设计报告_5.docx

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1、1工程设计概述1.1工程概况南盘石水库电站位于永福溪主干流中游，地处漳平市永福镇、官田乡境内，是永福溪流域开发的第三级枢纽工程。坝址座落在永福镇南盘石村下游约1Ok1n处的峡谷，距漳平城区39km,厂址位于官田乡下浙村上游0.5km处,距城区40km。水库控制流域面积211k2,多年平均来水量2.273亿小,多年平均流量7.213s,正常蓄水位545.0Onb总库容820万其中兴利库容455万为季调节性能水库。拦河坝为砌石拱坝，最大坝高58.3%引水隧洞进水口布置在左岸，距坝址上游80m处的山坡上，为竖井式进水口，调压井为阻抗式，隧洞全长2770%压力钢管主管长699.05m,管径2.2m。电

2、站为地面厂房，厂房尺寸34.53mX23.5mX25.Im（长X宽X高），额定水头198m,额定流量7.16n?/s,电站装机容量2X12000kW,保证出力3240kW,多年平均发电量8960万kWh,年利用小时3733h0水库淹没耕地100.9亩，无迁移人口。电站以一回I1OkV出线至马坑变电站，另一回IIOkV出线至泽源水电站。1.2设计任务的接受永福溪流域曾于20世纪50年代末、70年代初由省水电设计院进行过规划，提出了龙岩专区永福溪流域规划意见，确定以文星水库为调节库的“一库四级”开发方案，即文星水库电站、下浙电站、小村电站、长潭电站。1991年3月原省水利规划队提出了永福溪流域规划

3、复勘报告，确定以文星水库为调节库的“一库四级”开发方案即文星水库电站、小村电站、浙溪电站、西溪电站。1999年省水利规划院对文星和南盘石坝址的地质作了补充勘测，提出漳平市永福溪流域规划报告，确定以文星水库为调节库的“一库四级”（漳平境内）的梯级开发方案，即高树岭、文星水库电站、南盘石水电站和小村水电站。2000年原省水电厅以闽水电2000计17号文作了审查批复，基本同意该方案。经实地调查，文星水库库区是重要的交通、电力、电讯走廊，土地平整、肥沃，人口密集，经济发展相对较好，拆迁移民数量大，并且国家土地征用政策发生重大调整。造成该水库淹没处理投资比原估算上升较大，近期开发难度加大，对梯级方案的经

4、济指标发生重大影响。受漳平市水利局的委托，省水利规划院对永福溪四级开发方案进行必要的、合理的调整。2002年3月提出漳平市永福溪流域梯级开发规划方案论证报告。调整的原则是提高近期开发项目的经济效益和运行灵活性，合理划分水头，充分利用流域的水力资源。在1999年规划拟定4个开发方案的基础上，提出5个调整方案。经过技术经济比较后推荐方案U1a。皿八同1999年规划推荐的方案不同点是：（1）二级文星水库电站尾水位由515.OOn1改为545.00m；(2)三级南盘石水库电站正常蓄水位由原515.OOm调整545.00m；电站尾水位由原330.OOm调整为350.Oom；(3)四级小村电站坝址上移，正

5、常蓄水位由330.OOm调整为350.OOmo2002年4月省水利厅组织专家审查，并以闽水2002计财21号文关于印发漳平市永福溪流域梯级开发规划方案调整论证会议纪要的通知。纪要同意论证报告建议推荐的规划方案UIa,在原开发方案HI的基础上对文星水库下游南盘石、小村电站正常蓄水位进行调整，增加其调节库容，较好地发挥近期开发项目南盘石水库电站的发电效益。2002年8月9日省发展计划委员会以闽计基础2002121号文批复了漳平市南盘石水库电站项目建议书。2002年7月18日，漳平市永福水电发展有限公司委托福建省水利规划院与龙岩市水利电力勘测设计院共同承担漳平市南盘石水库电站预可研、可研、招标和施工

6、图设计阶段的勘测设计任务。其中福建省水利规划院承担大坝工程设计工作。2003年4月完成了可行性研究报告编制工作。2003年5月福建省经济贸易委员会以闽经贸函电力2003119号关于漳平市南盘石水库电站可行性研究报告的审查意见报福建省发展计划委员会。省发展计划委员会于2003年5月以闽计基础2003162号关于漳平市南盘石水库电站可行性研究报告的批复的文批复了该电站，批准工程概算总投资12557万元。2003年7月以来我院根据可研审查意见开展了招标设计和施工图设计工作，历时2年，顺利完成施工图设计任务，共完成施工图纸三百余张。南盘石水库电站由漳平市永福水电发展有限公司投资兴建，成立了南盘石水库电

7、站工程指挥部实施建设管理。工程建设施工实行招标制。大坝土建由宁德水电工程局中标施工，隧洞进口至桩号1+100土建工程由南平市水利电力工程处施工，隧洞桩号1+100桩号2+100土建工程由龙岩市水利电力工程处施工，隧洞桩号2+100隧洞出口段土建工程由宁德水电工程局施工，压力钢管由宁德市水利电力工程局制作安装，主机设备由南平南电水电设备制造有限公司安装。工程于2003年6月正式动工兴建，2005年3月主要建筑物施工完成(除大坝外)，2005年5月17日导流隧洞下闸封堵蓄水，2005年5月21日第一台机组投产发电，2005年5月23日第二台机组投产发电，从正式动工兴建至2台机组发电，工期为1年11

8、个月。2水文动能2.1水文2.1.1流域概况永福溪是九龙江北溪的一条支流，地处漳平市南部永福镇及官田乡境内，发源于漳平市与华安、南靖两县交界的全面山，流经漳平市上林、永福、封侯、文星、南盘石、下浙、小村，于华安县刈堀汇入九龙江北溪，流域面积343km2,主河道长52km,平均坡降18%。南盘石水库电站位于永福溪中游，坝址位于永福镇南盘石村，坝址以上集雨面积2nk12,河道长度32.8km,河道平均坡降13.0%。厂址位于官田乡下浙村，厂址以上集雨面积264kA河流长度40.30km,河道平均坡降16.2%。2.1.2气象永福溪流域属亚热带季风气候区，四季温和，降雨充沛。流域多年平均降雨量在18

9、00mm2000mm之间。据漳平市气象站资料统计，多年平均气温20.2,极端最高气温41.2（,极端最低气温-5.79,多年平均相对湿度77%,多年平均风速1.3ms,多年平均最大风速15.9mso2.1.3径流南盘石水库电站坝址年径流是依据流域年降雨量，移用龙门水文站降雨径流关系求得的。经计算，流域多年平均降雨量为18315un,坝址多年平均流量7.21）3s,多年平均径流量2.273亿多年平均径流深1077.3mm,径流系数为0.588o2.1.4洪水设计洪水采用水文比拟法的设计洪水成果。拦河坝30年一遇设计洪水流量928m7s,200年一遇校核洪水流量1540m7s,电站厂房50年设计洪

10、水流量1280m3s,100年一遇校核洪水流量1530m3so2.1.5泥沙永福溪流域多年平均侵蚀模数为200tkm2,南盘石水库坝址多年平均输沙量为4.22万t,多年平均含沙率为0.186kgr30推移质输沙量为悬移质输沙量的30%,为127万t,则坝址多年平均输沙总量为5.49万t。2. 1.6水位流量关系坝、厂址水位流量关系曲线是利用坝、厂址上、下游测得的河道横断面和枯水期水位，采用水力学方法计算求得。河道糙率取0.04,水面坡降坝址采用13%o,厂址采用19%o02.2动能2.2.1正常蓄水位选择根据梯级规划初选南盘石水库正常蓄水位545.00m,结合坝址地形地质及水库要有一定的调节能

11、力、尽量不要移民、淹没耕地尽量少的原则，可研中拟定水库正常蓄水位542.50m、545.00m、547.50m、550.0On1四个方案进行技术经济综合比较。经综合分析比较，545.0Om方案技术经济指标较好，所以选定正常蓄水位为545.OOmo2.2.2 死水位选择按满足水库泥沙淤积（本水库50年淤沙量为120.8万淀，相应淤沙高程521.3m）及水工建筑物布置等确定死水位为530.OOrn,因此拟定死水位530.00m.532.00m、534.00m、536.OOm四个方案进行比较。从比较结果可知，随着死水位抬高，保证出力、年电能不断减少，因此本电站推荐水库死水位为530.00m,以提高径

12、流利用程度。2.2.3 装机容量选择经电力电量平衡求得本电站必须容量为2.35万kW。结合机组机型拟定装机容量2.0万kW、2.4万kW二个方案进行技术经济比较，从比较的结果来看,随着装机容量的增加，可比投资增加305万元，年电量增加330万元，但总费用现值降低1196万元，其增加单位电能可比投资为0.92元kW.h,说明装机容量2.4万kW方案经济有利，因此选定本电站装机容量为2.4万kW,多年平均年电能8960万kWh,保证出力3240kW3工程地质1.1 绪言南盘石水库电站设计工作已基本完成，电站已开始发电，根据施工现场地质编录及有关资料的收集、分析、整理，编写本工程地质报告。1.2 区

13、域地质概况及水库区工程地质条件3. 2.1区域地质概况4. 2.1.1地形地貌本区域属于低山丘陵区，永福溪流域河谷深切，比降大，水流湍急，多处出现小瀑布，峡谷河床大部分基岩裸露。峡谷和山间小盆地相间排列，峡谷多呈较宽的“V”字形，两岸地形较不对称，坡度较陡。本区植被茂密，固体迳流不多。5. 2.1.2地层岩性区域内出露的地层主要有：侏罗系上统南园组第一段（二）、第二段（工/）的火山岩，岩性主要有流纹英安质晶屑凝灰岩、晶屑熔结凝灰岩、凝灰熔岩、流纹质晶屑凝灰岩、角砾熔岩、流纹岩等，地层出露较广。此外，在区域的西侧有燕山早期黑云母花岗岩CC）及花岗斑岩（人）出露；区域的东南部为侏罗系下统梨山组（J

14、）砂岩、粉砂岩、页岩，三迭系上统文宾山组砂岩、粉砂岩、砂砾岩。3.2.1.3地质构造本区位于闽东火山断拗带之屏南梅林断陷带东侧，区域断裂构造较发育，且规模较大，并伴随有小规模的岩浆侵入活动，由此构成了本区较复杂的构造格局，断裂以NNE向和NE向两组最为发育，且具有明显的区域性控制作用。NW向断裂也较发育，常见闪长岩脉沿其侵入，胶结较好，它改善了建筑物的工程地质条件。3.2.1.4地震动参数根据GB18306-2001中国地震动参数区划图和福建省建设厅、福建省地震局的闽建设200237号文件，本场地类型为中硬坚硬，地震动反应谱特征周期为0.45s,地震动峰值加速度为0.05g0相应地震基本烈度为

15、VI度。3.2.2水库区工程地质条件南盘石水库属于山区峡谷型水库。库区地层单一，均为侏罗系上统南园组第二段流纹质凝灰熔岩、火山角砾熔岩、次为沿断层侵入的细粒花岗闪长岩脉。断裂构造主要有NE向组和NW向组，断层中多有岩脉侵入，胶结良好。3.2.2.1库区渗漏库周山体雄厚，由火成岩构成，断层多胶结良好，无低矮分水岭，亦无通往库外的张性断裂，地下水出露位置高，水库蓄水后不存在库岸渗漏问题。3.2.2.2岸坡稳定库水淹没范围内，大部分基岩裸露，或第四系松散覆盖层薄，未发现大的坍塌、滑坡体，水库蓄水后，不会发生大的岸坡再造淤积水库或危及大坝安全。3.2.2.3固体迳流来源水库集雨区内植被发育，林木茂盛，

16、地表水土流失轻微，水库固体迳流来源少，不存在较大的泥沙淤积问题。3.2.2.4淹没库内未见有可供开采的矿床，无古文化遗址，无淹没民房，仅淹没耕地100.9亩，林地439.8亩，林业公路0.7km。3. 3坝址工程地质评价（见省水利规划院报告）3.4引水隧洞工程地质评价引水隧洞线沿河流左岸布设，隧洞进口位于坝址上游约80m处，出口位于下浙村上游村口。隧洞总长约2.77km（地质编录长度）。3.4.1隧洞工程地质条件及水文地质条件隧洞线基本上沿山脊走向布置，山体地形较陡峻，隧洞埋深一般为IOOm200m,最深达30OnI。隧洞进口位于坝址上游约80m处，地形坡度为5568,基岩裸露。隧洞所穿越的地层岩性主要为侏罗系上统南园组第二段（J