【文章內(nèi)容簡介】 流量，使河道兩岸賴以生存的 2萬多群 眾不再為找水 奔波，人畜生活用水得到保障，沿河群眾可以安居樂業(yè)，大大促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。 七、可有利于保護(hù)野生動物資源 **河 上有大量的野生水產(chǎn)動物資源，水庫建成以后，壩址以上水庫區(qū)長期形成較大面積的水面，水庫以下河道常年不會斷流，大鯢等野生動物的生存環(huán)境得到有效改善，從而有效地保護(hù)了野生動物資源。 八、有利于環(huán)境保護(hù)及水土保持 工程建設(shè)后，可以大量向農(nóng)村供應(yīng)電量，解決農(nóng)村燃料和農(nóng)村能源，實現(xiàn)農(nóng)村“以電代柴”、“以電代油”，減小森林砍伐量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有效地進(jìn)行水土保持，減少水土流失，切實提高人民群眾的物質(zhì)生活水平。 總 之，建設(shè) **水電站，可以解決農(nóng)民的燒柴和農(nóng)村能源問題，有利于促進(jìn)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，有利于促進(jìn)退耕還林、封山綠化、植樹造林和改善生態(tài)環(huán)境，有利于人口、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于 水資源和水能資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 第三節(jié) 水文氣象 **縣 地處北亞熱帶北部邊緣，屬于北亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，全縣多年平均氣溫 15℃，極端最低氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃。 庫區(qū)內(nèi)多年平均降雨量為 毫米，最大年降雨量 毫米，最小年降雨量 ；降雨在年內(nèi)分配也不均勻 ，降雨主要集中在 6～ 9月，約占全年降雨量的 69%；全年日照時數(shù)為 2027小時，無霜期 224天，年均大于或等于 10℃的活動積溫為 5520 ℃。 第四節(jié) 設(shè)計洪水 因流域內(nèi)無實測洪水資料，可根據(jù)《河南省中小流域設(shè)計暴雨 洪水圖集》（ 1984 年，以下簡稱《暴雨圖集》）中的有關(guān)規(guī)定由設(shè)計暴雨間接推求，采用淮上法綜合單位線計算洪峰流量和洪水過程線。 表 11 **縣 **水利水電樞紐壩址設(shè)計洪峰流量及洪量 頻率 時間 (h) 20% 10% 5% 2% 1% % % Qmax(m3/s) 1669 2080 2885 4479 5361 7542 8368 W (104m3) 2993 3975 4982 7000 8050 10758 11761 該區(qū)域內(nèi)年侵蝕模數(shù)為 200～ 500噸 /平方公里178。年，由于庫區(qū)內(nèi)植被良好，且隨著對環(huán)境保護(hù)及水土保持工作重視程度的增加，庫區(qū)內(nèi)植被覆蓋率將還要提高，確定選用年侵蝕模數(shù)為 200 噸 /平方公里178。年。 第五節(jié) 工程地質(zhì) 南陽市水利建筑勘測設(shè)計院地勘隊于 2021 年 11 月 8 日 — 12月 28 日承擔(dān)了 **水利水電樞紐可行性研究階段的地 質(zhì)勘察任務(wù)。其工作主要是： 對庫區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，了解水庫區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)現(xiàn)象，特別是水庫區(qū)發(fā)生滲漏的可能性；對壩址區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，了解地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石的風(fēng)化程度，對壩址進(jìn)行地質(zhì)評價； 了解壩基巖石的水理性及滲透性； 調(diào)查天然建筑材料并進(jìn)行評價。其工作內(nèi)容如下 : 一、區(qū)域地質(zhì)概況 **水利水電樞紐工程 在中國大地構(gòu)造單元上屬于秦嶺地軸、伏牛 — 大別弧形構(gòu)造帶的西端、四棵樹復(fù)背斜的南翼，整個區(qū)域為起伏不平的中低山區(qū)。本區(qū)域主要構(gòu)造為朱陽關(guān) — 板廠斷裂、夏館 —柳泉鋪張性斷裂等， 構(gòu)造主干線由一系列的 NWW 向褶皺、斷裂組成，并伴有 NW、 NE 向的次一級斷裂及節(jié)理等。 二、水庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評價 （一）、地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象 地形地貌 水庫區(qū)處于伏牛山腹地中低山區(qū)，山脈總體走向呈 NW— SE，地勢西高東低，山體自然邊坡多在 60度以上，海撥 480— 500m以上，相對高差 150— 200m，個別地段地勢險峻。 **水庫屬于長江三級干流 **河 上游地段，呈蛇曲狀自西北向東南蜿蜒而下，河谷呈深切谷，形態(tài)多呈“ U”型谷，河寬 20— 40m，深 8— 10m，彎多水急，河道比降較陡。 地層巖性 水庫區(qū) 地層較單一，主要為中生代燕山期黑云母花崗巖，少量的下元古界震旦系陡嶺群云母石英片巖，第四系零星發(fā)育沖洪積、沖積、殘坡積地層，由老至新依次為下元古界陡嶺群云母石英片巖、中生代燕山期黑云母花崗片巖、石英巖脈、長石巖脈、第四系中更新統(tǒng)粘土、第四系殘坡積層碎石土、第四系全新統(tǒng)砂卵石。 地質(zhì)構(gòu)造 庫區(qū)構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，主要為 NE— SW和 NE— SE向，明顯的構(gòu)造形跡是 NW— SE向的壓性、壓扭性結(jié)構(gòu)面以及 NE— SW向的張性結(jié)構(gòu)面。庫區(qū)共發(fā)現(xiàn)有 16條斷層，長度一般為 10— 30m，寬度不超過 2m，深度不 超過 5米，均為小斷裂；庫區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有三組，第一組呈張開狀，最為發(fā)育，第二、三組呈閉合狀。 （二）、庫區(qū)水文地質(zhì)條件及評價 庫區(qū)地下水主要為基巖裂隙水和松散巖類孔隙潛水，松散巖類孔隙潛水主要為埋藏在河床、漫灘及沖溝內(nèi)覆蓋層中的潛水，受基巖裂隙水和大氣降水補給，由于河床下切較深，故潛水可補給河水。 （三）、水庫區(qū)工程地質(zhì)條件評價 水庫區(qū)主要由黑云母花崗巖組成，巖石風(fēng)化較輕，完整性較好，含水性和透水性較差。庫區(qū)岸坡穩(wěn)定、淤積量小，庫區(qū)無滲漏現(xiàn)象，庫區(qū)地質(zhì)條件較好。 三、壩址區(qū)工程地質(zhì)條件及評價 （一）、 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 地形、地 貌 水庫壩址區(qū)為中低山區(qū)，壩軸線處于河道彎道處，無階地發(fā)育，右岸為侵蝕巖，左岸為堆積岸，河床偏于右岸，河床寬度 60m。 該段兩岸山體不對稱，左岸山體呈渾園型狀，自然坡度 40176。 —45176。；右岸山體均呈陡峭狀，坡度 60176。 — 70176。，個別地段地勢險峻 ，呈懸崖峭壁，山間植被發(fā)育良好。 地層、巖性 壩址區(qū)地層巖性單一，主要為燕山期黑云母花崗巖及第四系松散堆積物。黑云母花崗巖中分布有石英巖脈及正長石巖脈；第四系松散物主要為全新統(tǒng)砂卵石，主要成份為礫石、卵石、漂石及塊石，結(jié)構(gòu)松散，強 — 極強 透水，分選性差。 左壩肩：山體較雄厚，巖性為中細(xì)粒黑云母花崗巖， 巖石強風(fēng)化厚度 — ，弱風(fēng)化厚度 — ，微風(fēng)化厚度 米左 右，其下為新鮮巖石；右壩肩：巖性為中細(xì)粒黑云母花崗巖，巖石表面微風(fēng)化厚度為 2m左右，其下為新鮮巖石；河槽段：河床寬 19m，河床基巖裸露寬度 11m，覆蓋層為砂卵石，厚度僅 — ，其下為中細(xì)粒黑云母花崗巖，巖石微風(fēng)化厚度 — ，微風(fēng)化以下為新鮮巖石。巖石屬中等 — 微透水。 地質(zhì)構(gòu)造 壩段內(nèi)所發(fā)育的斷裂有 3條，斷層不影響壩體穩(wěn)定，并不會產(chǎn)生壩基滲漏， 不必進(jìn)行處理；壩段內(nèi)節(jié)理較發(fā)育，主要有三組，裂隙多數(shù)呈張開狀，無充填，少數(shù)充填碎石，且延伸不遠(yuǎn)。 壩址區(qū)水文地質(zhì)條件 壩址區(qū)的地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水。由于河流的下切，潛水可補給河水?；鶐r裂隙水受構(gòu)造及裂隙發(fā)育程度的控制，一般無承壓性，受大氣降水補給，向山體兩側(cè)排泄。 四、引水渠線的工程地質(zhì)條件及評價 二級水電站的引水渠線擬沿左岸山體布置，從 **電站壩址下游 至引水隧洞處工程地質(zhì)條件依次為： 0+000— 0+350 段山坡坡角30176。 — 35176。，巖石呈弱風(fēng)化狀，山坡相對較緩，渠道邊坡開挖較穩(wěn)定； 0+350— 0+950 段山體自然邊坡 40176。 — 45176。，巖性為黑云母花崗巖，弱風(fēng)化，巖石裂隙較發(fā)育，該段發(fā)育有 4 條沖溝； 0+950—洞口段山體多呈直立陡峭狀，巖石為黑云母花崗巖，弱 — 微風(fēng)化狀，巖體穩(wěn)定，整體性好。 五、 引水隧洞的工程地質(zhì)條件及評價 洞身段山體較雄厚，巖性為黑云母花崗巖，巖石為弱 — 微風(fēng)化。巖脈完整性較好，與圍巖接觸密切。巖性為黑云母花崗巖，巖石呈全 — 強風(fēng)化狀，巖石破碎，極不完整，出口處巖石風(fēng)化較重。 六、二級電站站址及建筑物的工程地質(zhì)條件及評價 壓力前池：壓力前池處山體低緩，山坡坡度 20176。 — 25176。，巖 性為黑云母花崗巖元古界震旦系云母石英片巖，黑云母花崗巖及云母石英片巖均呈強風(fēng)化狀，巖石裂隙發(fā)育，完整性好。 壓力管道：壓力管道處和壓力前池處的巖性相同，巖石呈 強風(fēng)化狀，巖體完整性差。 電站廠房：電站廠房約位于 310m高程，山坡低緩，巖性為元古界云母石英片巖夾黑云母花崗巖侵入體，巖石呈強風(fēng)化狀，由沖溝及路旁一側(cè)可看到，巖石強風(fēng)化厚大于 10m。 七、天然建筑材料 石料：壩段上下游為黑云母花崗巖，巖石風(fēng)化較輕，裂隙發(fā)育，巖塊質(zhì)堅、個大、面齊，儲量豐富，為便于施工，運距近，石料場選于壩址上游 800— 1000m的左岸及壩址下游 1000m的右岸。 砂料：砂料場地選于兩處：一是庫區(qū)內(nèi) 3km的黃水河下游，二是距壩址 10— 15km的七里坪以南的 **河 處。 八、 結(jié)論與建議 **水庫區(qū)域地層由中生代燕山期侵入巖組成，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，區(qū)域穩(wěn)定性較好。 庫區(qū)地層為中生代燕山期黑云母花崗巖，僅在庫區(qū)末端出露元古界云母石英片巖。 庫區(qū)山體大都雄厚，且分水嶺以外未深切谷，未發(fā)育較大斷裂及斷裂破碎帶，故不存在庫區(qū)滲漏。 庫區(qū)徑流量不大，植被發(fā)育，淤積量小，庫岸穩(wěn)定。 壩址區(qū)巖性為黑云母花崗巖，河床基巖裸露 ，左岸強風(fēng)化厚度僅 ，右壩肩及河槽段巖面即為可利用巖面，壩址巖性較好。 巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：新鮮巖石天然容重為 23—28KN/m微風(fēng)化及新鮮巖石承載力大于 4000KPa、抗剪摩擦系數(shù)為：弱風(fēng)化、微風(fēng)化 、新鮮巖石 。 引水渠線 0+950 段以前巖石呈弱風(fēng)化狀，工程地質(zhì)條件較好，該段渠線適宜明挖， 0+950以后山體陡峭，巖體直立，巖石呈弱 — 微風(fēng)化狀，該段適宜開鑿隧洞，以便和老隧洞連接；引水隧洞巖石呈弱 — 微風(fēng)化狀，未出現(xiàn)坍塌、涌水等不良地質(zhì)現(xiàn)象。 二級電站廠房及附屬設(shè)施所處 位置山體較低，廠房巖性為云母石英片巖夾花崗巖侵入體，壓力管道及壓力前池位置為花崗巖 夾云母石英片巖，壓力前池以上至隧洞出口為花崗巖，巖石全部呈全 — 強風(fēng)化，巖體不完整，裂隙發(fā)育，工程地質(zhì)條件較差。 該區(qū)為Ⅵ度地震區(qū)， 截面抗震驗算地震影響系數(shù)α max=。 第六節(jié) 工程規(guī)劃 一、興利調(diào)節(jié)計算 水庫死水位確定 水庫死水位選擇應(yīng)考慮到以下因素：保證灌溉引水需要、水庫淤積要求、保證水電站水頭消落深度及其它方面的要求確定水庫死水位為 ，死庫容為 400 萬 m3。 水庫調(diào)節(jié)性能的確定 **縣 **水利水電樞紐壩址處多年平均徑流量 11416萬 m3，最大徑流量 32230 萬 m3，最小徑流量 4289 萬 m3，水庫調(diào)節(jié)形式采用年調(diào)節(jié)。 設(shè)計保證率、設(shè)計代表年 **水利水電樞紐工程屬于小 (Ⅰ )類電站，電站設(shè)計保證率采用80%，相應(yīng)設(shè)計豐水年保證率為 20%，設(shè)計平水年保證率為 50%。 **水庫壩址下游 設(shè)有后會水文站，其徑流系列資料完整連續(xù)，采用水文比擬法確定壩址徑流量。根據(jù)壩址 1956 年 6 月— 1992年 5月共 36年的流量系列，經(jīng)排頻計算，選擇 1981— 1982年為 80%設(shè)計枯水年， 1979— 1980年為 50%設(shè)計平水年， 1971— 1972年為 20%設(shè)計豐水年。 正常蓄水位的確定 從水庫防洪、發(fā)電、灌溉、水庫淹沒和移民、壩址地質(zhì)地形、投資等因素確定興利水位為 367 米。興利庫容為 1180萬 m3。 保證出力、裝機容量計算 **一級電站是壩后式電站，二級電站是利用一級電站的尾水發(fā)電的引水式電站，依據(jù)逐時段入庫流量，時段初水量，供水期等流量調(diào)節(jié)下泄，按此流量求出各月的平均出力，再以供水期各月出力 的平均值，作為一級電站的保證出力 Np，一、二級電站的保證出力分別為 246KW 及 386KW。 裝機容量的確 定采用簡化方法，即按出力倍比法進(jìn)行計算，一般倍比系數(shù)取為 6，一、二級站裝機容量分別為 2179。 800+500KW及 3179。 800KW。 年發(fā)電量 E 年 及年利用小時數(shù) h 年 用 3代表年法計算，根據(jù)豐、平、枯三個代表年分別進(jìn)行等流量調(diào)節(jié)，按照初選的裝機容量求出 3個代表年的發(fā)電量，然后加以平均，得到多年平均年發(fā)電量，一、二級站年發(fā)電量分別為 萬 KWh及 萬 KWh；一、二級站年利用小時數(shù)分別為 3843小時及 3593小時。 二、防洪計算 **水利水電樞紐主要建筑物包括大壩、一、二級電站及其它樞紐工程。根據(jù)《 水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252－2021）， **水庫屬中型水庫，工程等別為Ⅲ等，建筑物級別為 3級， 永久性擋水和泄水建筑物正常運用的洪水標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)）為 50年一遇，非正常運用的洪水標(biāo)準(zhǔn)（校核洪水）為 500 年一遇； **一、二級水電站劃分為五等，主要建筑物級別為 5級，洪水標(biāo)準(zhǔn)：電站廠房為 30年一遇設(shè)計， 50年一遇校核。 表 12 **縣 **水利水電樞紐工程不同頻率下泄洪方案比較表 項 目 單位 頻率 5% 2% % 最大洪峰流量 m3/s 2885 4479 7547 溢流壩最大泄量 m3/s 2297 3369 5882 最 大 洪 水 位 m 相 應(yīng) 庫 容 萬 m3 1316 1896 2290 **水利水電樞紐工程擋水壩興利水位即正常蓄水位為 367米。選定泄洪建筑物為 WES剖面溢流壩自由泄洪。按溢流壩凈寬分別為60 米、 70m、 80 米 90 米四種方案進(jìn)行比選，確定選取溢流堰凈寬為 80m的方案。 經(jīng)計算，洪水經(jīng)水庫調(diào)洪，縣城及后會之間 **河 河道防洪標(biāo)準(zhǔn)均有明顯提高。 三、壩頂高程確定 非溢流壩頂高程由 設(shè)計（校核）洪水位加設(shè)計（校核）洪水位超高值（含波浪高度、波浪中心線至靜水位的高度及安全加高），最后確定非溢流壩頂高程為 米。 第七節(jié) 工程總體規(guī)劃及建筑物設(shè)計 一、工程選址 **二級電站是利用一級電站的尾水通過引水渠道及已成的隧洞引水，因此二級電站站址基本已經(jīng)確定，需要確定的是 **一級電站渠首壩位置。 初步選擇了三條壩軸線，從地形、地質(zhì)條件、投資、電站出力、施工、工期等綜合比較，上壩線為最優(yōu)壩線，下壩線次之，中壩線 較差。因此選定上壩線為本工程推薦方案。 二、工程布置及建筑物型式 **一級電站 利用已確定的壩軸線位置興建擋水壩，電站廠房設(shè)在大壩左岸的灘地上，泄洪洞設(shè)在大壩左岸，一級電站屬壩后式電站，包括擋水壩、電站廠房、泄洪洞及其它附屬設(shè)施；二級電站是將一級電站的發(fā)電尾水通過沿山渠道，利用已建成的引水隧洞，出口接電站前池向二級電站供水，廠房布置在 **河 左岸，廠房后接二級電站尾水。 （一）、一級電站擋水壩 擋水壩壩型選擇 **河 上石料豐富，石質(zhì)良好，為節(jié)約投資，結(jié)合地形、地質(zhì)情況，宜因地制宜，建當(dāng)?shù)夭牧蠅危线m的壩型主要為砌石壩或鋼筋砼面板堆石壩。鋼筋砼面板堆石壩可以機械化施工，壩體受力均勻，對 地基要求不高，但工程量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工期長，施工度汛不易解決，且投資過大；漿砌石重力壩工程量小，結(jié)構(gòu)簡單，易于施 工，便于施工導(dǎo)流，且投資較小，壩基應(yīng)力變化雖然較大，對地基要求較高，但壩址處地質(zhì)條件較好。綜合比較，確定壩型為漿砌石重力壩。 擋水建筑物 壩體主要建筑物攔河壩包括非溢流壩及溢流壩。壩長 232m，非溢流壩段長 150米，其中左壩段長 111m，右壩段長 39米，非溢流壩底最低處高程為 330m，最大壩高 48 米；溢流壩段長 82 米，最低處高程為 ，最大壩高 米。 （ 1）非溢 流壩 壩頂高程確定為 ，頂寬 6米，防浪墻高 ，上游邊坡 1： ， 起坡點高程定為 ，下游邊坡 1： ，起坡點高程 米。 （ 2）溢流壩 根據(jù)興利調(diào)節(jié)及調(diào)洪計算的結(jié)果，確定溢流壩頂高程為 米，溢流長度為 82 米（凈長度 米），其上游面邊坡及起坡點 高程與非溢流壩一致，溢流面為 WES剖面，由上游曲線段、中部直線段和下部反弧段三部分組成。直線段邊坡為 1:， 挑流消能，鼻坎高程為 。鼻坎反弧半徑為 16米，堰頂設(shè)交通橋。筑壩材料為 Mu60M5及 漿砌石。 （ 3）壩體結(jié)構(gòu)布置 壩體防滲布置：在上游壩面上設(shè)置鋼筋砼防滲面板，面板橫縫間距一般為 16 米，高程 359 米以上厚度為 70cm， 359 米以下厚度增加值為 倍壩高增量。 廊道布置：樁號 0+03 0+05 0+08 0+19 0+212 處設(shè) 5條橫向交通觀測廊道， 0+131處設(shè)一道橫向廊道，內(nèi)部設(shè)泄水管，0+101處設(shè)一橫向廊道，該廊道通過縱向廊道與泄水管連通。縱向灌漿排水廊道平行于防滲面板前沿布置，供帷幕灌漿和基礎(chǔ)排水用，城門洞形斷面，寬 ，高 ，上游壁距壩面 — 米，灌漿廊道一般距基巖面不少于 4 米，最低處廊道底部高程為，低于設(shè)計及校核洪水位對應(yīng)的下游水位；交通廊道斷面 型式為城門洞型，寬度為 ，高度為 ，頂部為半圓形。 壩體分段與分縫：在溢流壩與非溢流壩交接處分縫，左壩段中間另分一道縫。 壩體止水和排水：壩體橫縫、上游砼防滲面板