金滩水电站初步设计(上坝址方案)

开题报告

1. 工程来源

该工程来源于社会生产实践。金滩水电站工程位于湖北省宣恩县沙道沟镇，座落在酉水上游干流。

酉水为洞庭水系下游左岸一级支流，发源于宣恩县境内椿木营的火烧堡。干流全长89.9km，流域面积1328km2,总落差1000m，平均高程450~500m，又因为其间有四大支流汇入，所以水源丰富。

金滩水电站工程坝址位于宣恩县沙道沟镇，坝址以上来水面积1044.6km2，河道长64.0km，河道加权平均坡降5.4‰。

2. 建坝的目的和意义

2.1 目的

金滩水电站水库淹没损失小，建坝地形、地质条件良好，电站建成后，对优化宣恩县电力系统电源结构，提高系统供电质量，促进宣恩县社会经济发展。

2.2 意义

宣恩县不仅属于我国西部开发区，而且是土家族、苗族等少数民族聚居的边远山区，经济基础薄弱。改革开放以来，全县面貌发生了较大的变化，国民经济持续发展，农业产业化建设整体推进，农业经济持续发展，工业经济快速增长，城乡市场活跃。各项社会事业欣欣向荣，但由于社会经济及自然条件的原因，宣恩县目前仍是湖北省经济收入较低的县之一。

修建水电站，是电力产业发展的需要，也是社会经济发展的需要，并且有利于生态环境的保护。

3. 国内外小型电站发展现状

3.1 国内：

我国河流众多，年径流总量近两万七千亿立米，水能蕴藏量达五亿余瓦。我国地下水储量也很丰富。丰富的水利资源是我国工农业发展的一个良好的条件。但是，目前我国多数江河还没有能得到治理，或没有治好，水利资源的利用率还很低，水利资源的利用与地区全面开发结合起来综合研究也很不够。必须在充分研究水利资源特点及其开发条件的基础上，根据国民经济发展的需要，加强水利资源综合利用问题的研究。

我国有流域面积在一百平方公里以上的中小河流达五千条左右，分布很广。开发利用中小河流对保证农业增产有很大意义。根据流域的自然地理特点，研究我国中小河流的分类、开发利用的原则以及综合发展灌溉、发电、航运的问题。

建国以来，我国水电建设取得了巨大成就，据统计我国常规水电装机容量已达到7700×

104ｋＷ，其中，中小型水电站4.5×104 余座，拥有机组7×104 余台，总装机容量达2020×104KW，现在中小水电资源经济开发量为6020MW，已开、正开发量为1107MW，仅占18.4%，开发潜力较大，十分有利于地方水电开发建设。

在宜昌周边有很多小型水电站，比如：天福庙水利枢纽工程水库大坝由砌石双曲溢流拱坝和左岸溢流重力坝组成，按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核，最大坝高63.3米。天福庙一级电站为坝后式，总装机3750KW。黄柏河东支梯级规划的第二级枢纽工程玄庙水电站，洪水设计标准为五十年一遇，大坝坝型为抛物线型双曲碾压砼拱坝，最大坝高65.5m，电站厂房安装2台单机容量2500kw的卧式水轮发电机组。 以及黄柏河东支流域梯级开发群中的最后一级水利工程尚家河水库，水库大坝为单曲浆砌石拱坝，最大坝高42.5米，电站厂房装机容量为1800千瓦（2×500+1×800），属坝后式电站。

目前我国在中小水电站开发建设上的技术比较成熟，中小电站投资规模小，建设周期一般为1-5年，远小于大电站5-10年的建设周期，投资回报快；同时具有造价低的优势，目前单位千瓦投资在4000-6000元/kw之间的电源点比较普遍，测算电价仅为0.18-0.20元/kw.h，低于全国平均水平,电价具有比较优势。

中小水电的资源优势、区位优势和比较优势，有利于吸引投资者参与开发，但中小水电开发中面临如何科学规划和规范管理、避免投资者的盲目性、打破行业垄断、处理风景区与开发的矛盾、解决好移民等问题。

3.2 国外：

在欧洲，小型水电总的发电量由大约17，500个独立的电站组成，这些小电站平均的装机容量为0.7MW，平均年发电量为2.9 GWh。然而每个国家的小型水电站的平均装机容量又有非常大的差别：罗马尼亚和葡萄牙的电站平均装机容量为4MW以上，波兰为2.69 MW，希腊

2.82 MW，土耳其2.06 MW，挪威1.72 MW，意大利、西班牙、法国、芬兰和英国为1—1.5MW，而德国、捷克共和国、斯洛伐克和斯洛文尼亚则降至200—300 kW。单个电站平均容量的大小也反映了各国水能的蕴藏量及其工业开始的时间，年代较早的国家以小型水电站所占的比重较大为主要标志，而工业起步较晚的国家如葡萄牙、希腊和土耳其其电站的装机则比较大。像德国这样老牌的SHP利用国家拥有世界上最老的电站，其中50%已经有超过60年的历史了。而葡萄牙、西班牙、英国、希腊和一些东欧国家则有许多不足20年的新的电站。

小型水电站所发出电能的价格在欧洲国家内也有着相当大的差异，价格最低的为芬兰、挪威和瑞典，为1.2—3欧分每千瓦时；其次为英国、爱尔兰、西班牙和葡萄牙，4—6欧分每千瓦时；还有一些国家的电价带有奖励性因素，例如比利时和瑞士，则高达9欧分每千瓦时。在希腊有90%的电力终端用户需要缴纳电力税收，在德国则有65％—80％人需要缴纳。

4. 设计内容

4.1 坝线和坝型的选择及枢纽布置方案的比较

根据地质、地形条件、筑坝材料、施工条件和枢纽建筑物的作用等进行坝线，坝型的选择。通过初步分析和计算，选定枢纽布置方案。

4.2 调洪演算

通过调洪演算，参考已建成工程，确定枢纽的防洪标准，拟定枢纽和主要建筑物的等级。

4.3 非溢流坝段的剖面设计

拟定剖面时参考已建成工程，并考虑与溢流坝的连接等具体情况，初步拟定坝顶高程、坝底宽度、上下游边坡及起坡点和坝段长度，然后验算坝体强度和稳定承载能力极限状态等。

4.4 溢流坝段剖面设计

参考已建成工程，初步确定堰面曲线、上下游边坡、消能方式及尺寸，进行水力计算，然后进行坝体强度和坝其它接触面以及深层滑动稳定验算。

4.5 进行细部构造设计和地基处理设计

4.5.1 混凝土标号分区设计：

根据应力计算成功和大坝各部的工作条件的不同，对其强度、抗冻、抗渗、抗热、抗冲磨等各种性能提出不同要求，并确定各区的位置、尺寸。

4.5.2 廊道、分缝止水、排水设计

根据不同要求，设计廊道断面尺寸、剖面位置以及平面、里面布置和相互连接。横缝的止水设计和溢流坝段、挡水坝段的止水设计。溢流坝段的坝身和坝基派水的布置及排水管（孔）的直径、间距等的排水设计。

4.5.3 地基处理

包括开挖清理、灌溉、断层处理的设计。

4.6 编制说明书和计算书，并绘制成果图。

5. 进度计划：

第3 ～ 4周 熟悉基本资料

第5 ～ 8周 主要建筑物型式选择、枢纽布置

第9 ～ 13周 主要建筑物设计

第14 ～ 15周 绘图、编写设计报告

6. 阅读文献

（1） 混凝土重力坝设计规范（DL5108—1999） 电力出版社 2000

（2） 水工建筑物荷载设计规范（DL5077—1997） 电力出版社 1998

（3） 水利水电工程等级划分及洪水标准（S252L—2000） 水利水电出版社 2000

（4） 小型水电站初步设计报告编制规程（SL/T179—96）

（5） 水工钢筋混凝土结构设计规范（DL5057—1996） 中国电力出版社 1997

（6） 华东水利学院：水工设计手册（第五册）混凝土坝 水利电力出版社 1987

（7） 华东水利学院：水工设计手册（第六册）泄水与过水建筑物 水利电力出版社

1987

第二篇：如何进行小型水电站的初步设计

如何进行小型水电站的初步设计

1．设计图纸部分

⑴工程地理位置图；计算电站至县城的距离，输电线路的距离。

⑵工程河流水系图；计算坝址、厂房的集雨面积，河流的长度、坡降。

⑶工程枢纽布置图；计算挡水坝基础数据，地面高程、挡水坝长度等，引水工程的特性数据，并对各段明渠隧洞进行编号且提取高程、长度数值，部分数据制作电子表格。

⑷挡水坝平面布置图；反复计算优化挡水坝的布置方案，上下游水位，防洪水位，校核水位，淹没长度及断面，占用征地面积，弃渣堆放场等。

⑸挡水坝剖面图；查取相关资料，根椐工作经验，初步拟定建筑物的几何尺寸。

⑹明渠、隧洞断面图；先进行水力计算，确定断面尺寸，后计算安全超高，衬砌的厚度，利用CAD命令AREA计算面积，整个设计不可少这一部分数据；

⑺压力前池平面布置图；利用程序进行计算各种数据。

⑻压力前池剖面图；先根据前池水位与厂房尾水位的高差计算设计水头，依据压力水管的长度，水电站的设计流量才可画出压力前池剖面图。

2．厂房设计；需要的基础数据，厂房下游设计水位，防洪水位，校核水位，设计水头，设计流量，已拟定的装机，查设备资料，进而确定厂房尺寸；图纸包括：

厂房横剖面布置图，厂房平面布置图，厂房下游立视图，各轴立面图，厂房二层平面图，厂房屋顶平面图；下一阶段补技施设计。

3．水机部分；

机组技术供水系统图

机组排水系统图

机组水力监测系统图

4．电气部分

电气主接线

升压站平面布置图

升压站剖面图

厂用电接线图

5．地质部分

挡水坝地质剖面图

引水隧洞地质剖面图

压力前池地质剖面图

压力管地质剖面图

6．压力水管部分

压力管平面布置图

压力管纵断面图（1#-N#）

7．压力水管镇墩结构图（1#-N#）

8．金属结构部分

伸缩节装配及零件图（1-2）