廣志水庫大壩壩址方案比選

鄭建紅

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

廣志水庫位于長治市武鄉(xiāng)縣洪水鎮(zhèn)下黃巖村附近，蟠洪河支流廣志河中游，水庫控制流域面積40.4 km2，壩址以上主河道長13.04 km。工程分為水庫樞紐工程和供水管線兩大部分，其中水庫樞紐工程建筑物包括大壩、泄水建筑物以及供水管線的進水塔和壩下埋管段，泄水建筑物包括導流泄洪洞、岸邊溢洪道。工程建設任務為滿足武鄉(xiāng)縣廣有集中供水工程供水區(qū)農(nóng)村人畜飲水，提高供水保證率，兼顧防洪和旅游開發(fā)。

2 工程地質(zhì)條件

廣志河為蟠洪河支流，發(fā)源于榆社縣講堂鄉(xiāng)東部的毛古沿村附近。廣志河自北向南流經(jīng)講堂鄉(xiāng)的上村、駱駝村、柳泉村、上石墻村后進入武鄉(xiāng)縣，再經(jīng)上黃巖、下黃巖、上廣志、下廣志、洪水鎮(zhèn)后，于寨坪村附近匯入蟠洪河。河道長20.04 km，流域面積58.5 km2，河道比降15.44‰。

廣志水庫壩址位于廣志河流域中游，壩址以上主河道長13.04 km，平均縱坡17.51‰，其中武鄉(xiāng)縣境內(nèi)長度7.5 km。壩址控制流域內(nèi)為砂頁巖灌木山地，灌木生長茂密，河道內(nèi)常年有清水出流。

根據(jù)廣志水庫工程任務，考慮流域面積、供水規(guī)模、庫容、建壩的地形地質(zhì)條件，結(jié)合樞紐工程就近布置的因素，以下黃巖村為界，分別選擇下黃巖村上游和下游的河段進行分析。

下黃巖村上游壩段河床高程1160～1195m，河谷寬200～300m，河段長1.5 km，兩岸基巖裸露，河道較窄，庫容條件滿足要求；河段內(nèi)村莊稀少，無工礦企業(yè)，水庫淹沒損失很小，是該區(qū)內(nèi)最適宜建壩的河段。

下黃巖村下游壩段河床高程1106～1160m，河谷寬350～500m，河段長6 km，兩岸地形大多為黃土臺地，建壩條件較差；因河道較寬，庫容條件雖能滿足要求，但明顯加大了大壩工程量。由于該河段內(nèi)村莊、耕地較多，沿河還有一些企業(yè)分布，水庫建設后的淹沒損失較大。

因此，經(jīng)分析比較選擇下黃巖村上游約1.5 km河段作為廣志水庫興建樞紐工程的河段。

在上述所選的河段內(nèi)，根據(jù)地形地質(zhì)條件，選擇了上下兩個壩址（均位于下黃巖村上游附近）進行比較。上壩址距下黃巖村約0.5 km，下壩址位于下黃巖村北端約0.1 km，兩壩址相距約0.4 km。

經(jīng)水庫興利調(diào)節(jié)及洪水調(diào)節(jié)計算，兩壩址在正常蓄水位時的供水量均為71萬m3，均能滿足水庫規(guī)劃對供水規(guī)模的要求。

3 壩址比較

3.1 庫容和供水條件

分析供水條件的前提是：供水區(qū)缺水比較嚴重，要求水庫提供盡量多的供水，即在工程投資較小，且經(jīng)濟合理的條件下，水庫能夠提供盡量大的興利庫容。根據(jù)上述前提，在供水規(guī)?；鞠嗤臈l件下對兩壩址進行調(diào)節(jié)，從兩壩址入庫徑流水量、庫容和供水情況看，上下壩址相差400m，上下壩址多年平均入庫徑流量均為286萬m3；下壩址在最經(jīng)濟的興利水位1177.0m下，水庫最大實供水量為71萬m3，總庫容185萬m3；上壩址在最經(jīng)濟的興利水位1185.0m下，水庫最大實供水量為71萬m3，總庫容193萬m3。

3.2 壩址地形地質(zhì)條件

上壩址位于上下黃巖村北約500m的廣志河谷上。該段河谷流向S13°E，河谷底寬250m。主河槽靠左岸，主河槽寬40～50m，谷底高程1162～1165m。右岸為較寬闊的Ⅰ級基座階地，階面高程1170～1174m，階面寬160～200m，順河向延伸較長。設計正常蓄水位1185.0m高程處河谷寬約290m。左岸岸坡下陡上緩，山頂高程在1250m以上，右岸岸坡較陡，山頂高程在1300m以上，相對高差90～140m，屬低中山區(qū)。兩岸主要為基巖岸坡，岸坡坡度25°～30°，河谷斷面呈“U”型谷。

下壩址位于下黃巖村北約100m，距上壩址約400m。該段河谷流向S25°E，河谷底寬175m。主河槽位于河谷中間，主河槽寬50m，谷底高程1158～1160m。兩岸為Ⅰ級基座階地，階面高程1165～1170m，階面寬50m左右，順河向延伸較長。設計正常蓄水位1178.6m高程處河谷寬約230m。兩岸主要為基巖岸坡，左岸岸坡坡度25°～30°，山頂高程在1220m以上，在左岸壩軸線上游約150m發(fā)育一沖溝，沖溝走線與河谷進垂直。右岸岸坡坡度20°～25°，山頂高程1210m。壩址河谷與山頂相對高差50～60m，屬低中山區(qū)。河谷斷面呈“U”型谷。下壩址右岸發(fā)育一鄰谷，為廣志河支流，走向約為S75°E，在壩址下游約500m與廣志河交匯，在壩址右岸形成河間地塊。該處山頂高程1210m，兩河谷在壩軸線方向相距200m左右。

廣志水庫上下壩址均位于廣志河中下游，相距約0.4 km。根據(jù)上下壩址的工程地質(zhì)條件，兩壩址建壩地形條件相近，適宜的壩型為面板堆石壩型或碾壓均質(zhì)土壩。

綜合分析，上壩址河谷較寬，壩基覆蓋層厚0～5m，左右岸主要為基巖岸坡，岸坡較陡。下壩址河谷相對較窄，壩基覆蓋層厚0～7.2m，左右岸主要為基巖岸坡，且岸坡相對較緩。兩壩址均具備建壩條件，且地層巖性相近，但下壩址左岸地形條件有利于溢洪道和泄洪導流洞的布置。故下壩址略優(yōu)于上壩址，從地質(zhì)角度建議優(yōu)先考慮下壩址方案。

3.3 工程布置條件

兩個壩址場地條件相似，布置大壩建筑物的條件差別不大。下壩址河谷較窄，壩體填筑與兩岸岸坡基巖面銜接條件較上壩址有利。下壩址與上壩址相比，大壩長度少52m，最大壩高低3.50m，相應的下壩址壩基開挖工程量及壩體填筑工程量明顯小于上壩址，投資相應小于上壩址。

兩壩址導流泄洪洞均布置在大壩左岸山崖上。兩壩址引渠段長度相差不大，上壩址洞身段長175.5m，下壩址洞身段長270m，下壩址比上壩址長94.5m。下壩址洞出口處覆蓋層較厚，為便于與下游河道水面銜接，需開挖明渠，下壩址出口段較長，土石方開挖工程量大，下壩址導流泄洪洞投資較大。

兩壩址溢洪道均布置在大壩左岸山崖上，上壩址岸坡順河道較順直，溢洪道和導流泄洪洞進出口布置場地條件較為緊張，下壩址有突出的山體，便于布置。受地形條件和建筑物布置影響，溢洪道上壩址長176.0m，下壩址長134.4m，上壩址溢洪道石方和土方開挖量較大，故投資較大。

兩壩址施工場地比較開闊，便于施工布置，從施工條件看差異不大。

供水線路壩址位于上壩址時，供水管道長1345m；位于下壩址時，供水管道長977m，下壩址供水管道長度明顯小于上壩址供水管道。同時，由于上壩址左岸場地條件限制，供水管道取水口進水塔只能布置于右壩頭，不利于樞紐建筑物配電布置和集中管理。

3.4 淹沒補償及移民安置投資

汛限水位確定后，對兩壩址進行回水計算，兩壩址淹沒耕地范圍相差不大，上壩址回水水位較高，淹沒上黃巖村部分村莊，需移民。上下壩址淹沒指標包括梯田、河灘地、荒地、林地、樹木等農(nóng)村項目和公路、電信設施、輸變電設施等專業(yè)項目，且上壩址淹沒指標中還包括移民及其安置費用。下壩址較上壩址少淹沒耕地1.33 hm2；上壩址回水水位較高，淹沒部分村莊，需移民20人。綜合比較，項上壩址較下壩址增加淹沒補償和移民安置費用227.20萬元。

4 結(jié)論

綜上所述，兩個壩址在供水規(guī)模相同的條件下，上壩址壩長較大，供水線路較長，且需移民搬遷安置，投資較下壩址大，因此推薦下壩址方案作為本次壩址方案。