农村小水电站可行性研究报告.docx

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农村小水电站可行性研究报告

一、工程概述

1、工程地理位置

浸子洞一级电站位于重庆市巫溪县境内弯滩河中游,首部枢纽坝址在田坝乡西阳村河坝坪河段，与西阳电站尾水下部衔接，厂区枢纽位于弯滩河杨家庄河段左岸。

厂址距田坝乡政府所在地约3.5Km，距云阳县江口镇约40km，距巫溪城约llOkm，工程沿线有乡级公路通过，对外交通较为方便。

弯滩河流域是汤溪河流域的上游段，发源于巫溪县境内的红池坝一带，地理坐标为东经108°41′—109°06′北纬31°20′-31°37′，流域面积633．8km,主河道长46.2km，河道平均比降13.0％，干流水能资源理论蕴藏量约7.2万KW。

2、流域规划概况

2003年9月底巫溪县水利局委托三峡水电设计院承担了巫溪县弯滩河流域水能规划工作,按照《河流水电规划》DL／T5042-95编制规范的要求，于2004年2月编制完成弯滩河流域水能规划报告。

该规划报告在巫，溪县通过了巫溪县人民政府组织有关部门进行的审查，规划报告推荐弯滩河流域干流采用五级开发方案,即从上而下′别为龙水电站、茶山电站、弯滩河水库电站、新田坝电站、牛角洞电站，干流梯级开发总装机容量为5.44万KW。

支流推荐了六级开发方案，并将西阳水电站尾水列为浸子洞一级电站同级开发方案。

3、勘察设计过程简介

为了改变巫溪县贫．困落后的面貌，实现巫溪县社会经济发展目标，加强基设施建设，实施水利首皂源支撑战略，全面推进建设小康社会进程，巫溪县浸子洞电站委托我院开展可行性研究工作，根据委托合同书的要求，我院组织勘察、设计人员到现场进行了多次反复的踏勘，开展了工程测量、地质调查和地质测绘工作，重点进行了以下设计工作：

（1）确定了本工程的建设任务；

（2）确定了主要水文参数和成果；

（3）初步查明了影响工程的主要地质条件和主要工程地质问题：

（4）选定了工程建设坝址、厂址；

（5）基本确定了工程规模，初步确定了坝型、工程总体布置及主要建筑物形式；

（6）初选了机组、电气主接线、主要机电设备和金属结构形式；

（7）基本确定了对外交通方案，初选了施工导流方式、主体工程的主要施工方法和施工总布置，提出了控制性工期、主要工程量和建筑材料用量，估算了工程投资；

（8）基本确定了工程占地的范围，提出了工程占地处理方案及补偿投资。

（9）测算了工程效益，评价了工程的经济合理性和可行性，提出了综合评价和结论。

通过上述工作确定首部采用重力滚水坝取水，引用流量13.8立方米每秒，经左岸1890m无压引水隧洞至厂区，总装机（2X1000KW+ix500KW+Ix250KW）2750KW：

年发电量1100万kw.h，年利，用小时4500h。

本报告认为浸子洞一级电站区域地质构造稳定，工程地质条件基本清楚，建设环境优越，技术简章可行，施工条件良好。

具有一定的经济效益和社会效益。

建议尽快审批，以便开展下阶段工作。

本可研报告编制工作全过程自始至，终得到了重庆市巫溪县相关部门和业主的大力支持和密切配合，在此表示衷心的感谢。

二、水文气象

1、流域概况及气象特征

（1）流域概况

湾滩河位于汤溪河上游，基本上处于巫溪县境内，地理坐标为东经108°41′～109°06′，北纬31°20′～31°37′。

湾滩河流域面积633.8km2，主河道长46.2km，河道平均比降13.1‰。

浸子洞一级电站位于巫溪县田坝镇境内，所在水系为长江北岸湾滩河流域段。

电站坝址以上控制集雨面积494.4km2，主河道长37.6km，河道加权平均比降13.1‰，厂址以上控制集雨面积510.2km2，主河道长39.8km，河道加权平均比降12.9‰，新田坝电站取水口坝址至浸子洞电站坝址区间控制集雨面积93.3km2。

工程所在流域水系图见附图2-1。

（2）气候特征

湾滩河流域属北亚热带季风气候区。

北方冷空气南下因受秦岭、大巴山阻挡，形成了本流域温和湿润的气候。

由于流域内地势高差悬殊，致使气候垂直变化明显，呈现出典型的“一山兼四季，十里不同天”的立体特征。

流域降雨充沛，据流域邻近的巫溪气象站1959～2004年资料统计，多年平均降雨量为1174mm。

每年4～10月为雨季，约占年降雨量的86.8%，尤以5、7月份最多，其中7月约占17.1%，1月份最少，约占1.2%。

暴雨中心多发生在后溪河的建楼，其次则发生在西溪河高楼和柏杨河的塘坊一带。

多年平均气温17.8℃，极端最高气温41℃，极端最低气温-7.3℃。

年平均气温随地势差异变化较大，地势高程每上升100m，年平均气温则下降0.65℃，而同海拔不同纬度的温差则变化较小，只有0.4℃左右。

海拔1500m以下地区四季分明，而高山地区则冬长无夏，春秋相加，表现出明显的高山夏凉冬冷，低山夏热冬暖的立体气候特征。

域内不同海拔高程地区的气温具体表现为：

海拔800m以下地区属亚热带气候，年平均气温14.4℃～18.5℃；海拔800～1300m属暖湿带气候，年平均气温11℃～14.8℃；海拔1300～2300m为温带气候，年平均气温5℃～11℃；2300m以上的地方是寒温带，≥10℃的日数只有115d左右。

极端最高气温一般出现在7～8月，并随地势的变化而变化，低山、中山、高山极端最高气温分别为41℃、38.3℃和29.5℃，极端最低气温则分别为-7.3℃、-10.6℃和-25.8℃。

多年平均风速1.9m/s，最大风速21m/s（1988年8月），多年平均最大风速14.4m/s；多年平均相对湿度69.1%；多年平均日照时数1553.3h；多年平均雾日11.2d；流域内无霜期随地势高程升高而减少，海拔每上升100m，无霜期平均减少10.5～12d，低、中、高山区历年平均无霜期分别为304d、255d和116d，见表2-1。

巫溪县气象站历年逐月气象特征值表

表2-1

月份

年

多年平均

气温（℃）

6.9

8.3

12.7

17.9

22.0

25.6

28.4

28.7

23.3

18.2

12.8

8.4

17.8

多年平均

降雨量（mm）

13.5

20.9

53.6

90.8

162.5

158.1

200.6

150.7

156.4

99.5

50.2

17.5

1174.3

占年均

降雨量（%）

1.15

1.78

4.57

7.73

13.84

13.46

17.08

12.83

13.32

8.47

4.28

1.49

100

历年最大

风速（m/s）

14.0

17.0

19.3

16.0

17.0

20.0

21.0

18.0

16.0

14.0

21.0

2水文基本资料

湾滩河流域位于重庆市巫溪县境内，属于汤溪河流域的上游段。

在汤溪河流域中游有盐渠水文站，在本流域和邻近流域还有尖山、沙沱、渡口坝、塘坊、建楼、高楼等雨量站。

本次选取盐渠水文站为本工程的设计依据站。

现将该站基本情况简述如下：

盐渠水文站位于重庆市云阳县盐渠乡，是汤溪河干流的控制站，其地理位置为东经108°47ˊ、北纬31°09ˊ。

该站于1958年6月由四川省水文总站设立，集水面积为1152km2，观测水位、流量，假定基面高程。

1960年5月基本水尺断面下迁约300m。

该站测验河段顺直，左岸为陡岩，右岸下部为陡岩，上部为缓坡，河床系砂卵石组成，左側冲淤变化较大。

基本水尺断面上游约400m处为急弯，下游100m处为卵石浅滩，再下游约1.3km处右岸有一支流汇入。

盐渠水文站历年水文资料由原万县水文分站整编后，交长江委审查汇编刊印。

已刊印1961～1987年水文资料，1988～2001年有整编成果。

盐渠水文站多年平均流量为45.7m3/s，多年平均径流深为1251.0mm。

3径流

（1）径流系列代表性分析

参证站选择设计流域下游有汤溪河盐渠水文站，在大宁河干流有巫溪水文站和大昌水位（水文）站。

经分析盐渠水文站以上流域与设计流域在自然地理、气象、水文特性等方面相似，且资料系列较长，故选择盐渠水文站为湾滩河水能利用规划径流分析计算的依据站。

径流系列的代表性分析

根据盐渠站40年径流系列分析，系列中包括了丰、平、枯水年或年组，其中63年4月～66年3月，82年4月～86年3月为丰水年组；其中72年4月～80年3月（除74年4月～75年3月为丰水年），94年4月～98年3月基本上为枯水年组，其余年份丰、枯交替，大于多年平均流量的年数有18年，小于多年平均流量的年数有22年。

又据年径流累进平均过程可看出，逆时序累进平均，当系列长度达到22年以上时，其均值的变幅明显变小，在3％以内。

故认为该系列具有一定的代表性。

（2）径流特性

湾滩河流域径流主要来源于降雨和地下水，径流的年内变化与降雨一致。

每年3月下旬开始，随着降雨增加，径流也相应增大，4月为汛前过渡期，5～9月流域进入主汛期，径流量大增，10月为汛后过渡期，降雨减少，径流也逐渐减少，11月至次年2月很少降雨，径流主要由地下水补给，1～2月是径流的最枯时期。

据盐渠站1961～2001年40年完整的实测径流分析，汛期为4～10月，5～9月为主汛期，年内最枯流量一般出现在12～2月，径流的年际变化大，实测最大年均流量75.9m3/s（1963年4月～1964年3月），比最小年均流量23.8m3/s（1997年4月～1998年3月）大3.2倍，径流年内分配不均匀，汛期4～10月径流量占多年平均的87.1％，枯水期11月～次年3月仅占12.9％。

（3）径流计算

上游梯级水电开发对工程河段径流影响分析

根据《重庆市巫溪县湾滩河流域水电规划报告》，自60年代开始讫今，湾滩河自上而下已建成团城、龙河、渔龙、小河、银锭峡、田坝等电站，总装机容量10705kw，其中单机容量大于500kw的电站仅二座，均为径流引水式电站。

湾滩河电站（水库）坝址位于沙丘河段牛碑石处，距田坝镇13km，控制集雨面积386.7km2，正常蓄水位465m，死水位450m，正常蓄水位以下库容1468万m3，死库容764万m3，相应调节库容为704万m3。

弯滩电站坝址多年平均流量为19m3/s，年径流量47935万m3，电站水库的库容系数1.5%，为周调节性能。

根据《重庆市巫溪县湾滩河流域水电规划报告》，湾滩河电站最主要的开发任务是发电，最大引用流量30m3/s，总装机18MW。

新田坝电站为引水式开发，在湾滩河水库（电站）厂房下游400m建低溢流坝，坝址控制集雨面积401.1km2。

溢流坝顶高程378m，前池水位369m，设计尾水位292.5m，设计水头74m，引用流量30m3/s，电站装机17000kw。

由于湾滩河电站引用流量较大，且浸子洞坝址上游有一田坝电站取水，导致上游电站弃水很少。

本次计算出于偏保守，未考虑上游电站的弃水，直接采用田坝电站坝址到浸子洞电站坝址的区间径流。

盐渠站径流计算

将盐渠站1961～2001年径流系列按水文年4～3月，丰水期4～10月，枯水期11～3月分别进行统计，经频率计算，采用P-Ⅲ型曲线适线确定统计参数，其计算成果见表2-2。

盐渠站年、时段设计径流成果表

表2-2

项目

多年平均流量（m3/s）

Cs/Cv

设计径流（m3/s）

P=10%

P=20%

P=50%

P=80%

P=90%

水文年

45.7

0.30

2.5

64.7

57.1

44.5

34.3

29.9

4–10月

68.9

0.34

2.5

100

87.0

65.6

48.9

41.8

11-次年3月

14.2

0.40

3.5

21.8

18.2

12.9

9.47

8.28

浸子洞一级电站坝址处径流计算

浸子洞电站与盐渠水文站属同一流域，在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性。

因此，可根据盐渠站径流系列，采用水文比拟法推求浸子洞电站坝址处径流。

田坝电站坝址到浸子洞电站坝址区间集雨面积为93.3km2。

盐渠站集雨面积1152km2，则面积修正系数分别为0.08099。

由本地区年降雨等值线图查得设计流域与盐渠站以上流域面平均降雨相差不大，均在1600mm左右，可不考虑雨量改正。

据此推求浸子洞一级电站坝址多年平均流量为3.70m3/s,年地表径流量为11668万m3（水文年）。

据此推求出浸子洞电站坝址处径流年内分配见表4-2。

浸子洞电站坝址年、月径流系列成果见表2-3。

浸子洞电站坝址以上径流年内分配表（地表）

表2-3单位：

流量（m3/s）

项目

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月

2月

3月

年

坝址以上

0.23

0.44

0.50

0.71

0.46

0.53

0.36

0.19

0.07

0.05

0.06

0.11

3.7

百分比（%）

6.1

11.8

13.5

19.1

12.5

14.4

9.6

5.1

1.3

1.5

100

径流成果合理性分析

将盐渠站径流系列和浸子洞电站径流系列与本地区邻近流域径流成果对照，见表2-4。

邻近流域径流深及径流系数成果对照表

表2-4

流域

站名

流域面积

（Km2）

多年平均降雨（mm）

多年平均流量

（m3/s）

多年平均径流深（mm）

径流

系数

汤溪河

浸子洞电站坝址

93.3

1600

3.7

1250

0.78

盐渠水文站

1152

1600

45.6

1248

0.78

前河

土黄水文站

1309

1500

51.2

1233

0.82

东里河

温泉水文站

1158

1550

40.8

1111

0.71

后溪河

宁厂水文站

515

1550

18.0

1103

0.71

大宁河

巫溪水文站

2001

1500

66.7

1051

0.70

由上表可看出，所求设计流域和参证流域的年径流特征参数，符合地区变化规律。

东里河、汤溪河和前河的源头均发源于大巴山暴雨中心的西流溪一带，西流溪为一山间盆地，流域面积约100km2，该流域无明河通往外流域，径流均是通过岩溶地下通道流向外流域。

东里河、前河、汤溪河三流域的河床切割都较深，不同程度地得到西流溪径流的补充，该区域处于大巴山暴雨区，地下径流相当丰富，径流深一般都在1100mm以上。

综上所述，所算径流成果是基本合理的。

根据现场调查，坝址以上河段常年有地下水出露，泉水基流根据坝址处枯水期的几次实测资料统计统计最小流量稳定在2.8m3/s.多年平均地下来水量8830万m3，合计总来水量20498万m3。

浸子洞电站径流计算成果见附表2-1。

4洪水

（2）暴雨洪水特性

湾滩河属山区性河流，流域洪水由暴雨形成，洪水发生时间与暴雨一致。

本流域地处大巴山暴雨区，多阵性暴雨，历时短，强度大，一次暴雨过程一般为1～3d，24h暴雨占三日暴雨的70%以上，6h暴雨占24h暴雨的55%以上。

据盐渠站（1961～2001年）实测暴雨洪水资料分析，年最大洪峰流量多集中在5～10月，盐渠站年最大流量在各月出现频次和量级见表2-5。

盐渠站年最大流量各月发生频次表

表2-5

项目\月

合计

发生次数

占总数（%）

10.3

15.4

43.6

15.4

10.2

5.1

100

量级（m3/s）

673～1670

1110～2610

700～2650

888～2560

1130～2030

731～1760

（2）历史洪水

为三峡水利枢纽初设阶段水文计算需要，“长办”于1974年10月对汤溪河盐渠水文站河段进行了历史洪水调查。

1980年“四川省洪办”收集上述成果，并经过分析论证，用盐渠站历年H～Q曲线综合定线，用Q～A

法外延推流，并用比降法验证。

最后审编刊布了盐渠站历史洪水成果见表2-6。

盐渠站河段历史洪水成果表

表2-6

历史洪水年份（年）

1914

1958

水位（m）

46.12

44.68

流量（m3/s）

3290

2740

可靠程度

较可靠

盐渠站1914年洪水洪峰流量为3290m3/s，洪水重现期约90年，1958年8月2日洪峰流量2740m3/s与1979年7月15日实测最大洪峰流量2790m3/s属同一量级，可不作特大值处理。

（3）设计洪水

（1）洪水系列代表性

盐渠站已具有1961～2001年39年（1968、1969两年因故缺测，经与邻近流域比较，该两年洪水属一般洪水）较长实测洪水系列，其中已包含特大、较大、常年和较小洪水，且成交替变化。

1914年历史洪峰流量和重现期也较可靠。

因此，由39年实测系列加历史洪水组成不连序系列有较好的代表性。

（2）频率计算

根据以上不连序系列，采用

和

公式计算历史洪水和实测系列的经验频率，用PⅢ曲线适线确定统计参数，盐渠站峰、量设计洪水计算成果见表2-7。

盐渠站设计水计算成果表

表2-7

项目

时段

统计参数

各频率设计值Xp

均值

Cs/Cv

P=0.2%

P=1.0%

P=2.0%

P=5.0%

P=10%

P=20%

P=50%

Q（m3/s）

1660

0.36

3.5

4280

3560

3240

2810

2460

2090

1550

W24h（万m3）

6990

0.39

3.0

18700

15500

14100

12200

10600

9000

7400

W三日（万m3）

12500

0.36

3.0

31300

26300

24100

21000

18500

15900

13500

（3）设计洪水计算

工程位于湾滩河田坝镇上游河段，坝址处控制湾滩河流域面积494.4km2，占盐渠水文站控制流域面积的42.9%。

由于控制流域面积较大，本次设计推荐采用水文比拟法，计算方案按控制面积比的0.67次方转换盐渠水文站设计成果而得，成果见表2-8。

浸子洞电站坝址各频率设计洪峰流量成果表

表2-8

位置

各频率设计值Xp

P=0.2%

P=1.0%

P=2.0%

P=5.0%

P=10%

P=20%

P=50%

坝址

2428

2020

1838

1594

1396

1186

879

（4）上游梯级水电开发对工程河段洪水影响分析

根据《重庆市巫溪县湾滩河流域水电规划报告》，自60年代开始讫今，湾滩河自上而下已建成团城、龙河、渔龙、小河、银锭峡、田坝等电站，总装机容量10705kw，其中单机容量大于500kw的电站仅二座，均为径流引水式电站，不具备削峰调洪作用，对工程河段洪水影响较小。

弯滩电站坝址多年平均流量为19m3/s，年径流量47935万m3，电站水库的库容系数1.5%，为周调节性能。

最大引用流量30m3/s，总装机18MW。

根据《重庆市巫溪县湾滩河流域水电规划报告》，湾滩河电站最主要的开发任务是发电，削峰滞洪效果较差。

本次计算出于偏安全考虑，未考虑湾滩河电站的削峰滞洪效果。

（5）浸子洞电站厂址洪峰流量计算

浸子洞电站厂址控制集雨面积510.2km2，采用水文比拟法推算其洪峰流量成果见表2-9。

浸子洞电站厂址设计洪峰流量成果表

表2-9

断面

设计洪峰流量（m3/s）

P=0.2%

P=1.0%

P=2.0%

P=5.0%

P=10%

P=20%

P=50%

厂址

2480

2063

1877

1628

1425

1211

898

（4）分期设计洪水

⑴洪水分期

经点绘盐渠站实测历年各月最大洪峰流量散布图，可以看出汤溪河流域洪水有明显的季节性变化规律。

每年3月下旬开始,随着降雨量增加,流量也逐渐加大。

4月为汛前过渡期，5～10月为汛期,而主要洪水集中在5～9月,年最大流量基本上发生在本期内。

11月属汛后过渡期,随着降雨量减少，洪水也小。

12月至翌年2月，径流主要由地下水补给,为稳定退水期。

根据本流域降雨、洪水特性及施工设计安排，将全年划分为主汛期5～9月,非汛期2月、3月、4月、10月、11月及时段12月～次年1月,11月～次年3月等八个分期。

以供施工设计选用。

⑵分期设计洪水

主汛期洪水由设计暴雨直接推求，其余时段洪水，根据盐渠站洪水资料，各分期以年最大值取样，经频率分析计算，用P－Ⅲ型曲线适线确定统计参数，求得盐渠站各分期设计洪水。

本次工程分期洪水采用水文比拟法（面积比的0.67次方）转换盐渠站分期设计洪水成果而得，见表2-10、表2-11。

浸子洞电站坝址分期设计洪水成果表

表2-10

项目

分期

各频率设计值Xp（m3/s）

P=5%

P=10%

P=20%

P=50%

2月

3月

158

105

4月

389

281

181

112

5月～9月

1594

1396

1186

879

10月

746

524

320

190

11月

331

212

111

12月～次年1月

11月～次年3月

355

252

156

12月～次年2月

12月～次年3月

236

158

浸子洞电站厂址分期设计洪水成果表

表2-11

项目

分期

各频率设计值Xp（m3/s）

P=5%

P=10%

P=20%

P=50%

2月

3月

162

107

4月

398

287

185

115

5月～9月

1628

1425

1211

898

10月

763

536

327

194

11月

339

217

114

12月～次年1月

11月～次年3月

363

258

160

12月～次年2月

12月～次年3月

241

162

（5）河流泥沙

本流域无实测泥沙资料，根据《四川省水文手册》图集，查得浸子洞多年平均年悬移质输沙模数为800t/km2，则多年平均悬移质输沙量为37.1万t，推移质输沙量估计为悬移质输沙量的15%，则推移质输沙量5.5万t。

成果见

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