范家垭初设报告

1、目录1综合说明11.1概述11.2水文21.3工程地质61.4工程任务和规模71.5工程选址、工程总布置及主要建筑物141.6机电及金属结构171.7消防设计201.8施工201.9工程管理231.10劳动安全与工业卫生231.11水库淹没处理及工程永久占地251.12环境影响及水土保持251.13设计概算261.14经济评价272水 文282.1 流域概况282.2 水文气象特征292.3 水文基本资料312.4 径流322.5 设计洪水382.6分期设计洪水432.7泥沙442.8水位流量关系453 工程地质493.1 区域地质及区域稳定523.2 水库地质563.3坝址区工程地质条件62

2、3.4坝址比选663.5选定坝址工程地质条件评价683.6溢洪道工程地质条件及评价733.7引水线路及厂房工程地质条件753.8导流洞和围堰工程地质条件773.9天然建筑材料774工程任务及规模854.1社会经济发展状况及工程建设的必要性854.2电力现状及发展规划874.3开发任务及工程建设的必要性894.4 径流调节904.5 正常蓄水位选择924.6 死水位选择954.7 装机容量选择964.8 洪水调节974.9水库泥沙淤积994.10水库回水1004.11范家垭水库对下游梯级电站径流调节补偿1025工程选址、工程总布置及主要建筑物1045.1 设计依据及技术规范1045.2 坝址、坝

3、线、坝型选择及工程总布置1075.3挡水建筑物1175.4 泄水建筑物1255.5 引水建筑物1345.6 厂房及开关站1415.7 大坝工程观测1466 水力机械、电气及金属结构1516.1 水力机械1516.2电气1656.3 金属结构1796.4 采暖通风与空气调节1877 消防设计1907.1 工程概况及特征1907.2 设计依据和原则1907.3 工程消防设计1917.4 消防电气和监测报警系统1938 施工组织设计1958.1 施工条件1958.2施工导流、截流1988.3施工辅助系统2028.4 主体工程施工2048.5施工交通运输2118.6施工工厂设施2128.7施工总布置2

4、148.8施工总进度2159工程管理2209.1管理机构2209.2主要管理设施2219.3工程管理运用2229.4生产、生活区通讯及交通设施22310劳动安全与卫生22510.1设计依据22510.2枢纽总体布置22610.3劳动安全22610.4工业卫生22810.5安全卫生设施23010.6投资概算23111 库淹没处理及工程永久占地23211.1水库淹没处理范围23211.2水库淹没实物指标23411.3移民安置规划23811.4专项设施复建规划24011.5淹没处理概算24212环境影响评价及水土保持24612.1环境影响评价24612.2 水土保持25013设计概算25713.1编

5、制依据25713.2费用构成及计算标准25713.3工程投资25814经济评价26114.1 工程概况26114.2 国民经济评价26114.3 财务评价26314.4 综合评价2661 综合说明1.1 概述范家垭水电工程位于湖北省房县境内漳兰河上游，距房县县城85km。漳兰河位于房县西南部，为汉江水系堵河流域右岸的一级支流，发源于神农架林区北坡（太平垭）刘家寨燕子垭的泉水湾，河流沿途流经神农架林区的官封、房县的上龛、中坝、竹山县的田家坝等乡镇，在三池进入竹山县，于田家坝汇入堵河，全长81.6km，流域面积582km2。房县境内控制流域面积448.8km2，占流域总面积的77%。干流天然落差4

6、26m，平均坡降8.97，水力资源理论蕴藏量46.4MW。1994年郧阳地区水利水电勘察设计院编制了房县漳兰河流规划报告，规划报告推荐漳兰河分为范家垭、上龛桥、白玉口、雷家坪、龙驹沟、马家咀及三池共7个梯级开发方案。1995年元月，十堰市水利水产局以“十水字【1995】05号”文对该报告进行了批复，同意漳兰河流域的一库七级十站开发方案，总装机24台，总容量为27MW，年总发电量为1.38亿kWh。目前，全流域除范家垭水库电站以外，白玉桥、雷家坪等6级电站均已建成投产。2004年5月，鄂西北工程勘察总公司完成了房县范家垭水库工程地质勘察报告；2004年6月，房县水电设计院编制了范家垭水库电站项目

7、可行性研究报告，电站为坝后式，坝型为当地材料粘土心墙坝，坝高40m，总库容965万m3，装机2.5MW，年均发电量838万kWh，均未上报审批。房县人民政府以流域规划的批文和房县院的可研报告工程规模共同作为招商引资的文件，并附加了较优惠的条件，将已建成的白玉口电站（装机3.2MW）捆绑进行招商引资，该项目最终由十堰市天润水利水电枢纽开发有限公司赢得，成为范家垭水库电站的投资开发业主。2008年4月，业主委托湖北省水利水电勘测设计院编制范家垭水电站工程初步设计报告，要求：（1）考虑增大库容，增大装机容量的可能性；（2）考虑将坝后式电站改为在苍坪桥头建站发电，取消二级装机不合理的上龛桥电站。200

8、8年4月底，该项目的设计工作正式启动。根据十堰市水利水产局组织的专家组对房县漳兰河流域规划审查意见的第三条，“同意报告中第一方案所推荐的七级十站流域梯级开发方案，对于一级范家垭电站装机容量在下阶段设计中应研究增大装机容量的经济合理性”。鉴于这一意见，本阶段设计的前期工作中，在认真研究流域规划的同时，多次组织工程测量、地质等专业技术人员及业主进行实地勘测。通过分析比较，拟定将漳兰河流域规划中的第二级上龛桥电站（引水明渠2100m，水头13m，引用流量5.0m3/s，装机2500kW，年发电量250万kWh，与范家垭水库坝后式电站合二为一，采用约1200m有压隧洞引水至上龛桥电站厂址处建站发电，避

9、开了2100m明渠开挖对地表生态环境的破坏影响和损失赔偿；通过调整，电站装机由两站的3.0MW扩大到10.0MW（漳兰河流域规划未考虑泉水流量的引用），年发电量由两站的557万kWh增加至3235万KWh；范家垭水库总库容2474.07万m3，调节库容1313.5万m3，是具有年调节能力的中型水库，年发电量3235万kWh，对下游各梯级的调节总电量约986.48万kWh；同时，在没有调峰能力的县域电网中，范家垭水库电站的修建，必将成为承担县域电网的骨干调峰电站。范家垭水库电站是一座具有年调节功能和对下游各梯级进行调节的龙头水库电站，漳兰河流域总装机30.8MW，占房县目前总装机64MW的48.

10、1%。电站的修建，可以改善房县电网的电能质量和提高供电保证率，能对尖峰负荷进行有效调节，可缓解电力系统调峰容量短缺的矛盾，在系统中将成为承担主要调峰任务的骨干电站。因此，范家垭水库电站的兴建，对调节流域各梯级水量，提高各梯级电能质量，改善房县电网的运行质量，促进房县社会经济的发展，提高人民生活水平，都具有非常重要的意义。此外，作为龙头水库的范家垭水库电站工程，还具有一定的防洪、进行下游沿途灌溉以、兼顾农村人畜安全饮水、水土保持的综合形利用的水库电站工程。其开发亦具有十分重要的意义。1.2 水文1.2.1流域概况漳兰河位于湖北省房县的西南部，属深河流域的中游段，深河为汉江水系堵河流域中上游右岸的

11、一级支流，发源于神农架林区北坡（太平垭）刘家寨燕子垭的泉水湾，在林区官封乡的紫竹形成主河道，河流的全称为深河。深河流域干流全长81.6km，承雨面积582km2，河道平均坡度7.5，流域平均海拔1103m。范家垭水电工程位于房县漳兰河段的上龛乡，其坝址以上控制流域面积151.6km2，占全流域面积的26.05%。1.2.2水文站网漳兰河流域属湖北省水文气象分区的第区，范家垭坝址以上流域没有设立水文观测站，缺乏水位、流量、泥沙、洪水等水文资料。坝址上游设有上龛站，观测有19702002年雨量，本次收集有19701986年逐日雨量。与漳兰河流域平行且同分水岭的杨叉河流域设有门古水文站，该站位于东经

12、11027，北纬3210，控制流域面积204km2，测有19701994年共24年流量、1967年2002年共36年雨量观测资料。在堵河干流设有老码头水文站，控制流域面积1854km2，测有1987年2007年共21年逐日雨量、流量系列。1.2.3 径流1）降雨径流关系确定门古站降雨径流关系分析：本次收集有19701986共17年年降雨量、年平均流量系列，因门古站控制流域面积较小，故用门古站点雨量代替面雨量，分析门古站年降雨径流关系。见图1.2-1。老码头站降雨径流关系分析：根据老码头站以上流域各雨量站19872002年的降雨资料，分析计算其各年加权平均面雨量，和老码头站19872002年年平

13、均流量系列，分析门古站年降雨径流关系。见图1.2-1。考虑到范家垭库区位于老码头与门古站之间，从老码头到门古径流有从大到小的趋势，故综合考虑老码头、门古站雨径关系，综合拟定范家垭降雨径流关系。见图1.2-1。图2.4-1 雨径相关关系图2）坝址径流范家垭水电工程坝址径流系列分析，根据前节拟定的降雨径流关系，利用上龛站年降雨量求得范家垭年径流量。1970年1986年按门古站年内径流过程分配范家垭年内径流，19872002年按老码头站年内径流过程分配范家垭年内径流。范家垭坝址以上河段地表岩溶较发育，地下水补给能力强，多以溶洞和裂隙泉水出流。为了查明泉流的补给情况，业主会同勘测单位鄂西北工程勘察总公

14、司组织相关人员于2006年3月29日逆河而上进行了专门的泉水调查访问，并进行了泉流的估测。经综合比较分析，本阶段泉水流量定为4.5m3/s。范家垭电站的坝址径流，由天然径流和泉水径流两部分组成，即天然径流加泉水径流即得范家垭电站的径流系列。其计算成果见表1.2-1。表1.2-1 范家垭坝址径流成果表（含泉水流量）年五月六月七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月年平均19708.808.717.306.3010.19.206.015.485.385.295.757.777.1819718.429.837.0810.313.312.56.865.575.035.065.847.368.111

15、9729.949.708.546.038.717.627.665.865.525.475.427.187.3019738.9111.410.28.689.256.565.635.385.515.556.278.057.62197412.16.637.4714.88.429.346.345.795.545.625.729.138.1119756.707.697.2210.28.259.846.465.595.065.245.675.877.00197612.09.837.146.126.197.877.375.845.575.625.606.837.16197711.96.399.337.405

16、.916.046.555.615.765.856.5911.47.4019788.397.2313.09.547.126.577.925.975.575.506.216.207.45197910.07.688.376.6817.17.005.845.555.235.255.487.357.6319805.6712.410.512.29.716.545.585.275.035.135.037.037.5119815.925.736.066.026.9311.27.396.015.205.476.2111.06.9319826.896.0611.913.011.88.446.855.714.985

17、.335.636.787.8019836.326.4410.67.6714.613.06.685.594.995.185.616.607.7819847.5910.411.18.419.049.746.185.835.595.565.465.787.5619858.549.457.806.638.946.997.635.745.505.455.407.617.1419868.328.448.808.579.018.106.415.485.225.385.817.337.2519878.869.8714.412.28.996.116.175.184.814.865.297.747.8919881

18、1.66.515.907.2311.27.175.415.095.355.715.895.986.9219898.529.8012.98.337.17.888.105.454.974.915.799.407.78199014.27.999.275.855.285.376.545.175.425.568.167.687.2319918.8611.68.259.179.325.205.054.905.236.676.666.457.2719928.8510.57.916.278.939.815.425.104.935.066.286.737.15199310.37.476.8911.010.05.

19、655.845.304.975.136.177.127.1619946.5612.66.956.527.646.755.885.805.046.468.338.407.2319956.297.348.008.646.8111.36.095.195.075.035.588.877.0319967.929.307.328.779.786.1710.35.385.175.245.546.437.2719978.287.029.346.115.655.656.005.635.685.846.617.646.6319987.686.659.8616.55.665.815.204.965.235.516.

20、927.607.3319998.196.728.175.505.289.876.855.535.485.676.847.746.8320006.7411.317.17.225.9011.65.755.275.025.025.205.347.6420017.199.137.646.235.216.385.545.185.535.616.038.896.55200213.17.455.336.766.165.205.725.085.236.365.618.956.75多年平均8.778.649.028.518.597.956.465.475.275.476.027.587.32经上述成果统计分析，

21、不计泉水补给的流量时，坝址多年平均流量为2.82m3/s，多年平均年径流量0.890亿m3；计泉水补给的流量时，坝址多年平均流量为7.32m3/s，多年平均年径流量2.309亿m3。3）设计代表年的选择根据小水电水能设计规程（SL76-94），本工程设计保证率取85%，以设计代表年年径流和枯季（114月）径流与设计值相近的原则选取丰、平、枯代表年。经比较分析，丰水年按频率15%选取相应的典型年为1983年，其年平均流量为7.78m3/s，与设计值相差5%；平水年按频率50%选取相应的典型年为1996年，其年平均流量为7.27m3/s，与设计值相差-12%；枯水年按频率85%选取相应的典型年为1

22、988年，其年平均流量为6.92m3/s，与设计值相差-21%。坝址代表年的径流特征值见表1.22。表1.22 范家垭坝址代表年径流特征值表设计代表年设计频率（%）代表年年平均流量（m3/s）枯季（113月）平均流量（m3/s）丰水年151983典型7.786.58设计7.786.55平水年501996典型7.276.34设计7.316.03枯水年851988典型6.925.91设计6.875.551.2.4设计洪水漳兰河流域无实测流量及历史洪水调查资料，其设计洪水采用瞬时单位线和地区经验公式两种方法计算。经计算，瞬时单位线计算值略偏大，其与地区经验公式计算值相对误差在5%左右。考虑到瞬时单位

23、线计算方法成熟，且设计值偏安全，故采用瞬时单位线推求的设计洪水成果作为本阶段范家垭坝址设计洪水取值，其成果列于表1.23。表1.23 瞬时单位线推求的范家垭电站设计洪水成果单位：m3/s断面项目P(%)0.10.523.3351020上坝址Qmax(m3/s)14861127803532490415336W24h(万m3)267521761726154214151184940下坝址Qmax(m3/s)14861122803531489414335W24h(万m3)268321751732154714191187943厂房Qmax(m3/s)16341197885612563477384W24h

24、(万m3)31832577205218261680140511141.2.5分期设计洪水结合漳兰河流域气候特点，根据施工要求，需分析46月、113月、114月、115月2、5、10、20设计洪水过程；106月各月多年月平均流量、20月平均流量；10月、11月各旬平均流量。分期洪水主要采用门古站19701985年共16年实测流量系列，统计各分期的最大流量系列，经频率分析进行，采用面积比2/3次方移置至范家垭坝址。成果见表1.24。表1.24范家垭分期设计洪水成果表单位：m3/s月份P（%）1251020113月20.9 19.3 17.0 15.2 13.1 114月60.0 53.8 45.2

25、 38.4 31.1 115月91.6 83.0 71.0 61.3 50.8 46月128 116 100 86.9 72.5 1.2.6泥沙本流域没有实测泥沙资料，为估算水库泥沙淤积量，在对本流域进行调查的基础上，结合邻近地区有关资料，综合分析确定设计参数。通过分析，范家垭坝址处多年平均输沙模数采用360t/km2。根据输沙模数和坝址控制面积，可得出范家垭坝址多年平均悬移质输沙量5.46万t，推移质输沙量按悬移质的15%计，为0.82万t，合计6.28万t。1.2.7水位流量关系本阶段水位流量关系确定采用推水面线的方式进行。范家垭水库电站厂址（开挖后）、下坝址及上坝址处水位与流量关系见表2

26、.8-1。1.3 工程地质范家垭水库位于华南地震区的长江中下游地震带的北部地区，根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为度，拟建水库工程等级为III等，水工建筑物可不设防。库区地质条件简单，构造清楚；f1f4断层横穿库区，未切割库区分水岭，因此，断层不会产生水库渗漏问题，水库蓄水后在第四系坡积土层中会产生小规模的塌岸并造成水库淤积等不良工程地质问题。上下坝址地形地貌相近，从地形条件、枢纽布置及建坝材料上看，上坝址优于下坝址，因此勘察推荐的坝址方案为上坝址。根据地形地貌及地质条件分析，拟建坝型采用砼面板堆石坝是可行的。拟建坝址

27、的砼面板堆石坝齿槽以弱风化碳质页岩作为地基持力层，坝基渗漏及绕坝渗漏量较大，可采用帷幕灌浆进行处理；水库蓄水后在地震作用下不会产生砂土液化现象；自然状态下坝址边坡基本稳定，无崩塌、滑坡等不良地质现象，建议开挖的允许坡率值为土质岸坡不陡于1:1.5，强风化岩石1:1.25，弱风化岩石1:0.75。溢洪道为软岩地基，要做好底板的防冲刷及防渗破坏措施，出口段做好消能措施。引水线路沿线均为类围岩，局部稳定性差，但具备成洞条件，由于为较软质岩类，建议隧洞进行全断面衬砌处理。厂址区为厚至中厚层泥质灰岩，承载能力满足工程建设需要，厂房后坡较缓且山头不高，无滑塌和滚石的危险。筑坝用土料及坝体堆石可就近解决，河

28、床砂卵石堆积可以提供较充足的堆石料源，骨料石料可从库内2.5公里穿心店一带解决，下游距离5km的白玉口也可提供较丰富的骨料料源。钢筋水泥可从外地购买。1.4 工程任务和规模1.4.1 工程建设的必要性和开发任务房县是一个以工农业经济为主的大县，农业经济主要以种植粮食作物、油料以及烟叶、药材、土特产等经济作物为主；工业主要有化工、汽配、食品加工、建材及水电等工业企业；房县电网以小水电为主，全县水力资源丰富，水能理论蕴藏量约350MW，可开发量约200MW，其中属房县四大河流之一的漳兰河流域，水能理论蕴藏量约46.4MW，可开发量约27.5MW，分别占全县水能理论蕴藏量和可开发容量的13.3%和1

29、3.8%。漳兰河流域干流上目前已建有白玉河、雷家坪等五座径流式电站，总装机21.3MW，是房县西南部水电开发和电源点建设较好的河流，但无一座具有调节功能；范家垭水库正常蓄水位库容2163.1万m3，调节库容1352.8万m3，装机10.0MW，是一个具有年调节性能的水库电站，是流域开发的“龙头”水库，对下游各梯级电站具有调节功能。经计算，调节总电量约986.48万kWh，具有较好的经济效益。目前房县电网的基本状况，在丰水期，虽电量较充足，但缺乏尖峰负荷的调峰能力；在枯季，由于水量不足，电力不足，全部依赖大网供给；县域电网基本没有水库调节，电能质量差，严重制约了县内工业企业的发展，经常出现“停三

30、开四”的局面，电力工业增长满足不了国民经济发展的需要。按照房县“十一五”国民经济和社会发展计划安排，到2008年，全县国内生产总值将达到20亿元；工农业的迅速发展，势必对电力、电量的数量和质量要求越来越高，对电力、电量的供应保证，提出了更高的要求。因此，开发和利用境内丰富而清洁的水能资源，对促进地方工农业生产和县域经济的发展，将起到巨大的促进作用。房县将在“十一五”期间保持较高的速度发展国民经济，依据社会发展和电力系统的现状，兴建容量较大，调节性能好的骨干电站，是非常必要和迫切的。范家垭电站的兴建，将在一定程度上促进房县社会经济发展，改善房县电网供电质量和提高供电保证程度，调节丰、枯电量、缓解

31、电力系统尖峰负荷调峰容量短缺的矛盾。1.4.2 径流调节1、径流调节方法按长系列（19702002年共33年）逐旬平均流量进行等出力径流调节计算，出力系数取8.3，设计保证率为85%。径流调节计算成果列于表1.41。表1.41 范家垭水电站径流调节成果表项 目水能指标正 常蓄水位（m）806死水位（m）790装机容量（MW）10保证出力（MW）3.01电量（万kWh）3210枯期电量（万kWh）1430利用小时（h）3214最大水头（m）72.2最小水头（m）56.2加权平均水头（m）67.3水量利用率（%）85.592、正常蓄水位选择范家垭水库正常蓄水位的选择主要根据枢纽的综合利用开发任务、

32、库区的地形地质及动能指标等条件综合比选。最低水位方案可定为804m，在最低正常水位的基础上，按每隔2m设定，共选择了804m、806m和808m三个比较方案。由于电站发电水头较高，各正常蓄水位方案之间相差不大，正常蓄水位比较时，各方案装机容量均为10MW，死水位分别为788m，790m，792m。根据水库淹没实物指标，当正常水位为808m时，比正常水位806m增加移民8户、约25人，增加了移民投资和社会协调工作量。从地形条件分析，坝轴线左岸山包背部由于受支流覃冯沟切割影响，沟底切割深度760m左右，致使山包背部山体较弱，其走向与坝轴线近于垂直；上龛老乡政府地面高程796m，根据钻孔揭示，其强风

33、化下限为779m；过于抬高水位，一方面增大了坝体的工程投资，另一方面增大了防渗帷幕灌浆处理的工程量和投资。从动能指标看，随着正常蓄水位提高，范家垭电站多年平均发电量及保证出力递增，但增幅有变化。正常蓄水位从804m提高至806m时，电量增加310万kWh，增幅为10.7%，保证出力增加110kW，增幅为4.0%；正常蓄水位从806m抬高至808m时，电量增加110万kWh，增幅为3.4%，保证出力增加80kW，增幅为2.7%。各正常蓄水位方案单位电能投资在3.46-3.69元/kW.h。从各方案净现值比较看，方案二即806m方案净现值最大，为2083.06万元。即正常蓄水位806m方案经济最优

34、。综合分析，本阶段推荐正常蓄水位806m。3、死水位选择范家垭水库电站主要以发电为主，其他综合利用对水库的死水位没有特殊要求；其死水位的选择，主要考虑坝前泥沙淤积、水电站动能指标、水轮机运行条件和有利于系统运行等方面的因素。根据水库泥沙冲淤分析（详见4.9节），按水库正常运行50年计算，总淤积量为200.57万m3；采用水工设计手册介绍的经验面积减少法分析，水库运行50年不排沙，坝前泥沙淤积高程为765.2m。范家垭水库死水位方案的选择，以水库消落深度占坝前集中最大水头2540%的原则拟定。对选定的范家垭水库正常水位806m方案，死水位方案选自788792m的范围，约占大坝集中最大水头的29.

35、745.5%，以每隔1.0m的差值，共拟定了五个死水位方案，以此计算各方案的保证出力及发电量。计算结果表明，从电站发电效益看，电站保证出力及枯季发电量随着死水位的提高而降低，且减幅呈递增趋势,从范家垭水库电站死水位与保证出力死水位与年发电量关系图上可以看出。死水位在790.5m时，保证出力线与年发电量线相交，即此时的死水位最优，故本阶段推荐死水位方案为790m。1.4.3 装机容量选择范家垭水库为流域的“龙头”水库，总库容2474.4万m3，调节库容1352.8万m3，库容系数5.86%，属年调节水库。对流域梯级电站将具有调节补偿作用，在流域中占有较大比重。根据所选定的正常蓄水位和死水位，考虑

36、电站本身资源现实、地区电网的用电特点，结合机组选型参数，选择了6MW、8MW、10MW和12MW四个装机规模方案，进行水力动能计算和经济指标分析比较。随着装机的加大，年发电量增加，其投资也随之加大。当装机容量从10MW增加至12MW时，其发电量基本不增加，而投资增加。通过各方案经济净现值比较，各方案中装机容量为10MW的经济净现值最高，说明装机10MW最经济。从年利用小时角度考虑，范家垭电站装机容量较小，在系统中所占比重较小，但水库具有不完全年调节性能，其电站的运行方式必然处于日负荷曲线的尖峰工作，则装机年利用小时数相对较小；而径流式电站只能承担基荷工作，则年利用小时数较大；根据水能设计文献资

37、料有关水电站年利用小时数来考虑，同时相比类似电站，当水电站工作位置处于峰荷运行时，年利用小时数在25003500h为宜。综合以上分析比较，范家垭电站的装机容量的选择，从房县负荷发展、电站承担尖峰负荷、电站动能经济指标等方面分析，本阶段推荐范家垭电站装机容量10MW。综合各方面因素，本阶段推荐电站装机容量10MW。1.4.4 调洪演算范家垭水库下游无特殊的防洪要求，其防洪主要任务是确保挡水坝、电站厂房工程本身的防洪安全。洪水调节采用坝址洪水以静库容计算。以正常蓄水位（806m）为起调水位，先由闸门控制泄量使其等于来量，维持正常蓄水位不变，当来量大于闸门全开时的泄流力时，闸门全开敞泄，水位升高，求

38、得水库的设计洪水位和校核洪水位及其相应泄量。调洪计算时不考虑发电引用流量。调洪成果见表1.4-2。表1.4-2范家垭水库洪水调节成果表频率（%）洪峰流量（m3/s）起调水位（m）最高库水位(m)最大下泄流量(m3/s)相应库容(万m3)0.11486.148068091145.542474.070.51126.58806807.3928.762298.152803.3806806.08780.552171.293.33532.45806806532.452163.135489.99806806489.992163.1320335.7806806335.72163.13水库总库容2474.4万m

39、3，根据防洪标准（GB5020194）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，水库工程规模属中型工程，工程等别为等。大坝、溢洪道等主要建筑物为3级建筑物。拦河大坝坝型为砼面板堆石坝，采用50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核；永久性泄水建筑物为溢洪道，其消能防冲的设计标准采用30年一遇。电站装机10MW，按工程等别属3级建筑物，即电站厂房采用50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。经调算，范家垭水库50年一遇设计洪水位为806.08m，1000年一遇校核洪水位为809m。1.4.5 水库泥沙冲淤分析范家垭水库正常蓄水位806m，死水位790m，相应调节库容1352.

40、8万m3，库容系数5.86%，水库多年平均淤积总量4.01万m3，按正常运用50年计，总淤积量200.57万m3。按经验面积减少法计算，范家垭水库坝前淤积高程为765.2m，淤积后水库有效库容仅减少64万m3，占7.25%，不影响水库的正常运用。1.4.6 水库回水根据水电工程建设征地处理范围界定规范（DL/T 53762007）有关规定，不同淹没对象分别采用如下的设计洪水标准：农村居民点淹没标准为20年一遇（P=5%）；农田淹没标准为5年一遇（P=20%）。对设计标准的洪水，分天然和建库后两种工况，从坝前至库尾，推算水面线。计算结果如表1.4-4。表1.4-4 范家垭电站回水推算成果桩号河底

41、高程(m)20年一遇5年一遇天然建坝后天然建坝后1+391757.68759.9806759.648061+494758.35761.42806761.038061+676758.73762.15806761.678061+807758.92762.46806761.948062+035760.76763.17806762.698062+166761.98764.318067648062+370762.94765.95806765.628062+612765.74767.99806767.728062+972767.7771.08806770.78063+089768.85772.048067

42、71.658063+198770772.74806772.418063+436771.45775.23806774.818063+590774.15776.39806776.018063+754774.68778.468067788063+853776.51779806778.578064+203779.33782.71806782.338064+334780.94783.92806783.478064+490782.84785.34806784.968064+685784.42787.22806786.818064+778785.71788.04806787.688064+863786.65

43、788.89806788.658065+071787.55791.87806791.548065+245790.11793.34806792.978065+395791.77794.33806794.048065+489793.23796.17806795.728065+630795.22797.4806796.988065+836797.14800.46806799.728065+971799.19802.77806802.258066+083801.27803.94806.05803.52806.026+266802.39806.32806.42805.9806.26+344804.728

44、07.41807.41807.17807.176+472806.13809.53809.53809.2809.26+683808.77811.93811.93811.5811.51.4.7 范家垭水库对下游梯级电站径流调节补偿范家垭水库为漳兰河流域水电梯级开发中的“龙头”水库，水库建成后，将对下游白玉口、雷家坪、龙驹沟等5个梯级电站（总装机20.8MW）进行有效的径流调节补偿。通过对比分析上游范家垭水库调节前和调节后，下游各梯级电站群的年实际发电量的变化情况，用以确定其水库的调节补偿效益。（1）水库调节效益组成范家垭水库调节效益主要包括两个方面：一是电量效益（水库调节而增加的发电量收益）；二是

45、电价效益（水库调节而获得的将较低价位季节、时段的电量转移至较高价位季节、时段的电量而增加的收益）。（2）水库调节效益的计算范家垭水库电站对下游梯级电站的调节补偿，分调节前和调节后两种情况，按三个典型水文代表年进行各梯级电站的调节计算，并统计各梯级电站的多年平均年发电量、枯水期发电量等指标。根据范家垭水库实际运行情况，并参照下游各梯级电站设计参数推求单独运行、联合运行时各梯级电站发电量。对比“有”“无”上游范家垭水库调节补偿两种情况下，下游各梯级电站的年实际发电量差，即为上游调节水库对下游电站群的电量调节补偿效益。（3）调节补偿效益分析比较通过水能计算，在范家垭水库修建后，对下游各梯级电站在调节

46、前和调节后的补偿效益进行分析比较，其调节补偿效益见表1-4-1。表1-4-1范家垭水库对下游各梯级电站群调节补偿效益比较表项目电站单独运行（调节前）联合运行（调节后）调节电量增加年利名称（万kWh）用小时年发电量年利用小时年发电量年利用小时（h）（万kWh）（h）（万kWh）（h）二级白玉口2275.6671112504.057825228.39714三级雷家坪1801.8372071964.327857162.49650四级龙驹沟6786.367867202.597203416.29417五级马家咀693.396934735.7735742.31423六级三池2578.7162902715.

47、716624137334合计14135.893432915122.3836866986.482537从上表中可以看出，未经范家垭水库调节前，下游各梯级电站年总发电量为1.414亿kWh，总装机年利用小时数为34329h；经范家垭水库调节后，下游各梯级电站年总发电量为1.512亿 kWh，总装机年利用小时数为36866h，年实际发电量增加986.48万kWh，总装机年利用小时提高了2537h。根据目前房县政府出台的相关文件，具有调节性能的水库对下游各梯级电站的调节补偿费用，即按调节后各梯级电站年总发电量乘以调节补偿电价，且不含增值税。房县水库调节补偿电价为0.03元/kWh。范家垭水库对下游各梯

48、级电站调节后年总发电量1.512亿kWh，按县域水库调节补偿电价0.035元/kWh进行计算，年增加收益为529.2万元。本阶段将范家垭水库对下游各梯级电站调节效益529.2万元计入经济评价分析中。1.5 工程选址、工程总布置及主要建筑物1.5.1 工程等别及设计标准范家垭水电工程水库总库容2474.07万m3，装机容量10MW，混凝土面板堆石坝，最大坝高60.60m，根据防洪标准（GD5020194）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，本工程规模属中型工程，工程等别为等，挡水建筑物、泄水建筑物、引水隧洞、放空洞、进水口和电站厂房等主要建筑物为3级。临时建筑物均为4级

49、。本工程挡水建筑物及引水、泄水建筑物、进水口、放空洞采用50年一遇洪水设计；1000年一遇洪水校核；消能防冲建筑物采用30年一遇洪水设计；电站厂房采用50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。1.5.2 工程选址、坝型选择及坝线比较经过现场踏勘、万分之一地形图比对，并参照流域规划报告及相关批复，坝址选择位于上龛乡集镇上游约2km的范家垭河段。在范家垭长约500m的河段，河道呈反“S”型，上坝址选择在反“S”型河道的首端，右岸舌状伸向河床，为缓坡，左岸山体较陡，在796m高程形成一台地；下坝址选定在反“S”型河道的尾部，其地形为右岸陡峭，左岸为缓坡，在775m高程形成一台地；两坝址相距约200m

50、，以此为上下坝址进行比较。两坝址均以混凝土面板堆石坝为代表坝型进行同等深度的比较。由于上坝址比下坝址投资少1800万元，而坝址下移所得的电能及调节电能有限，比较而言，上坝址经济指标较优，根据经济指标最优的原则，本阶段选择上坝址为推荐坝址。在上坝址进行了混凝土面板堆石坝和粘土心墙坝两种坝型进行了同等深度的比较，由于粘土心墙坝工程量较大，投资比混凝土面板堆石坝多约800万元；从施工条件上看，混凝土面板堆石坝施工强度低、可全年施工；从当地筑坝材料上看，当地砂砾石、主堆石料料源充足，储量丰富，而粘土料料源远、储量有限。为此，本阶段推荐混凝土面板堆石坝为推荐坝型。在上坝址选择两条坝线进行比较，两坝线基本

51、上在同一位置，在河床部位相距20m，两坝线在右岸相交，夹角为30，由于两坝线距离较短，枢纽布置、地质条件基本相同。下坝线虽坝轴线有所减短，但左侧趾板线由于处在河流凹岸而脱空，在右翼由于山脊单薄，同样存在脱空现象，如保证左趾板线不脱空，需要将山头挖除，增加了开挖量；右坝肩趾板需要回填混凝土弥补地形缺陷。下坝线坝线右岸趾板刚好位于深厚覆盖堆积区，基础处理难度相对较大。从工程投资上看，下坝线比上坝线投资多500多万元，因此从地形、工程量、工程投资上看上坝线坝线明显优下坝线。为此，选择上坝线为推荐坝线。1.5.3 工程布置及主要建筑物范家垭水库电站工程总体布置，根据地形地质条件，经方案比较所选的坝型，进行工程总体布置。主要由混凝土面板堆石坝、右岸岸边开敞式溢洪道、放空洞、右岸发电引水隧洞、地面厂房、调压塔及升压站等组成。（1）大坝混凝土面板堆石坝坝顶高程810.60m，河床高程758.5m，建基面（趾板底部高程）高程750.0m，最大坝高60.60m，坝顶全长276.28m，坝顶宽6.0m。上、下游坝坡分别为1:1.4、1:1.5，最大