GB 50071-2014 小型水力发电站设计规范.pdf

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1、 同JUDC 中华人民共和国国家标准-P GB 50071 - 2014 小型水力发电站设计规范Design code for small hydropower station 2014 -12 -02发布2015 -08-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局一一一一-.，-一-一一. 、中华人民共和国国家标准小型水力发电站设计规范Design code for small hydropower station GB 50071 - 2014 主编部门z中华人民共和国水利部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 1 5 年8 月

2、1 日中国计划出版社2014北京. -、民E坦民、TVIA到设UM国站M拙和电盯食出共发冈山呻均由情NF哩网址:地址z北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码:100038 电话:(010) 63906433 (发行部)新华书店北京发行所发行北京市科星印刷有限责任公司印刷850mmX 1168mm 1/32 4. 75印张121千字2015年4月第1版2015年4月第1次印刷女统一书号:1580242. 609 定价:29.00元版权所有侵权必究侵权举报电话:(010) 63906404 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换. 、中华人民共和国住房和城乡建设部公告第650号住房城

3、乡建设部关于发布国家标准小型水力发电站设计规范的公告现批准小型水力发电站设计规范为国家标准，编号为GB 500712014，自2015年8月1日起实施。其中，第5.5.12、5.5.53、8.1.4条为强制性条文，必须严格执行。原小型水力发电站设计规范)GB50071-2002同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2014年12月2日四-唱r-一. 、前言本规范是根据住房和城乡建设部关于印发(2011年工程建设标准规范制订、修订计划的通知)(建标(2011J17号)的要求，由水利部水利水电规划设计总院和四川省水利水电勘测设计研究院会同有关

4、单位在小型水力发电站设计规范)GB50071-2002 的基础上修订完成的。本规范共18章，主要技术内容包括:总则、水文、工程地质勘察、水利及动能计算、工程布置及建筑物、水力机械及采暖通风、电气、金属结构、消防、施工组织设计、建设征地和移民安置、环境保护、水土保持、工程管理、节能、劳动安全与工业卫生、工程概(估)算、经济评价。本次修订的主要内容有:规范适用范围改为适用于装机容量为0.5MW50MW的小型水电站设计;增加了水土保持、节能、劳动安全与工业卫生等3章内容;为反映我国近10年来小型水电站设计技术进步方面的内容及现行国家与相关行业政策法规要求，对部分设计要求进行了局部修订，增强了规范的可

5、操作性。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，水利部负责日常管理，水利部水利水电规划设计总院负责具体技术内容的解释。在本规范执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改和补充之处，请将修改意见和有关资料反馈给水利部水利水电规划设计总院(地址:北京市西城区六铺炕北小街2-1号，邮政编码:100120，传真:010-63206755，邮箱:jsbzgiwp.org. cn) ，以供今后修订时参考。 1 -叫本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:水利部水利水电规划设计总院四川省

6、水利水电勘测设计研究院参编单位:浙江省水利水电勘测设计院重庆市水利电力建筑勘测设计研究院主要起草人:高希章李长银委绍撑李霞李涛李自繁曾怀金王小英何定恩李万军向重平叶纪刚郑昌银侯成刚陶洪余志友聂彪吕中明张永进刁志明樊卫平主要审查人:司志明姚芝茂张磊王莹岳梦华王俊海雷兴顺鞠占斌孙双元林德才谭志勇伍杰汤洪洁程瓦姜凤海王庆明费永法杨类琪朱维志韩晓君吴树延唐新华吉刚王春满卡继勘刘红宇卢义骄杨全明李霞王水生赵其兴廖微微 2 7 . 、目次1总则. ( 1 ) 2水文.(2 ) 2.1 一般规定( 2 ) 2.2 径流(2 ) 2.3 洪水(4 ) 2.4 水位流量关系曲线(5 ) 2.5 泥沙、蒸发、冰情

7、(5 ) 2.6 水情自动测报系统(6 ) 3 工程地质勘察. ( 7 ) 3.1 一般规定( 7 ) 3.2 区域地质( 7 ) 3.3 水库工程地质(7 ) 3.4 水工建筑物工程地质(8 ) 3.5 天然建筑材料门口4 水利及动能计算. (1 2) 4.1 一般规定U幻4.2 径流调节计算(12) 4.3 洪水调节及防洪特征水位选择(13) 4.4 正常蓄水位和死水位选择(1 3 ) 4.5 装机容量及机组选择门的6 引水道尺寸及日调节池容积选择(1日4.7 水库泥沙淤积分析及回水计算(15) 4.8 水库运行方式与多年运行特性(16) 5 工程布置及建筑物 4. (1 7) 1 圃5.

8、 1 一般规定U门5.2 工程布置 (20) 5.3 挡水建筑物 (21 ) 5.4 泄水建筑物 (23) 5.5 引水建筑物 (24) 5. 6 厂房及开关站门的5. 7 通航建筑物 (36) 5. 8 安全监测设计U们6 水力机械及采暖通风. (38) 6.1 水轮发电机组选择U们6.2 调速系统和调节保证计算 (39) 6.3 技术供、排水系统0) 6.4 压缩空气系统6.5 油系统6.6 水力监测系统(42)6.7 采暖通风 6.8 厂房起重机 (43) 6.9 水力机械布置(43)6. 10 机修设备(44)7电气.(4日7.1 电站接入电力系统(4日7.2 电气主接线 (45) 7

9、.3 厂用电及坝区供电的7.4 过电压保护及接地装置(4的7.5 照明(47)7.6 厂内外主要电气设备布置门7.7 电缆选型及敷设U们7.8 继电保护及系统安全自动装置们7.9 自动控制川 2 二十. 、7.10 电气测量仪表装置 (50) 7.11 操作电源0)7.12 视频监控系统(5 1 ) 7.13 通信(5 1) 7.14 电工修理及电气试验(51) 8 金属结构. . . (52) 8.1 一般规定 (52) 8.2 泄水闸门及启闭设备(53)8.3 引水发电系统闸门、拦污栅及启闭设备(54)9消防. . . (56) 10 施工组织设计(58)10.1 一般规定(58)10.2

10、 施工导流(58)10.3 料场选择及开采 (59) 10.4 主体工程施工刊的10.5 场内外交通10.6 施工工厂设施. . . (6 10.7 施工总布置10.8 施工总进度(62)11 建设征地和移民安置.(64) 11. 1 一般规定(64)11. 2 建设征地处理范围及标准(64)11. 3 实物调查(6日11. 4 农村移民安置(66)11.5 城市集镇影响处理 (66) 11. 6 专业项目处理(66)11. 7 库底清理设计(67)11. 8 实施组织设计(67)11. 9 建设征地和移民安置补偿投资付的 3 12 环境保护刊们12.1 一般规定刊川12.2 环境影响评价与保

11、护设计刊川口水土保持(71) 13.1 一般规定(7 1 ) 13.2 水土保持设计(7 1 ) 14 工程管理(72)14.1 一般规定(72)14.2 工程管理范围和保护范围(72)14.3 工程管理运用(72) 15节能.(73)16 劳动安全与工业卫生. . (74) 17 工程概(估)算(7日18 经济评价. . (76) 本规范用词说明. . . . . . (77) 引用标准名录(78)附:条文说明. (79) 4 ，一一、-Contents 1 General provisions ( 1 ) 2 Hydrology ( 2 ) 2. 1 General requirement

12、s ( 2 ) 2.2 Runoff ( 2 ) 2.3 Flood ( 4 ) 2. 4 Stage-discharge relation curve ( 5 ) 2. 5 Sedimentation, evaporation, ice regime ( 5 ) 2. 6 Automatic hydrological forecasting system ( 6 ) 3 Engineering geology investigation ( 7 ) 3. 1 General requirements ( 7 ) 3. 2 Regional geology ( 7 ) 3. 3 Enginee

13、ring geology of reservoirs . ( 7 ) 3. 4 Engineering geology of hydraulic structures ( 8 ) 3.5 Natural construction material (1 1 ) 4 Computation of water and hydropower (1 2 ) 4. 1 General requirements (1 2 ) 4. 2 Computation of runoff regulation (1 2 ) 4. 3 Selection of flood regulation and charact

14、eristic flood-control level (1 3 ) 4. 4 Selection of normal water level and dead water level (1 3 ) 4. 5 Selection of installed capacity and type of hydropower unit (1 4 ) 4. 6 Selection of dimensions of power waterway and volume of daily regulation pool (1 5 ) 5 一一一一4. 7 Analysis of reservoir sedim

15、entation and backwater calculation (1 5 ) 4. 8 Reservoir operation mode and operational characteristics over multiple years (1 6 ) 5 Generallayout of project and hydraulic structures (1 7) 5. 1 General requirements (17) 5.2 Generallayout of project (20) 5.3 Water retaining structure ( 21 ) 5.4 Water

16、 release structure (23) 5.5 Water conveyance structure (24) 5. 6 Powerhouse and switchyard (34) 5. 7 Structure for navigation (36) 5.8 Design of safety instrumentation . (36) 6 Hydraulic machinery and ventilation (38) 6. 1 Selection of turbine and generator (38) 6. 2 Governor and transient analysis

17、(39) 6. 3 Cooling water and drainage system (40) 6. 4 Compressed air system (41 ) 6. 5 Oil system (42) 6. 6 Hydraulic monitoring system (42) 6.7 Ventilation (42) 6.8 Over head crane (43) 6. 9 Arrangment of equipment (43) 6. 10 Repair equipment (44) 7 Electrical arrangement . (45) 7. 1 Access into gr

18、id (45) 7. 2 Main electrical wiring diagram (45) 7.3 Auxiliary power supply in powerhouse and dam area (46) 7. 4 Surge protection and grounding device (46) 6 . 、飞，7.5 Illumination (47) 7. 6 Arrangement of electrical equipment (47) 7.7 Cable slecting and installating (48) 7.8 Relay system and system

19、security automatic device (48) 7. 9 Automatic control system (49) 7.10 Electrical measurement and instrument device (50) 7.11 Power source for operation (50) 7.12 Video monitoring system . (51) 7.13 Comunication (51) 7.14 Electrical repairing and testing ( 5 1) 8 Hydromechanical structure (52) 8. 1

20、General requirements (52) 8. 2 Sluice gate and hoisting device (53) 8.3 Gate、trashrack and hoisting device for power waterway (54) 9 Fire extinguishing (56) 10 Construction planning (58) 10. 1 General requirements (58) 10.2 Construction diversion (58) 10.3 Plan and exploitation for borrow area and q

21、uarry area (59) 10.4 Main works construction ( 60) 10.5 Onsite access and site access . (61) 10. 6 Construction facilitis (61) 10.7 Construction generallayout ( 62) 10. 8 Construction master schedule (62) 11. Land requisition and resettlement (64) 11. 1 General.requirements (64) 11. 2 Scope and stan

22、dard of land requisition (64) 11. 3 Inventory of physical property . (65) 11. 4 Rural resident relocation (66) 7 11. 5 Handling of township impacts (66) 11. 6 Handling of special items (.66) 11. 7 Design for reservoir area clearance (67) 11. 8 Implementation planhing (67) 11. 9 Compensation for land

23、 requisition and resettlement (68) 12 Environmental protection ( 69) 12. 1 General requirements ( 69) 12.2 Environmental impact assessment and protection design ( 69) 13 Water and soil conservation ( 71) 13. 1 General requirements (7 1 ) 13.2 Water and soil conservation design ( 7 1 ) 14 Project man

24、agement (72) 14. 1 General requirements (72) 14.2 Project management scope and protection scope . (7 2) 14. 3 Implementation of project management (72) 15 Energy conservation (73) 16 Labor safety and industrial sanitation (7 4) 17 Cost estimation of project (75) 18 Economic evaluation (76) Explannat

25、ion of wording in this code (77) List of quoted standards (78) Addi tion: Explana tion of provisions (79) 8 一.-一一、-1总则1. 0.1 为适应我国小型水力发电站建设发展的需要，反映电站建设的技术进步和经验，统一设计技术要求，提高设计质量，制定本规范。1. O. 2 本规范适用于新建、扩建和改建的装机容量为O.5MW50MW的小型水电站(以下简称电站)设计。1. O. 3 电站设计应在流域综合规划或河流、河段水电规划的基础上进行。1. O. 4 电站设计应执行国家现行的技术经济政策，

26、根据地方水利、水电、航运、水土保持、环境保护等要求和电力市场的需要统筹安排，因地制宜，合理利用水资源。1. O. 5 电站设计应进行调查研究、勘测工作，获取水文、气象、地形、地质、建材、电网、建设征地、移民、环境保护、水土保持、河流开发现状和国民经济综合利用要求等基本资料和数据。1. O. 6 电站设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 2水文2.1 -般规定2.1.1 水文分析计算应收集本流域和邻近流域的水文气象及自然地理特征资料，本流域水利水电工程开发、水土保持等人类活动影响资料，区域历史洪水调查资料以及区域水文气象综合分析研究成果等。2. 1. 2 对水文计算所依据的

27、基本资料，应进行可靠性、一致性、代表性分析，对采用的各种参数和分析计算成果，应进行分析检查，论证其合理性。2.2径流2.2.1 径流计算应提供坝址下列全部或部分径流成果z1 年、月、旬、日径流系列和多年平均径流量;2 年、期径流频率计算成果;3 设计代表年的径流年内分配及日平均径流量历时曲线等。2.2.2 设计径流计算应根据不同的资料条件，采用下列方法:1 当坝址有30年以上(含插补延长)的连续径流系列资料时，应用频率计算方法直接计算设计年、期径流;2 当坝址径流资料少于30年，但上、下游或相邻流域有30年以上(含插补延长)的径流资料时，可将参证站设计径流成果按集水面积、雨量和下垫面条件的差异

28、进行修正，移用到坝址53 当设计流域元径流资料，但有降水量资料时，可分析利用附近相似流域测站的降雨径流关系推求径流成果;4 当元以上资料条件时，可采用区域综合方法等进行设计径流计算。.2. 飞，一一-.，.-一、-2.2.3 设计断面以上流域人类活动影响径流时，应调查分析影响程度，并进行径流的还原计算。当还原水量资料短缺时，可通过分析直接统计受人类活动影响后的实测径流系列或按资料短缺的径流计算方法，进行设计径流计算。实测径流资料不足时，可采用相关分析等方法进行相关插补延长径流系列。采用相关分析进行相关插补延长径流系列时，相关系数宜为O. 8以上。插补系列的年数不宜超过相关分析所用系列的长度。2

29、.2.4 径流计算时段可根据设计要求选用年、期(非汛期、枯水期)等。在n项连序径流系列中，按由大到小顺序排列的第m项的经验频率Pm应按下式计算zPm=X唱00%=一-一X100% (2.2.4) n十l-U频率曲线的线型可采用皮尔逊皿型，其统计参数可用矩法初步估算，并用适线法调整确定。2.2.5 采用区域综合方法进行径流计算时，应利用主管部门审批的区域降雨径流及统计参数等值线图或径流计算经验公式。2.2.6.对选定的年径流系列，应根据区域内水文站、雨量站资料，通过其长、短系列统计参数对比，分析其代表性。2.2.7 设计代表年的径流年内分配可选用年、期径流量经验频率接近设计频率的实测年作为典型年

30、，并用设计径流量进行修正确定。当实测资料短缺时，设计代表年的径流年内分配可采用已有的径流区域综合图表推算。2.2.8 电站所在河流有特殊水文地质条件时，应分析研究其对径流设计值的影响。2.2.9 推求日平均流量历时曲线，可根据资料条件采用下列方法:1 用丰水年、平水年、枯水年三个代表年的日平均流量排序 3 统计。2 将参证站的日平均流量历时曲线按集水面积和雨量修正，移用到站址。2.2.10 径流分析计算成果应与上下游、干支流和邻近流域的计算成果比较，分析检查其合理性。2.3洪水2.3.1 应根据电站设计要求，提出下列坝(厂)址全部或部分的设计洪水成果:1 各设计频率的年最大洪峰流量和时段洪量;

31、2 各设计频率的分期最大洪峰流量和时段洪量;3 各设计频率的年和分期设计洪水过程线。2.3.2 应根据电站所在区域的资料条件，合理选用设计洪水计算方法。坝(厂)址或其上、下游邻近地点具有30年以上的实测和插补延长的洪水资料时，应采用频率分析法推求设计洪水。电站所在区域元洪水资料，但有降水量资料时，可通过暴雨频率分析，由设计暴雨推求设计洪水。2.3.3 电站所在区域实测洪水和暴雨资料短缺时，可利用邻近地区实测或调查洪水和暴雨资料，进行地区综合分析，推求设计洪水;也可根据经主管部门审批的全国和省、自治区、直辖市暴雨和产汇流区域综合研究成果及其配套的暴雨径流查算图表，由设计暴雨推求设计洪水。2.3.

32、4 由设计暴雨推求设计洪水时，不同历时设计暴雨量可采用设计点暴雨量和点面关系推算。设计点暴雨量可从经审定的暴雨统计参数等值线图上查算。设计暴雨的时程分配可根据区域综合雨型或典型雨型，采用不同历时设计暴雨量同频率控制放大求得。设计暴雨历时可取24h，也可根据流域面积及汇流历时确定。由设计暴雨推求设计洪水的产流、汇流参数时，可从经审定的 4 . 、 -暴雨径流查算图表查算。2.3.5 对设计洪水计算采用的各种参数和计算成果，应进行多方面分析检查，论证成果的合理性。2.3.6 设计洪水计算采用的历史洪水可直接引用省(自治区、直辖市)刊布的历史洪水调查成果。当电站所在河流元实测或调查历史洪水资料时，应

33、在坝(厂)址或其上、下游河段进行历史洪水调查。2.3.7 计算分期设计洪水时，分期应根据工程设计要求确定，其起迄日期应符合洪水季节变化规律。分期不宜短于l个月。分期设计洪水可跨期使用。2.3.8 当电站上游有调节水库时，应拟定设计洪水地区组成，推求受上游水库调蓄影响后的坝址设计洪水。2.4 水位流量关系曲线2.4.1 当坝(厂)址上、下游附近有水文站时，可在坝(厂)址进行水位观测和洪、枯水位调查，分析河段水面比降，将水文站水位流量关系修正后移用到设计断面。2.4.2 坝(厂址河段无水文站时，应根据河段纵断面图和横断面图，以及调查估算的洪水、枯水水面比降，采用水力学公式推算设计断面水位流量关系曲

34、线。2.4.3 对拟定的水位流量关系曲线，应用实测或调查的水位、流量资料对其进行验证。2.5 泥沙、蒸发、冰情2.5.1 应根据电站设计要求，提出下列坝(厂)址处全部或部分的泥沙成果z1 多年平均悬移质年输沙量和丰沙、平沙、少沙年的悬移质输沙量及其年内分配;2 多年平均悬移质含沙量及实测最大含沙量; 5 ; 3 悬移质泥沙颗粒级配及中值粒径、最大粒径;4 多年平均推移质输沙量。2.5.2 电站悬移质泥沙计算可根据不同的资料条件采用以下方法:1 当坝址上、下游或流域内有泥沙测验资料时，可经面积修正后移用参证站的泥沙特征值;2 电站所在流域泥沙测验资料短缺或元泥沙测验资料时，可根据邻近流域泥沙测验

35、资料，或侵蚀模数区域综合图表估算泥沙特征值。2.5.3 电站水库可根据流域内、邻近地区蒸发站资料，或蒸发量区域综合图表计算多年平均水面蒸发量及其年内分配。2.5.4 对有冰情的设计河段，应提供河段的封冻和解冻时河流形势;岸冰出现、流凌出现、全河封冻及融冰等最早、最迟日期;封冻冰厚、流冰大小，冰塞、冰坝发生时间、地点及规模等。2.6 水情自动测报系统2.6.1 应根据设计流域的水文情势和电站规模等条件，分析论证设置水情自动测报系统的必要性。2.6.2 水情自动测报系统设计内容应主要包括:确定遥测站网、通信方式、组网方案及技资估算等。 6 -一一-y一一、-一-一-3 工程地质勘察3.1一般规定3

36、. 1. 1 工程地质勘察的内容应包括工程区的基本地质条件和主要工程地质问题，水文地质条件及环境水的腐蚀性评价，天然建筑材料的分布、储量和质量。3. 1. 2 工程地质勘察应搜集和利用已有地形、地质资料。勘察方法宜以地质测绘、轻型勘探和现场简易测试为主，必要时采用重型勘探。在进行工程地质评价时，加强资料的综合分析，可采用工程地质类比法和经验分析法。3.2区域地质3.2.1 应研究工程区已有的区域地质资料，确定工程区所属大地构造单元，分析区域主要构造及历史地震对工程区的影响。3.2.2 工程区的地震动参数及相应的地震基本烈度应按现行国家标准中国地震动参数区划图)GB18306确定。3.3 水库工

37、程地质3.3.1 水库渗漏勘察应包括下列内容:1 水库周边有无单薄分水岭、低邻谷和贯穿库外的透水层、断层破碎带、古河道等，对渗漏的可能性和严重程度作出评价;2 可溶岩分布库段的岩溶发育规律、泉水及地下水分水岭的分布高程、相对隔水层的分布及封闭条件、地下水与河水的补给与排泄关系等，评价渗漏的可能性、渗漏途径、渗漏性质(管道、溶隙)及其对建库的影响。3.3.2 库岸稳定勘察应包括下列内容: 7 1 岸坡岩(土体性质、结构组成、软弱土层的分布、断裂构造切割情况、各种对岸坡稳定不利的控制结构面产状、延伸及相互组合关系;2 岩质库岸的岩体风化、卸荷状态及变形特征，并鉴别变形的类形、性质、范围及其形成条件

38、;3 近坝库岸滑坡、胡塌体、危岩体的分布、规模及其稳定性，对近坝泥石流的影响作出评价;4 可能拥岸地段各类土层的分布高程、稳定坡角，浪击带的稳定坡角，并预测塌岸的范围。3.3.3 浸没勘察应包括下列内容:1 可能浸没地段土层结构、厚度、组成及下伏基岩或相对隔水层埋深;2 土层渗透性、地下水位埋深、地下水的补给与排泄条件、土层毛细水上升高度、产生浸没的地下水临界深度，预测可能产生浸没的范围，分析引起沼泽化、盐渍化的可能性。3.3.4 应通过勘察，对建库条件、蓄水后可能产生的环境地质问题进行评价，并对不良地质问题提出处理措施的建议。3.4 水工建筑物工程地质. 3.4.1 土石坝坝址勘察应包括下列

39、内容:1 河床覆盖层及阶地内堆积物的地层结构、分层厚度、分布特征，现代河床及古河床软土层、粉细砂、湿陷性黄土及架空、漂孤石层的分布，对土的承载能力、变形、抗剪特性、地震液化等建坝条件作出评价;2 提出岩(土体渗透系数、允许渗透坡降和物理力学参数，并对不良地质问题提出处理意见;3 防渗体部位断层破碎带和裂隙密集带的分布、宽度、充填状况，并评价其渗透稳定性;4 坝基(肩)岩体风化、卸荷带厚度及性状; 8 -一一一一一、 -一一-5 坝基(肩)相对隔水层分布高程、两岸地下水位埋深，并提出坝基(肩)防渗范围及深度。3.4.2 混凝土坝坝址勘察应包括下列内容:1 坝址地形地貌，覆盖层厚度及其渗透特性，河床深槽范围和深度;2 坝基(肩)岩性特征及其物理力学性质，软弱夹层的分布和性状;3 坝基肩)岩体的风化、卸荷特征、断层破碎带、裂隙密集带、，民河断层和缓倾角结构面的位置、充填物性状和延伸情况，进行坝基岩体质量分类，确定可利用岩面位置，提出岩(土)体