宜昌市夷陵区孙家河电站工程水资源论证报告书Word文件下载.doc
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莲沱河流域发源于下堡坪镇，入口处于乐天溪镇注入长江，莲沱河流域面积131.5km2,干流全长37.75km，平均坡降62.6‰。
经查，该流域多年平均径流深656.0mm,多年平均来水总量8828万m3，多年平均流量2.62m3/s，水能理论蕴藏为1.48万KW，可开发利用的约8000KW左右。
流域形状为扇形。
流域内山势陡峻，重峦叠障，河道狭窄，河谷深切，河床比降大，为山溪性河流。
河道较曲折，两岩耕地村庄较少。
由于毁林开荒扩大种植面积等原因，流域内森林覆盖率曾一度下降，水土流失较为严重。
近些年来，加强了对林区的管理，加大了植树造林力度，流域内水土流失逐年减少，河水含沙量较小。
孙家河电站枢纽工程系莲沱河流域梯级开发的龙龙头工程。
位于莲沱河流域上游的孙家河村，距河口15km,坝址以上河床平均比降49.8‰，控制流域面积60km2。
坝址以上有多处泉水出露，出露总流量0.25—0.6m3/s。
孙家河电站枢纽工程主要利用地表径流水进行发电。
1.5.2主管部门审查意见
2004年6月乐天溪镇人民政府决定对莲沱河流域的水能开发对外招商引资，项目业主在考察了莲沱河流域后，于2004年2月与乐天溪镇人民政府签订了孙家河电站开发投资建设协议书。
1.6水平年
以与本项目水资源论证时较近，并且降雨、径流情况接近于多年平均情况的年份为现状水平年，通过分析取2005年；
根据项目实施、结合我国国民经济发展规划的实际情况，取2010年为规划水平年。
1.7取水水源、取水地点
取水水源：
夷陵区乐天溪镇莲沱河流域地表水
取水地点：
夷陵区乐天溪镇孙家河村
1.8分析范围与论证范围
孙家河水电站工程位于莲沱河流域上游河段，电站发电后的尾水经尾水渠进下游孙家河一级电站的拦水坝内，根据电站工程取水、退水可能影响的范围，本报告书确定上游本电站底拦栅坝坝址至下游孙家河一级电站的坝址，作为主要论证范围。
水资源论证范围参见“孙家河水电站水资源论证范围图”。
1.9论证委托单位与承担单位
委托单位：
夷陵区孙家河水电站
承担单位：
宜昌市水利水电勘察设计院2建设项目概况
2.1建设项目名称、项目性质
（1）建设项目名称：
孙家河水电站工程
（2）项目性质：
新建
2.2建设地点、占地面积和土地地使用情况
建设地点位于夷陵区乐天溪镇莲沱河流域上游，坝址设在孙家河大桥下游150米处，厂址设在孙家河一级电站取水坝下游300米的左岸滩地。
工程永久占地8.5亩，其中耕地1.0亩。
工程临时占地7.5亩。
2.3建设规模
2.3.1工程任务和规模
（1）工程任务
本工程的主要任务是发电，为当地提供生活和生产急需的电能，促进当地林、药、物矿等产业的发展，增加农民收入，逐步实现“以电代柴”，对巩固当地“封山育林”、“退耕还林”成果具有积极的现实意义。
综合考虑水电站容量占电力系统容量的比重、设计电站的调节性能和容量大小等因素，确定本站的设计保证率为80%。
（2）工程规模
孙家河电站枢纽工程属径流式电站，本电站设计毛水头90.908m，设计净水头90.00m，设计流量1.40m3/S，设计装机2×
多年平均发电量610万度，年利用小时6100小时。
设计总投资655.87万元。
2.3.2工程布置及建筑物
（1）工程等级
孙家河电站枢纽工程的规模为小
（1）型，其工程等级为Ⅴ等工程。
主要建筑物的级别为5级，次要建筑物和临时建筑物的级别为5级。
挡水建筑物为浆砌石重力坝，按20年一遇洪水设计，按30年一遇洪水校核；
电站厂房按30年一遇洪水设计，按50年一遇洪水校核。
（2）工程布置
1）挡水建筑物
孙家河电站枢纽工程受地形地质条件的限制，适宜建浆砌石重力坝。
2）引水建筑物
引水建筑物主要由明渠和隧洞组成。
引水渠道工程大致沿河床右岸布置。
经实地勘测后反复比较，综合分析，决定采用总体布置图所设计的方案作为本电站的设计方案，即引水渠道全长2746.68m，其中明渠长804.35米，隧洞长1942.33米。
3）厂房及开关站
厂房为地面厂房，电站装机容量1000KW，主厂房长20.24m，宽9.24m，主厂房地平以上总高7.0m。
升压站设在厂房右侧的坡地上，受其地形条件的限制，升压站只能离厂房右边墙3m，其纵向与厂房纵向垂直，升压站拟定尺寸长×
宽=6.0×
5.0m2，升压站地板高程564.00m。
2.5建设项目业主提出的取用水方案
主电产品：
电
孙家河电站为了充分利用水资源,采用重力式底拦栅坝引莲沱河流域上游地表水,经2746.68m引水渠道（明渠和隧洞）引至压力钢管,然后引至厂房发电；
水流在压力驱动下在蜗壳中推动转轮，进而通过连接轴带动发电机将水势能转化为电能输出，同时尾水排出后直接汇入河道。
2.6项目取水要求、水源类型及取水口设置情况
根据秭归水利电力勘察设计室编制《孙家河电站工程初步设计报告》拟定工程设计保证率P=85%。
根据水文资料测算，莲沱河流域多年平均来水量8828万m3。
建设项目对水量的要求：
建设项目主要用于发电，孙家河电站装机容量1000KW，设计流量1.40m3/s;
建设项目对水质、水温的要求：
建设项目的取水主要用于机组发电,对水质和水温要求不高,取水河段的水质、水温完全满足要求。
取水水源类型：
孙家河水电站取水水源莲沱河流域上游河道地表水。
取水口设置情况：
工程取水口位于右岸，进口底板高程为655.20m，取水口布置有宽1.5m，高2.0m的拦污栅，在渠首布置平面铸铁闸门。
2.7建设项目废污水排放方式及排污口设置情况
本工程主要为水力发电，除工程建设期间会因建筑和安装产生少量废水外，工程运行期无废水产生。
管理单位生活污水经处理达标后由污水管排入河道，不会影响水环境质量，废水排放可不预考虑。
3建设项目所在区域水资源开发利用现状
3.1基本情况
孙家河电站枢纽工程处于夷陵区乐天溪镇境内，位于长江西陵峡北岸一级支流——莲沱河流域的上游。
根据孙家河电站枢纽工程取水、退水可能影响的范围，水系及水文站网分布，水资源评价及开发利用研究的现有成果将乐天溪镇作为建设项目孙家河电站枢纽工程水资源论证的范围。
3.1.1社会经济概况
乐天溪镇素有“三峡坝区门户镇”之称。
全乡辖14个村，8607户，26897人。
2002年经济总收入7.8亿元，农村人平纯收入2800元，财政收入1128.89万元，连续几年三项指标均保持8%以上的增长速度。
3.1.2流域概况
乐天溪镇地处北半球亚热带暖湿季风气候区，其特点为夏季风更替明显，四季分明，光照充足，雨量充沛，春暖多变，初夏多雨，伏秋多旱，冬天寒冷，具有山地气候特征。
由于地形变化特征，水文气象要素呈明显的垂直分布。
多年平均气温为16.8℃，最低气温-9℃，年均日照时数1631.5h，年均无霜期306d，相对湿度为76%，年均风速1.3m/s，最大风速15m/s，多盛行东南风。
乐天溪镇资源丰富，发展潜力巨大。
一是矿产资源，现已查明的有煤、铁、硫、金等矿产资源20多种。
二是林特资源，全乡森林覆盖率65%以上，总面积19.7万亩，林木蓄积200万m3，是全区林业大乡。
三是土地资源，全乡人平耕地1.7亩，土地肥沃，气候温和，适宜各种农作物生长。
四是旅游资源，乡内诸多风景区资源，具有较好的开发前景。
五是水能资源，所辖境内有两条水系自北向南注入长江，水能蕴藏量1.8万KW，可开发2.0万KW，已开发1.4万KW，有待开发0.6万KW。
3.1.3气象及水文地质概况
3.1.3.1气象
夷陵区地处中亚东热带季风气候区,四季分明、气候温和、雨量适中是本区气候的主要特征，但由于海拔高程悬殊，气候垂直差异较大，从北向南兼有北亚热带和暖温带的特点。
南北温差平均达6.8℃，三峡河谷地区一月最冷平均气温5.0℃，极端最低气温-9.0℃，七月最热平均气温28.4℃，极端最高气温42℃。
气温随高程的变化比较明显，据观测，海拔每上升100米，气温将下降0.6℃。
工程区多年平均降雨量1217.8mm，年平均气温16.8℃，年平均日照1631.5小时，年平均无霜期306天，年平均湿度78%。
3.1.3.2水文地质概况
（1）地下水类型
乐天溪镇属亚热带大陆性气候，气候温暖湿润，光照充足，雨量充沛。
年降雨量一般950—1590mm，有随高程增加而增大的变化规律。
年降雨量多集中在5—8月份，年降雨日数120—140d，山地区最大日降雨量达258.7mm。
据调查，孙家河电站工程主要拦截莲沱河流域汇水，莲沱河流域枯水期最小流量约0.25—0.6m3/s,一般平期流量约0.45m3/s，降雨期流量显著增大。
从区内地层结构看，区内主要地下水类型为孔隙水，裂隙水及岩溶裂隙洞穴水。
松散岩类孔隙水：
赋存于第四系冲洪积卵石及崩坡积碎块石中，在河床卵石中一般在地下伏流形式向下游迳流。
在崩坡积物多在坡底以孔隙泉水形式出露，一般流量较小。
松散岩类孔隙水主要来源为大气降水，莲沱流域为其排泄基准面。
碎屑裂隙水：
主要赋存于志留系及泥盆系地层中，地下水多以层面流为主，在坡脚或侵蚀冲沟底以裂隙泉形式出露，地下水主要来源为大气降水，排泄基准面为莲沱流域。
岩溶裂隙洞穴水：
赋存于上游二叠系岩溶发育的花岗岩地层中，地下水主要顺溶隙或岩溶管道运动，以溶隙泉或溶洞泉形式出露，地下水主要来源于大气降水垂向补给及外围地下暗河侧向补给，工程区内为岩溶地下水补给河水，岩溶地下水分布极不均一。
（2）相对隔水层
孙家河电站拟建区右岸均为花岗岩地层，地表分水岭高程达800—1200m，分水岭宽度大，砂岩地层中有裂隙性潜水型泉水出露及常年性流水冲沟。
说明右岸地表分水岭与地下分水岭基本一致，地下分水岭高程大于800m，左岸中地表高程800—1300m，花岗岩地区裂隙泉、溶洞泉出露标高大于900m，说明在左岸花岗岩地区不论存在地下分水岭与否，其地下水补给来源高程约900，工程区蓄水后主要淹没泥盆系、志留系地层，未涉及岩溶发育的二叠系花岗岩地层，因此，工程建成后不会改变花岗岩地区地下水补给、适流状态，仍是花岗岩隙裂、溶洞地下水排泄区之一。
因此在工程区左岸不存在向相邻河谷发生惨漏现象。
（3）地下水补给与排泄
A、补给
区内地下水为大气降水与地表水双重补给两种形式。
区内多年平均降水量1217.8mm，因此，大气降水为主要补给来源，在岩溶地区更为突出，降水入渗率达30—35%。
双重补给主要位于山区河流、溪沟洼地、低级阶地前缘斜坡及隐伏岸溶区。
岩溶裂隙溶洞水还接受工程区地表分水岭以外地下暗河侧向补给。
B、排泄
地下水的排泄部位和溢出带主要有以下几种：
（a）侵蚀基准面—河流；
（b）岩相突变接触带；
（c）各剥夷面之间的过渡斜坡地带；
（d）花岗岩广泛分布的山前区，含水层埋藏于山间盆地，丰富的岩溶地下水裂隙运移，以接触泉或上升泉形式排泄；
（e）褶皱山区含水层被剥露，在斜坡地带局部隔水层的阻隔下，地下水以悬挂泉或下降泉的形式向沟谷或低洼地带排泄；
（f）岩溶发育，河流深切的地区，地下水与暗河的形式流出地表。
（4）地下水的运移及动态特征
区内地下水的运移，严格受地形、岩性和构造条件的控制，多沿构造线和裂隙向地形地貌交接地带运移。
岩溶水的运移速度和丰富程度与岩溶发育程度有关，其溶蚀强度又与岩石的物理特征和化学成分极为密切。
垂直和倾斜岩溶的发育给大气降水的渗入创造了有利条件。
岩溶管道是地下水储存的良好的场所，同时又是地下水运移的极好通道。
由于区内经过多次构造运动，使岩层的完整性遭到破坏，岩溶节理裂隙发育，地下水运移畅通。
区内地下水季节性变化大，水量在丰枯期相差值达十倍以上，这种动态特征对岩崩、滑坡等自然灾害的发生提供有利的水文地质条件。
3.2水资源状况及其开发利用分析
3.2.1径流
区内降雨充沛，降雨量在地区的分布与流域高程有关，地势越高，雨量越大，莲沱流域上游的大老岭一带为著名的鄂西暴雨中心。
降雨量的年际间变化较大，频雨年份多洪涝，少雨年份多干旱。
据大老岭雨量站和乐天溪镇水文站记载，1961年—2002年共42年的资料表明，年最大降雨量2307.4mm（发生于1983年），年最小降雨量仅846.3mm（发生于1972年）。
表3—2—1乐天溪镇不同保证率降水量统计表
分区
多年平均降水量
P=50%
P=75%
P=95%
深
（mm）
量
（亿m3）
全乡
1368.6
3.832
1340.0
3.752
1186.4
3.322
979.64
2.743
古城河
1316.0
1.966
1289.7
1.927
1144.9
1.715
947.5
1.416
莲沱河
1451.1
1.738
1419.2
1.700
1247.9
1.495
1030.3
1.234
由表可知，建设项目所在地的莲沱河的降水量较古城河小，多年平均降水量较乐天溪镇多年平均降水量偏大6.03%，三种保证率的降水量较乐天溪镇偏大5.9%、5.2%、5.2%。
建设项目所在地莲沱流域设有2个雨量站，即大老岭雨量站和乐天溪镇雨量站，通过加权平均计算，其多年平均降水量1451.1mm。
另外，从《宜昌市1956—1990年平均降水量等值线图》上查算，其多年平均降雨量1450mm，两者误差甚小，满足设计要求。
现将莲沱河流域降雨量的年内分配情况列于表3—2—2。
表3—2—2莲沱河流域降雨量分析计算表
时段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
降雨量
31.9
40.6
78.4
124.8
172.7
197.3
261.2
203.2
139.3
107.4
66.8
27.6
分配率
0.022
0.028
0.054
0.086
0.119
0.136
0.180
0.140
0.096
0.074
0.046
0.019
降雨量在年内分配特别是：
四至十月降雨丰水期，降雨量1205.8mm，占全年降水量的83.1%，十一月至次年三月为降雨枯水期，降雨量245.3mm，占全年降水量的16.9%。
乐天溪镇天然河川径流计算成果见表3—2—3
表3—2—3乐天溪镇天然河川径流计算成果表
多年平均
752.7
2.108
737.0
2.064
652.5
1.827
538.80
1.509
723.8
1.081
709.3
1.060
629.7
0.943
821.1
0.779
798.1
0.956
780.6
0.935
686.3
0.822
566.7
0.724
3.2.2径流
由表可知，乐天溪镇多年平均径流深752.7mm,折合径流量2.108亿m3，建设项目所在地的莲沱流域多年平均径流深656.0mm，折合径流量0.394亿m3，莲沱流域的多年平均及三种保证率的径流深较全乡偏大5.1%、5.9%、5.2%。
3.2.3地下水资源量
乐天溪镇为山区，地下水资源量主要为山丘区地下的排泄量，其主要部分为基流量，据分析山区山前侧向出流量、河川潜流量极小，因此，山丘区的河川基流量近似代替山丘区地下水资源量。
乐天溪镇多年平均基流量为6362.70万m3，各河流的地下水资源量计算成果见表3-2-3。
3-2-3乐天溪镇地下水资源量计算成果表
面积
（km2）
天然河川基流量（万m3）
基流模数（万m3/km3.a）
50%
75%
95%
280
6362
6361
5258
4770
22.4
22.7
18.8
17
149.4
3213
3264
2698
2448
21.5
21.8
18.1
16.4
30
676.8
721
680
512
20
23
19
18
3．2．4地表水水质
古城河和莲沱流域是莲沱流域的上游支流，亦是乐天溪镇的主要河流，其水质监测成果见表3-2-4。
表3-2-4乐天溪镇主要河流水质监测成果表
项目
古城电站断面
莲沱流域电站断面
溶解氧
8.5
8.6
化学耗氧量
0.8
五日生化需氧量
1.0
氨氮
<
0.05
亚硝酸盐氮
0.005
0.004
硝酸盐氮
0.94
0.97
挥发酚
0.002
氰化物
砷
0.007
汞
0.0001
六价铬
铅
镉
总磷
0.025
大肠菌群
958
792
综合评价
Ⅱ
Ⅰ
由表可知，乐天溪镇主要河流的水质现状均为Ⅰ类水和Ⅱ类水，水质现状良好。
3.2.5水资源开发利用分析
3.2.5.1水利工程现状
现状条件（2003年）夷陵区乐天溪镇共建成小型水电站8座；
塘堰24口，蓄水能力0.15万m3；
全乡共修建引水渠13条，有效灌溉面积1.5万亩。
3.2.5.2流域水资源开发
2003年夷陵区乐天溪镇地表水源共计2.1亿m3，引水占总供水的42%。
莲沱河流域是长江的一级支流。
发源于邓村与大老岭的交界处，流域面积131.5KM2，干流全长37.75KM，河道平均坡降62.6%。
该流域已经四个电站即孙家河一、二、三级，唐家河一、二级电站，夷陵区规划在乐天溪镇的莲沱河流域开发最上面的一级龙头电站（孙家河电站），该电站设计水头92.908m，装机容量1000KW。
规划报告拟定的该级电站，充分考虑了水能资源的合理利用，工程建设区域稳定，建筑物布置合理，规划提出的电站开发方案是切实可行的。
3.2.5.3现状条件下用水分析
2003年夷陵区农田灌溉用水0.02亿m3，林牧渔用水0.01亿m3，工业用水0.1亿m3，城市公共用水0.005亿m3，城乡居民生活用水0.003亿m3，生态环境用水0.001亿m3，总用水量0.139亿m3，其中农田灌溉用水占总用水的14.4%，林牧渔用水占总用水量的7.2%。
工业用水占总用水量的71.9%，城市公共用水占总用水量的3.6%，城乡居民生活用水占用水量的2.2%，生态环境用水占总用水量的0.7%。
3.2.5.4水资源供需平衡分析
乐天溪镇不同水平年水资源供需成果见表3-2-5-4。
表3-2-5-4乐天溪镇不同水平年水资源供需成果表
水平年
2000
2010
保证率（%）
50
75
95
天然径流总量（万m3）
20640
18270
15090
供水量（万m3）
2500
需水量（万m3）
农业
228
315
410
296
533
工业
1100
1250
1500
1430
1625
1950
农村人畜
82
90
99
102
112
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