1、茶乙灣一級（歇涼坪）水電站綜合說明第一章 綜合說明1.1概述 茶乙灣一級（歇涼坪）水電站位于零陵區(qū)富家橋鎮(zhèn)寒婆坳村境內(nèi)，距零陵城區(qū)36km，地理坐標為東經(jīng)111030，北緯25048。 零陵區(qū)位于永州市北部，地處北緯24039至26051，東經(jīng)111006至111021之間。其地勢是三山圍夾兩盆地，呈現(xiàn)向東傾斜的“山”字地貌總輪廓。據(jù)2004年末資料統(tǒng)計，零陵區(qū)轄8個鎮(zhèn)，4個鄉(xiāng)，4個居民委員會，5個國營農(nóng)林場，土地總面積1959km2，耕地面積3.33萬公頃，其中水田占90.7%。現(xiàn)有人口56.39萬人。國內(nèi)生產(chǎn)總值40.41億元（當年價格）。改革開放以來，工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，特別是區(qū)內(nèi)錳礦開采

2、冶煉歷史悠久，對電力的需求增長迅猛。但區(qū)內(nèi)缺油少煤，能源工業(yè)薄弱，而全區(qū)水利資源十分豐富。據(jù)此，區(qū)委、區(qū)政府將大力開發(fā)小水電作為全區(qū)招商引資的重點。賢水流域中游河段自羅布江（雙牌縣與零陵區(qū)交界處，海拔高程240.72m）至何仙觀段（高車頭村引水壩壩頂高程147.521m），沿河兩岸山高嶺峻。谷深河窄，水急灘多，左右納入大小支流九條，呈狹窄多彎曲河道，落差相當集中，水能資源豐富且開發(fā)條件好。目前當?shù)厝杂兴膫€行政村不通公路，兩個行政村不通電，而當?shù)刂衲举Y源極為豐富，路、電不通極大地制約了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，至今脫不了貧。為此，零陵區(qū)委、區(qū)政府將大力開發(fā)該河段水能資源，作為加快當?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)促進經(jīng)濟發(fā)

3、展的頭等大事。本次設(shè)計應(yīng)永州市鐘野水電投資有限公司委托在茶乙灣一、二級水電站可行性研究報告的基礎(chǔ)上進行初步設(shè)計。本次初設(shè)所完成的茶乙灣一級（歇涼坪）水電站為賢水中游河段梯級開發(fā)第一級電站。電站引水壩控制流域集雨面積為226.85km2，約為賢水全流域（475km2）的一半。該電站為引水式電站，裝機容量為31250kw。1.2水文氣象1.2.1氣候 賢水流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)性氣候區(qū)，總的氣候特征是：氣候溫和、四季分明、嚴冬期短、夏熱期長、春夏多雨、夏秋多旱、光熱充足、無霜期長等氣候特點。 根據(jù)零陵氣象站40年氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫17.7，極端最高氣溫43.7（1951年8月7日），極端最低

4、氣溫-7.0（1969年2月1和1977年1月30日），歷年平均相對濕度78%，最小相對濕度10%（1971年10月11日）歷年平均風(fēng)速3.3m/s，最大瞬時風(fēng)速25.9m/s（1973年6月15日），多年平均蒸發(fā)量1390.5mm，多年平均無霜期292天，冰凍降雪期較少。1.2.2徑流 賢水流域范圍內(nèi)有何仙觀專用水文站，設(shè)立于1979年10月，為原何仙觀壩址設(shè)計專用站，測驗項目：水位，流量，降雨量，何仙觀壩址及廠房對比觀測，何仙觀水文站觀測至1992年底。賢水流域及鄰近流域各測站資料情況如表1-1。表1-1 賢水及其鄰近流域水文測站基本情況表流域名稱測站名稱觀測內(nèi)容集水面積(km2）實測系列

5、年限采用系列年限多年平均值（m3/s)愚溪板栗壩雨量站P1959今石期大慶坪雨量站P1967今瀟水雙牌水文站Q105991960今賢水何仙觀水文站Q292198019929.56宜水豪福水文站Q4311959今1959200111.30司仙坳雨量站P1963今 本次計算時利用何仙觀水文站1980至1992年實測資料與豪福站點繪月徑相關(guān)圖，發(fā)現(xiàn)何仙觀豪福站的相關(guān)關(guān)系較好，相關(guān)性系數(shù)為0.85。故采用豪福站做參證站建立何仙觀豪福站月徑流相關(guān)關(guān)系，延長何仙觀的徑流系列，作為本次計算的設(shè)計依據(jù)。同時采用水文比擬法，將何徑流系列移至設(shè)計流域，移置時采用集雨面積修正，經(jīng)計算，茶乙灣一級（歇涼坪）水電站壩址

6、以上流域多年平均流量為7.75m3/s1.2.3流沙該電站位于賢水流域中游，植被覆蓋率達60以上，人類活動少，水土流失不嚴重，水流清透，含沙量較少，汛期由于河流坡降陡，汛期暴雨集中，雨量較大，洪水峰高量大，常沖蝕溝谷，挾帶泥沙入河，水體含沙量較多。本流域無泥沙觀測資料，但在流域上游瀟水河上道縣水文站有1959至今的長系列逐日泥砂實測資料。利用道縣站資料推算本流域多年平均侵蝕模數(shù)為102.3t/km2，年平均輸沙量為2.32104t，年平均輸沙率為0.74kg/s，多年平均含沙量0.095kg/m3。1.2.4洪水賢水流域洪水系由暴雨形成，36月主要以氣旋雨和對流雨為主，79月主要以地形和臺風(fēng)雨

7、為主，由歷年暴雨資料統(tǒng)計，洪水多發(fā)和在48月，尤以56月最頻繁，由于流域內(nèi)河流陡峻，洪水峰值高，單峰瘦尖狀，呈陡漲陡落，一般洪水歷時為一天左右。賢水流域無實測洪水系列資料，本次設(shè)計依據(jù)湖南省暴雨洪水查算手冊由設(shè)計暴雨計算設(shè)計洪水。經(jīng)計算樞紐工程種種頻率洪峰流量如表1-2表1-2 茶乙灣一級（歇涼坪）水電站洪水計算成果表工程名稱集雨面積（km2）頻率（%）洪峰流量（m3/s）水位(m）備注壩址226.853.33830.0238.90設(shè)計洪水0.51175.0239.93校核洪水廠房234.975768.4205.41設(shè)計洪水2964.6207.15校核洪水1.3地質(zhì)賢水流域茶乙灣一級（歇涼坪）

8、水電站河流兩岸山坡陡峻，地形對稱，山頂高程600800m，山坡坡角30450，屬侵蝕剝蝕型中低山區(qū)。區(qū)內(nèi)出露地層主要陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板裝狀頁巖，泥盆系中統(tǒng)跳馬澗石英砂巖，粉砂巖，第四系松散堆積物零星分布。壩址處河床砂卵石層厚13.0m不等，兩岸基巖裸露，河床寬約30m，河床底部較平坦，中間有一洲子，寬58m。壩基巖層為陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板狀頁巖，巖層傾向右岸偏上游，傾角40500.壩址附近未見大的區(qū)域斷裂構(gòu)造通過，巖體完整性好，僅在壩址左岸約215m高程處發(fā)現(xiàn)一順層面發(fā)育的小斷層，斷層帶寬1020厘米，膠結(jié)度較好。左岸基巖以這一小斷層為分界線，斷層以下為堅硬完整的淺變質(zhì)石英砂

9、巖，斷層以上為較破碎的巖石。引水隧洞進出口山坡較陡峻，自然坡角均大于400；巖層為陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板狀頁巖，巖石致密堅硬。沿線無區(qū)域性斷層穿過，隧洞兩側(cè)200m范圍內(nèi)也無區(qū)域性斷層，但沿線小構(gòu)造較發(fā)育，節(jié)理，裂隙也較發(fā)育，裂隙較發(fā)育地段需做好襯砌工作。成洞工程地質(zhì)條件良好。廠房區(qū)地表覆蓋層厚24m，下伏基巖為 陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板狀頁巖，巖石致密堅硬，強風(fēng)化巖層厚35m。巖層傾向與向交角大于600，傾角35400.廠房區(qū)200m范圍內(nèi)無區(qū)域斷層通過；廠房地基及邊坡穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件良好。1.水利動能賢水流域中游河段自羅布江（雙牌縣與零陵區(qū)交界處，海拔高程240.7.182m）

10、至何仙觀段（高車頭村引水壩壩頂高程147.521m），沿河兩岸山高嶺峻，谷深河窄，水急灘多，左右納入大小支流九條，呈狹窄多彎曲河道，落差相當集中，水能資源豐富且開發(fā)條件好。茶乙灣一級（歇涼坪）電站為賢水中游河段第一級開發(fā)電站。茶乙灣一級（歇涼坪）節(jié)能降耗的正常水位的選擇，充分考慮正常水位時上游稻田淹沒和與上游何家洞電站水位銜接，確定為240.70m。廠房尾水位確定為205.0m。電站裝機容量經(jīng)多方案比較確定裝機31250kw。多年平均發(fā)電量為1702.26萬kwh，年利用小時4276.33h。1.5工程建筑物大壩：C15小石子漿砌塊石拱壩，壩頂高程242.50m，最大壩高37.50m，壩頂中心

11、線長120.60m，壩頂寬度3.00m，壩底寬32m。大壩采用溢洪道溢流，溢洪道進口凈寬56.0m，堰頂高程為240.50m。溢洪道自溢洪，流入何仙觀水庫大壩庫區(qū)內(nèi)。隧洞：全長560m，為圓型有壓隧洞，設(shè)計引水流量Q13.5m3/s，洞徑為3.5m，進出口均采用20厘米厚C20徑襯砌50m，隧洞進口底板高程為237.7m，坡降1/1000，出口底板高程為237.2m。廠房：主廠房全長35.18m，機組間距考慮機組全長和抽發(fā)電機轉(zhuǎn)子的需要，定為9.00m。機房屏布置在發(fā)電機下游側(cè)，主廠房寬度考慮設(shè)備布置和檢修通道，定為11.78m。安裝場布置在主廠房的右側(cè)，與發(fā)電機層同高程，為206.20m，有

12、進三公路直通安裝場。副廠房布置在主廠房的下游側(cè)，與主廠房同長，為35.18m,與發(fā)電機層同高程，為206.20m.廠內(nèi)選用一臺10t電動單梁橋式起重機，跨度10.0m。 主變及開關(guān)站：布置在主廠房下游側(cè)，長 寬為30m20m。1.6 機電、金結(jié)1.6.0電氣設(shè)計 電氣主接線經(jīng)兩個方案比較后，選用可靠性高且接線簡單的方案，即主變低壓6.3kv側(cè)兩臺發(fā)電機采用擴大單元接線，一臺發(fā)電機采用單元接線，主變35kv高壓側(cè)采用單母一接線，出線一回送至水口山35kv變電站。1.6.2要機電設(shè)備型號、水輪機 HLA551WJ71 H34.8m Qr4.5m3/s、發(fā)電機 SFW1250-8/1730 出口電壓

13、6300V nr750rmin、調(diào)速器 YWT1000、勵磁裝置 TKL31、主變型號 S9400035、S92000351.6.3金屬結(jié)構(gòu)表 金屬結(jié)構(gòu)主要設(shè)備匯總表名稱孔口尺寸（cm）扇數(shù)閘門型式重量（t）啟閉機型式容量（t）放空底孔鋼管制安=804（根）18底孔蝶閥=804臺隧洞進水閘3003001平板鋼閘門8.02手電動20尾水閘4003001鑄鐵閘門9.2手電動15壓力鋼管=20021.61.7消防主變壓器聲設(shè)置室外地上式消火栓一個，型號為SS10-1.6，變壓器消防設(shè)置MFB-2型干粉滅火器兩臺。主廠房設(shè)置室內(nèi)消火栓兩個。1.8施工本電站對外交通只有公路運輸，水庫壩址，廠址公路都較方

14、便，新建簡易公路直通施工現(xiàn)場。施工材料用當?shù)亟ú膲K石，卵礫石和砂，儲備量豐富，可根據(jù)需要就近開采。施工導(dǎo)流：大壩分期施工，大壩右岸先期施工，利用左邊河道導(dǎo)流，等左岸上升到一定高程后，利用放穿底孔導(dǎo)流。本工程施工工期為20個月，投入勞動工日62730個?？偛牧嫌昧咳绫?表1-4 主要材料用量編號工程名稱單位數(shù)量編號工程名稱單位數(shù)量1水泥t4431.515河砂m310102.942鋼筋t53.976碎石m38919.953炸藥t10.507塊石m322815.094勞動工日工日62742.858木材m3405.451.9水庫淹沒處理及工程永久占地本工程有處引水壩，引水隧洞0.50km，廠房35.1

15、817.6，工程永久性占地約435畝，且均為山地，淹沒耕地30.0畝，林地405.2畝。按水電開發(fā)政策規(guī)定，給予適當補貼即可。1.10環(huán)境保護本工程施工階段對當?shù)丨h(huán)境污染少，隧洞開挖的廢渣少，只有廠房開挖土方方量大，余土必需外運，處理要加強管理，盡力減少對植被的損害，護坡采用草皮護坡，并對損壞的植被實施綠化。1.11工程管理本電站為股份制電站，管理機構(gòu)設(shè)電站管理所，初定人員10人，建房240m2左右，制定科學(xué)的調(diào)度規(guī)程和管理制度，實行科學(xué)管理。1.11工程投資1.11.1基本依據(jù)（1）定額：建筑工程執(zhí)行省水利水電廳湘水電農(nóng)水字（1992）第10號文湖南省水利水電建筑工程預(yù)算定額擴大5作概算，缺

16、項部分套用1999年湖南省建筑工程單位估價表，機電設(shè)備和金屬安裝工程執(zhí)行水利建（1993）63號文水利水電設(shè)備安裝工程概算定額，機械臺班費執(zhí)行原能源部，水利部能源水規(guī)（1991）1272號文水利水電施工機械臺班費定額，其中第一類費用調(diào)整系數(shù)為1.7432。（2）費用標準：費用標準執(zhí)行省水利水建字（1998）五號文湖南省水利水電工程設(shè)計概算編制辦法及費用標準。1.11.2工程投資工程靜態(tài)總投資：3583.21萬元，其中基本預(yù)備費：218.6萬元。1.12工程效益及經(jīng)濟評價本工程計劃于2015年9月動工，2017年4月竣工，施工期為20個月，本次設(shè)計依據(jù)小水電建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)程進行經(jīng)濟分析。該電

17、站多年平均發(fā)電量為1702.26萬kwh，上網(wǎng)電量為1580.77萬kwh，上網(wǎng)電價采用綜合電價為0.36元kwh，則售電收入為569.08萬元。1.12.1財務(wù)指標財務(wù)基準收益率按10%，在計算期（21年）內(nèi)，財務(wù)凈現(xiàn)值為1350.05萬元，財務(wù)內(nèi)部收益率為17.37%，投資利潤率為14.61%，貸款償還期為5.92年，投資回收年限為5.84年（不含建設(shè)期）。因此，該電站工程財務(wù)上可行。1.12.2 經(jīng)濟指標該電站影子電價為0.390元/kwh，社會折現(xiàn)率為12%，在經(jīng)濟計算期（21年）內(nèi)，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為1598.62萬元，經(jīng)濟內(nèi)部收益率為22.31%，投資回收年限為4.68年（不含建設(shè)期）。

18、因此，該電站工程經(jīng)濟指標較好，經(jīng)濟上可行。1.12.3 敏感性分析通過對該電站經(jīng)濟投資和效益在 20%變化范圍內(nèi)作經(jīng)濟敏感性分析可知：當投資及效益在 20%范圍內(nèi)變化時，其凈現(xiàn)值均大于零，經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于社會折現(xiàn)率，可見該電站工程經(jīng)濟上具有一定的抗風(fēng)險能力。1.12.4 結(jié)論通過對該電站的財務(wù)分析和國發(fā)經(jīng)濟分析，財務(wù)指標較好 ，經(jīng)濟指標較優(yōu)，因此，財務(wù)上和國發(fā)經(jīng)濟上均可行。通過對該電站的投資和效益分別在 20%范圍內(nèi)進行財務(wù)和經(jīng)濟敏感性分析，結(jié)果表明該電站具有較強的抗風(fēng)險能力。附： 工程特性表序號及名稱單位數(shù)量備注一、水文1、流域面積 全流域km2475.00 茶乙灣一級（歇涼坪）電站壩址

19、km2226.85茶乙灣一級（歇涼坪）電站廠址km2234.972、利用水文系列年限年433、多年平均年徑流量億m32.444、代表性流量 多年平均流量m3/s7.75設(shè)計洪水流量壩址（P=3.33%）m3/s830.0校核洪水流量壩址（P=0.5%）m3/s1175.0設(shè)計洪水流量廠址（P=5%）m3/s768.4校核洪水流量廠址（P=2%）m3/s964.6序號及名稱單位數(shù)量備注二、檔水建筑水位校核洪水位m242.33設(shè)計洪水位m241.90正常水位m240.7三、工程效益裝機容量kw3750保證出力（P=85%）kw569.36多年平均年發(fā)電量104kwh1702.26年利用小時數(shù)h42

20、76.33四、移民損失及永久占地淹沒耕地畝20永久占地畝435五、主要建筑物1、擋水建筑物型式塊石混凝拱壩壩頂高程m242.00最大壩高m35壩頂長度m120.62、泄水建筑物型式寬頂堰堰頂高程m240.70溢流長度m56消能方式3、引水建筑物設(shè)計引用流量m3/s13.50最大引用流量m3/s13.80隧洞長度m565壓力管道型式鋼管序號及名稱單位數(shù)量備注主管長度m5主管內(nèi)徑mmD2000最大水頭m374、廠房主廠房尺寸（長寬高）m35.1811.789.3水輪機安裝高程m206.70序號及名稱單位數(shù)量備注發(fā)電機層地面高程m206.20 吊車梁頂高程m213.025、尾水渠長度；底寬m24;

21、4縱坡i，邊坡mI=1/1000,1:0.56、主要機電設(shè)備水輪機型號HLA551-WJ-71發(fā)電機型號SFW1600-8/1730調(diào)速器YWT-1000廠內(nèi)起重機形式電動單梁橋式跨度m10.0起重噸位t107、輸電線路電壓等級kv35回路數(shù)回1輸電距離km25.0六、主要金屬結(jié)構(gòu)1、引水口進水閘扇/t1/8.0220t啟閉機臺1 2、尾水檢修閘扇/t1/9.215啟閉器臺1序號及名稱單位數(shù)量備注七、施工1、主體工程數(shù)量明挖土方m317848明挖石方m37960洞挖石方m35433填筑土方m3砌紅磚m3290.4砌紅磚m3290.4漿砌石方m320741混凝土m38109金屬結(jié)構(gòu)t54.02、

22、主要建筑材料水泥t4431鋼筋t32.4鋼材t21.6木材m34053、施工導(dǎo)流型式簡排主要尺寸m4、施工占地m2100005、施工工期月20八、經(jīng)濟指標1、總投資萬元3801.812、靜態(tài)總投資萬元3583.21建筑工程萬元2615.48機電設(shè)備及安裝工程萬元694.14金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程萬元139.8輸電線路萬元28序號及名稱單位數(shù)量備注臨時工程萬元133.53征地補償費萬元210.80其它費用萬元177.47基本預(yù)備費萬元128.6建設(shè)期還貸利息萬元47.403、主要經(jīng)濟指標上網(wǎng)電價元/kwh0.35單位千瓦投資元/kw9600單位千瓦時投資元/kwh2.11發(fā)電成本萬元130.38

23、經(jīng)濟內(nèi)部收益率%22.31投資回收年限年4.41財務(wù)內(nèi)部收益率%17.37投資回收年限年5.57湖南通澤水電技術(shù)有限公司101茶乙灣一級（歇涼坪）水電站 水 文第二章 水文2.1流域概況 賢水流域發(fā)源于道縣與廣西全州交界的茍婆嶺，地理坐標為東經(jīng)111020111040，北緯2504526010之間，屬湘江瀟水一級支流，在零陵區(qū)富家橋匯入瀟水，全流域集雨面積為475km2。茶乙灣一級（歇涼坪）電站為賢水中游第一級開發(fā)電站。電站樞紐工程主要由引水壩、輸水隧洞和廠房組成。該工程為季調(diào)節(jié)庫電站，電站壩址以上控制流域集雨面積為226.85km，干流長度為36.38km，平均干流坡降為12.8。電站壩址以

24、上為高山狹谷區(qū)，竹木蔥郁，植被條件良好，河流坡降較陡，落差較為其中，產(chǎn)流量大，水能資源豐富。 流域內(nèi)河流陡峻，洪水峰值高，單峰瘦尖狀，呈陡漲陡落，一般洪水歷時為一天左右。2.2氣候條件 該流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)性氣候區(qū)，氣候溫和、四季分明、嚴冬期短、夏熱期長、春夏多雨、夏秋多旱、光熱充足、無霜期長等氣候特點。2.2.1降水本設(shè)計流域范圍內(nèi)有何仙觀水文站，設(shè)立于1979年10月，為原何仙觀壩址設(shè)計專用站，測驗項目：水位、流量、降雨量、何仙觀壩址及廠房水位對比觀測，何仙觀水文站測至1992年底。鄰近的宜水河流域上有豪福水文站和瀟水河上雙牌水文站，兩測站均具有長系列實測資料，根據(jù)雨量資料統(tǒng)計分析，該流

25、域年降水量在11002100mm之間，降水量年內(nèi)分配不均，多集中在49月，占全年降水總量的65%，尤以46月降水量為頻繁，暴雨歷時短，強度大。 該流域36月降雨主要以氣旋雨和對流雨為主，79月主要以地形雨和臺風(fēng)雨為主。本流域二面環(huán)山，地形強迫抬升氣流的作用，再加上森林密布，減少氣流運動速度，形成大量降水，且隨高程的增加而加大。2.2.2氣溫及其它氣象要素 根據(jù)零陵氣象站40年氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫17.70C，極端最高氣溫43.70C（1951年8月7日），極端最低氣溫-7.00C（1969年2月1日和1977年1月30日），歷年平均相對濕度78%，最小相對濕度10%（1971年10月11

26、日），歷年平均風(fēng)速3.3m /s，最大瞬時風(fēng)速5.9m/s（1973年6月15日），多年平均蒸發(fā)量1309.5mm，多年平均無霜期292天，冰凍降雪期較少。2.3水文計算2.3.1水文測驗 本設(shè)計流域范圍內(nèi)有何仙觀水文站，設(shè)立于1979年10月，為原何仙觀壩址設(shè)計專用站，測驗項目：水位、流量、降雨量、何仙觀壩址及廠房水位對比觀測，何仙觀水文站測至1992年底。賢水流域及鄰近流域各測站資料情況如表2-1.表2-1 賢水及其鄰近流域水文測站要基本情況表流域名稱測站名稱觀測內(nèi)容集水面積(km2）實測系列年限采用系列年限多年平均值（m3/s)愚溪板栗壩雨量站P1959今石期大慶坪雨量站P1967今瀟水

27、雙牌水文站Q105991960今賢水何仙觀水文站Q292198019929.56宜水豪福水文站Q4311959今1959200111.30司仙坳雨量站P1963今2.3.2徑流 賢水流域徑流均由降水形成，徑流分布特性與降水量分布基本一致。湖南省省水利水電勘測設(shè)計研究總院曾在何仙觀水庫壩址以上流域內(nèi)設(shè)有3處雨量站，觀測年限為19801992年共13年，垣站基本能夠反映流域降水情況。三個雨量站多年平均降水 量為1816.0mm，其中最豐年分降水量為2923.6mm（1992年），最枯年分降水量為1268.7mm（1986年），豐枯比為2.3倍，上游站多年平均降水量明顯大于下游站多年平均降水量。 何

28、仙觀水文站有19801992年共13年徑流資料，根據(jù)何仙觀水文站13年徑流資料統(tǒng)計，何仙觀水文站多年平均流量為9.56m3/s ,多年平均徑流深為1032.5mm;由于何仙觀水文站觀測系列較短，代表性較差；本次設(shè)計首先分析 出何仙觀水文站歷年分月徑流與豪福水文站同期徑流相關(guān)，相關(guān)關(guān)系較好，各月的相關(guān)系數(shù)為0.85.按各月的相關(guān)關(guān)系插補出何仙觀水文站19591979年和19932001年徑流系列，從而得到何仙觀水文站19592011年多年平均流量為9.47m3/s,多年平均徑流深為1055.6mm.同時采用水文比擬法，將何仙觀徑流系列移至設(shè)計流域，移置時采用面積修正，經(jīng)計算，茶乙灣一級（歇涼坪）

29、電站壩址以上流域多年平均流量為7.75m3/s。2.4洪水2.4.1洪水標準 根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL2522000），該工程為純發(fā)電工程，電站裝機容量小于1x104 kw，水庫庫容518萬m3 ,工程規(guī)模屬?。↖)型，主要建筑物為IV等5級建筑物，其大壩防洪標準按30年一遇設(shè)計，200年一遇校核；電站廠房按20年一遇設(shè)計，50年一遇校核。2.4.2洪水計算賢水流域洪水系由暴雨形成，36月主要以氣旋雨和對流雨為主，79月主要以地形雨為主，由歷年暴雨資料統(tǒng)計，洪水多發(fā)生在48月，尤以56月最為頻繁，由于流域內(nèi)河流陡峻，洪水峰值高，單峰瘦尖狀，呈陡漲陡落，一般洪水歷時為一天左右。賢

30、水流域內(nèi)實測洪水系列資料，本次設(shè)計依據(jù)湖南省暴雨洪水查算手冊由設(shè)計暴雨計算設(shè)計洪水。經(jīng)計算樞紐工程各種頻率洪峰流量如表2-2 表2-2 茶乙灣一級（歇涼坪）水電站洪水計算成果表工程名稱集雨面積（km2）頻率（%）洪峰流量（m3/s）水位(m）備注壩址226.853.33830.0241.9設(shè)計澆水0.51175.0242.33校核洪水廠房234.975768.4205.41設(shè)計澆水2964.6207.15校核洪水2.5水位流量關(guān)系本水電站未設(shè)立水位流量觀測站，本次設(shè)計根據(jù)實測河道縱橫斷面，河道糙率取0.035，采用漫寧公式計算茶乙灣一級（歇涼坪）電站壩址下游水位流量關(guān)系曲線，計算成果如表2-4

31、。 表2-4茶乙灣一級（歇涼坪）電站引水壩下游水位流量關(guān)系曲線表水位（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 賢水流域無實測洪水系列資料，本次設(shè)計依據(jù)湖南省暴雨洪水查算手冊由設(shè)計暴雨計算施工洪水。經(jīng)計算樞紐工程各種頻率下施工洪水如表2-5。 表2-5 茶乙灣一級(歇涼坪）壩址施工洪水計算成果表重現(xiàn)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泥砂茶乙灣

32、一級（歇涼坪）電站位于賢水流域中游，植被覆蓋率達80%以上，人類活動少，水土流失不嚴重，水流清透，含沙量較少。汛期由于河流坡降陡，汛期暴雨集中，雨量大，洪水峰高量大，常沖蝕溝谷，挾帶泥沙入河，水體含沙量較多。本流域無泥沙觀測資料，但在流域上游瀟水河上道縣水文站有1959至今的長系列逐日泥砂實測資料。利用道縣站資料推算本流域多年平均侵蝕模數(shù)為102.3t/km2，年平均輸沙量為2.32 104t，年平均輸沙率為0.74Kg/s，多年平均含沙量0.095Kg/m3。 茶乙灣一級（歇涼坪）水電站 工程地質(zhì)第三章 工程地質(zhì)3.1 區(qū)域地質(zhì)3.1.1 地形地貌賢水流域呈南北狹長，東西窄的條帶狀，地勢南高

33、北低，河源海拔最高達1200m以上，流域平均高程650m。茶乙灣一級（歇涼坪）電站位于賢水的中游距零陵城區(qū)約40Km，區(qū)內(nèi)群山環(huán)抱，屬紫荊山系的一部分。河流兩岸山坡陡峻，山頂高程700950m，山坡坡角305000，屬侵蝕剝蝕型中低山區(qū)。3.1.2 地層巖性 賢水流域中游河段地層巖性除第四系地層外，出露地層主要有古生界 陶系上統(tǒng)（O3）上部為灰綠、深灰色中厚層狀細粒石英砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)板巖，中部為深灰綠色中厚至巨厚層狀細粒石英砂巖夾板巖或互層，下部為灰綠、深灰色中厚至巨厚層狀江變質(zhì)細中粒石英砂巖夾板巖；泥貧系中統(tǒng)（D2t）跳馬澗組，紫紅色中厚至巨厚層狀中細粒石英砂巖、粉砂巖為主，偶見灰綠色中

34、厚層狀細粒石英砂巖、鐵泥質(zhì)粉砂巖、頁巖，中上部夾暗紫紅色豆廈門市赤鐵礦粉砂巖，下部夾數(shù)層灰白色厚層狀細粒石英砂巖。與下伏地層呈角度不整合接觸。3.1.3 地質(zhì)構(gòu)造賢水流域中游河段位于祁陽山字形構(gòu)造南翼反射弧和紫金山穹狀復(fù)式褶皺轉(zhuǎn)折端的交接部位，巖體古老、且受多次構(gòu)造運動影響，泥盆系地層跟奧陶系地層呈角度不整合接觸，構(gòu)造形跡以斷裂為主，無明顯的褶皺構(gòu)造，構(gòu)造線的方向以NNE向為主。區(qū)域地層受多次構(gòu)造運動的影響，斷裂構(gòu)造發(fā)育，其產(chǎn)狀多為北東向、北東向為主，其力學(xué)性多以壓性和壓扭性為主，規(guī)模相對較大的斷層主要有F3、F4、F5、F6、F7,其中F5、F6、F7通過本區(qū)干流東側(cè)。詳見茶乙灣一、二級電站

35、區(qū)域地質(zhì)圖。3.1.4地震 根據(jù)GB18306-2001版1：400萬中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖.和中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖，工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s,對應(yīng)的地震基本烈度為VI度。3.2茶乙灣一級（歇涼坪）電站工程地質(zhì)條件茶乙灣一級（歇涼坪）電站系一引水式電站，樞紐工程由大壩、引水隧洞和廠房三大部分組成。3.2.1水庫區(qū)及壩址工程地質(zhì)條件 壩址位于零陵區(qū)富家橋鎮(zhèn)歇涼坪村下游約0.5km處，距零陵城區(qū)約40km，控制流域面積226.85km2，占全流域面積47.8%。擬建壩高35.5m。3.2.1.1地形地貌 庫區(qū)兩岸山坡陡峻，地面高程300m9

36、00m，山坡坡角300550 ，屬侵蝕剝蝕型山區(qū)。壩址區(qū)河道較彎曲，在壩址上游300500m處河流流向為北東向，在200300m處河流來了個1800 的大拐彎，河流由北東向折向西南向，壩址處及壩址下游150m內(nèi)河流流向為西南向。該段河谷較窄，河床順直，寬3540m,河床底部較平坦，中間有一洲子，長約50m,寬58m,主要由粗卵石組成，其上長滿雜草。洲子將河床一分為二，在平水期河水深0.31.0m,主河道位于河床右側(cè)。河床兩岸地形較對稱，坡度較陡，坡角45550；河床兩岸無階地發(fā)育。3.2.1.2地層巖性庫區(qū)出露地層為奧陶系上統(tǒng)、泥盆系下統(tǒng)，巖性為灰色中厚層淺變質(zhì)細粒石英砂巖夾板頁巖、褐黃色砂巖

37、、粉砂巖。壩基地質(zhì)以F，壓性斷層為界限分為兩大塊：河床、石岸及左岸215m高程以下覆蓋層厚01.5m,下薄上厚，下伏基巖地層為奧陶系上統(tǒng)灰色中厚層淺變質(zhì)細粒石英砂巖夾板狀頁巖，相互狀結(jié)構(gòu)，厚者60-120cm，薄者520cm，壩基巖體工程地質(zhì)分類為m類；巖層走向與河流流向近于平行，其交角只有812，傾向左岸略偏上游，對大壩穩(wěn)定有利，主要巖層產(chǎn)狀為285/2337；強風(fēng)化層較薄，02m,弱風(fēng)化線下限2-5m，上厚下薄，厚層巖石致密堅硬，抗風(fēng)化能力強，因巖層古老，節(jié)理、裂隙發(fā)育，因間互存在薄層夾層，巖體整體強度降低。透水強度：10m范圍內(nèi)為中等一弱透水性。左岸215m高程以上覆蓋層厚13m,下伏基

38、巖為泥盆系下統(tǒng)褐黃色砂巖、粉砂巖，巖層產(chǎn)狀與右岸一樣，強風(fēng)化層510m,弱風(fēng)化線下限1015m；因處于斷層上盤，巖石較破碎，風(fēng)化泥化現(xiàn)象嚴重，巖體整體強度降低，巖體工程地質(zhì)分類為IVV類，15m范圍內(nèi)為弱透水性。3.2.1.3地質(zhì)構(gòu)造及地震 地質(zhì)構(gòu)造：水庫、壩址區(qū)構(gòu)造比較簡單，因受多次構(gòu)造運動影響，節(jié)理、小斷層比較發(fā)育，構(gòu)造不明顯，構(gòu)造線的方向以NNE向為主。壩區(qū)左岸F1,斷層為一順層面發(fā)育的壓性斷裂構(gòu)造，傾向左岸偏上游，出露高程約215m，斷層帶寬0.1-0.5m，膠結(jié)程度一般，其影響帶寬0.5m，上盤泥質(zhì)粉砂巖，強風(fēng)化深厚。壩區(qū)主工節(jié)理有四組（A、B、C、D組），均為高傾角節(jié)理，傾角大于6

39、00；A組長產(chǎn)狀1500Z80850,與河床斜交，傾向下游；B組產(chǎn)狀2700Z65750，傾向右岸，A,B兩組節(jié)理較發(fā)育，裂隙充填、膠結(jié)度不好；C組與D組節(jié)理與河床斜交，傾角近于垂直，這兩組節(jié)理不發(fā)育，且裂隙充填、膠結(jié)程度較好。巖土主要物理力學(xué)參數(shù)建議值：弱風(fēng)化石英砂巖：密度=2.65g/cm3, 孔隙率=2.0%，飽和單軸抗壓強度=80MPa,巖石軟化系數(shù)=0.67，彈性變形模量=5x103MPa,摩擦系數(shù)F巖/巖=0.500.53，F(xiàn)砼/巖=0.540.56，允許承載力=2.83.0MPa,泊桑比=0.260.30。微風(fēng)化石英砂巖：密度=2.70g/cm3，孔隙率=1.55%，飽和單軸抗壓

40、強度=84MPa，巖石軟化系數(shù)=0.70，彈性變形模量=5.56x103MPa,摩擦系數(shù)F巖/巖=0.550.57，F(xiàn)砼/巖=0.580.60，允許承載力=3.03.5MPa，泊桑比=0.200.24。 微風(fēng)化泥質(zhì)板巖：密度=2.64/cm,飽和單軸抗壓強度=3538MPa，巖石軟化系數(shù)=0.50，彈性變形模量=1.5x103MPa,摩擦系數(shù)F巖/巖=0.36040，F(xiàn)砼/巖=0.400.42，允許承載力=1.82.0MPa,泊桑比=0.250.29。 地震：根據(jù)1990版中國地震列度區(qū)劃圖（1/400萬），本區(qū)地震基本烈度小于VI度。3.2.1.4水文地質(zhì)條件 區(qū)域內(nèi)地下水類型主要為基巖裂隙

41、水。地下水一般儲存于巖體的強風(fēng)化帶、斷層破碎帶、節(jié)理、裂隙中，水量及水位受補排條件影響，由大氣降水補給，排泄入溝谷、河流中，水量豐富；一級階地及河漫灘第四系松散地層中的地下水型為松散巖層孔隙水，滲透性較強，水量較豐富，由大氣降水補給，水位與河水相連隨季節(jié)性起伏變化。3.2.1.5水庫及壩址主要工程地質(zhì)評價 水庫區(qū)工程地質(zhì)評價；庫區(qū)植被覆蓋良好，固體徑流來源少，水土流失較輕，淤積問題不大。構(gòu)成庫盆的灰色中厚層淺變質(zhì)石英砂巖夾板狀頁巖、褐黃色砂巖、粉砂巖，力學(xué)強度較高，屬相對隔水層。不會產(chǎn)生鄰谷滲漏。地形、地層條件基本對稱，左岸雖存在斷層，但左岸215m高程以下、河床和岸破巖體完整性好，從總體看，

42、庫區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)有利于岸坡穩(wěn)定，局部地段小規(guī)模不穩(wěn)定塊體，可采取簡單的工程加固措施。壩址區(qū)工程地質(zhì)評價：壩段河谷地形基本對稱，岸坡較陡，河床較寬，基礎(chǔ)巖層淺變質(zhì)細粒石英砂巖、板巖，具中上力學(xué)強度，巖石致密堅硬。但層面節(jié)理比較發(fā)育，基部10m以內(nèi)順層面有中弱透水性。巖層產(chǎn)狀南北向，傾向東，傾角30左右。左右兩岸及河床部位，巖層具備修建拱壩的工程地質(zhì)條件。但壩址左岸F1高程在215m以上順層分布，上盤泥質(zhì)粉砂巖體，強風(fēng)化層深厚，對大壩穩(wěn)定不利，是大壩存在的主要工程地質(zhì)問題，需要做專項工程措施處理。 大壩基礎(chǔ)巖層走向南北近順河向，且層面節(jié)理比較發(fā)育，存在壩基滲漏條件，需作防滲帷幕處理。 大壩岸坡穩(wěn)定，左

43、岸優(yōu)于右岸。右岸順層坡，岸坡角大于巖層傾角，加之上部節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體風(fēng)化破碎，施工開挖時易造成岸坡滑落、崩塌等。左岸雖為逆層坡，但有F1斷層影響，上盤泥質(zhì)粉砂巖體，強風(fēng)化層深厚，開挖時應(yīng)避免出現(xiàn)高陡邊坡的穩(wěn)定問題。3.2.2引水隧洞工程地質(zhì)條件 引水隧洞進口位于引水壩上游的右岸，隧洞長565m,為有壓隧洞。設(shè)計洞底高程，進口為237.7m，出口為237.2m，坡降為1/1000,山頂離隧洞的垂直距離在3080m。進出口山坡較陡峻，自然坡角均大于400;上壓巖體厚實，洞室圍巖以奧陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板狀頁巖、板巖為主，巖石力學(xué)強度高。沿線無區(qū)域性斷層穿過，但沿線小構(gòu)造、節(jié)理、裂隙較發(fā)育

44、，施工時注意做好襯砌工作?？傮w成洞地質(zhì)條件良好，隧洞大部分不做襯砌。建議物理力學(xué)參數(shù)如下：容重：r=2.5g/cm.抗壓強度：R=67MPa。堅固系數(shù):f=67。3.2.3 廠房工程地質(zhì)條件廠房位于歇涼坪村下游約0.5km處。廠房區(qū)地表覆蓋層厚24m，下伏基巖為奧陶系上統(tǒng)中厚層淺變質(zhì)砂巖夾板狀頁巖，巖石致密堅硬，強風(fēng)化巖層厚35m。巖層傾向與坡向交角大于600，傾角35400。廠房區(qū)200m范圍內(nèi)無區(qū)域斷層通過；廠房地基及邊坡穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件良好 。建議物理力學(xué)指標如下：容重：r=2.5g/cm3。允許承載力：Rc=33.5MPa。摩擦系數(shù)：f巖/巖=0.450.5、f砼/巖=0.550.5

45、83.3天然建筑材料3.3.1塊石料 在建筑物布置范圍分布大量淺變質(zhì)砂巖，巖性堅硬，力學(xué)強度高，風(fēng)化層厚變小，可就近開采；河床里大量粗大的卵石也可采做漿砌石料。但應(yīng)禁止在大壩下游150m范圍內(nèi)采砂、采石。塊石料質(zhì)量、儲量可滿足工程設(shè)計的需要。3.3.2砂礫石料工程區(qū)所在河段砂礫石量較少。砂料可在賢水入瀟水河口的人民橋采砂場購運，運距約1525km；亦可采用人工碎石、人工砂代之。3.3.3隧洞開挖料的利用 開挖出來的殘坡積、全風(fēng)化及強風(fēng)化還的破碎巖渣可視情況適量用于圍堰；隧洞開挖出來的巖渣，可適當選用加工人工塊石、人工砂。3.3.4土料 壩址圍堰用土料均可就近采取，其質(zhì)量、儲量均可滿足工程設(shè)計的

46、需要。3.4結(jié)論及建議1） 據(jù)1：400萬中國地震烈度區(qū)劃圖工程區(qū)地震基本烈度小于VI度，區(qū)域地質(zhì)相對穩(wěn)定。2） 庫區(qū)岸坡植被良好，兩岸坡均由力學(xué)強度較高的砂板巖組成，屬相對隔水層。邊坡穩(wěn)定，沒有大的物理地質(zhì)現(xiàn)象，不存在鄰谷滲漏。3） 壩址地形對稱，巖石力學(xué)性能較高，構(gòu)造簡單，工程地質(zhì)條件較好，可建拱壩。但左岸順層發(fā)育的小斷層及其上部巖石較破碎，風(fēng)化層深厚，對壩體穩(wěn)定不利，是壩址主要工程地質(zhì)問題，需做專項工程措施處理。由于前期地質(zhì)工作比較粗簡，建議下階段加強地質(zhì)工作。特別是壩區(qū)構(gòu)造、節(jié)理對壩體的穩(wěn)定影響，以及隨著壩基開挖而可能出現(xiàn)新的工程地質(zhì)問題，提出處理意見，以確保工程質(zhì)量。4） 引水隧洞成

47、洞條件良好，不存在大的地質(zhì)問題，但小構(gòu)造、節(jié)理裂隙較發(fā)育的進出口段需做好襯砌工作。5） 廠房地基及邊坡穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件良好。6） 天然建筑材料除河砂外，其他塊石料、人工碎石料及人工砂均可就近采運加工，質(zhì)量、儲量均可滿足設(shè)計要求。7） 本階段地質(zhì)勘察工作較粗簡，在下階段必須加強地質(zhì)工作，進一步查明建筑物基礎(chǔ)工程地質(zhì)資料，為技施設(shè)計提供更準確的地質(zhì)資料，以確保工程安全。樞紐工程尤其是大壩在施工期間必須加強施工地質(zhì)工作。茶乙灣一級（歇涼坪）水電站 建設(shè)規(guī)模和任務(wù) 第四章 建設(shè)規(guī)模和任務(wù)4.1工程任務(wù)及設(shè)計保證率茶乙灣一級（歇涼坪）電站位于山丘區(qū)，有建庫條件，且淹沒損失不大，為季調(diào)節(jié)電站，裝機容量

48、為3x1250KW,電站建成后電能送入大電網(wǎng)，承擔該電力系統(tǒng)的基荷和腰荷。根據(jù)水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范（DL/T5015-1996),綜合考慮各因素，該電站設(shè)計保證率確定為85%。4.2正常水位確定茶乙灣一級（歇涼坪）電站正常水位的選擇：1、依據(jù)賢水流域規(guī)劃與上游何家洞電站尾水相接并考慮水庫回水影響，水庫正常水位高程確定為240.7m；2、庫區(qū)桃李坪村有較大片農(nóng)田高程在240.7m左右，水庫正常水位高程若超過240.7m，將顯著增加庫區(qū)淹沒損失；3；壩址上游埡口高程最低處240.5m左右，正常水位高程超過240.7m，將增加副壩投資。因此確定茶乙灣一級電站正常水位高程240.7m。4.3死水位

49、確定由于本工程為不完全年調(diào)節(jié)水庫，水庫正常庫容為518萬m3,為小(一）型水庫，死水位由以下兩種情況確定：1、根據(jù)水庫的淤積庫容高程確定；2、根據(jù)水庫電站需要的最小消落深度確定。經(jīng)計算水庫的淤積庫容為35.6萬m3，淤積高程為218.08m，而水庫的最小消落深度為水庫的最大深度的1/3，即15m故水庫的死水位定為210m。4.4裝機容量確定茶乙灣一級（歇涼坪）電站為季調(diào)節(jié)性電站，建成后并入大電網(wǎng)，承擔該電力系統(tǒng)的基荷和腰荷，裝機容量選擇應(yīng)本著該電站的電力系統(tǒng)中運行位置、流域上下游梯級電站設(shè)計流量匹配、保證出力和經(jīng)濟合理等原則，按照保證出力倍比法初步估算，本電站裝機容量應(yīng)在30005000kw之

50、間，本次設(shè)計擬定3000kw、4000kw和5000kw三種裝機容量方案進行比較，具體操作計算時采用長系列（19592001）水文資料，進行長系列逐日水能計算其各項指標。三方案計算結(jié)果如表4-1。從表中可知;裝機容量由3000kw增至4000kw，年增加效益38.95萬元，而投資增加105萬元，增加投資回收年限2.7年，增加投資內(nèi)部收益率37.01%，遠遠大于基準收益率10%；而裝機容量由4000kw增至5000kw，年增加效益29.73萬元，而投資328萬元，增加投資回收年限11.03年，增加投資內(nèi)部收益率6.47%，小于基準收益率10%。顯然裝機4000kw方案無論是經(jīng)濟指標，還是年利小時

51、數(shù)和水量利用率均較合理。因此，本階段設(shè)計推薦該電站裝機容量 為4000kw左右。表4-1 一級（歇涼坪）電站裝機容量方案比較表方案項目備注裝機容量(kw）300040005000加權(quán)平均水頭（m）353535平均出力（kw）2129.192339.602500.22保證出力(kw）569.36569.36569.36年電能（萬kwh）1867.611702.2642193.87其中豐水電能1249.401418.921552.214-9月枯水電能618.21633.72641.6510-次年3月年利用小時數(shù)（%）4669.044105.283656.46水量利用率（%）71.5079.1085.74增加電能（萬kwh）194.7