江坪河水电站建设项目水资源论证案例中国水电顾问集团中南勘测设计研究院刘常斌(413102), 方芳(301153)1 总论1.1 建设项目基本情况及项目来源江坪河水电站位于溇水干流上游河段, 湖北省鹤峰县走马镇阳河乡。
溇水是洞庭湖水系湘、资、沅、澧4水之一澧水的最大支流, 也是一条穿越湘、鄂两省的界河。
溇水全长250km, 流域面积5048km2, 水力资源丰富。
1999年11月我院提出了《江坪河水电站预可行性研究报告》, 推荐正常蓄水位475.00m, 装机500MW, 该报告于 9月由国家经贸委委托中国水电顾问有限公司会同湖北省计委审查经过, 同年10月国家经贸委电力司以电力[ ]53号文批复了审查意见, 审查意见”同意本工程的开发任务以发电为主, 兼顾防洪”; 针对工程特点以及关键技术问题, 我院于 6月提出《湖北省溇水江坪河水电站可行性研究报告》, 根据库尾淹没控制点鹤峰县城的具体情况, 经多方案分析论证, 最终确定水库正常蓄水位为470.00m, 装机规模调整为450MW, 并于 7月经过了水电水利规划设计总院在北京主持的审查。
根据水利部与国家计委联合发布的15号令《建设项目水资源论证管理办法》( .3.24) 的规定, 湖北华清电力有限公司于 5月委托我院编制江坪河水电站水资源论证报告, 作为审批江坪河水电站取水许可证的技术依据。
1.2 水资源论证的目的和任务( 内容略)1.3 编制依据( 内容略)1.4 取水规模、取水水源与取水地点1.4.1 取水规模江坪河坝址多年平均流量81.1m3/s, 多年平均年径流量25.6亿m3。
水库正常蓄水位470.00m, 调节库容6.78亿m3。
电站发电最大年取水量40亿m3, 最小年取水量16.6亿m3, 多年平均年取水量25亿m3, 平均日取水量687万m3; 电站发电最大引用流量332m3/s, 发电最大月平均流量323m3/s, 发电最小月平均流量15.2m3/s, 水量利用率97.9%。
1.4.2 取水水源与取水地点取水水源: 溇水取水地点: 溇水干流上游河段、湖北省鹤峰县走马镇阳河乡溇水大桥上游约3km处。
1.5 工作等级综合考虑建设项目的重要性、取用水规模、取水水源地的水资源条件与开发利用程度、取退水对第三者的影响等多方面因素, 以及本工程的装机规模( ＞300MW) , 确定本工程水资源论证工作等级为一级。
1.6 分析范围与论证范围本项目水资源论证范围主要为江坪河库区以及溇水江坪河坝址～淋溪河坝址之间河段, 分析范围为淋溪河坝址以上流域。
1.7 水平年水资源论证的规划水平年取为。
1.8 论证委托书、委托单位与承担单位( 内容略)2 建设项目概况2.1 建设项目名称及项目性质项目名称: 湖北省溇水江坪河水电站。
项目性质: 新建水电工程2.2 建设地点、占地面积和土地利用情况2.2.1 建设地点江坪河水电站位于溇水干流上游河段, 湖北省鹤峰县走马镇阳河乡。
电站坝址至走马镇约19km, 经走马镇向西至鹤峰县城约84km, 向东至湖南省石门县城163km。
2.2.2 占地面积和土地利用情况江坪河水电站建设征地涉及湖北省鹤峰县和五峰县, 共征用土地面积22.74km2, 其中水库淹没19.92 km2, 施工占地2.82 km2。
2.3 建设规模及实施意见2.3.1 工程建设规模江坪河水电站设计正常蓄水位470.00m, 死水位427.00m, 汛期限制水位459.70m, 防洪库容2亿m3, 调节库容6.78亿m3, 库容系数0.265, 具有多年调节性能。
电站装机2台单机容量225MW的混流式水轮发电机组, 单机额定流量166m3/s, 额定水头153m, 保证出力68.3MW, 多年平均发电量9.638亿kW·h。
按照GB50201-94《防洪标准》及DL5180- 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》规定, 本工程属一等大(1)型工程。
2.3.2 工程布局及主要建筑物(内容略)2.3.3 工程实施意见(内容略)2.4 建设项目取、退水方案2.4.1 建设项目取用水要求(内容略)2.4.2 建设项目取用水方案本项目为水电站工程, 项目拟经过建坝抬高水位, 形成水库取水发电。
坝址拟建在溇水干流江坪河大桥上游约300m处, 湖北省鹤峰县走马镇阳河乡。
工程建设符合《溇水淋溪河以上河段规划报告》和经审查的《江坪河水电站预可行性研究报告》要求。
经过预可行性研究和可行性研究阶段多次组织专家现场查勘、综合经济比较选取该坝址。
该坝址河谷狭窄, 两岸为坚硬或中等坚硬的岩石组成, 地质构造相对简单, 有可靠的防渗依托层, 地形、地质和近坝库岸条件均较优。
江坪河水电站取水口位于左坝前约100m处, 该处相对较为平缓, 水流条件好, 水道长度短, 开挖边坡的高度和范围均较小, 明挖工程量少, 所产生的边坡高度及规模不大, 处理相对容易。
该处无居民, 工程兴建后, 该区域成为工程区或施工、生活的永久征地区, 无其它重要取水户。
取水口底板高程406.80m, 远高于河床高程, 比1 泥沙淤积高程290.21m高出116.59m, 取水口不受水库泥沙淤积的影响。
取水口形式采用岸塔式独立取水口, 塔体的体积较小, 重量较轻, 最大压应力值为 1.8MPa, 小于地基岩体的允许承载力, 满足要求。
2.4.3 建设项目退水方案本项目为新建水电项目, 退水系统主要包括施工期生产用水退水、运行期发电退水和生活用水的退水。
施工期间生产退水主要由砂石料加工系统废水、混凝土生产废水、基坑废水、施工生产维修废水等组成。
砂石料加工系统废水采用混凝沉淀法, 废水先经过沉砂池除去粗砂, 混合混凝剂后进入沉淀池, 由于混凝药剂的添加, 使得直径小于0.035mm的悬浮物得以快速去除; 混凝土生产废水处理经过矩形处理池, 利用换班时间将冲洗废水排入池内, 静置至换班放出, 此处理方法工艺简单, 造价低; 大坝基坑废水处理一般不采用工程措施, 仅向基坑中投加絮凝剂, 让坑水静置沉淀2h后达到采用水要求, 剩余污泥定期人工清除。
运行期退水包括发电退水、防洪调度退水以及生活用水退水。
发电退水由电站进水口退水到厂房下游。
为保护下游生态环境, 减免江坪河水库下泄低温水对下游水生生物的生长和繁殖带来的不利影响, 拟采取分层取水措施引取水库水温相对较高的表层水作为发电用水, 来提高水库下泄水温。
同时在水库初期蓄水期考虑经过泄洪放空洞和泵站供水方案提供生态基流, 在水库正常运行期考虑在发电进水口后设置生态取水口泄放基流来满足生态用水要求。
防洪调度退水主要是为保证大坝安全以及为下游防洪调度, 经过泄洪闸门退出, 根据《江坪河下游防洪研究报告》, 江坪河水库防洪调度按”固定泄量”调度, 主要防洪调度规则为: ①洪水涨水段, 当入流小于5年一遇洪峰流量时, 江坪河水库自由泄洪; ②入流大于5年一遇洪峰流量时, 按1400m3/s控制下泄, 直至蓄满防洪库容; ③洪水退水段, 仍按1400m3/s控泄, 但当入流小于1400m3/s, 且下游三江口流量小于1 m3/s, 则江坪河水库按1000m3/s控泄, 至防洪限制水位为止。
本项目生活退水很少, 拟采用成套生活污水处理设备进行分散处理, 使其达标后再排放, 确保项目的生活退水不会对水库水资源产生污染。
3 建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析3.1 基本概况( 内容略)3.1.1 自然地理概况3.1.2 气象特征3.1.3 水能资源3.1.4 水文3.1.5 地质条件3.2 水资源状况及其开发利用分析3.2.1 水资源状况溇水径流由降雨形成, 径流特性与降雨、洪水特性一致。
江坪河坝址4～8月份5个月的水量占全年水量的71.1%, 其中5～7月份占51.1%, 平、枯水期(9月～次年3月)径流量仅占全年的28.9%。
月平均流量1月份最小为15.3m3/s, 7月份最大为204m3/s。
坝址多年平均年径流量为25.6亿m3, 最大年径流量44.8亿m3(1954年), 最小年径流量13.4亿m3(1992年), 最大、最小年径流量分别为多年平均径流量的1.75倍和0.52倍。
由于地区工业不发达, 库周乡镇基本无工业企业分布, 其工业污染源主要分布于库尾的鹤峰县县城。
根据鹤峰县水利水产局水质监测资料和《地表水环境质量标准》( GB3838- ) , 对鹤峰县各乡镇23处供水水源地的水质化验结果采用单因子指数法进行评价, 15处为Ⅰ类水, 3处为Ⅱ类水, 4处为Ⅲ类水, 无劣于Ⅲ类水的水源。
库区河段超标项目为COD、粪大肠菌群、总氮。
溇水中总氮超标的主要原因是地表径流影响所致, 而COD和粪大肠菌群超标可能是由于鹤峰县城的污染物排放。
区域河段浮游藻类共有5门23种, 浮游动物4门16种, 底栖动物12种。
区域河段共有鱼类4目9科24种。
常见的种类有墨头鱼、尖头红鲌、云南盘鮈、宽鳍鱲等, 无国家和省级重点保护鱼类。
3.2.2 水资源开发利用分析江坪河水电站坝址断面以上流域面积2140km2, 主要涉及湖北省恩施州的鹤峰县和宜昌市的五峰县。
据调查资料统计, 当前江坪河坝址断面以上流域内共有大小水库17座, 其中中型水库3座, 小(一)型水库5座, 小(二)型水库9座。
这些水库多为发电和灌溉用水, 生活和工业供水较少, 有3座水库不能发挥效益。
引水工程引水能力1300万m3, 加上电灌设备, 有效灌溉面积5万亩以上。
已建水电站35座, 装机容量73.78MW; 在建水电站14座, 装机容量54.54MW; 可供开发的水电站尚有54座, 相应可装机753.7MW。
江坪河坝址以上流域总人口约18.15万人, 鹤峰县16.33万人, 其中城镇人口3.0万人, 农村人口15.15万人, 五峰县1.81万人; 耕地面积23.61万亩, 其中鹤峰21.25万亩, 五峰2.36万亩; 工业总产值约6.7亿元。
23.61万亩耕地中, 含水田12.96万亩, 旱地10.65万亩。
根据底最新统计成果, 溇水流域水力资源开发程度较高, 已、正开发量( 含江坪河) 占经济可开发量的80%以上, 且主要集中在溇水干流。
总体来看, 江坪河坝址以上流域水资源比较丰富, 人均占有水资源量1.5万m3以上, 但时空分布不均, 旱涝灾害频繁; 降水多集中在4～9月份, 占全年的70%以上, 大量水资源以洪水形式泄掉; 从降水量的地域分布看, 整个流域降水量差别不大, 南部降水略大于北部; 区内经济基础落后, 基础设施薄弱, 水资源开发利用程度及重复利用率不高, 江坪河坝址以上现状取水总量与耗水总量分别仅占河道天然来水总量的6.1%与3%。