【雅马哈qm1254】江西XX小型水电站工程可行性研究报告-中金普华产业研究院

1全面的说明和结论

1.1概述

XX电站位于XX县XX乡XX村，距XX县城52公里，坝址控制XX支流XX水上游段的XX，XX水电站坝址下游约4.0公里，XX电站坝址以上流域面积252.75公里。

1.2自然条件

XX水为XX一级支流，江原位于XX山南麓，南流至鲁方，收容东坑水(30.5km2)后转向东流，向XX方向移动，容纳右岸支流沙龙水(60.25km2)，继续向东流至XX水。

XX水干流总长63.3公里，水道平均坡度下降到4.5。流域地势西北高，东南低。从江原到蒲城的上游路段，大部分是峡谷、两岸的山高坡度陡峭，岩石裸露，森林稀少。分水岭海拔高达1000多米。水道的平均比率下降12.14。从蒲公英铺到XX的中游区间，峡谷和盆地相结合，是丘陵山地，水道平均坡度下降1.6 。XX铺在河口，是下游。XX店下两岸变宽，XX口下是小平原，人口稠密，两岸集中，两岸筑堤，水道的平均坡度下降到1.44。(阿尔伯特爱因斯坦)(美国)。

地区内降雨量丰富，植被良好，年平均降雨量为1577毫米。最高年降雨量为2296毫米，最低年降雨量为1088毫米，年平均蒸发量为1312毫米，年平均气温为16.5，测量极端最高气温为44.9，极端最低气温为-11.6，年平均绝对湿度为16.500波，年平均相对湿度为79年平均风速为2.9米

XX发电厂位于“XX山形”的南面，XX台等斜坡中间的“XX凹陷台”位于XX山东北救援队的复合部。地形地貌属于结构侵蚀中低产区，由构成水库边缘和水库地层的盘溪郡砂质板岩组成，岩层透水性小，水库边缘山厚稳定，植被较好。仓库内有工业价值的矿山和水库没有泄漏，海岸崩塌，没有被淹没的忧虑。

大坝基地层岩石学是一种弱风化板块系砂质板岩，地质结构比较简单，岩石性比较硬，物理力学性能较好，强风化带不厚，第四系盖层薄，大坝、发电厂地质条件简单，大结构不通过。

区内天然建筑材料如砌块石头、土料、碎石等都材料丰富，质量和数量都可以满足工程的要求。

1.3工程工作和规模

XX水为XX支流，总流域面积为485公里2。流域内水力资源比较丰富，水力储量为2.21万千瓦，目前正在建设14座发电站、仪表0.62万千瓦，该流域还有一定的开发潜力。

XX水电站正常高水位为180.0米，设计水头为13.0米，75%的保证流量为Qp=75%=1.76m3/s。大坝洪水标准在20年内设计洪水(P=5%)，设计Q设置=842 m3/S；100年洪水检查(P=1%)，Q校检查=1254m3/s .发电厂洪水标准为20年来设计洪水(P=5%)，Q设置=842 M3/S；50年内检查洪水(P=2%)，q学校=1071m3/s。

发电站首次安装3500千瓦，保证179千瓦，年平均发电量456万千瓦时，年使用时间3020h。

1.4工程布局和建筑物

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252——2000)，本电站枢纽工程包括V等工程、主要建筑物大坝、水道隧道、工厂等5级建筑。

XX发电厂庆安比较确定由大坝、忠沙兼辅助防水闸门、水道隧道、发电工厂等组成。大坝采用溢流坝和橡胶坝作为防水建筑物，橡胶坝布置在航道中央，上游20米为入口闸，左右海岸为溢流坝段，橡胶坝为单线锚式枕套膨胀坝型，固定坝为折线型实用堰，堰顶高度为172.50米。橡胶坝顶高度180.0米，总净宽61米，大坝左侧设置忠沙及辅助泄洪闸，闸道尺寸为33米，水道隧道为门洞型，断面尺寸为43.5米，1/3拱。工厂是框架结构，长17.5米，宽11.0米。

1.5机械电气和金属结构

涡轮、发电机组选型为ZD560a-LH-100、SF500-12/1180，最大输电网功率为发电机额定功率3500千瓦，机器侧电压为0.4千瓦电压等级，发电机侧输出通过升压变压器上升到10千瓦互联网。

为了便于电源的收集和分配，安装了0.4kv单总线，布线简单、清晰、操作方便、安装方便。那个工厂的电可以通过低压轮从母排中取出。

考虑到丰肉发电功率的差异，减少了变质损失的本发电厂有2台变压器传输、1台S9-630-10.5双绕组变压器、1号机组传输网和1台S9-1260-10.5双绕组变压器，负责2、3号机组传输。综合考虑继电保护，使用典型的Y/-11接线。

1.6火灾

本发电厂有效部署电气设备，增加安全间隔，准备消防用水，配备泡沫灭火剂、消防公司等安全设施。另外，采用避雷针和避雷器等防雷措施。接地体采用内置钢结构等方法，接地电阻小于4 ，保证整个电厂的安全运行。

1.7工程

XX发电厂施工场地广，对外交通主要是公路。从XX到XX、XX、XX、XX、XX等都通过公路，各种设备和建筑材料都可以通过公路直接运输到工地。场内各种材料的运输主要取决于农用汽车、中四轮、滑板车等。

XX电厂坝址以上集水面积252.75km2，水道没有通航，有科目要求，给大坝建设带来一定的便利。本流域洪水旱季明显，旱季为7月16日~3月31日，风水时期为4月1日~7月15日，考虑建设大坝为1天

枯水期完成，而施工围堰和坝面均允许施工期间过水，因此，不考虑渡汛要求，导流流量按枯水期多年平均天然来水流量确定。

工程中土石方开挖量较大的是大坝、隧洞和厂房基础开挖，土石方总量为27517m3；主体工程砼总量 1849m3，为坝体、进水闸、隧洞衬护、厂房水上及水下砼、等，砼用拌和机搅拌，双胶轮车运输，插入式振捣器振捣。主体工程浆砌石总量6797m3，砌筑砂浆由砂浆拌和机供应，由人工运至工作面，人工砌筑。

XX电站总工期按一个水文年度考虑。主要材料用量为水泥 1420T，钢材102T，木材 20m3。

1.8　水库淹没

本工程以20年一遇洪水的回水线为人口迁移标准，以二年一遇洪水回水线为土地征用线。二年一遇洪水淹没实物指标为水田26.0亩，旱地4.0亩。

淹没占用农田参照XX县人民政府批准的《XX水电站水库移民安置实施方案》有关规定进行补偿。

1.9　工程估算

XX电站估算总投资895.49万元，其中建安工程510.82万元，设备工程194.75万元，其它费用163.84万元，预备费为26.08万元 。

1.10　经济评价

XX电站单位千瓦投资5970元/kw，单位电能投资1.97元/kwh，财务净现值106.54万元，内部收益率7.41%，静态回收年限10.2年。

2　水文气象

2.1　流域概况

2.1.1　自然地理及河道特性

XX水又名XX水，地处XX县西北部，是XX上游主要支流之一。集水面积485.0平方公里，位于东经114°15′—114°30′，北纬29°—29°20′之间。XX水流域北隔XX山脉，与XX省XX县富水流域上游支流夏铺水相临，西为XX支流XX水，东为XX另一条支流XX水，整个流域自北向南呈倒锥形状。

XX水主流发源于XX山南麓，南流至芦坊，接纳东坑水（30.5km2）后，转向东流，至XX乡，接纳右岸支流沙龙水（60.25km2），继续东流至XX，与XX水（87.75km2）汇合后折向南流经蒲口至徐源港接纳右岸支流上庄河（67.6km2），至XX镇又纳陈坊水（28.0km2）和小溪水（31.25km2）曲折向东南流，经XX铺、XX口至XX湖汇入XX干流。

XX水干流总长63.3km，河道平均坡降为4.5‰。流域地势西北高、东南低。河源至蒲口为上游河段，多为峡谷，两岸山高坡陡，岩石裸露，林木稀疏。分水岭海拔高程达1000余米。河道平均比降12.14‰。蒲口至XX铺为中游河段，峡谷与盆地相间，为丘陵山地，河道平均坡降1.6‰。XX铺至河口为下游。XX铺以下两岸开阔，XX口以下为一小平原，人口周密，良田集中，两岸筑有圩堤，河道平均坡降为1.44‰。

2.1.2　流域内人类活动情况

XX电站坝址以上共建有小（二）型水库2座，电站8座，计装机容量3575千瓦，这些工程建设规模较小，蓄水工程控制面积小且调蓄能力有限，对XX电站径流的时空分布影响较小。

2.2　气象

XX水流域属东南季风气候区，雨量充沛，四季分明，3—6月降水集中，易发生洪涝。7—9月降水骤减，而此时气温高、蒸发量大，往往造成旱灾。秋冬以后冷空气势力渐强，降水少，气温低。

据XX县气象站统计，流域多年平均气温以七月为最高，达28.2℃，一月最低为4.2℃；极端最低气温为-11.6℃，极端最高气温44.9℃。流域内台风影响不大，出现最大风力为8级。流域多年平均降水量1546.6毫米，最大年降水量2295.5毫米，最小年降雨量1087.8毫米。通常三至八月份雨量约占全年雨量的70%左右，最大一月降雨量270毫米左右。径流主要由锋面雨形成，多年平均径流深为954毫米，流域多年平均蒸发量为952.7毫米，最大年蒸发量1128.6毫米，最小年蒸发量775.8毫米。流域内降雨年际变化大，年内分配集中，秋季蒸发量大于同期降雨量，因而一般年份常有水旱灾害发生。另外，春季低温，五月小满寒，十月寒露风，以及大风冰雹也是经常出现的灾害性天气。

2.3　径流

2.3.1 参证站径流资料系列

XX水流域内无水文测站，但邻近XX水（XX水属XX水系）设有一国家基本水文测站一先锋水文站。因两处距离较近，流域内下垫面因素基本相同，故选定参证站为先锋站，以先锋站水文资料推求XX水电站所需的各种水文资料。

先锋水文站控制流域面积为1764m2，测量断面上游150m处有一急滩，下游250m处有一浅滩，测量河段较顺直，河床由粗砂、卵石组成，断面冲淤变化不大，左岸为旱地、水田；右岸为公路、村庄。

先锋站通常都是用流速仪测流，同时进行断面测量，从而推算断面平均流量，但在大洪水年份多采用浮标测量，先锋站泥沙测验时间较短，仅有59年至61年三年实测资料，先锋站具有1957-2002年共46年的实测径流资料。

2.3.2　资料的代表性、一致性、可靠性分析

该站具有46年的实测径流资料，属长系列，且该系列中有69年、73年、98年是大水年；65年、68年、97年是小水年，可见该系列中已包括丰、平、枯水各种年份具有足够的代表性。

该站上游至今未修建大型水利设施，且流域内植被变化情况不大，即人类活动对流域下垫面因素影响较小，资料的一致性未遭破坏。

先锋站属国家基本水文站，有先进的观察设备，所测资料分析处理后刊入水文年鉴或存入水文数据库，其可靠性是满足要求的。

2.3.3 径流统计计算

先锋水文站具有1957-2002年共46年逐日平均径流实测资料，并经整编刊入《水文年鉴》，资料可靠性较高。现对该站46年的逐日实测流量资料从大到小进行统计分析及频率计算。

径流统计计算先锋水文站多年平均径流深935mm。

2.4　设计洪水

2.4.1 洪水特性

本流域洪水由暴雨形成，暴雨的气象成因主要为锋面雨，也有台风雨。每年4~6月，太平洋副热带高压不断加强北移，而此时蒙古冷高压力量尚强，两强相持于长江中下游一带，而副高过缘的西南风将海洋上大量的暖湿空气向锋区输送，造成流域阴雨连绵，暴雨频繁，是本流域主要的洪水发生期。7~9月本流域受副高控制，天气晴热，但此时西太平洋台风活动频繁，强台风登陆后，偶尔也会影响到本地区产生暴雨，引发洪水。

本流域土层薄，植被差，坡降大，洪水暴涨暴落。据调查，年最大洪水出现时间为4~7月份。以6月份发生次数多，洪水峰高量小，一次洪水历时约三天左右。

XX水流域历史上曾发生过特大洪水，据《XX省小流域洪水调查资料》记载，1897年洪水属全流域最大洪水 ，蒲口附近河段有调查资料，推算洪峰流量为3300秒立方米，经分析，洪水重现期超过一百年。

2.4.2 洪水计算

XX水电站坝址无实测洪水资料，但其邻近XX水流域有先锋水文站，将先锋水文站1957年—1999年共43年的实测洪水资料系列。在此以先锋站为参证站通过水文比拟法推求XX水电站设计洪峰流量。

首先对先锋站历年最大洪峰流量进行数理统计分析，并求出理论频率曲线各统计参数，然后通过水文比拟法将洪水置换至XX水电站各计算断面。

为了使所引用的资料更具有代表性，有必要对历史特大洪水进行调查，先锋水文站曾较仔细地做过这方面工作，其调查计算结果刊入《XX省水文手册》，并将1973年洪水确认为1901年以来最大的洪水。历史洪水调查结果为：

1909年：Qmax=2940m3/s

1932年：Qmax=4700m3/s

1954年：Qmax=3520m3/s

在进行洪水频率分析时，将系列内的1969年、1973年、1998年的洪水及系列外的省水文手册提供的1909年、1932年及1954年的洪水作特大洪水处理。则有：

特大洪水频率：

其中：M—特大洪水排列序号(M=一、二、……六)

N—自最远的考证年份迄今的年数，N=99年（1901—1999年共99年）

一般洪水频率：

其中：m—一般洪水在系列内排列序号（m＝4、5、6、……）

n—实测系列年数，n＝43年（1957～1999共43年）

计算结果见表2.4.2.1

先锋站历年最大洪峰流量频率计算表 表2.4.2.1

曲线：经计算和多次适线，最后确定XX电站坝址处洪峰流量的理论频率曲线参数如下：

Qmax=1392m3/s

CV＝0.60 Cs=4×Cv=2.4 Qp=(1+Cvφ)×Qmax

洪水置换公式：

式中： Qm设——XX电站洪峰流量（m3/s）

F设——XX电站集雨面积（km2）

Qm参——先锋站洪峰流量（m3/s）

F参——先锋站集雨面积（km2）

n——面积关系指数，结合我省以往实际资料分析的经验采用2/3。

2.5　泥沙及其它

2.5.1 泥沙淤积分析

本流域内没有泥沙实测资料，邻近流域XX水先锋水文于1959-1961年进行了三年的泥沙观测，资料年限不长，代表性不够，参考价值不大。

流域内植被情况良好，沙土流失现象不严重。据下游XX水库建成20年的运行情况看，库尾淤积不严重。故此分析电站建成的库区泥沙流程现象不会很严重。

2.5.2 其它

厂房下游即为XX电站库区，XX电站挡水坝坝顶高程165.47m，厂房尾水位受XX电站溢流坝泄洪能力控制，查XX电站设计文件，其水位流量关系见后述4.4.3.1之厂房防洪特征水位。

工程地质

3.1 绪言

XX水电站位于XX省XX县城的西北部的XX乡境内，距XX县城约52km，距XX乡政府6 km，水库处在XX支流XX水上游的XX水与XX水交汇处下游约800m处，坝址以上流域面积252.75km2,XX水电站设计正常蓄水位180.00m，最大坝高13.00m，坝顶高程164.10m(黄海高程，下同)，总装机容量1.5MW，多年平均发电量453×104 kw.h，电站枢纽由大坝、引水隧洞、发电厂房组成，水库为Ⅳ等水电工程。

外业工作于2003年04月10日开始，至同年05月02日完成可研阶段的野外工作，其完成的主要勘测外业和试验工作量。

本阶段的勘察工作是根据工作合同，严格执行以下规程、规范。

①《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55—2005）

②《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）

③《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2000）

④《水利水电工程坑探规程》（SL166—96）

⑤《水利水电工程钻探规程》（SL291-2003）

⑥《土工试验规程》（SL237-1999）

⑦其它相关的规范和标准。

本次勘察成果中所用地形图实测地形图，高程为黄海高程系，坐标为假设坐标系。

3.2 水库区工程地质条件

3.2.1地形地貌特征

工程区位于XX山－九宫山之南麓区XX山脉之北麓，山脉及河谷作近南北向狭长带状展布。为中低山和构造剥蚀地貌，沿河及其两岸为河流侵蚀或堆积地貌，地形四周高、中间低。

3.2.2地层及岩性特征

区内出露的地层有元古界前震旦系（Pt）、新生界第四系（Q）地层。区内主要地层分述如下。

前震旦系（Pt）

前震旦系板溪群安乐林组Ptb1na1-2为一套浅变质的灰色砂质岩、石英岩、灰绿色硅质板岩，岩性致密，受雪峰期南岭侵入岩影响，接触带有绢云母化硅化和蚀变质等现象。

第四系（Q）

主要分布于河流两岸、阶地和河漫滩地带。主要成因类型有残坡积物（Qel+dl）、近代河床冲积物和阶地堆积冲积物（Qal）。

残坡积物（Q4el+dl）：分布于主流及支流河谷两侧，分布高程为180-250m。为黄、灰黄色亚粘土或亚砂土层夹风化板岩碎块，结构松散，厚度一般3-10m。

全新统堆积物（Q4al）：分布于支流河谷和山间盆地内，多构成Ⅰ级内迭阶地和河漫滩。岩性、厚度受地形控制各地不一。上部为黄褐色粘土、亚粘土、亚砂土，结构松软，厚0.5-2m；下部砂卵石及漂石层，结构疏松，厚1.0-4.0m。

3.2.3 区域地质构造及地震

本区位于杨子准地台、XX台隆、XX－XX凹褶断束构造单元中，区内褶皱、断裂较发育。查《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），本区地震烈度为6度，地震动峰值加速度等于0.05g，可不进行抗震设防。

3.2.4 水文地质条件

区内地下水类型主要为孔隙性潜水及基岩裂隙水，局部具有裂隙承压水。第四系全新统冲积层中的砂砾（卵）石层为孔隙潜水的主要含透水层，

同时基岩比较新鲜，且为泥砂结构，基岩裂隙型潜水少，所以相对不透水层较浅，裂隙型水渗透及富水性都比较差，以上两种类型的地下水都是排泄在河床中。地下水不太丰富，水文地质条件简单。

3.2.5 水库的主要地质问题与评价

库区河谷狭窄，河曲发育，正常蓄水位为180.0m时，水库回水基本在原河槽内。库周山体雄厚，无低矮垭口及较大断层贯穿库外，水库无永久渗漏之虞。

组成库盆、库岸的岩体多为较坚硬的前震旦变质板岩类，第四系堆积厚度小，库岸山坡坡角一般40-500左右，水库自然边坡较稳定。

大坝正常高水位为180.0m，库尾两侧岸坡水田高程为181.0～185.0m，与未建坝原河床水位相平，未改变原水位流态，库尾淹没影响小。库内植被及水土保持良好，固体逆流及淤积问题不严重。

3.3 坝址工程地质条件

3.3.1地形地貌

XX坝段河床高程在168-173米高之间，两岸山顶高程都超过250米，河道狭窄，山峰对称，为“V”型狭谷地带，河谷以侵入阶地为主，河床中大部分有基岩出露，很少有冲积。坝肩残坡积层，厚度大于2.5-5.0米。河床砂卵层深度不超过1.5米，是典型的剥蚀流水冲刷地貌，坝址山体稳定，岩石较坚硬，不会有大型的不良物理地质现象。

坝址位于XX桥下游约800m处附近，河谷呈“U”字型，为纵向谷，两岸不对称，左陡右缓，右岸为一县乡公路通过，路面高程在183m以上，岸坡坡角450左右，自然岸坡稳定。左岸较陡，岸坡坡角500米左右，自然岸坡较稳定。河面宽48余米，河床中分布有1.0～1.5m卵石层；左右岸第四系覆盖层较厚，一般为2.50-5.00m。

3.3.2 地层岩性

坝址区地层由元古界震旦系下统南沱组及新生界第四系全新统组成。现分述如下：

（1）前震旦系板溪群安乐林组（Ptb1na1-2）为一套浅变质的灰色砂质岩、石英岩、灰绿色硅质板岩，岩性致密，受雪峰期南岭侵入岩影响，接触带有绢云母化硅化和蚀变质等现象。

（2）第四系全新统冲积层（Q4a1）：主要分布在坝址河床中，岩性为灰白色及褐色砂卵石，卵石直径一般为2-8cm；该层在河床厚1.0-1.5m不等。

3.3.3地质构造

XX电站坝址位于东头—桥顶山倒转背斜北翼，坝址东侧5公里的桥顶山因地层被褶皱，形成高达862米山岭地形。坝址下游500米左右有金黄—车头逆断层通过，但坝区未发生重大的断裂，比较常见的是由褶皱产生的张性节理，与岩层同走向的层间节理比较发育，由区域逆断层伴生的次一级压扭，张扭小，断层大部分已硅化胶结，对工程影响不大。

坝址区地质构造较简单，岩层产状比较稳定，走向北85°东倾向北西，倾角82°。坝址区未见规模较大的断裂构造，坝基岩体完整，呈中厚层状，结构面不发育，间距大于1米，所见裂隙面多闭合，无充填，主要裂隙见以下二组：第①组：110～120°∠65～70°密度为1～2条/m，延伸长度为2.5～3.0m，第②组250～260°∠50～60°密度为1～2条/m，延伸长度为3.0～4.0m。

坝肩两侧岩体节理裂隙发育，岩体较破碎，表面岩石呈强风化状，强风化岩层厚度达2.50-4.00不等。

3.3.4 水文地质条件

3.3.4.1 地下水埋藏特征

坝址区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水两种，前者主要以第四系冲积层为含透水层，后者主要埋藏于基岩构造裂隙中。据钻孔压（注）水试验了解，河床及一级阶地分布的砂卵石层具强透水性；强－中等风化岩体一般具中等透水性，中等风化至微－新鲜基岩具弱透水性；同时岩石的透水性受节理裂隙发育的影响，在节理裂隙发育处，其透水率明显增大。

3.3.4.2地下水水化学特征与侵蚀性评价

为评价环境水对混凝土的侵蚀性，于2003年4月20日分别取河水、地下水各2件进行水质简分析，分析成果表明：坝址河水为HCO3—Ca·Mg型水，其中HCO3-为1.80—2.00mmol/L，侵蚀性CO2为3.80—4.50mg/L，PH值为7.4-7.6，故河水对混凝土结构无侵蚀性，对钢结构具弱腐蚀；坝址地下水为HCO3—Ca·Mg型水和HCO3－Ca型水，其中HCO3-为1.20—1.50mmol/L，侵蚀性CO2为2.5—3.6mg/L，地下水对混凝土结构无侵蚀性，对钢结构具弱腐蚀；综合评价其地下水及河水对混凝土结构无碳酸型侵蚀，对钢结构具弱腐蚀。

3.3.5 物理地质现象

坝区物理地质现象主要表现为风化、剥蚀。坝区岩层倾角较陡，构造作用较强，裂隙较发育，多数裂隙呈闭合状，少数张开，被泥砂质充填。岩石易风化，强风化带厚度一般2.5～4.0m；弱风化带厚度一般3.0～5.0m，坝址左右岸大部为阶地堆积物覆盖，Ⅰ级阶地后缘局部出露基岩。

左岸坡较陡，主要为坡积堆积，在基槽开挖时局部存在小型崩塌，建议坝肩开挖时按规范要求留放边坡，并采取适当防护措施。

3.3.6 岩石（体）物理力学性质

可行性研究阶段，共取样3组岩样进行基本物理力学性质试验，砂质板岩属坚硬岩类；单轴饱和抗压强度平均值达62.50Mpa；软化系数平均值0.43,岩体抗风化能力较强。

3.4 坝址的主要工程地质问题及评价

3.4.1　坝址岩体风化及建基面的确定

坝址处未见断层，坝基节理裂隙不发育，但两坝肩节理裂隙发育，坝址岩体风化主要受岩性及构造所控制。两坝肩岩体中，强－弱－微各风化均有分布，在河床中由于流水的冲刷，覆盖层下为弱－微风化。现以坝址1-1工程地质剖面为例，各风化层的厚度简述如下：强风化层仅在河床左右两侧及两岸分布，厚度较厚，一般厚2.0～3.0m。弱风化带，河床中部厚1.0-2.0m左右，两侧厚2.50～3.00m。

本工程挡水坝最大坝坝高为13m，为低坝，结合各风化岩体的物理力学性状，建议以弱风化岩层作为大坝的建基面。据此，将坝轴线各部位的建议开挖深度（含覆盖层）分述如下：左岸4.50～5.50m、河床段1.30～1.50m、右岸2.50～3.00m。坝基在遇断层破碎带时，应酌情加深开挖处理，具体参见1-1工程地质剖面图。为减少坝基开挖量，增加岩体的强度，建议对坝基及坝肩两侧进行固结灌浆处理，固结灌浆深度建议为5.0米。

3.4.2坝基及坝肩岩体的力学性质

挡水坝座落在安乐林组砂质板岩上，上述岩体在弱风化状态下为坚硬状，坝址区未见断裂构造，坝基岩体完整，呈中厚层状，结构面不发育，间距大于1米，所见裂隙面多闭合，无充填，坝基节理裂隙不发育。坝肩两侧岩体较破碎，结构面裂隙发育，间距一般为0.1～0.2米，裂隙面多张开，见泥质、方解石及岩屑充填。按国标GB50287－99附录，坝基及坝肩岩体工程地质分类（弱风化岩体）属Ⅱ～Ⅲ类岩体中的AⅡ～AⅢ类岩体,据取样试验结合已建工程类比，坝基岩体的物理力学性质特性建议值如表3.4。

3.4.3　坝基与坝肩的稳定与变形问题

坝址河谷两岸坝肩基本对称，组成坝基河床段及坝肩岩体属坚硬砂质板岩，坝址无断层通过，节理裂隙多具高倾角状，坝基岩体完整，呈中厚层状，结构面不发育，间距大于1米，所见裂隙面多闭合，无充填，坝基节理裂隙不发育；坝体岩体的允许承载力在2.0Mpa以上，可满足修建低水头砼挡水建筑物的承载力要求，坝基稳定。

右岸岸坡为强风化岩质边坡，岩层走向北85°东，倾向北西，倾角82°，下部为第四系全新统冲积层（Q4a1），具二元结构，厚度为2.00-3.50米不等，右坝肩稳定。

左岸岸坡为残坡积物（Q4el+dl）堆积边坡，自然边坡坡角较陡，岩层倾向北西，倾角82°，坡积物厚度为3.50-5.00米不等，下部为强风化板岩，厚度为2.00-3.00不等，底部为中等风化至新鲜基岩。左坝肩已查明的三组主要节理裂隙：一组倾向基本平行岸坡，倾角40°，两组与岩层产状垂直，倾角均在70°以上。左坝肩坡积物不稳定，开挖后易产生边坡坍塌，但岩层整体稳定。

3.4.3　坝基坝肩渗漏及防渗处理

坝基岩体较完整，坝肩岩体节理裂隙较发育，坝基及坝肩上部岩体均分布有中等透水层，需对坝基及坝肩进行防渗处理。据钻孔压（注）水试验了解，坝基中等透水带下限位于建基面以下3.0-5.0m范围，弱透水带厚度8.0～10.0m，建议低坝坝基防渗标准采用中等透水带下限,即小于10Lu值,为此坝址段防渗帷幕底部高程为167.00～169.00m，由于两岸坝肩初步测定地下水位均低于正常蓄水位180.0m,坝肩存在绕坝渗漏。坝肩两侧中等透水带下限位于建基面以下5.0～8.0m范围，弱透水带厚度5.0～10.0m，建议低坝坝肩防渗标准采用中等透水带下限,即小于10Lu值,为此两坝肩段防渗帷幕深度为5.0～10.0米。建议开挖坡比：坡积层为1：2 ，强风化岩体为1：0.75，弱风化岩体为1:0.3，微至新鲜岩体为1:0.2。

3.4.4　坝下游基岩抗冲刷评价

坝址区河床部位上覆层厚1.0—1.5m的砂卵石层，下伏前震旦系砂质板岩。岩体较完整，节理裂隙不发育，岩石饱和抗压强度高，软化系数较小，抗冲刷能力高，建议冲刷系数K值取1.0,允许抗冲刷流速（水深≥3m），取5.5.0-6.5m/s。

3.5 其他建筑物工程地质条件评价

3.5.1　洞线工程地质条件及评价

洞线长960米，隧洞进口高程为175.0m，进口围岩基本稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块，围岩类别为Ⅲ～Ⅳ类，根据探槽查明隧洞进口覆盖层厚5.0～7.0m，覆盖层为含砾粘土，硬塑，下伏强风化粉砂质板岩，强风化厚度达2.50～3.00m；隧洞出口50米岩层为中等风化的砂质板岩，节理裂隙发育，围岩为Ⅱ～Ⅲ类，围岩稳定。洞身围岩为Ⅱ类，围岩稳定。

洞线进出口围岩基本稳定，隧洞进出口均挖至弱风化砂质板岩，岩石坚硬，完整性较好，但节理裂隙较发育，需采取适当支撑，支撑长度进出口各20～30米，并建议采取钢筋砼支护，在顶拱采用充填灌浆处理。隧洞中间段除局部裂隙发育段需衬砌外，其他段均不需衬砌处理。砂质板岩属坚硬岩类，岩体抗风化能力强，隧洞岩石与坝体岩石物理力学性能及岩石物理风化程度相似，根据《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55—2005）附录A，故建议隧洞岩石物理力学性能指标参照表3“各类围岩主要物理参数建议值”。

表3 各类围岩主要物理参数建议值

围岩类别	密度 γ (g/cm3)	内摩擦角 φ (°)	凝聚力 c (Mpa)	变形模量 E (Gpa)	泊松比 μ	单位弹性抗力系数 K0 (Mpa/cm)	位 置
Ⅱ	2.70	42	2.50	15.00	0.20	17.00	隧洞中间段
Ⅲ	2.45	37	1.0	7.00	0.25	8.00	进出口20m
Ⅳ	2.25	32	0.25	2.50	0.30	2.50	进口段10m

3.5.2　压力管道基础工程地质条件评价

压力管道地基为弱风化砂质板岩，岩石坚硬，完整性较好，节理裂隙较发育，倾角较陡，砂质板岩属坚硬岩类，岩体抗风化能力强，岩体的允许承载力在2.0Mpa以上，可满足建筑物的承载力要求。压力管基岩石与坝体岩石物理力学性能及岩石物理风化程度相似，故建议压力管基岩石物理力学性能指标参照坝址岩石物理力学性质试验成果。

3.5.3 发电场址的比选及工程地质条件评价

发电厂址选择在XX库尾人行桥上游10米，厂址出露地层为前震旦系砂质板岩。

发电厂址基岩裸露，出露地层均为弱风化-微风化砂质板岩，岩性坚硬，物理力学性能较好，岩体的允许承载力在2.0Mpa以上，均能够满足发电厂房地基承载力要求。厂房区开挖建议坡比：弱风化至微风化岩体1:0.3。

3.6 天然建筑材料

本阶段对天然建筑材料进行了普查：

3.6.1　块石料

初选厂址上游左岸料场（建议采用厂房及隧洞出口段开挖块石作为用料），料场位于坝址下游2000米，岩性为砂质板岩，岩质坚硬、抗风化强，物理力学性能较好，开采方便，运距短，储量丰富，可满足工程用料需要。

工程施工料场砂质板岩属坚硬岩类，岩体抗风化能力强，其物理力学性能及岩石物理风化程度相同，故建议坝址附近块石料场物理力学性能指标参照坝址岩石物理力学性质试验成果。

3.6.2　砂卵料

砂卵石料坝区附近缺乏，建议用块石人工轧制或外购。

3.6.3　土料

料场位于坝址上游0.2公里右侧水田，储量丰富，可满足工程用料需要。

以上天然建筑材料质量均满足建坝要求，储蓄丰富，可满足工程用料要求。

3.7　结　论

3.7.1 XX水电站位于“XX山字型”南，XX台背斜中段的“XX凹陷带”，处于XX山北东向构造的复合部位。地形地貌上属构造剥蚀中低山区，本区地震烈度为6度，地震动峰值加速度等于0.05g，可不进行抗震设防。

3.7.2本水库系由低坝挡水形成，组成库缘与库区地层为前震旦系砂质板岩。岩层透水性小，库缘山体雄厚而稳定，植被良好，水库两岸为中低山环绕,分水岭宽厚,地形地质封闭条件好,水库无渗漏、塌岸，浸没与固体迳流之虑。

3.7.3坝址地层岩性为前震旦系砂质板岩，地质构造比较简单，岩性坚硬，物理力学性能较好，风化带不厚，第四系覆盖层薄，岩性差异不大,构造简单,无大的不良地质现象。坝基岩体为Ⅱ-Ⅲ类岩体中的AⅡ～AⅢ类岩体,具中厚层块状结构,软弱结构面不发育,坝基及坝肩整体抗滑稳定条件较好。

坝基岩体总体透水性较小,建议防渗帷幕穿过强风化带进入弱风化带，左右坝肩地下水位均低于正常蓄水位, 坝肩存在绕坝渗漏。建议对坝肩进行帷幕灌浆防渗处理。

3.7.4大坝泄洪冲刷区须进行抗冲刷处理，岩体处理深度宜进入弱至微风化带。

3.7.5地下水及河水对混凝土结构无碳酸性侵蚀，对钢结构具弱腐蚀。

3.7.6区内天然建筑材料，砂卵石料坝区附近缺乏，建议用块石人工轧制或外购。块石、土料均较丰富，质量和数量均可满足本工程需要，开采容易，运距近，交通方便，是本工程建筑的有利条件。

4 工程任务和规模

4.1　社会经济概况及负荷预测

4.1.1地区经济概况
　　XX县位于XX省西北部，居XX山脉和XX山脉之间：东经113°57′～114°56′、北纬28°47′～29°22′。东邻XX、XX，南抵XX、XX、XX，西连XX，XX通城，北毗XXXX、XX。东西长85km，南北宽67km，总面积4503.72km2。南北有XX、XX河主干流自腹地西偏南向东偏北贯穿全境。全县最高海拔为1716.5m，最低75m，相对最大高差1641.5m。

由于受亚热带湿润季风气候的影响，境内四季分明，春秋短、夏冬长，年平均气温16.5℃，极端最高气温44.9℃，极端最低气温－11.6℃。年平均降雨量1577mm，上半年降雨多，一般占全年70%， 下半年降雨较少。

XX县耕地57.32万亩，山地508.67万亩，道路、村庄、房屋等20.84万亩，难以开发的裸露岩山、高山、草甸、河滩、沙洲67.18万亩。

XX历史悠久，名人辈出。商代为艾候国，宋时称分宁县，国史上有上望之称。是北宋著名诗人、书法家黄庭坚故乡，清末爱国诗人陈散原桑梓，是中国佛教黄龙宗的发祥地，也是秋收起义的主要发源地和湘鄂赣革命根据地，在中国革命史上占有非常重要的地位。

XX县辖36个乡镇，449个行政村，5531个村民小组，187122户，774272人，其中农业户148421户，人口671705人。

建国以后，特别是改革开放以来，XX县经济和社会发展获得长足进步。至“十五”期末，全县实现国内生产总值为28.9亿元，年均递增14.8%，其中第一产业91011万元，年均递增6.05%;第二产业91590万元，年均递增25.31%；第三产业107242万元，年均递增15.15%。实现工农业总产值43.65亿元，年均递增22.9%；农业总产值12.45亿元，年均递增10.5%。实现财政收入2.266亿元，年均递增26.1%。农民人均纯收入1825元。城乡建设日新月异，宁红茶、神茶、丝绸、耐热瓷、贡砚等一大批名优产品在国内外市场享有一定声誉。

但是，XX县是一个山区大县、国定贫困县，也是个农业大县，农业结构要加大调整力度，工业在三项产业中比重还很低，XX县《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》为加速提升经济总量，将水电作为主攻工业的五大支柱产业。目前，XX县城乡居民以电代柴，以电代煤的用户还不多，其它用电市场还可进一步开拓。

4.1.2小水电资源概况及开发现状

本县地处XX上游，属山地、丘陵地区，区域内雨量充沛，多年平均降雨量1577毫米。县内河流众多，以XX为主流，至河口三都以上流域面积5551平方公里，流域面积在100平方公里以上的支流12条，流域面积在30～100平方公里的河流有25条。山区地貌加上丰沛的降雨，形成了XX丰富的水电资源。根据调查计算，全县水能资源理论蕴藏量达39万千瓦，可开发量20万千瓦（见表），尤其是XX

干流、XX水、XX水、XX水、XX水等5条水系的水能资源最为丰富。截至2004年底，全县境内共建成电104座，装机147468万千瓦。年均发电量40997万kw.h，(其中省属XX电站、XX电站计装机10万千瓦，年均发电量24340万千瓦时；县属小水电站计装机47468万千瓦，，基准年发电量16657万千瓦时)。占可开发量的74.2%。

4.1.3供电现状

电力作为社会和经济发展的最基本能源之一，长期以来因供应严重短缺而成为制约我县经济和社会发展的一大“瓶颈”，八十年代后期针对电力供应不足国家出台鼓励多家办电的政策措施，我县电源和电网建设速度大大加快，发电装机容量和发电增长令人瞩目，随着XX县城乡经济和社会产业结构的变化，城区建设扩张，电力负荷迅速增长；近几年“两改一同价”的施实使得电力市场内的电力、电量也始终保持着快速增长势头。

2004年，XX县电网用电量31043×104kWh（其中抱电发电11500×104kWh ，东电发电4422×104kWh，吸XX电网15121×104kWh），最大负荷45MW，比上年分别增长 17.21%，21.62%。XX县“八五”、“九五”和“十五”初期，负荷增长率和电量增长率始终不变。人均用电量、人均最高负荷是反映县城用电水平的一个重要指标，XX县电网2004年人均用电量、人均最高负荷分别为401kWh/人、 581 W/人，与全国范围内其他县城相比处于相对较低水平，从一个侧面反映出了XX县电力市场还有较大的发展空间。

从“八五”开始，XX县经济进入产业结构调整期，各行业用电情况也随着产业结构的调整而发生了变化。2004年间XX县在用电量构成方面，第一产业用电量（15056×104kWh）、第二产业用电量（3880×104kWh）、第三产业用电量（931×104kWh，比重分别保持在48.50%、12.50%、3.00%，平均增长率均为13.18%；居民生活用电量比重在36%，仍有很大的发展空间，这与XX县国民经济的发展是一致的。

4.1.4　用电需求预测

根据XX县总体发展规划以及“十一五”、“十二五”、远景国民经济发展规划，对XX县国民经济发展指标进行了预测。

4.2　XX水流域开发现状及流域规划情况

4.2.1开发现状

XX水是XX的主要支流之一，主河道全长63.3km，落差910m，流域水能理论蕴藏量2.21万千瓦，由于流域地处边远贫困山区，经济落后，水电开发程度较低，目前全流域开发建设的电站有XX等14座电站（见表），总计已开发电站装机容量6175千瓦。仅占本流域水能理论蕴藏量的35.79%。开发利用程度较低，XX水流域尚有较大的开发潜力。XX支流和XX支流在XX汇合后形成XX水干流，干流目前仅开发XX、XX和XX等3座电站。

4.2.2 流域规划情况

XX水于1990年由XX市水利水电规划设计院进行了流域规划，并提交了《XX流域XX水规划报告》。因本流域水能资源较丰富，开发条件较好，确定本流域的开发分针为：以梯级开发水能为主，同时兼顾灌溉、防洪、水土流失治理等综合效益。

XX市水利水电规划设计院在规划报告中推荐如下开发方案，XX215—XX168m—XX段152m+引水渠—XX铺126m。

规划中的XX电站为一蓄水电站，该水电枢纽集雨面积252.75km2，设计最大坝高59.5m，总库容6527×104m3,装机容量5000kw，年发电量1986万kw.h。水库淹没涉及XX乡和XX镇的5个行政村，当时规划共需迁移人口中1033人，淹没耕地1370亩，茶园120亩，拆迁房屋2万平方米，淹没出境公路12km，县乡公路9.2km，通讯线路21.1km，高压输电线路7.2km，1990年预算静态总投资3500万元。

近年来，随着我县县域经济快速发展，水库淹没实物指标较1990年淹没调查数将有较大的增长，按国家新的补偿标准初步估算淹没补偿将新增二千多万元，再计入物价上涨指数，电站投资将达近7000万元，单位千瓦投资和单位电能投资都较高，财务分析不可行，开发价值不大。

为了发展山区经济，加快水电建设步伐，我所对XX水XX以上河段，开发方案进行初步规划，提出了改一级开发方案为梯级开发方案，即有童家（装机300kw）、XX（装机800kw）、油滩（装机400kw）、XX（装机400kw）、XX（装机1500kw）五级开发方案、累计装机3400kw，年发电量约1300万kw·h。

梯级开发方案和一级开发方案比较，损失水力资源1600kw，但大大减少了淹没损失，不淹公路不移民，耕地淹没减少至37亩，避开了移民安置这一艰巨的工作，同时各个梯级的经济指标均较优，因此地方政府要求改一级开发为梯级开发。

4.3　总体建站方案

XX支流和XX支流在付家坪汇合后形成XX水干流，XX电站是XX水干流上的第一级电站，其下游有已建成发电的XX电站，该站正常水位为165.47m，故XX电站尾水位定为165.47m。上游水位经实地踏勘，以不浸没付家坪大片田地和房屋为控制高程，确定正常高水位为180.0 m，180.0m以上水能资源由上级XX电站（XX水）和XX电站（XX水）开发利用。

经实地踏勘XX电站可供选择的有上、下两个坝线，两坝线相距550m。两坝线均为隧洞引水至XX库尾同一厂址发电。经第5章坝线比较，推荐采用下坝线，在冷水坑附近拦河筑坝，溢流坝顶高程177.5m，溢流坝顶设置橡胶坝抬高水头2.5m，正常高水位180.0m。在大坝右坝肩上游20m处打一隧洞，洞长931m，引水至XX电站库尾发电。

4.4　水利和水能计算

4.4.1径流统计计算

通过前述论证分析，已确定选用先锋站作为参证站推求本电站径流资料，因本电站属日调节电站，故采用先锋站历年逐日径流资料推求XX水电站日平均流量资料。

对先锋站1957-2002年共46年逐日平均径流资料从大到小进行统计分析，其统计成果如下表，将先锋站统计成果通过面积相关法推求得到XX水电站逐日平均径流统计资料。

经统计先锋水文站多年平均径流得935mm，由此可计算出XX水电站多年流量：

Q多年＝7.5m3/s

4.4.2正常高水位的确定

XX电站上游XX支流出口处建有XX电站，实测XX电站发电尾水

位180.05m，XX电站正常高水位不能超过XX电站尾水位180.05m，另XX电站上游付家坪居民较集中，正常高水位过高对附近居民会产生一定影响。

因筑坝形成水库后库容不大，仅具有不完全日调节性能，故正常高水位比较电能计算以径流式电站进行计算，影响正常高水位选择的主要因素是年发电量，大坝造价及库区淹没等通过综合比选确定。

4.4.3防洪特征水位及水库调度原则

4.4.3.1厂房防洪特征水位

XX电站厂房位置无实测水位资料，但下游XX电站泄洪有洪水水位与流量关系资料。因此，厂房防洪水位采用XX电站泄洪水位。依此，可建立本站厂房下游水位Z～流量Q关系曲线。

4.4.3.2水库防洪调度原则

水库为河道型，库水位未出原河槽，溢流由橡胶坝控制，一旦来水量超过引用流量，开启排砂兼辅助泄洪闸泄洪，如仍不能满足要求，则塌坝泄洪。当二年一遇来水时坝前水位仅为 179.42m，比正常蓄水位低0.58m。因橡胶坝坝顶溢流按规范不得超过0.3m，因此，水库防洪调度和橡胶坝正常运行调度相一致。

4.4.3.3死水位的确定

发电时水位越低，则电站日调节性能越好，但年发电量则有所减少，现我县小水电网已与华东电网联网。本电站规模较小不具备调峰功能，确定发电时水位为179.0m ，消落深度1.0m。因本站装有三台500kw发电机组，运行灵活方便，实际运行中可尽量将发电死水位提高，以便增加发电量。

4.4.3.4装机容量的确定

通过水工建筑物设计与布置，经计算引水建筑物沿程和局部水头损失0.88m（二台机组满发情况）。再由流量统计资料及XX电站坝顶水位一流量关系可得不同保证率流量情况下的出力。

本电站为上网电站，从近几年的供电情况来看全县缺电现象较为严重，在大网大量返供的情况下，仍不能满足用电要求，且经常出现限电现象，故本电站装机容量不取决于县电网上的电力量平衡情况，主要决定于水能计算成果及机组选型。

引水遂洞因施工机械需要最小断面为b×h=4×3.5m ,故三个装机方案均选用相同的过水断面，隧洞造价相同。经比选，选定3×500kw装机方案。该方案具有：①发电运行较灵活，能较好的适应径流式电站流量的变化，使机组保持高效率运行；②水能资源利用较为充分；③参比项目单位电能投资最低。经计算，多年平均年发电量为453×104kwh。

4.5　水库淹没及占用

为减少淹没损失，浆砌块石挡水坝顶设置橡胶坝，洪水期间塌坝运行，二年一遇洪水坝前水位仅179.42m，比正常蓄水位低0.58m。土地征用以正常高水位加0.5m超高确定淹没范围，淹没实物指标如下：

水　田：26亩　　　　　　

旱　地：4亩

土木结构房屋：480m2

淹没占用及拆迁补偿已在当地政府协调下同有关村组及群众签订了征地补偿协议。

目　录

1 综合说明及结论

1.1　概述

1.2　自然条件

1.3　工程任务和规模

1.4　工程布置及建筑物

1.5　机电及金属结构

1.6　消防

1.7　施工

1.8　水库淹没

1.9　工程估算

1.10　经济评价

2　水文气象

2.1　流域概况

2.2　气象

2.3　径流

2.4　设计洪水

2.5　泥沙及其它

3　工程地质

3.1 绪言

3.2 水库区工程地质条件

3.3 坝址工程地质条件

3.4 坝址的主要工程地质问题及评价

3.5 其他建筑物工程地质条件评价

3.6 天然建筑材料

3.7　 结　论

4 工程任务和规模

4.1　社会经济概况及负荷预测

4.2　XX水流域开发现状及流域规划情况

4.3　总体建站方案

4.4　水利和水能计算

4.5　水库淹没及占用

5 工程选址、工程总布置及主要建筑物

5.1 设计依据

5.2 工程等别和标准

5.3 坝址（坝线）选择

5.4 工程布置和挡水建筑物型式

5.5 主要建筑物

6 水力机械、电工及金属结构

6.1　水力机械及附属设备

6.2 辅助机械设备

6.3　水电站与电力系统的连接

6.4　电气主接线

6.5　主要电气设备

6.6 消防及其它

6.7 金属结构

7 施工组织设计

7.1 施工条件

7.2 施工导流

7.3 施工任务及施工总进度

8 水库淹没处理及工程永久占地

8.1 水库淹没处理范围

8.2 水库淹没损失

8.3 淹没征用补偿规则及移民安置

9 环境保护与水土保持设计、工程管理

9.1 工程环境保护设计

9.2 水土保持

9.3 环保及水土保持投资

9.4 工程管理

10 工程概算

10.1 编制说明

10.2 概算表

11　经济评价

11.1 概述

11.2 国民经济评价

11.3　财务评价