【正文】 根據壩址工程地質條件較差、當地建材石料豐富、開采易、運距近等特點，本工程適宜的壩型是砼面板堆石壩。砼砌塊石重力壩的主要缺點是：除石料運輸，砼拌和可采用機械外，壩體砌筑以人力施工為主，不但施工進度慢，工期長，砌筑施工質量難于控制，而且由于用工較多存在人工工資等不確定因素造成工程投資缺口等情況。 根據壩址區(qū)地形、地質及天然建材條件，在壩型選擇中曾研究過砼面板堆石壩、碾壓砼重力壩、砼砌塊石重力壩及砼砌塊石重力拱壩幾種 645 壩型。經對上、下兩壩址方案主要優(yōu)缺點進行綜合分析比較，上、下壩址方案工程投資比較接近 ,但下壩址方 案在壩基壩肩巖溶水文地質條件、壩基壩肩防滲處理工程投資及其可靠性、水庫鄰谷滲漏與成庫條件等方面具有明顯的優(yōu)勢，故本階段推薦鼻骨梁下壩址方案進行水庫樞紐布置。同時，由于上壩址水庫正常蓄水位較下壩址方案高約 12m，接近巖溶水文地質報告分析推測的左岸鄰谷地下分水嶺高程 470m，水庫鄰谷滲漏的風險較下壩址大一些。 因此，從施工布置條件看，上壩址略優(yōu)于下壩址；從天然建筑材料及施工工期分析，上、下壩址方案差別不大。由于壩址區(qū)左岸坡順直，坡度較陡，因而施工場地及施工交通布置亦較困難，下壩址右岸下游附近岸坡相對較緩，有利于施工場地及道路布置。由于上、下壩址間長約 河段河谷相對較開闊，兩岸耕地比較集中，據調查下壩址方案庫區(qū)淹沒耕地 畝，遷移人口 418 人，較上壩址方案水庫多淹沒耕地 畝，多搬遷人口 80 人。故從水庫左岸鄰谷滲漏問題分析，下壩址方案亦優(yōu)于上壩址方案。 因此，從工程布置條件及投資比較，上壩址方案雖具有地形條件有利 于砼面板堆石壩樞紐布置的優(yōu)點，但壩基壩肩滲漏問題突出，尤其是位于左壩肩下的巖溶管道滲漏，巖溶水文地質復雜，難以完全查清，故壩基壩肩防滲處理工程投資不但量大，而且難以進行投資控制。上壩址地形條件有利于砼面板堆石壩樞紐布置，這是上壩址方案的主要優(yōu)點。右岸坡 570m高程以下自然坡角約 30176。施工導流隧洞兼水庫放空洞布置于右壩肩下。故上、下壩址方案均以面板堆石壩樞紐布置進行技術經濟比較。下壩址存在的主要巖溶水文地質問題是庫首左岸核桃灣一帶可能存在低地下水位槽谷構成的滲漏缺口，寬約 500m，需進行防滲處理。 從壩基壩肩滲漏防滲處理工程措施分析，上壩址方案，右壩肩靠近游家灣存在繞壩滲漏問題，防滲線長約 200m，據巖溶水文地質調查分析，左壩肩近壩范圍內庫水可能產生直 接的管道性滲漏 ,防滲線長達 ,防滲面積約 萬 m2。上壩址河床最低高程 ，水庫正常蓄水位 時，河谷寬約210m，筑壩壅水高 69m，右壩肩靠近支溝游家灣，其地形有利于布置壩肩河岸式溢洪道；下壩址河床最低高程 ，與上壩址庫容規(guī)模相 近時，水庫正常蓄水位為 ，相應河谷寬約 190m，筑壩壅水高 63m。在劉家溝水庫選點規(guī)劃工作階段，重慶三峽水電設計研究院會同國家電力公司貴陽勘測設計研究院工程技術人員對小溪河下游劉家溝至現先峰電站攔河壩間長約 3km河段，反復踏勘研究，綜合考慮壩址地形地質條件，水庫綜合利用對庫容規(guī)模的要求，樞紐布置及成庫條件等多方面因素，在劉家溝口以下長約 的河段內選擇了上（胡家坪）、中（堰塘灣）、下（鼻骨梁）三個壩址方案。配套電站永久性主要建筑物屬 4級建筑物，按表 ，電站廠房等主要建筑物，設計洪水重現期定為 30年一遇，相應洪峰流量 630m3/s，校核洪水重現期為 100 年，相應洪峰流量 755m3/s。電站裝機兩臺 2179。就電力系統(tǒng)設計水平年電力電量平衡結果看，雖各裝機容量方案均可得到充分利用 ,發(fā)揮其容量效益 ,但從動能經濟指標而言，裝機增大投資增加，補充容量投資和補充電能投資亦增大，擴機的技術經濟指標并不優(yōu)越。就死庫容淤損 50年而論，死水位抬高淤積量增加，但與增加的死庫容相比，其死庫容損失率反而減少。 （ 3）死水位選擇 劉家溝水庫灌區(qū)耕地分布于高程 、坡臺、河谷、平壩區(qū)，控灌高程 。 汛期運用水位三個方案灌溉、供水均能滿足 ,調洪庫容隨汛限水位的增高而增加 ,在上磺壩 P=5%的排泄洪水流量相同及最高庫水位均為 (校核洪水位 )，水庫限制下泄流量與下游同頻率洪水流量錯峰迭加的組合洪水流量隨汛限水位的增高而增加，增加流量不超過 10 m3/s，汛限水位 泄量要求，汛限水位 要求。水庫承擔著滯蓄上磺壩和本流域洪水及限制下泄洪水流量，提高上磺壩和鳳凰鎮(zhèn)、鎮(zhèn)泉壩防洪標準及減輕洪澇災害的任務。在工程總體效益基本相近時，工程效益費用比隨著投資增加而減少。上壩址因電站水頭較下壩址略高，動能指標亦較下壩址略多。因此，本設計階段在水庫下壩址擬定了 、 、 634 蓄水位方案及上壩址擬定了 、正常蓄水位的技術經濟比較，下壩址比較方案的死水位為 ，汛期運用水位為 ,上壩址比較方案的死水位為 ,汛期運用水位為 。從工程主要開發(fā)任務考慮，水庫調節(jié)庫容 200萬 m3已能滿足要求。 h。劉家溝水庫下游有鳳凰鎮(zhèn)和規(guī)劃的縣級黨政機關新址及大片良田沃土，設計水平年 2020年城鎮(zhèn)人口達 ，食品工業(yè)產值達 2億元。 632 （ 2）供水 劉家溝水庫灌區(qū)內有鳳凰鎮(zhèn)和規(guī)劃的縣級黨政機關新址，設計水平年 2020年城鎮(zhèn)人口達 ，食品工業(yè)產值達 2億元。 綜上所述，興建劉家溝水庫工程對改善巫溪縣農業(yè)生產基本條件，提高農業(yè)抗旱減災能力，加快綜合農業(yè)開發(fā)，發(fā)展生態(tài)高效農業(yè)，提高上磺盆地和鳳凰鎮(zhèn)防洪標準，保護人民生命財產安全，解決好城鎮(zhèn)供水與灌區(qū)農村人、畜飲水和維護社會穩(wěn) 定及發(fā)展國民經濟電力緊缺問題，促進地方社會經濟可持續(xù)發(fā)展，全面建設小康社會，都是十分必要和迫切的，盡快興建，得益當代，利在千秋。 現狀系統(tǒng)火電裝機容量 kw，年耗燃煤約 t，巫溪縣煤炭資源不富，若繼續(xù)發(fā)展火電，將使煤炭供給更為緊張，難于保證火電耗 631 煤之需，顯然發(fā)展火電客觀受到煤炭資源缺乏的限制。 h， 2020年最高負荷達 kw，年電量達 54348萬 kw178。系統(tǒng)年最高負荷 kw，平均負荷 kw，年用電量 9547萬 kw178。 因此，興建劉家溝水庫可減輕上磺壩和鳳凰鎮(zhèn)的洪澇災害，保護人民生命財產安全，維護社會穩(wěn)定，有利于促進地方經濟社會可持續(xù)發(fā)展及全面建設巫溪縣小康社會。 上磺壩（羊喬壩）平均海撥高程 715m，目前耕地面積 19550畝，人口 ，是巫溪縣主要的糧經作物產區(qū)和農業(yè)綜合開發(fā)示范區(qū)及發(fā)展小集鎮(zhèn)示點區(qū)，農村經濟較為繁榮，歷來受洪水排泄不暢的威脅，一次暴雨超過 50mm即會造成局部壩區(qū)遭受洪澇災害。灌區(qū)內農村有 難問題。是巫溪縣國民經濟第一產業(yè)興衰和社會穩(wěn)定的關鍵工程。灌區(qū)內因地質條件所限，能興建小型水利工程的位置極少，且經過解放至今的大興水利和農田基建，可建之處早已建設。 灌區(qū)多分布于 233～ 410m左右的谷坡臺等碳酸鹽層地帶，山間河流距坡臺灌面較遠，規(guī)劃布局提灌站和建成后運行均有困難，加之建站處數較多，田高水低，提水揚程高達 170余米，投資多、運行成本和灌溉水費高，農民難以承受，建站市場前景暗淡。目前耕地畝均工程水量 ，有效灌面 ，農業(yè)人均有效灌面 ，遠遠低于重慶市平均水平。據 1971～ 2020年氣象資料和災情統(tǒng)計， 30年中發(fā)生各種不同時期不同程度的干旱 38次， 5～ 8(9)月平均干旱時間 35天左右，最長達 44天，基本歲歲遇干旱。 巫溪縣水陸交通都較便利，通過大寧河可與“黃金水道”長江連接，渝巫公路從西向東橫貫，是連結縣內外的重要通道，以渝巫公路為主軸，有奉巫（奉節(jié)～巫溪）、平巫（鎮(zhèn)平～巫溪）等干線公路與之連接，縣內區(qū)鄉(xiāng)均通公路。耕地面積 ，農業(yè)人均耕地面積 。表層強風化厚度薄，一 626 般小于 ，局部厚 ，下伏三迭系下統(tǒng)嘉陵江組第四段 (Tij4) 灰 ～ 深灰色中厚層泥質灰?guī)r夾角礫灰?guī)r。 鳳 凰塊石料場：位于小溪山北坡，萬巫公路旁，緊鄰左干渠。料場有數間民房，南面有少量坡耕地。 灰石包料場：位于小溪河壩區(qū)右岸，距離靠上下壩的右壩肩，可就近上壩。 灌渠工程倒虹管經過地層為三迭系嘉陵江組 (T1j4 T1j6) 泥質灰?guī)r、微晶 灰?guī)r、白云質灰?guī)r、白云巖，多為基巖裸露 ,溝谷較狹窄，岸坡自然坡角 2853176。隧洞圍巖為碳酸鹽巖，巖溶發(fā)育，隧洞埋深大，地下水較豐富，施工時注意涌水。 ⑤ 灌渠工程地質條件 灌渠僅豐溢支灌有下 施家坪和文家坪兩條隧洞 ，分別長 。巫溪縣先鋒電站廠房建成于1971 年，建成后其后坡坡頂及對岸坡頂多次發(fā)生巖崩、滾石現象，危及正常生產。 ④廠址區(qū)工程地質條件及評價 劉家溝水庫工程發(fā)電廠房擬建于原巫溪縣先鋒電站廠區(qū)內，位于小溪河與柏楊河交匯口上游 ，鳳凰鎮(zhèn)郊小溪河左岸高漫灘階地上。井壁圍巖為 T1j5層中、厚層塊狀微晶灰?guī)r為主，為Ⅱ類圍巖，成洞條件較好。隧洞軸線總體與巖層走向斜交，頂板厚度及水平埋深 50m，頂板最厚達 480m，Ⅱ類圍巖成洞條件較好，但由于 T1j T1j T1j3段巖石主要以強可溶巖為主，其次為中等可溶巖， 623 引水隧洞穿越這些層位很可能遇到溶洞，有巖溶地下水活動，涌水量較大，施工時需作預防工作。 泄洪洞、放空洞進出口段水平距離 10～ 15m 長范圍處于邊坡巖體卸荷帶內，巖體質量較差，大部分地段與平行坡面的卸荷裂隙結構面小角度相交，圍巖穩(wěn)定性較差，厚度也很小，故掛口困難，建議作明挖處理。 ②泄洪洞、放空洞 放空洞出口位置覆蓋層較薄，泄洪洞進出口位置基本無覆蓋層。 壩肩無危巖發(fā)育，局部有危石分布，施工前可清除。 壩址區(qū)出露 下三疊統(tǒng)嘉陵江（ T1j）二段、三段、四段、五段及六段下部地層，其上覆蓋第四系沖洪積、崩坡積層 。 根據壩址區(qū)河床鉆孔資料，壩基巖體未發(fā)現溶洞，僅局部段見有小溶孔及沿裂隙發(fā)育的蜂窩狀溶孔。壩址區(qū)兩岸岸坡下部有少量發(fā)育第四系崩坡積體 (Q4col+dl)，厚度約 1～ 2m。緩坡 為 18～ 30176。；谷底壩址區(qū)兩岸高漫灘，經人工砌筑塊石河堤形成表層為耕作土 層的平臺，左岸平臺寬 0～ 12m，右岸平臺寬 15～ 25m，河床最低高程為 ，枯水位水深 ～ ，河堤以下河床寬 18～ 25m；河槽基巖面高程 ～ ，覆蓋層厚度 ～ 。 ,崖上陡、緩相間，自然坡角陡坡為45～ 65176。溶槽廣泛分布于壩址區(qū)兩岸岸坡，主要受巖體中構造裂隙控制，多呈順坡向發(fā)育，為地表水沿裂隙溶蝕所致，多充填 黃色粘土。下壩址壩基及繞壩防滲工程量：總長 ，面積 m2，庫首左岸長 500m，面積 2 萬 m2。庫首左岸，上壩址由于 S胡家洞與 S2 S22巖溶管道水補給區(qū)相連，因而有巖溶裂隙性與管道性滲漏的問題存在； 下壩址庫首巖溶洼地與下游母豬寨 S49管道水可能存在水力聯(lián)系，按 3%的水力比降反推至核桃灣，地下水位僅 400m 左右，在壩肩與左岸分水嶺間分布地下水位槽谷，構成滲漏缺口，需進行防滲處理。 根據歷史地震資料，工程區(qū)及附近區(qū)域未發(fā)生過破壞性的中強地震。 工程區(qū)在大地構造區(qū)域上屬于楊子準地臺北緣拗陷帶之南大巴山帚狀構造東段南緣，帚狀構造由一系列弧形擠壓面組成，向北西方向撒開，逐漸 向南東方向收斂。本區(qū)在地貌上劃分為大官山期、鄂西期、山原期及峽谷期四級夷平面。 （ 6）水位流量關系曲線 由于設計斷面無實測水位流量資料，水位流量關系曲線用水力學公式推算。 根據《四川省水文手冊》多年平均懸移質輸沙模數等值線圖，查得小溪河流域重心處多年平均懸移質輸沙模數為 600t/km2,與大昌站實測資料計算結果比較接近，因此，綜合兩者成果，設計流域采用懸移質輸沙模數 610t/km2。面積指數由于無實測資料分析，根據鄰近流域洪水面積關系的分析成果枯水期面積比指數 n=1，過渡期 n=。設計洪水由本流域洪水與上磺壩下泄洪水組成。干流大寧河巫溪站具有 30 年洪水資料，用面積比移用巫溪站設計洪水成果至水庫壩址處加以比較，并用本流域洪水調 查成果進行合理性分析。據調查，壩址以上洪水多為雙峰，洪水 613 過程一般在 48h以內，最大洪量主要集中在 6h以內。根據以上推求的劉家溝水庫本流域和上磺壩匯入徑流，劉家溝水庫 壩址處多年平均徑流量為 17720 萬 m3。 上磺壩系緊鄰小溪河的一個山間盆地，由地面分水嶺量算流域面積為 ，由等值線圖查得上磺壩流域多年面平均雨量為 1450mm，根據巫溪站年徑流資料，考慮面積和降雨量修正后推得上磺壩流域多年平均徑流量為 12720 萬 m3 。 據巫溪站 1972～ 2020 年 30 年完整的實測徑流分析，汛期為 4～ 10月， 5～ 9 月為主汛期，年內最枯流量一般出現在 12～ 2 月，徑流的年際變化大，實測最大年均流量 106m3/s(1983 年 )，比最小年均流量(1999 年 )大 倍，徑流年內分配不均勻，汛期 4～ 10 月徑流量占多年平均的 ％，枯水期 11月～次年 3 月僅占 ％。 1987 年前有刊印成冊的《水文年鑒》， 1988年后有整編成果。由于工程河段緊鄰巫溪水文站，因此選取該站為本次水文計算的依據站，其余為參證站。 多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 41℃，極端最低氣溫 ℃；多年平均風速 ，最大風速 21m/s（ 1988 年8 月），多年平均最大風速 ；多年平均相對濕度 %；多年平均日照時數 ；多年平均霧日 ；多年平均無霜期 304d。小溪河流域主河道長 ，控制流域面積約 （ 其中有 ），河道平均比降 ‰。 69 在重慶市巫溪縣水電局、劉家溝流域開發(fā)有限公司的大力支持下，