资源优势的的开发利用提提供有利的电电力保障，变变资源优势为为经济优势，使使之成为全县县新的经济增增长点，增加加农民收入，地地方财政收入入，促进农村村经济结构调调整，拉动经经济发展，促促进农村消费费，拉动农村村市场，促进进农村城市化化，工业化，促促进农村全面面建设小康社社会。因此兴兴建某水电站是促促进某县经济发展展的需要。4．2．3地区电力发展的需需要根据《某县水电农农村电气化“十五规划”计划暨2015远景目标规规划》，由某某县2000年电力系统统电力电量平平衡可知，当当年量大负荷荷为23.855MW(不含高耗能能负荷8MW)，已建水电电站在枯水期期担负1.95MMW，外网可能能返供量大容容量8.2MW，枯水期电电力欠13.7MMW；丰水期最最大负荷15.155MW，已建水电电站担负7.2MW，外网可能能返供量大容容量3MW，丰水期季季节电力欠缺缺4.95MMW。因此，利利用当地丰富富的水力资源源，积极开发发小水电已刻刻不容缓，迫迫在眉睫。某某水电站装机800kW，每年可向向当地提供630万kW·h的电量，能能够满足当地地农户及乡村村企业用电需需求，为某县农村电气气化事业做出出贡献。因此此，兴建某水电站也是是电力发展实实现农村电气气化的需要。4．3电力发展需要4．3．1电力发展现状1984年装机容容量为4×2MW的刘家浪水水电站投产运运行，揭开了了某县农村电气气化发展的序序幕。刘家浪浪电厂主要供供电对象为某某县的地方企企业、乡镇企企业，农副产产品加工及城城乡人民的生生活用电。刘刘家浪电厂的的投产发电初初步缓解了全全县严重缺电电被动局面，但但由于水电站站受丰枯水季季节的影响，往往往在冬季枯枯水季节(大约历时4个月)，刘家浪水水电站仅有一一台机组发电电，负荷仅能能满足城区的的一条10kV的线路，枯枯水期严重缺缺电的局面困困扰着某县城乡经济济的发展。1995年在某省领导关心心下，建成陇陇西至某县110kV送变电工程程，主变容量量2×1万kVA，从根本上上结束了某县历史上的的严重缺电局局面。到2000年为止，全全县23个乡(镇)、379个行政村，96875户，乡、村村、户的通电电率分别占100%、90%和91.2%。全县基本本上形成了一一个以县为实实体，以地方方小水电为基基础(刘家浪电厂厂供电网络)，依托大网(地区110kV电网)，初具规模模的地方独立立的配电网络络。全县目前前拥有110kV线路93kmm，110kV变水电站一一座，主变容容量为2×1万kVA，35kV送电线路1336km，35kV变水电站7座，主变容容量262300kVA，10kV线路741kkm，400V线路430kkm，安装变变压器42台288555kVA。4．3．2负荷预测及供电范范围4．3．2．1负荷预测根据《某县水电农农村电气化“十五”计划暨2015年远景目标标规划》，全全县到“十五”期末，综合合最大负荷达达到55.699MW，年供电量量将达到2.3911kW·h。2015年综合最大大负荷为88.366MW，年供电量量将达到2.99亿kW·h，详见表4—1。负荷预测表表表4—1水平年负荷2005年2010年2015年负荷（MW）电量（万kW·h）负荷（MW）电量（万kW·h）负荷（MW）电量（万kW·h）工业负荷37.8401513644.2001614051.63217210农业负荷2.02910142.34811742.7181360农村负荷15.821771023.198934634.01511330合计55.6902386069.7462666088.365299004．3．2．2供电范围根据规划，某水电电站建成后，将将向某镇所辖牙利利、西坝和山山咀等3村及小寨乡乡所辖区古城城村供电，实实现小水电代代燃料生态保保护工程，并并与110kV地区电网联联网，富余电电量向110kV地区电网供供电。4．3．2．3设计水平年本水电站计划在22004年前后建成成并投产运行行，综合本水水电站在电网网中的作用、资资金和设备的的合理使用及及所选水平年年应于国民经经济五年计划划相一致等因因素，本水电电站设计水平平年定在2010年。4．3．2．4设计保证率本水电站装机规模模，属小型水水电站，其供供电对象主要要是农村生产产生活用电等等，参照现行行《水利水电电工程动能设设计规范》的的有关规定，本本水电站的设设计保证率采采用P=85%。4．4某灌区灌水引水流量量4．4．1某灌区地区社会经济济概况某渠沿线可发展灌溉溉的河川地及及川台地在万万亩以上，大大多集中连片片，主要分布布在洮河右岸岸一、二级阶阶地上，受益益区包括某镇所辖牙利利、西坝和山山咀三村及小小寨乡所辖古古城村，居住住人口4626人，劳力1680余个，土层层厚度多为0.5～0.8m，坡度度平缓，区内内海拔在2265～2280m之间，发展展水地条件十十分优越。灌区内多年平均降降雨量5888.2mm，多多年平均蒸发发量11922.2mm，属属半湿润气侯侯，但由于降降雨量年内分分配不均，年年季际变化大大，作物主要要生长期降雨雨量稀少，特特别是近年来来持续干旱，原原灌溉区因工工程毁坏失修修等原因，灌灌溉得不到保保证，下游大大片河川地得得不到灌溉，当当地群众人均均耕地少，粮粮食单产量得得不到提高，到2001年底当地人均纯收入1270余元，群众生活水平低下，靠近水资源丰富的洮河，大片土地得不到灌溉，当地群众所说的“水在淌着，人在看着，地在旱着”的口头语，切实反映了发展水地的迫切愿望，当地政府部门对彻底解决当地农业生产条件，发展灌溉农业，并充分利用水资源和已建工程设施兴建水电站，发展能源十分重视，并将某镇列为药材基地，大力调整农业种植结构，为当地经济发展创造了有利条件。4．4．2某灌区灌溉面积某灌区属于河川灌区区，灌区形状状呈现狭长带带状地形。灌灌区耕地主要要分布在洮河河一、二级阶阶地，灌区范范围在洮河右右岸某镇某村至小寨乡乡古城村之间间，纵向长112km，横横向宽0.3～1.5km.灌区总灌溉溉面积1.007万亩，其中中自流灌溉面面积0.69992万亩，提灌灌面积0.30778万亩。水电电站前池上游游有自流灌溉溉面积0.20114万亩。4．4．3灌区灌溉引水流量量按某省水利厅、某省发发展计划委员员会《关于某某县某渠改扩建一一期工程初步步设计报告的的批复》（甘甘水发〖2002〗526号）的批复复，采用定西西地区水利水水电勘测设计计研究院完成成的《某县某渠改扩建一一期工程初步步设计报告》中中的灌溉制度度及灌水率，计计算出灌区综综合万亩净灌灌水率为0.32，灌溉水利利用系数为0.60，全灌区灌灌溉引水流量量为0.544m3/s，灌区灌溉溉流量过程见见某灌区灌溉流量统计计表表4—2月份四五六八九十十一灌溉流量（m3/s）0.410.510.530.150.120.540.544．5水利和水能4．5．1径流调节计算某水电站位于某县县县城区下游约约10km处的的某渠上，水电电站的主要任任务为发电，兼兼顾灌溉及防防洪。4．5．2径流资料本阶段某水电站的的径流资料为为1947～1998年51年连续径流流系列。径流流年内分别采采用5月至次年4月水文年度度，按典型年年的年径流量量和枯水期的的径流量分别别接近设计频频率的径流量量为原则，分分别选取1981年5月至于1982年4月为P=15%丰水年、1992年5月至1993年4月为P=50%平水年，1972年5月至1973年4月为P=85%枯水年。按按设计频率的的年平均流量量与典型年年年平均流量之之比值修正典典型年的月平平均天然流量量所得某水电站进水水口处洮河天天然情况下各各代表年逐月月平均流量。这这三个典型年年天然情况下下年平均量分分别为1455m3/s、110m3/s、79.8mm3/s，三年的均均值为1122m3/s，与长系列列多年平均流流量113mm3/s相近，因此此所选取的三三个典型年径径流过程具有有一定的代表表性，其精度度可以满足本本水电站初步步阶段水能设设计与计算的的要求。三个个典型年逐月月平均流量过过程见表4-3。洮河某县某水电站站进水口断面面各代表年月月平均流量表表表4—3频率P（%）典型年月平均流量（m33/s）年平均567891011121234151981.5～1982.453.0129.9313.2182.4416.3229.0106.158.946.343.051.2104.5144.7501992.5～1993.463.3117.0204.2244.8194.3167.584.948.435.138.949.470.0110851972.5～1973.4114.0134.8165.5111.0119.975.852.535.030.632.737.547.179.84．5．3径流调节计算原则则和方法本水电站为径流式式水电站，径径流调节计算算依据选取的的三个典型年年，以月平均均流量为时段段逐月计算。首首先根据某水电站进水水口洮河断面面处各典型年年逐月流量，推推算出此断定定面的洮河水水位，再根据据此水位推算算出进水口各各典型年逐月月引水流量，扣扣除灌溉期灌灌区的灌溉引引用流量，即即为水电站发发电引用流量量，据此流量量计算水电站站水能指标。三三个典型年某某水电站进水水口、前池逐逐月引水流量量过程见表4-4、表4-5及表4-6。4．6装机容量及机组机机型选择根据选定的前池正正常蓄水位22265.225m，算得得本水电站净净水头8.660m。按本本水电站水头头运行范围，水水电站可能装装机规模及机机组运行可靠靠，灵活，机机动等因素考考虑，并结合合国内现有的的机组单机容容量初定为320kW，水轮机选选用立式轴流流定浆式机组组，型号为ZD560aa-LH-1120型。水电站站装机容量确确定为800kW，机组台数数为二台。4．7水电站运行方式及及能量指标本水电站为一无调调节引水式水水电站，其发发电出力主要要受来水控制制，前池水位位应尽可能保保持在正常水水位运行，以以获得较大的的发电水头和和发电效益。机机组检修可以以安排在冬季季枯水期进行行。根据选定定的装机容量量800kWW(2×4000kW))和水电站设设计引水流量量11.766m3/s(2××5.88mm3/s)及三个水文文代表年(丰、平、枯)的月平均流流量进行水利利动能计算，算算得某水水电站保保证出力(P=855%)和多年平均均发电量分别别为580kW及630万kW·h，装机年利利用小时数为为7875H，各不同频频率来水(P=155%、年P=50%、年P=50%年)某水电站各月月平均净水头头，平均出力力见表4-4、表4-5、表4-6及图4-1、图4-2、图4-3。某水电站设计水平年年（2010年，P=15%）各月平均均净水头及平平均出力表表4—4月份（m3/s）（m3/s）电站引用流量（m3/s）平均净水头（m）平均出力（kW）运行台数（台）五53.012.0011.378.627742六129.912.0011.358.647722七313.212.0011.768.608002八182.412.0011.738.607982九416.312.0011.768.608002十229.012.0011.348.657702十一106.112.0011.348.657702十二58.912.0011.768.608002一46.312.0011.768.608002二43.012.0011.768.608002三51.212.0011.768.608002四104.512.0011.478.617802平均144.7=SUM(ABOVE)9464某水电站设计水平年年（2010年，P=50%）各月平均均净水头及平平均出力表表4—5月份（m3/s）（m3/s）电站引用流量（m3/s）平均净水头（m）平均出力（kW）运行台数（台）五63.312.0011.378.627742六117.012.0011.358.647722七204.212.0011.768.608002八244.812.0011.738.607982九194.312.0011.768.608002十167.512.0011.348.657702十一84.912.0011.348.657702十二48.412.0011.768.608002一35.110.8010.698.507302二38.912.0011.768.608002三49.412.0011.768.608002四70.012.0011.478.617802平均110.0=SUM(ABOVE)9394某水电站设计水平年年（2010年，P=85%）各月平均均净水头及平平均出力表表4—6月份（m3/s）（m3/s）电站引用流量（m3/s）平均净水头（m）平均出力（kW）运行台数（台）五114.012.0011.378.627742六134.812.0011.358.647702七165.512.0011.768.608002八111.012.0011.738.607952九119.912.0011.768.608002十75.812.0011.348.657702十一52.512.0011.348.657702十二35.010.7510.648.587202一30.67.485.888.503951二32.78.688.598.565802三37.511.4411.338.657702四47.112.0011.478.617802平均79.8=SUM(ABOVE)87255工程布置及建筑物物5．1设计依据5．1．1工程等别水电站现装机容量量为800kW，根据《水水利水电工程程等级划分及及洪水标准》的的规定，工程程等别为V等工程，属属小[2]型，主要和和次要建筑物物按5级设计。某渠工程属小(一))型工程，主主要建筑物为为四级，次要要建筑物为五五级，设计洪洪水为10年一遇，设设计洪水位:2270..28m；校校核洪水为20年一遇，校校核洪水位22270.770m。设计计取水位22267.266m。按规范要求水电站站设计洪水标标准30年一遇，校校核洪水标准准100年一遇，由由于厂房位置置高于校核洪洪水，故进水水口建筑物防防洪标准按某某渠进水口建建筑物级别设设计，只是主主要建筑物级级别比水电站站高一级。5．1．2主要规程、规范《小型水电站初步步设计报告编编制规程》(SL/T1179-966)《水利水电工程等等级划分及洪洪水标准》(SL2522-20000)《小型水力发电站站设计规范》(GBJ711-84)《小型水力发电站站水文计算规规范》(SL77--94)《小水电水能设计计规程》(SL76--94)《水闸设计规范》SL2655-20011)《水电站进水口设设计规范》(SD3033-88)《水工建筑物荷载载设计规范》(DL50777-19997)《水工建筑物抗震震设计规范》(SL2033-97)5．1．3地震设防列度根据《某省地震烈烈度区划图》，本本工程地震设设防烈度为7度。5．2主要建筑物本工程由进水枢纽纽、动力渠、溢溢流堰、压力力前池、进水水闸及泄水冲冲砂闸、引水水流道、主副副厂房和尾水水渠等水工建建筑物组成。5．2．1进水枢纽某渠原有进水闸设在在素子沟入洮洮河左岸沟口口处，该处河河道宽浅，且且有河心岛，闸闸前引水渠长长约300mm，引水渠常常年淤积，导导致引水能力力逐年衰减，引引水保证率低低。某渠水电站工工程可研阶段段，进水口定定为无坝引水水的方案，开开敞式进水闸闸。在进行初初步设计时，根根据建设单位位某县水利局的的要求，并经经实地勘察，将将引水口上延延，改为无坝坝引水的方案案，胸墙式宽宽顶堰进水闸闸，并进行新新的引水枢纽纽设计。引水水枢纽包括进进水闸及护岸岸（堤）等。1）进水闸进水闸位于桩号00+000处，水电站站设计保证率率P=85%%,水电站每年年运行时段为为3～11月，此时洮洮河天然最小小月平均流量量39.5mm3/s，水位为22267.266m，因水电电站发电流量量11.766m3/s，考虑引水水渠沿程灌溉溉及渗漏损失失，进水口按按12.000m3/s设计。30年一遇设计计洪峰流量11570mm3/s，水位2270.998m3/s，百年一一遇校核洪峰峰流量19880m3/s，水位2271.666m3/s。进水闸水力计算按按宽顶堰出流流公式确定，其其计算公式为为：Q=σsε1mnb/√2gHH03/2式中：Q—设计流流量,取12.000m3/s；σs——淹没系数，经经计算为0.92；ε1—侧收缩系数，经计计算为0.933；m—流量系数，经计算算为0.359；n—闸孔数,设计3孔孔；b/—闸孔宽度（m）；；H0—堰上水头,为0..96m。经计算和比较，最最后选用闸底底板高程为22266.330m,闸孔净宽为为9m。据此，进水闸布置置为三孔，单单孔净宽3..0m,堰顶设计水水深0.966m，闸底板板结构为C15钢筋砼厚厚80cm，闸闸墩高度按校校核洪水位确确定为5700cm。闸孔孔高度1300cm，胸墙墙为C20钢筋砼厚厚20cm，靠靠岸侧边墩为为重力式结构构，顶宽600cm，底宽宽200cmm，临河侧边边墩为箱型结结构，壁厚50～60cm，中墩厚800cm，闸室室长700mm。闸门采用3.0××1.5m(宽×高)平板钢闸门3扇，并配置100kN手电两用螺螺杆启闭机3台。闸顶设一启闭机房房，建筑面积积44.844m2，并配置2.1×0..9m钢门2扇，1.8×1..8m钢窗6扇。进水流量由进水闸闸门控制，低低水位时可以以通过拦砂坎坎控制，形成成有坎宽顶堰堰。当进水流流量大于122.00m33/s时，调节闸闸门开启度控控制引水流量量。具体见图图梅电-水-2、3、4。取水口建筑物基础础均为砂砾石石层。2）护堤工程根据《防洪标准》GB502201—94、《水利水水电工程等级级划分及洪水水标准》SL252—2000、《城市防防洪工程设计计规范》CJJ50—92、《提防工工程设计规范范》GB502286—98要求，河堤堤防洪标准为为20年一遇设计计。由于该段段河低地高，该该段河堤遭受受洪灾或失事事后影响较小小，根据规范范，堤防级别别按4级提防设计计。根据工程总体布置置、当地建材材及工程造价价等情况综合合考虑，闸前前40m护岸采采用M7.5砂浆砌砌块石斜坡式式结构，顶端端厚30cmm，底端厚400cm，底部部基础宽500cm，高50cmm，迎水坡坡坡比1：0.75，砂堤顶宽宽3.0m，背背水坡砂堤坡坡比1：1，护坡背面面采用洮河河河漫滩砂砾石石混合料填筑筑，干容重大大于2.1gg/cm3。闸后4600m护堤采用C15砼斜坡式式结构，顶端端厚15cmm，底端厚200cm，底部部基础宽400cm，高50cmm，迎水坡坡坡比1：1.5，砂堤顶宽宽3.0m，背背水坡砂堤坡坡比1：1。护坡背面面采用洮河河河漫滩砂砾石石混合料填筑筑，干容重大大于2.1gg/cm3。堤顶宽均均为300mm。冲刷深度分顺直河河道冲刷深度度和局部冲刷刷深度两种情情况计算。(1)一般冲刷深深度计算水流平行于岸坡产产生的冲刷深深度按下式计计算:—1）式中:—一般冲刷刷深度(m)，从河底算算起；—冲刷处的水深(mm),冲刷处的水水深以近似设设计水位最大大深度代替；；—平均流速(m/ss)；—河床面上允许不冲冲流速，根据据河床平均粒粒径查表；(2)局部冲刷刷深度计算水流斜冲岸坡产生生的冲刷深度度按下式计算:—2）式中:—从河底算起的局部部冲深(m),从河底算起起；—水流流向与岸坡交交角；—防护建筑物迎水面面边坡系数，m=1∶1.5；—坡脚处土壤计算粒粒径，取大于于15%（按重量计计）的筛孔直直径(m)；—有浅滩的河床水流流的局部冲刷刷流速(m/s)),按下式计算算，；——2)经计算顺直河道冲冲刷深度为00.68m，局局部冲刷深度度为2.799m。河堤高度确定：堤堤顶高度闸前前段40m与进水水闸墩顶同高高，即为22272.000m；闸后4533m护堤堤顶顶高度为20年一遇设计计洪水位加00.70m的的安全超高,即与冲沙闸闸连接处为22271.440m。基础础以深泓线为为基准，河堤堤基础置于冲冲刷深度0..5m以下，按按《提防工程程设计规范》GB502286—98，4级提防堤顶顶超高取0..76m。因因洪水历时短短，流速大，波波浪爬高可忽忽略不计，考考虑到该段均均为直段和角角度较小的凹凹段组成，基基础埋深综合合考虑，取凹凹岸和直段冲冲刷深度的最最大值加上00.71m的的安全埋深，确确定为3.55m，则河堤堤的几何总高高度闸后段护护堤为8.333m，闸前前段护岸顶部部与进水闸同同高取9.220m，详见见设计图梅电电-水-4。5．2．2动力渠电站引水渠利用即即将扩建的某某灌渠，渠线线与原某渠完全相同同，渠首至电电站全长47710m。前段沿洮洮河漫滩及一一级阶地前通通过，后又绕绕行至一级阶阶地后缘，最最后沿洮河二二级阶地前缘缘陡坎至电站站。纵坡明渠渠为1/30000、涵洞为1/12000，在原有土渠渠基础上将渠渠道加深、加加宽和衬砌，以以满足发电及及灌溉过流量量要求。其过过水流量按下下式计算：Q=1÷n×Aii1/2R2/3式中：Q-流量（m3/s）n--糙率系数；；A-过水面积（m2）；；i-渠道纵坡；R-水力半径（m）渠道分为3种断面面形式和涵洞洞，经计算水水力特性如下下表：水力特性表表55-6断面型式弧底半径/底宽（m）渠深H（m）水深h（m）边坡系数面积（m2）湿周χ（m）水力半径R（m）纵坡i流量Q(m3/s)流速U（m/s）备注Ⅰ型3.752.72.3159.3768.6801.0801/300012.001.280Ⅱ型1.202.72.3121.5010.4009.3291.1151/300012.001.154Ⅲ型1.002.92.4951.2510.2108.9071.1461/300012.001.175涵洞2.702.52.3136.7207.5400.8921/120012.001.785.1渠道及渠系建筑物物明渠按地质、地貌貌及地下水埋埋深，考虑冻冻胀及现有渠渠道可加宽的的最大限度分分为三种。Ⅰ型渠道为矩矩形断面,渠宽3.755m,渠深2.7mm,水深2.3115m，流流速1.2880m/ss,长454mm，结构为M7.5浆砌块块石；Ⅱ型渠道为弧弧底梯形断面面，底弧半径径1.74m,边坡系数1:1.55,渠深2.7mm,水深2.3112m,流速1.1554m/ss,渠口宽9.1151m，结结构为M7.5水泥砂砂浆砌C15砼预制块块，长14556.5mm；Ⅲ型渠道为弧弧底梯形断面面，底弧半径径1.42mm,边坡系数1:1.225,渠深2.9mm,水深2.4995m,流速1.1775m/ss,渠口宽8.2246m，结结构为M7.5水泥砂砂浆砌C15砼预制块块，渠长23318m。三种渠型流流量均为122.00mm3/s,纵坡均为1/30000。三种渠道道断面结构图图见梅电-水-06。涵洞净宽宽2.9m，高高2.3m，拱拱高0.8m,弧顶半径1..714mm,圆心角115.555°。结构为M7.5水泥砂砂浆砌块石。其其中4#涵洞穿公路路段22mm采用C25钢筋砼盖盖板。详见图图梅电-水-07，涵洞6座共415mm。渠道基础础为沙壤土和和砂砾卵石混混合砂壤土。.2渠系建筑物渠系建筑物包括：：泄水冲沙闸闸、节制泄冲冲闸、排洪槽槽、架子车桥桥、斗口。泄水冲砂闸泄水冲砂闸在桩号号1+673～1+6899.5处,闸室采用C15砼现浇,闸宽250ccm。水力计计算同进水闸闸。闸门采用用250×3000cm平板板钢闸门，启启闭机为50kN手摇螺杆启启闭机。详见见设计图梅电电-水-08。2）节制泄冲闸节制泄冲闸在桩号号3+030～3+050处，闸室采采用C15砼现浇,闸宽2.5mm，节制闸闸闸门为250×2550cm平板板钢闸门,泄冲闸为250×3000cm平板板钢闸门，启启闭机均为50kN手摇螺杆启启闭机。详见见设计图梅电电-水-09。3）斗口斗口共44座，分别在在桩号2+480、3+240、3+476、4+630处，灌溉分分水流量按00.2m33/s设计,流量用闸门门控制,详见设计图图梅电-水-10。4）排洪槽排洪槽共5座,分分别在0+825、1+590、2+142、2+842、3+280处，是在原原排洪槽位置置上改建，上上部结构采用用C20钢筋砼结结构，基础侧侧墙为M7.5水泥砂砂浆砌块石，详详见设计图梅梅电-水-11。5）架子车桥架子车桥共3座，分分别在桩号2+550、2+730、3+722处，是在原原架子车桥位位置上改建，上上部结构采用用C20钢筋砼结结构，基础侧侧墙为M7.5水泥砂砂浆砌块石，详详见设计图梅梅电-水-12。5．2．3水电站1）前池电站前池在原电站站前池基础上上改建而成，由由渐变段、溢溢流堰、进水水闸、泄水冲冲砂闸等部分分组成，为正正向引水，侧侧向泄水冲沙沙形式。原有有前池虽运行行多年，绝大大部分仍然结结实牢固，只只有部分砌石石勾缝脱落，容容积不能满足足设计要求，本本次改建需将将原前池底板板、侧墙松动动砌石凿除，冲冲洗干净，在在底板上浇筑筑30cm厚埋埋石砼，为防防止底板冲刷刷，在上部二二次浇筑100cm厚C20砼铅丝挂挂网护面；侧侧墙内侧浇筑筑30cm厚C15砼，顶宽宽60cm，高高度随陡坡自自上而下逐渐渐升高，顶端端高程22556.7755m。前池长长20.6mm，宽9.9mm，砼结构。溢流堰在原有基础础上改建而成成，堰宽4440cm，堰堰顶宽80ccm，型式为为折线实用堰堰。当下游灌灌溉用水时，可可从溢流堰上上溢流供水；；不灌溉时，利利用叠梁闸抬抬高水位，增增加发电水头头。堰上最大大水头0.5525m,堰顶高程22265.255m。溢流堰水力计算：：溢流堰采用折线实实用堰，其过过流量采用实实用堰堰流公公式计算，公公式如下：Q=óSεmB√√2gH03/2式中：Q-过堰流流量（m3/s）m-实用堰流流量系数,取0.502；óS-堰流淹没系数,取取1.0；ó-堰流侧收缩系数,,取1.0；B-堰宽,取4.4（m）；H0-堰上水头,取0..525（m）。经计算，当堰上水水头为0.5525m时，过过流量为3..72m3/s。因原有进水闸已不不能满足过流流要求，故需需拆除重建，型型式为开敞式式，设300×2000cm平板板钢闸门两孔孔，闸墩为重重力式砼结构构，顶宽600cm，底宽宽120cmm，高422..5cm，闸闸底板高程22261.555m，闸顶顶高程22665.7755m。原有泄水冲砂闸已已不能满足泄泄水要求，故故需拆除重建建，泄水冲砂砂闸设150×1550cm平板板钢闸门一孔孔，闸墩为重重力式砼结构构，顶宽600cm，底宽宽120cmm，高480..5cm，闸闸底板高程22260.997m，闸顶顶高程22665.7755m。前池泄水冲砂闸泄泄流计算：泄水冲砂闸泄流按按闸孔出流计计算公式为:Q=μbe√2gHμ==(0.6--0.1766e/H)式中：Q-泄流量量（m3/s）H-闸前最大水深取44.805（m）；b-孔宽,取取1.5（m）；e-闸门最大开启高度度，取1.5（m）；经计算当闸前水位位4.8055m时，最大大泄水量111.91mm3/s。前池正常高水位22265.335m，堰上水头头0.1m，作作为灌溉用水水，最低水位位2264..245m。2）引水流道引水流道采用钢筋筋砼明槽，宽宽度从3000cm渐变为为320cmm，长度15..95m，槽槽内流速0.66m/s，槽顶高程2265..775，坡度1：2.1。3）主副厂房原有厂房已不满足足现有机组的的布置，将原原厂房拆除，新新建厂房平面面尺寸21..3m×7.0m。主厂房总高高度14.116m，分为3层，最底层层为蜗壳、尾尾水层，高度度4.98mm；中间为水水轮机层，安安装着两台立立式轴流定浆浆水轮机，型型号ZD560aa-LH-1120，机组间距距6.0m，安安装高程22255.800m，高度2.338m；最上上层为发电机机层，安装发发电机两台，型型号SF4000-16/11730，机组间距距6.0m，安安装高程22259.8227m。副厂厂房规模较小小，在主厂房房左侧布置，电电气设备布置置在其中。4）尾水渠机组尾水出口为减减少开挖，以以1：7.8反坡接尾水水渠，长度110.0m。尾尾水渠起点渠渠底高程22264.2446m。尾水水渠分两种断断面，Ⅰ型断面长400m，为浆砌砌石衬砌梯形形断面，底宽宽500cmm，边坡1：1.5，纵坡1：2500，渠深2.330m，正常常水深1.7738m，流流速0.899m/s；Ⅱ型断面长10