20世纪50年代以来,中国小水电的规划设计一直是在中央有关部门的技术和政策指导下,由各省负责进行的。水利部所属设计院则进行少量示范性工程设计和定型设计,举办培训班,培训各省技术力量。随着地方技术力量的成长和经验的积累,目前小水电站的规划设计主要由地方设计院承担,省主管部门进行指导。但小水电设计规范仍由水利部规划设计管理部门负责组织编制。
中国小水电规划设计工作与大中型电站有一定的区别,一般要作一定的简化。多年来基本按下列阶段进行:
1.规划及站址选择
规划的含义随研究对象而异,有一个地区发展经济的全面规划,有小河流域规划和地区供电规划,还有具体电站的开发规划等。具体电站的规划包括选择站址,拟定开发方式,明确供电对象和负荷,确定电站规模、初步的枢纽布置、建筑物型式、输配电方案,进行初步的技术经济论证和投资估算等,并根据规划报告,由上级下达或审批设计任务书。
具体的电站规划应与小河流域规划和地区供电规划相协调,以利于水力资源的综合利用和流域梯级的分期开发。因此,有条件的地区,要先进行小河流域规划和地区供电规划,也可将具体电站规划和小河流域规划结合在一起进行,在小河流域规划中确定梯级开发程序和第一期工程。但往往具体电站上得较快,小河流域规划进行得较晚,此时,具体电站规划中要考虑小河全面开发的要求。在规划阶段,要查明流域水力资源和可能开发的站址,收集地区社会经济状况、用电负荷和现有电网资料,了解国民经济各部门对河流开发的要求以及地形、地质和水文、气象资料,进行综合分析研究,以便明确拟建电站在该流域各梯级中的地位和地区经济发展中的作用。此时重点要解决的问题包括上游有无调节水库、下游对本电站有何要求、如何综合利用水能资源、供电地区及负荷、是否联网以及采用何种开发方式等。在上述问题较为明确的基础上,进一步研究枢纽本身的有关问题。
2.初步设计
本阶段要确定枢纽布置、建筑物型式和尺寸、机电设备及布置、输配电方案、施工布置、进度和方法,进行技术经济论证,提出概算,解决资金来源,提出设备材料订货清单。在初步设计阶段,要补充收集规划阶段的各项资料,尤其是坝址的地形、地质和水文资料。初步设计和规划要相互衔接,若规划阶段工作较粗,则初步设计还要补做一部分规划阶段的工作。一般来说,初步设计是设计工作的一个重要阶段。只有初步设计经批准后,才能进行筹资、订货和施工准备。
3.施工图(www.xing528.com)
本阶段主要提供施工、安装所需各类图纸。一般在施工图阶段,建筑物和设备的布置及其尺寸已定。但实际经验表明,在这一阶段往往还要补做初步设计阶段的某些工作,若在初设审查后修改工作量大,还应先做初设修改补充,再做施工图。
对于小型水电站,尤其500kW以下的电站,为了不使前期工作花费太多,上述阶段也可简化,如初步设计和规划阶段的合并。有些条件十分简单的电站,在允许套用定型设计时,初步设计阶段可做得较深,直接为施工服务。这种做法与国外直接做DPR(详细技术报告)有所不同,国外待DPR批准后即可做招标设计,并由中标单位开始施工。国内则是常常采用在初步设计前增加一个可行性研究阶段的办法。
4.现场勘测工作
规划设计各个阶段均需进行必要的勘测工作。一般使用1/10000地形图推算流域面积,进行水文分析和梯级布置示意,计算库容和表示枢纽和邻近地区的关系,包括输电线和交通,1/1000~1/5000地形图作为枢纽布置包括施工布置之用,具体建筑物布置则要求1/500或更大的比例尺。对500kW以下的小水电站,应尽量利用现成的1/10000地形图,并直接进行地面选线和断面测量工作。
小型水电站地质勘探的任务,在于查清危及建筑物安全的主要工程地质问题及料源。小型电站的主要地质问题为建筑物基础岩性、覆盖层和基岩的渗透性、山岩的稳定性、水源的补给条件、溶岩和地震等。对于500kW以下的水电站,地质勘探一般只做地面工作,如肉眼鉴定、山地工作坑、槽、洞探等。对于规模较大、地质条件较为复杂的水库工程,则需按一般大、中型水利水电工程勘测规范进行。
小型水电站水文工作的主要任务在于查清河流的洪、枯水流量,水位和年径流变化。由于小河缺乏水文记录,常需参照邻近流域的参数确定,有时需设立临时水文站,并进行实地调查。水文分析可利用降雨资料和现成的水文手册进行估算。测流可用最简单的浮标法,或采用流速仪或水力学的方法。
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