1、二龍山水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告1綜合說(shuō)明1.1概述1.1.1工程概況二龍山水庫(kù)流域面積965km2，總庫(kù)容8100萬(wàn)m3，正常庫(kù)容5700萬(wàn)m3，其中有效庫(kù)容3800萬(wàn)m3，死庫(kù)容1900萬(wàn)m3。壩頂總長(zhǎng)152m,壩高63.7m，溢流壩頂高程765.0m，非溢流壩段高程771.2m。校核洪水位770.46m，正常蓄水位765.0m，死水位751m。大壩右端設(shè)泄水底孔，進(jìn)口高程723.75m，最大泄洪流量133 m3/s。左岸設(shè)發(fā)電引水隧洞，長(zhǎng)152m，下接壩后二龍山水電站。原電站安裝3臺(tái)1250kW水輪發(fā)電機(jī)組,機(jī)組型號(hào)為：HL263-LJ-100，TS215/36-16。原二龍山水

2、電站保證出力1816kW，設(shè)計(jì)年平均發(fā)電量1615萬(wàn)kW.h，年利用小時(shí)數(shù)為4300h。電站地理位置見(jiàn)圖1-1。圖1-1 二龍山水電站地理位置圖該電站1970年開(kāi)工建設(shè)，1976年第一臺(tái)機(jī)組投運(yùn),隨后于78和84年后兩臺(tái)機(jī)組相繼投運(yùn)。1977年并入當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)，以10kV兩回路送出，其中一回路向商洛城區(qū)供電，一回路接入商變。原變電站設(shè)置SJL-3200/10與SJL-1800/10主變各一臺(tái)，兩臺(tái)主變?yōu)椴⒙?lián)運(yùn)行方式。該電站應(yīng)用水頭范圍為27.8541.25m，而原電站裝設(shè)水輪機(jī)應(yīng)用水頭范圍為1643m，額定水頭為28m，最大水頭為43m。電站為聯(lián)合供水方式，壓力引水隧洞直徑為4m，長(zhǎng)152m，

3、非對(duì)稱卜型鋼岔管直徑為1.5m。尾水退至東干渠，最低尾水位721.88m，正常尾水位723.15 m。電站位于商洛市區(qū)西北角，距市中心僅6km，與市中心有城市道路相連，交通方便。電站廠區(qū)平面布置見(jiàn)圖1-2。圖1-2 電站廠區(qū)平面布置圖1.1.2勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程二龍山水電站于2010年4月完成增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目規(guī)劃申報(bào)工作，2011年9月,二龍山水電站被列入增效擴(kuò)容改造試點(diǎn)項(xiàng)目。2011年9月,二龍山水電站委托西北水利水電建筑勘察設(shè)計(jì)院編制二龍山水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告。我院在初步設(shè)計(jì)階段工作中，針對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃意見(jiàn)，進(jìn)行了多次實(shí)地考察，就電站的改造進(jìn)行了具體分析研究，主要設(shè)計(jì)工 作如下：詳細(xì)調(diào)

4、查了涇河流域水能開(kāi)發(fā)狀況，分析了二龍山水電站增效擴(kuò)容改造的合理性。經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘，確認(rèn)了電站各特征水頭。對(duì)電站廠房多次踏勘，優(yōu)化了機(jī)組布置方案。根據(jù)本次增效擴(kuò)容改造要求，確定了該電站的裝機(jī)方案。根據(jù)裝機(jī)方案，對(duì)引水系統(tǒng)中的壓力管道進(jìn)行了優(yōu)化復(fù)核。機(jī)組選型。電氣一次設(shè)計(jì)。電氣二次設(shè)計(jì)。此外，還對(duì)電站上網(wǎng)電壓等級(jí)、少（無(wú)）人值守等問(wèn)題進(jìn)行初步論證。依據(jù)以下文件完成了二龍山水電站初步設(shè)計(jì)報(bào)告送審稿的編制:財(cái)政部、水利部關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目建設(shè)管理指導(dǎo)意見(jiàn)水電2011441號(hào)；水利部關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)水電2011437號(hào)；水利部關(guān)于印發(fā)農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造項(xiàng)

5、目機(jī)電設(shè)備選用指導(dǎo)意見(jiàn)水電2011438號(hào)；財(cái)政部、水利部關(guān)于農(nóng)村水電增效擴(kuò)容改造財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法的通知財(cái)建2011504號(hào)；小型水電站初步設(shè)計(jì)編制規(guī)程（SL/TI79-2011）。1.2水文1.2.1流域概況 二龍山水庫(kù)位于秦嶺南麓，丹江干流上游原程家坡水文站處。流域內(nèi)北高南低，平均海拔1200米，流域相對(duì)高差800m ，水庫(kù)控制流域面積965平方公里。該流域內(nèi)有兩大支流，各長(zhǎng)40余公里，河床平均比降20，屬土石山區(qū)，植被較差，深山區(qū)占30%，淺山區(qū)50%，川原區(qū)20%。流域內(nèi)多年平均降雨量750800mm，多年平均徑流量2.65億m3，多年平均流量8.42m3/s。實(shí)測(cè)最大24小時(shí)

6、降雨142mm，最大12小時(shí)降雨95mm，最大6小時(shí)降雨91mm。實(shí)測(cè)最大洪峰流量1250m3/s（1970年7月28日），調(diào)查最大洪峰流量3650 m3/s（1901）。多年平均輸沙量134萬(wàn)噸。1.2.2 水文、氣象工程所在地多年平均氣溫為12.9，最高氣溫為39.0，最低氣溫為-14.8。流域多年平均降雨量在700800mm，實(shí)測(cè)最大值1125.0mm,實(shí)測(cè)最小值471.9mm，春季雨量較少，降水量約為150mm，占全年降雨量20%，夏季雨量集中，降水量約為380mm，占全年降雨量50%,秋季雨量較少，降水量約為190mm，占全年降雨量25%,冬季雨量極少，降水量約為35mm，僅占全年降

7、雨量5%。另外， 降雨量的垂直差異顯著，基本上是隨著地形高度的增高而加大，一般是川道少于山地，高山多于低山。降水量年紀(jì)變化一般為10%20%。1.2.3資料情況及分析計(jì)算方法本次收集到程家坡水文站1953年1971年的實(shí)測(cè)徑流系列，以及二龍山水庫(kù)1972年2000年的實(shí)測(cè)徑流系列。資料均出自水文年鑒、水文統(tǒng)計(jì)等，均經(jīng)過(guò)省、市流域水文機(jī)構(gòu)整編審查后出版。因此，收集到的資料是準(zhǔn)確可靠的。洪水直接引用二龍山水庫(kù)2008年除險(xiǎn)加固成果，本次增效擴(kuò)容不再做洪水論證。本次水文計(jì)算主要應(yīng)用的規(guī)范為小型水力發(fā)電站水文計(jì)算規(guī)范（SL77-94）。1.2.4泥沙根據(jù)收集到的二龍山水庫(kù)資料得知，懸移質(zhì)多年平均輸沙量

8、為134萬(wàn)t，推懸比按0.2計(jì)算，多年平均推移質(zhì)輸沙量為26.8萬(wàn)t，總輸沙量為160.8萬(wàn)t。1.3工程地質(zhì) 鑒于本次增效擴(kuò)容改造主要針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組及電氣設(shè)備部分，結(jié)合二龍山水電站實(shí)際考察狀況，本階段未對(duì)二龍山水電站進(jìn)行詳盡地質(zhì)勘察，本次設(shè)計(jì)僅對(duì)引水水工建筑物及廠房部分地質(zhì)狀況進(jìn)行了勘察論證，電站引水系統(tǒng)及廠房部分無(wú)地質(zhì)隱患。1.3.1區(qū)域地質(zhì)概況 從省水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院地質(zhì)隊(duì)1970至1971年對(duì)該壩區(qū)所做的地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告得知：該地為中高山地形，系北秦嶺加里東褶皺東部邊緣地帶，下無(wú)古界變質(zhì)巖出露，構(gòu)造比較復(fù)雜，主要為一單斜構(gòu)造，局部有倒轉(zhuǎn)背斜褶皺和斷層較發(fā)育，巖石走向近東西傾向10º

9、-30º，傾角22º-38º，巖性堅(jiān)實(shí)。1.3.2主要建筑物地質(zhì)概況 廠基巖層主要為侏羅白堊紀(jì)紫紅色含礫頁(yè)巖，黃綠色礫巖、粉砂巖及砂質(zhì)頁(yè)巖，走向近東西，傾向SE35º，廠基西南邊角有局部坡積殘積含礫粘土層。基內(nèi)有一斷層，走向290º傾向20º36º，斷層穿過(guò)黃色礫巖，黑色頁(yè)巖，于紅色含礫頁(yè)巖內(nèi)消失。斷層寬1-2mm，其內(nèi)充斷層泥。斷層面光滑，東北角紅色含礫頁(yè)巖中裂隙較多，東南角由于斷層影響巖層中可見(jiàn)小型褶皺。經(jīng)分析，該廠基巖石風(fēng)化程度較輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖石承載符合要求。1.4工程任務(wù)及規(guī)模1.4.1河流水資源利用現(xiàn)狀二龍山水庫(kù)

10、下建有兩座水電站，分別為壩后二龍山水電站和引水式二龍山二級(jí)水電站，水資源利用合理。1.4.2二龍山水電站運(yùn)行現(xiàn)狀根據(jù)二龍山水電站多年發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)資料繪制年發(fā)電量運(yùn)行圖如圖1-3。圖1-3 二龍山水電站多年發(fā)電量二龍山水電站多年平均發(fā)電量868.16萬(wàn)kWh，最高發(fā)電量為1601萬(wàn)kWh，最小年發(fā)電量為393.27萬(wàn)kWh，近三年的年平均發(fā)電量1003.9萬(wàn)kWh。1.4.3增效擴(kuò)容改造后二龍山水電站工程任務(wù)和規(guī)模增效擴(kuò)容后二龍山水電站總裝機(jī)3×1500kW，多年平均發(fā)電量1654萬(wàn)kW.h，年利用小時(shí)數(shù)為3676小時(shí)，總投資1295.36萬(wàn)元。1.4.4增效擴(kuò)容改造電站水頭確定經(jīng)水能

11、調(diào)節(jié)計(jì)算，電站設(shè)計(jì)水頭35.72m，設(shè)計(jì)流量15.0m3/s。1.5工程布置及建筑物1.5.1工程等別和標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利水電樞紐工程等級(jí)劃分和洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）、防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94）的規(guī)定，仍采用原水庫(kù)設(shè)計(jì)3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。引水樞紐及廠房設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。1.5.2工程布置及主要建筑物型式二龍山水電站引水隧洞布置于丹江左岸，引水隧洞總長(zhǎng)152m，直徑為4m。經(jīng)過(guò)三十五年的運(yùn)行，引水隧洞結(jié)構(gòu)完整，功能良好，本次不進(jìn)行改造。1.6水力機(jī)械1.6.1原水力機(jī)械現(xiàn)狀二龍山水電站裝有3×1250kW的立式混流水輪發(fā)電機(jī)組三臺(tái)，機(jī)組參數(shù)如下：水輪

12、機(jī)型 號(hào)：HL263-LJ-100額定功率：1374kW；額定水頭：28m；額定流量：5.8 m3/s；額定轉(zhuǎn)速：375r/min；發(fā)電機(jī)型 號(hào)：TSL-215/36-16；額定功率：1250kW；額定電壓：6.3kV；額定電流：143.2A；額定轉(zhuǎn)速：375r/min；效 率： 91；功率因數(shù)：0.8；絕緣等級(jí)：B級(jí)；勵(lì)磁方式：靜止可控硅勵(lì)磁；調(diào)速器：XT-1000。1.6.2本次設(shè)計(jì)機(jī)組參數(shù)依據(jù)水能計(jì)算結(jié)果及水輪機(jī)型譜，二龍山水電站裝設(shè)(3×1500kW)三臺(tái)立式混流機(jī)組。選擇的水輪發(fā)電機(jī)組型號(hào)及主要參數(shù)見(jiàn)表1-1、表1-2。表1-1 水輪機(jī)參數(shù)表 序號(hào)參數(shù)水輪機(jī)1型號(hào)HLA55

13、1-LJ-1002額定水頭（m）35.723額定流量（m3/s）5.04額定出力（kW）15795額定轉(zhuǎn)速（r/min）5006最優(yōu)效率（%）92.3表1-2 發(fā)電機(jī)參數(shù)表 序號(hào)參數(shù)發(fā)電機(jī)1型號(hào)SF1500-12/17302額定功率（kW）15003額定電壓（kv）6.34額定電流（A）171.85功率因數(shù)0.86額定效率（%）951.6.3附屬設(shè)備二龍山水電站主廠房采用SDQ-10t手動(dòng)單梁橋式起重機(jī)，起重量10t，起重機(jī)跨度為8.5m。1.6.4采暖通風(fēng)廠內(nèi)采取機(jī)械排風(fēng)為主，自然進(jìn)風(fēng)及局部空調(diào)進(jìn)風(fēng)為輔的通風(fēng)方式。冬季主廠房?jī)?nèi)可利用發(fā)電機(jī)組排放的熱量取暖，中控室利用空調(diào)取暖。1.7電氣工程1

14、.7.1 接入系統(tǒng)方式和電氣主接線原二龍山水電站以10KV兩回路送出，一回路向商洛城區(qū)供電，一回路接入商變。原主接線為非同容量?jī)膳_(tái)主變并聯(lián)運(yùn)行接線方式。本次設(shè)計(jì)為10kV一回路接入商變，兩臺(tái)主變，6.3kV側(cè)母線利用斷路器分段，兩臺(tái)主變不實(shí)行并聯(lián)運(yùn)行。1.7.2主要電氣設(shè)備選擇發(fā)電機(jī)（3臺(tái)）：SF1500-12/1730。主變壓器（2臺(tái)）：S11-M-5000kVA/10.5和S11-M-2500kVA/10.5。10.5kV電氣設(shè)備：10.5kV側(cè)1B、2B出線柜（兩面）KYN28-12-046， PT柜（一面）KYN28-12-42（內(nèi)裝42B廠用電變壓器進(jìn)線側(cè)熔斷器），10kV出線柜（一

15、面）KYN28-12-011。6.3kV側(cè)電氣設(shè)備： 主變進(jìn)線高壓開(kāi)關(guān)柜（兩面）KYN28-12-046，機(jī)組出線柜（三面）KYN28-12-011，段母線PT柜KYN28-12-42（內(nèi)裝41B廠用變進(jìn)線熔斷器），母線聯(lián)絡(luò)柜KYN28-12-42（內(nèi)裝段母線PT裝置）。廠用變壓器（2臺(tái)）：S11-M-200/10.5和S11-M-200/6.3。電纜： 機(jī)組出線電纜選擇YJV22-3×150-10kV型電纜，變壓器低壓側(cè)電纜為YJV22-3×240-10kV和YJV22-3×150-10kV，變壓器高壓側(cè)電纜為YJV22-3×185-10kV和YJV2

16、2-3×95-10kV型。廠變高壓側(cè)選用電纜為YJV22-3×25-10kV，低壓側(cè)電纜為YJV22-3×150+1×95-1kV經(jīng)查小型水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)，由短路電流計(jì)算表知，短路電流熱效應(yīng)均滿足要求。1.7.3 過(guò)電壓保護(hù)及接地對(duì)直擊雷的防護(hù)采用避雷針，對(duì)雷電侵入波的防護(hù)采用氧化鋅避雷器進(jìn)行防護(hù)1.7.4 自動(dòng)控制本電站擬采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電站的控制、測(cè)量、信號(hào)、信息管理等。包括現(xiàn)地單元控制層和電站控制層，通過(guò)由光纜及網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器組成的以太網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地聯(lián)系，構(gòu)成電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)擬采用可控硅自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁裝置通過(guò)I0接口及串行通信口與

17、電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信。1.7.5 機(jī)電設(shè)備布置主廠房?jī)?nèi)布置有3臺(tái)立式混流水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備，機(jī)組間距為7m，主廠房長(zhǎng)32m，寬10m，高17.3m。調(diào)速器安裝在上游側(cè)，發(fā)電機(jī)層地面高程為727.90m，安裝間設(shè)在主廠房左側(cè),高程727.90m。 副廠房設(shè)置在主廠房的上游側(cè)，地面高程727.90m，主要設(shè)置中央控制室、高壓開(kāi)關(guān)室。中控室內(nèi)布置:LCU公用屏、廠用配電屏、保護(hù)屏等。高壓室緊鄰中控室。變電站布置在廠房的左側(cè)，站內(nèi)安裝2臺(tái)主變，容量分別為5000KVA和2500KVA。2臺(tái)廠變，容量均為200kVA。站內(nèi)還布置有防雷設(shè)備及出線排架等。1.8金屬結(jié)構(gòu)1.8.1引水系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)分叉

18、管裝設(shè)1500液壓操作蝶閥。1.8.2退水系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)退水系統(tǒng)各閘門及啟閉設(shè)備本次不予改造。1.9消防設(shè)計(jì)1.9.1 耐火等級(jí)本電站建筑物、構(gòu)筑物發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性類別和耐火等級(jí)劃分如表1-3所示。表13 建筑物、構(gòu)筑物生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別及耐火等級(jí)一覽表序號(hào)建筑物構(gòu)筑物名稱火災(zāi)危險(xiǎn)性耐火等級(jí)1廠房丁二2高壓設(shè)備丁二3低壓配電和監(jiān)控設(shè)備丁二4戶外主變壓器場(chǎng)丙二5戶外變電站丁二1.9.2消防主廠房?jī)?nèi)設(shè)置3個(gè)消火栓箱，另配有手提式滅火器、二氧化碳滅火器、干粉滅火器。副廠房和高壓室配備2個(gè)干粉滅火器。主變壓器底部設(shè)置貯油坑，另設(shè)置有二氧化碳滅火器。油處理室配置適當(dāng)?shù)母煞蹨缁鹌鳌１倦娬镜膹S內(nèi)消火水源取自

19、壓力管道，消防供水設(shè)置獨(dú)立的供水總管，消防備用水源專管取自庫(kù)區(qū)。所有消防用電設(shè)備電源，按廠用二級(jí)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用專用回路供電，提高消防供電可靠性，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯標(biāo)志。1.10施工組織設(shè)計(jì)1.10.1 施工條件二龍山水電站位于商洛市西北角，距市中心6km。現(xiàn)屬商洛市區(qū)，有城市道路相連，對(duì)外交通方便。1.10.2施工總布置本工程施工總布置以因地制宜、因時(shí)制宜、有利生產(chǎn)、方便生活、易于管理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理為設(shè)計(jì)原則。本次增容擴(kuò)效改造，水工建筑物不動(dòng)，無(wú)土木施工項(xiàng)目，對(duì)施工場(chǎng)地占用面積及布置無(wú)過(guò)多要求，利用原電站廠區(qū)，廠房進(jìn)行設(shè)備堆放周轉(zhuǎn)即可。本工程主要施工為機(jī)電設(shè)備安裝，由于工期較短，故應(yīng)

20、該首先提前4個(gè)月選定水輪發(fā)電機(jī)組，利用枯水季節(jié)完成本次改造施工。1.10.3施工總進(jìn)度本工程計(jì)劃總工期為8個(gè)月，即2011年12月至2012年7月?？偣て诎凑针A段劃分為三部分，即工程準(zhǔn)備期、工程施工期、調(diào)試運(yùn)行期。1.11 庫(kù)區(qū)淹沒(méi)處理及工程永久占地本次增效擴(kuò)容改造，水電站水工建筑物保持原樣，不新增項(xiàng)目，故本項(xiàng)目不產(chǎn)生新占地。1.12環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)工程對(duì)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在工程建設(shè)期的“三廢”排放，造成局部地區(qū)短時(shí)期內(nèi)的環(huán)境污染。但從整體分析，本工程施工過(guò)程中所產(chǎn)生不利影響大多可以通過(guò)一定的防治和改善措施予以控制和減免，工程建設(shè)區(qū)內(nèi)不涉及環(huán)境敏感區(qū)，從環(huán)境保護(hù)角度分析亦不存在制約工程建設(shè)的因素。

21、而工程的實(shí)施對(duì)自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境的有利影響是明顯和永久的，所以從環(huán)境角度分析該工程的建設(shè)是可行的。1.13工程管理本改造項(xiàng)目施工期間，由原電站管理部門代管，不再增加新的管理人員。工程管理范圍包括工程區(qū)和生產(chǎn)、生活區(qū)（含生活基地）。工程保護(hù)范圍為工程管理范圍邊界線外延，距主要建筑物不少于200m，距一般建筑物不少于50m。1.14投資概算二龍山電站位于陜西省商州市城西北6km處的丹江干流上， 是二龍山水庫(kù)壩后式電站。電站工程由壓力隧洞、鋼管道、主副廠房、變電站等組成。壓力隧洞長(zhǎng)152m，直徑4m，鋼筋混凝土襯砌。隧洞進(jìn)口用平板鋼閘門控制，出口端連接鋼管。鋼管下端分3個(gè)管與3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組相連。原

22、電站為水輪發(fā)電機(jī)為立式機(jī)組（型號(hào)為：HL263LJ100及TSL2153616），引水流量5.8 m3/s13.8 m3/s，設(shè)計(jì)水頭16m43m。裝機(jī)容量3750（3×1250）kW，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，通過(guò)對(duì)電站多年運(yùn)行發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)分析,二龍山水庫(kù)水電站實(shí)際多年平均發(fā)電量868.16萬(wàn)kWh，最高年發(fā)電量為1601萬(wàn)kWh，最小年發(fā)電量為393.27萬(wàn)kWh，近三年的年平均發(fā)電量1003.9萬(wàn)kWh。電站尾水入東干渠。變電站設(shè)于電站左側(cè)，安裝3200KVA與2000KVA變壓器各1臺(tái)。本次增效擴(kuò)容改造的二龍山水電站主要由兩大部分組成，即: 水輪發(fā)電機(jī)組和電氣設(shè)備的更新改造。水輪發(fā)電機(jī)組

23、受原電站進(jìn)水、退水水工結(jié)構(gòu)及廠房結(jié)構(gòu)的限制, 在維持原機(jī)組引水機(jī)構(gòu)、退水設(shè)施的前提下，增效擴(kuò)容后電站裝機(jī)容量為3×1500kW, 引水流量15 m3/s，設(shè)計(jì)水頭35.72m，多年平均發(fā)電量1654萬(wàn)kW.h，年利用小時(shí)數(shù)為3676小時(shí)，比原電站增容750kW。電氣設(shè)備部分主要由一次設(shè)備、二次保護(hù)設(shè)備、電纜及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。本次增效擴(kuò)容改造工程總投資為1207.71萬(wàn)元。其中水工建筑物1171.71萬(wàn)元，水土保持工程15萬(wàn)元，環(huán)境保護(hù)工程21萬(wàn)元。水工建筑物中，建筑工程13萬(wàn)元；機(jī)電設(shè)備及安裝工程956.84萬(wàn)元，臨時(shí)工程4.56萬(wàn)元 ，費(fèi)用141.51萬(wàn)元，預(yù)備費(fèi)55.8萬(wàn)元

24、。本工程單位千瓦投資2878.58元/kW，單位電量投資0.78元/kW.h。1.15經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)1.15.1 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)財(cái)務(wù)盈利指標(biāo)：增量財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率FIRR為12.24%，增量財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為204.53萬(wàn)元。該項(xiàng)目增量財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率大于行業(yè)財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率10%，增量財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值大于零，該改擴(kuò)建項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)可行。1.15.2 國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)本工程的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)如下：增量經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為13.01%；增量經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為501.57萬(wàn)元 ；上述數(shù)字表明，工程的增量經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率大于規(guī)范規(guī)定的社會(huì)折現(xiàn)率8%，增量經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值ENPV大于零，表明本電站進(jìn)行改擴(kuò)建國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)合理。1.15.3 社會(huì)及生態(tài)效益實(shí)施增

25、效擴(kuò)容改造項(xiàng)目后可更新裝機(jī)容量3750kW，新增裝機(jī)容量750kW，新增發(fā)電量785.84萬(wàn)kW·h，增加發(fā)電收入217.93萬(wàn)元。即增加了發(fā)電收入，也改善了能源結(jié)構(gòu)，增加了能源供應(yīng)。同時(shí)，農(nóng)村水電是清潔可再生能源，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳和其它有害氣體和廢物，按每kW·h電力需0.349千克煤，每T煤向大氣排放2.567T二氧化碳計(jì)算，增效減排效益實(shí)施后，年增加水電發(fā)電量785.84萬(wàn)kW·h計(jì)，則減少二氧化碳排放量為：785.84×104×0.349×103×2.567=7040噸，也有很好的生態(tài)效益。工程特性見(jiàn)表1-4

26、。1.16工程特性表表1-4 工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量備注一水文1流域面積1.1全流域Km2168001.1壩址以上Km29652利用水文系列年限年48195320003多年平均年徑流量?jī)|m32.384特征流量4.1多年平均流量m3/s7.555泥沙5.1多年平均懸移質(zhì)年輸沙量萬(wàn)t1345.2多年平均推移質(zhì)年輸沙量萬(wàn)t26.85.3多年平均輸沙量萬(wàn)t160.8二工程效益指標(biāo)1裝機(jī)容量kW3×15002多年平均發(fā)電量萬(wàn)kW·h16543年利用小時(shí)數(shù)h3676三淹沒(méi)及占地不新增占地四主要建筑物及設(shè)備1引水部分1.1引水隧洞型式圓形長(zhǎng)度m1521.2水庫(kù)正常水位m765溢流

27、壩頂運(yùn)行水位m758.03最低水位m741隧洞進(jìn)口1.3壓力隧洞長(zhǎng)度m152內(nèi)徑mD=42廠區(qū)部分續(xù)表 工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量備注廠房型式地面地基巖性基巖主廠房尺寸（長(zhǎng)×寬×高）m×m×m32×10×17.3（長(zhǎng)×寬×高）水輪機(jī)安裝高程m 723.903主要機(jī)電設(shè)備水輪機(jī)型號(hào)HLA551-LJ-100 額定出力kW1579額定轉(zhuǎn)速r/min500額定水頭m35.72額定流量m3/s5.0額定點(diǎn)效率%91發(fā)電機(jī)型號(hào)SF1500-12/1730額定功率kW1500額定電壓KV6.3額定電流A171.8額定效率%

28、95.0額定轉(zhuǎn)速r/min500功率因數(shù)0.80（滯后）主變壓器型號(hào)S11-M-5000kVA/10.5/6.3 S11-M-2500kVA/10.5/6.3臺(tái)數(shù)臺(tái)2容量KVA5000、2500廠內(nèi)起重機(jī)型式臺(tái)SDQ-10跨度m8.54輸電線路回路數(shù)回路110kv輸電目的地商變輸電距離km6續(xù)表 工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量備注五施工施工總工期月8六經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1總投資萬(wàn)元1207.71建筑工程萬(wàn)元1171.71機(jī)電設(shè)備及安裝工程萬(wàn)元956.84金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程萬(wàn)元0施工臨時(shí)工程萬(wàn)元4.56獨(dú)立費(fèi)用萬(wàn)元141.51基本預(yù)備費(fèi)萬(wàn)元55.82綜合利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)水電站單位千瓦投資元/kW2684單

29、位電度投資元/kW·h0.73經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率%13.01財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%12.24上網(wǎng)電價(jià)元kW·h0.3經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值萬(wàn)元501.57財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值萬(wàn)元204.532 水文2.1 流域概況丹江是漢江中游北岸最大的支流，發(fā)源于商洛市商州區(qū)秦嶺東南鳳凰山，流經(jīng)陜西省商洛市、丹鳳縣、商南縣和河南省淅川縣后于湖北丹江口匯入漢江，干流全長(zhǎng)443km，總流域面積1.68萬(wàn)km²。丹江在陜西省境內(nèi)植被較好，沿途均為山川，大部為塊狀山林，山大溝深，地貌起伏。2.2 氣候特征丹江流域地處我國(guó)中緯度偏南地帶，北部邊緣有秦嶺屏障，因此丹江流域具有亞熱帶氣候和暖溫帶氣候的特點(diǎn)。流域內(nèi)一年四季分

30、明，但夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，氣候宜人。丹江流域降水量受氣候和地形的影響，降水分布極不均勻，年降水量隨地形高度增加而遞增，因而山地為多雨區(qū)，且暴雨較多，中上游為暴雨多發(fā)區(qū)，河谷及附近川道為少雨區(qū)。該流域年平均降水量700mm，統(tǒng)計(jì)各站資料發(fā)現(xiàn)，最大降水量一般為最小降水量的22.5倍，且年內(nèi)分配不均，冬季雨量最少，季降水量1940mm，僅占年降水量的2.54.7%；春季雨量較少，季降水量150230mm，占全年的22-23%；秋季降水量200280mm，占年降水量的2627%；夏季為降水量最多季節(jié)，季降水量320420mm，占年降水量的4250%。降水量主要集中在七至九月份，這三個(gè)月的總降水量一般在

31、330450mm之間，約占年降水量的50%左右。據(jù)商洛市氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫14，一月平均氣溫1.5，七月平均氣溫25.8，極端最高氣溫40.5（1966年），極端最低氣溫-12.1（1977年）。多年平均風(fēng)速1.7m/s，歷年最大風(fēng)速16m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)閃NW，最大凍土深度0.14m。2.3 水文基本資料2.3.1 水文站選擇（1）水文站丹江原在二龍山水庫(kù)處設(shè)有程家坡水文站，該站始建于1953年，因1969年修建二龍山水庫(kù)于1971年1月1日撤銷，后續(xù)入庫(kù)徑流水文資料由水庫(kù)管理部門進(jìn)行實(shí)測(cè)記錄，本次就選該站的水文資料進(jìn)行水能計(jì)算。 (2)氣象代表站商洛市氣象站距工程區(qū)相對(duì)較近，其實(shí)

32、測(cè)氣象資料可近似反映工程區(qū)的氣象情況，因此將商洛市氣象站作為工程區(qū)氣象代表站。2.3.2 基本資料的收集及合理性分析本次收集到程家坡水文站1953年1971年的實(shí)測(cè)徑流系列，以及二龍山水庫(kù)1972年2000年的實(shí)測(cè)徑流系列。資料均出自水文年鑒、水文統(tǒng)計(jì)等，均經(jīng)過(guò)省市、流域水文機(jī)構(gòu)整編、審查后出版。因此，收集到的資料是合理、準(zhǔn)確的。本次水文計(jì)算主要應(yīng)用的規(guī)范為小型水力發(fā)電站水文計(jì)算規(guī)范（SL77-94）。2.4 徑流2.4.1徑流系列代表性分析（1）系列豐、枯變化規(guī)律分析繪制商洛市站年徑流量與歷時(shí)關(guān)系圖，見(jiàn)圖2-1。圖2-1 商洛市二龍山水庫(kù)年平均流量系列時(shí)序過(guò)程圖在該系列中，年徑流特豐的有19

33、83年；豐水的有1964年、1974年、1981年、1984年等；枯水年份發(fā)生在1966年、1971年、1991年、1997年等年份。從圖上可以看出，系列豐平枯周期變化明顯，包含了各種分配狀況，代表性較好。（2）統(tǒng)計(jì)參數(shù)穩(wěn)定性分析按正時(shí)序，分別計(jì)算不同系列長(zhǎng)度的年徑流量均值和變差系數(shù)Cv值，從徑流量均值和變差系數(shù)Cv值與歷時(shí)的關(guān)系可以看出，系列愈短，變幅愈大，隨著系列增長(zhǎng)，趨于穩(wěn)定。系列長(zhǎng)度大于24年時(shí)，統(tǒng)計(jì)參數(shù)逐漸穩(wěn)定。當(dāng)系列長(zhǎng)度大于37年時(shí)，均值穩(wěn)定在7.25m3/s至7.75m3/s之間， Cv穩(wěn)定在0.50至0.56之間。按逆時(shí)序分析計(jì)算結(jié)果亦然，綜上，商洛市水文站（二龍山水庫(kù)）年平均

34、流量系列的代表性較好。2.4.2年徑流量計(jì)算根據(jù)二龍山水庫(kù)48年年平均流量系列，按連續(xù)系列進(jìn)行頻率計(jì)算，用數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，用矩法計(jì)算均值、Cv等參數(shù)初試值，采用P型曲線，按經(jīng)驗(yàn)適線法進(jìn)行適線，確定最終參數(shù)。商洛市水文站年平均流量系列頻率曲線見(jiàn)圖2-2，不同頻率年徑流量計(jì)算成果詳見(jiàn)表2-1。表2-1 二龍山水庫(kù)不同頻率年徑流量計(jì)算成果表項(xiàng)目CvCs/Cv均值頻率（%）1252550759095平均流量（m3/s）0.531.07.5519.1817.6315.2510.317.324.692.631.55徑流總量 （億m3）2.386.055.564.813.252.311.480.8

35、30.49Ex=2.43Cv=0.53Cs/Cv=1圖2-2 二龍山水庫(kù)年徑流頻率曲線圖2.4.3二龍山水電站典型年選擇典型年是根據(jù)年徑流頻率計(jì)算，結(jié)合枯季徑流頻率計(jì)算，按照對(duì)發(fā)電不利的原則進(jìn)行選取，豐、平、枯三個(gè)頻率的典型年見(jiàn)表2-2，水文資料統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2-3.表2-2 典型年選擇成果表年別保證率典型年理論平均流量（m³/s）豐水年P(guān)25197410.31平水年P(guān)5019857.32枯水年P(guān)7519624.6925 表2-3 二龍山水庫(kù)水文資料統(tǒng)計(jì)表站名年份流量（m3/s）年徑流量（億m3）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年平均二龍山19533.123.142.

36、822.443.426.738.244.35.74.14.882.9810.2 3.219542.292.483.142.374.44.0532.854.810.514.86.75.712.0 3.7819553.183.64.283.081.180.413723.336.430.875.0512.9 4.0919563.482.51.664.082.4925.610.652613.054.353.222.428.3 2.6119573.141.054.188.866.0630.35.232.92.23.222.046.3 1.9719581.41.10.99.855.768.281.571.

37、524.619.717.1520.6 6.419593.4645.353.133.455.174.0413.94.462.262.771.024.4 1.4719601.340.911.593.051.740.5924.68.6623.35.33.612.516.4 2.0319612.051.511.741.983.0514.512.73.22.320.813.35.036.8 2.1719622.552.081.340.943.311.244.816.54.967.686.333.934.6 1.4619632.191.653.267.9822.96.866.924.422.27.945.

38、823.58.0 2.5119642.532.214.187.6134.39.616.212.259.144.712.75.5617.6 5.5919653.622.822.879.166.382.4552.79.4310.59.194.872.819.7 3.0719662.121.912.664.923.081.883.732.432.64.661.841.382.8 0.8719671.121.272.9313.65.2711.727.75.6310.26.435.864.218.0 2.5219682.792.224.0110.217.63.484.636.5530.823.39.35

39、5.0310.0 3.1519692.82.482.556.824.61.522.862.3513.712.94.572.565.0 1.5719701.951.821.854.55.119.4229.113.319.99.544.472.798.6 2.7319713.172.382.844.765.3814.483.049.13.5721.3720.714.728.0 2.5119722.432.234.693.851.754.3511.351.975.592.563.131.933.8 1.219732.182.133.215.99.792.098.54.087.9810.824.242

40、.455.3 1.67197422.162.661.6817.092.653.399.825.6343.18.15.5510.3 3.2519751.981.591.677.789.783.112.4910.6454.3842.311.525.3513.5 4.2719763.193.694.165.444.583.223.2516.5166.893.162.055.2 1.6319771.291.411.11.841.871.125.12.572.441.42.111.242.0 0.6219780.870.81.111.012.32.2415.92.51.861.321.351.182.7

41、 0.8519791.08 0.98 1.81 1.60 1.83 0.99 5.38 5.15 11.58 3.16 2.56 2.52 3.2 1.02 19801.56 1.23 1.44 1.81 1.64 7.52 24.84 23.76 10.20 16.20 4.36 3.10 8.1 2.57 19812.56 2.16 3.84 8.28 2.35 6.16 14.08 7.76 18.24 5.04 4.56 2.64 6.5 2.04 19821.98 1.98 3.46 3.89 2.03 2.26 17.44 41.60 15.52 15.12 5.60 3.66 9

42、.5 3.01 19833.69 2.80 1.42 4.52 4.32 10.51 31.04 46.96 28.12 71.68 13.42 6.52 18.7 5.91 19845.71 4.65 3.29 3.78 3.96 5.35 35.77 7.79 90.89 25.73 9.68 5.91 16.9 5.32 19854.80 3.33 3.05 4.38 12.96 9.95 5.96 5.78 20.11 26.00 8.20 5.24 9.1 2.88 19863.30 1.94 2.98 1.41 1.32 1.75 2.62 0.58 4.75 3.80 1.77

43、1.09 2.3 0.72 19871.92 1.70 2.54 2.01 4.20 17.20 11.24 15.68 6.40 5.68 4.92 4.84 6.5 2.06 19883.42 1.86 3.68 7.80 7.52 3.16 6.48 41.20 13.32 11.28 6.68 5.04 9.3 2.93 19894.36 2.46 9.40 7.56 9.60 5.80 21.80 17.40 15.52 6.56 4.80 3.01 9.0 2.85 19903.56 3.45 10.57 7.58 10.60 6.64 10.63 5.48 3.29 2.93 1

44、.74 2.36 5.7 1.81 19911.41 1.71 2.94 4.42 1.91 11.35 4.62 5.73 4.26 1.59 1.03 0.89 3.5 1.10 19921.24 1.24 2.48 3.00 0.92 5.16 8.80 8.26 35.38 15.93 3.58 3.27 7.4 2.35 19932.76 2.58 5.72 8.12 7.04 5.52 4.64 5.92 2.96 1.97 4.00 1.92 4.4 1.40 19942.08 1.02 1.83 6.16 4.32 4.40 13.52 3.80 2.20 2.54 1.55

45、3.06 3.9 1.22 19951.65 1.28 0.82 0.65 0.50 0.49 0.81 2.35 1.26 2.10 1.40 0.99 1.2 0.38 19961.02 1.06 0.37 1.36 2.08 5.57 4.40 4.53 16.13 4.64 20.11 5.72 5.6 1.76 19972.78 2.10 5.72 5.28 3.88 2.73 2.67 0.88 1.42 0.67 0.77 0.88 2.5 0.78 19980.96 0.90 0.68 3.92 7.32 3.31 11.08 37.57 7.61 3.19 3.27 2.00

46、 6.8 2.15 19991.83 1.27 0.99 3.05 3.42 2.41 1.80 4.76 2.98 3.96 2.26 1.84 2.5 0.80 20001.61 1.43 1.48 0.86 0.47 5.19 16.69 16.65 7.85 13.97 6.95 3.85 6.4 2.02 合計(jì)117.54 98.29 143.26 228.20 280.76 276.07 739.77 690.44 724.62 604.15 285.15 158.36 362.22 114.26 平均2.45 2.05 2.98 4.75 5.85 5.75 15.41 14.3

47、8 15.10 12.59 5.94 3.30 7.55 2.38 2.5 洪水2.5.1 暴雨洪水特性暴雨是丹江產(chǎn)生洪水的主要成因。丹江流域暴雨多發(fā)生在每年的58月份，暴雨發(fā)生前雷鳴閃電，短時(shí)大風(fēng)，來(lái)勢(shì)急，強(qiáng)度大。暴雨形成的洪水特點(diǎn)為陡漲陡落，洪峰歷時(shí)短。2.5.2 二龍山水電站設(shè)計(jì)洪水2008年，二龍山水庫(kù)在省防汛辦的安排下，進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，現(xiàn)已竣工。據(jù)商州城市防汛安全要求，在原防洪設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提高了防洪標(biāo)準(zhǔn)，所以本次電站增效擴(kuò)容改造，電站防洪不再進(jìn)行論證。2.6 泥沙根據(jù)收集到的二龍山水庫(kù)資料顯示，懸移質(zhì)多年平均輸沙量為134萬(wàn)t，推懸比按0.2計(jì)算，多年平均推移質(zhì)輸沙量為26.8萬(wàn)t

48、，總輸沙量為160.8萬(wàn)t。3工程地質(zhì)由于這次增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目，主要涉及機(jī)電設(shè)備部分，本階段對(duì)二龍山水電站未做系統(tǒng)的地質(zhì)勘察，只對(duì)電站廠房、壓力隧洞、尾水部分進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)勘察。3.1概況3.1.1區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)為中高山地形，系北秦嶺加里東褶皺東部邊緣地帶，下無(wú)古界變質(zhì)巖出露，構(gòu)造比較復(fù)雜，主要為一單斜構(gòu)造，巖石走向近東西傾向10º-30º，傾角22º-38º，巖性堅(jiān)實(shí)。3.1.2地質(zhì)構(gòu)造與地震商州地跨兩個(gè)在地質(zhì)構(gòu)造單元，由鐵爐子向東至馬角一線，北部屬華北準(zhǔn)地臺(tái)西南緣的商渭臺(tái)緣褶皺帶，南部屬秦祁地槽東秦嶺褶皺系的加里東和華里西褶皺帶。 經(jīng)

49、查，商州地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度。3.2廠房地質(zhì)評(píng)價(jià)廠基巖層主要為侏羅白堊紀(jì)紫紅色含礫頁(yè)巖，黃綠色礫巖、粉砂巖及砂質(zhì)頁(yè)巖，走向近東西，傾向SE35º，廠基西南邊角有局部坡積殘積含礫粘土層?；鶅?nèi)有一斷層，走向290º傾向20º36º，斷層穿過(guò)黃色礫巖，黑色頁(yè)巖，于紅色含礫頁(yè)巖內(nèi)消失。斷層寬1-2mm，其內(nèi)充斷層泥。斷層面光滑，東北角紅色含礫頁(yè)巖中裂隙較多，東南角由于斷層影響巖層中可見(jiàn)小型褶皺。經(jīng)分析，該廠基巖石風(fēng)化程度較輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖石承載符合要求。3.3結(jié)論大壩、廠區(qū)均坐落在基巖上，周圍無(wú)斷層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)良好。本次勘察，廠區(qū)建筑及構(gòu)筑物均無(wú)地質(zhì)隱患。二龍山水電站增效擴(kuò)容改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告4工程任務(wù)和規(guī)模4.1流域水電站開(kāi)發(fā)建設(shè)情況丹江是長(zhǎng)江二級(jí)支流，該區(qū)已建成了二龍山水庫(kù)，總庫(kù)容8100萬(wàn)m3，二龍山水庫(kù)建有二龍山水電站（壩后）和二龍山水庫(kù)二級(jí)水電站（引水式），原裝機(jī)分別為3×1250kW與3×500kW。4.1.