下壩水庫樞紐布置選擇分析

孫 喬

(遵義市紅花崗區(qū)水務局，貴州 遵義 563000)

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下壩水庫樞紐布置選擇分析

孫 喬

(遵義市紅花崗區(qū)水務局，貴州 遵義 563000)

對大壩主體工程選址進行深入分析，有助于提高區(qū)域水資源的利用效率，從多個方面解決傳統(tǒng)供輸水調(diào)度問題。結(jié)合工程案例，分析了水庫工程水文地質(zhì)布局情況，提出切實可行的選址建設方案。

水庫；大壩；施工工藝；方法

1 工程概述

下壩水庫位于混子河支流三岔水遵義縣沙灣鎮(zhèn)米糧村境內(nèi)。三岔水屬于長江流域赤水河水系，是赤水河支流桐梓河左岸二級支流，混子河右岸的一級支流。水庫壩址距沙灣鎮(zhèn)5 km，距高坪集鎮(zhèn)19 km，距遵義市城區(qū)30 km，有鄉(xiāng)村公路從壩址上游和右壩肩通過，交通方便。下壩水庫工程的主要任務是城市供水、農(nóng)村人飲及農(nóng)田灌溉，主要向遵義市中心城區(qū)的董公寺片區(qū)供水，總庫容為1054萬m3，壩型為面板堆石壩，是一座新建中型水庫。

2 水庫工程水文地質(zhì)分析

2.1 需水預測

根據(jù)《遵義市中心城區(qū)城市供水配置方案》，預測遵義市中心城區(qū)2015年、2020年毛用水量分別為72.38萬m3/d、88.77萬m3/d?，F(xiàn)有和在建供水水源工程供水能力為60.24萬m3/d，則2015年缺水量12.14萬m3/d、缺水率16.8%；2020年缺水量28.53萬m3/d，缺水率32.1%。

2.2 水庫規(guī)模

2.2.1 庫容曲線

下壩水庫庫容面積曲線根據(jù)實測1∶1000地形圖量算，高程系統(tǒng)為黃海高程系統(tǒng)，下壩水庫庫容面積曲線成果見表1。

表1 下壩水庫庫容面積曲線成果表

2.2.2 死水位

水庫死水位考慮壩前泥沙淤積高程及取水等因素綜合確定為978.00 m，相應死庫容75.0萬m3。

2.2.3 正常蓄水位選擇

通過6個正常蓄水位從供水效益、水庫淹沒、投資指標等方面比較后，確定水庫正常蓄水位1000.00 m，正常蓄水位庫容947萬m3，興利庫容872萬m3，庫容系數(shù)50.4%，具備多年調(diào)節(jié)性能，總供水量1076萬m3(其中遵義市中心城區(qū)供水量1063萬m3、農(nóng)村人畜飲水供水量5.0萬m3、農(nóng)田灌溉供水量8.0萬m3)，水資源開發(fā)利用率62.2%。下放生態(tài)用水量176萬m3/a，占多年平均徑流量的10.0%。

2.3 洪水調(diào)節(jié)計算

2.3.1 洪水標準

下壩水庫總庫容大于100萬m3而小于1000萬m3。根據(jù)SL 252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》及GB 50201-94《防洪標準》規(guī)定，該水庫屬中型水庫，為Ⅲ等工程，主要建筑物為3級。面板堆石壩方案設計洪水標準采用P=2.0%；校核洪水標準采用P=0.1%。

2.3.2 洪水調(diào)節(jié)計算

經(jīng)設閘和不設閘方案分析比較后，推薦采用不設閘即岸邊溢洪道自由泄洪方案，堰型為WES實用堰，溢流凈寬15 m，堰頂高程1000.00 m(正常蓄水位)，綜合流量系數(shù)取1.85～1.88。

2.4 泥沙淤積計算

水庫泥沙淤積量分別按多年平均庫容淤損率法和多年平均排沙比法計算后取均值，水庫淤積形態(tài)按錐形淤積考慮[1]。經(jīng)計算，下壩水庫50 a泥沙總淤積量為懸移質(zhì)及推移質(zhì)之和共51.3萬m3，水庫水平淤積高程976.30 m，計算水庫運行50 a的壩前淤積高程為974.85 m。20 a泥沙總淤積量20.5萬m3，水平淤積高程973.20 m，壩前淤積高程972.07 m。

3 水庫大壩工程選址方法

3.1 壩址選擇

根據(jù)下壩水庫工程規(guī)模要求及三岔水中下游河段地形地質(zhì)條件，長腰溪匯口以上集雨面積小，不滿足水庫規(guī)模要求，長腰溪匯口至沙灣斷裂段河谷開闊，岸坡地形平緩，無建壩地形地質(zhì)條件[2]。三岔水匯口處的三合一帶，左岸地形較陡，右岸地形不滿足規(guī)模要求，且該河段屬于規(guī)劃的混子河水庫的庫區(qū)范圍。因此下壩水庫主要在沙灣斷裂至三合的適宜壩段進行壩址選擇。

規(guī)劃壩段的上游河段(沙灣斷裂至巖溝段，長約600 m)，該段河床平緩，兩岸以斜坡地形為主，兩岸坡基本對稱，地形綜合坡角為35°左右，局部段形成帶狀分布的陡巖，其中左岸基巖多裸露，巖體多為砂質(zhì)頁巖、粉砂巖夾灰?guī)r等，右岸在緩坡帶分布殘坡積砂質(zhì)黏土等。該段地質(zhì)巖性對剛性壩的適宜性較差，可選擇柔性壩型來適應壩址地質(zhì)條件，施工布置可就近選擇在上游側(cè)河床兩側(cè)平緩臺地，建壩的地形地質(zhì)條件較好；故該河段可作為本階段的可選壩址。

3.2 壩型及樞紐建筑物選擇

壩址區(qū)兩岸地形多以斜坡地形為主，其中左岸總體較陡，在上游側(cè)發(fā)育沙灣斷裂，受其影響，在斷層下游側(cè)形成與斷層平行的高約45 m的陡崖，順河向岸坡從上游至下游有15～25 m高呈帶狀分布的陡崖，陡崖以下為斜坡地形，陡崖以上地形相對平緩；右岸以斜坡地形為主，在壩軸線上游側(cè)順岸坡發(fā)育呈帶狀分布的陡坎[3]。兩岸沖溝弱發(fā)育，岸坡地形延續(xù)性較好，僅受斷層影響，在左右岸沿斷層帶發(fā)育有淺沖溝，溝底多為第四系殘坡積黏土層，出露基巖較破碎。

壩址區(qū)基巖多裸露，巖層緩傾下游偏左岸，巖層走向與河流流向垂直或斜交。壩址出露地層為寒武系中上統(tǒng)婁山關群、奧陶系下統(tǒng)湄潭組、奧陶系中統(tǒng)寶塔組、志留系下統(tǒng)龍馬溪組及第四系。其中壩基肩主要持力層為湄潭組，主要為粉砂巖、砂質(zhì)頁巖夾灰?guī)r[4]。其中(砂質(zhì))頁巖在壩基肩分布較廣，頁巖層面光滑，層面間咬合較差，抗剪強度較低；壩基(肩)抗滑抗變形能力均受構(gòu)造結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層和巖石本身強度影響較大。故本壩址僅適宜修建柔性壩。

3.3 輸水線路選擇

下壩水庫大壩位于高坪鎮(zhèn)西北面，距擬建水廠直線距離約13 km，擬建水廠設計水位950.00 m、廠區(qū)地面高程948.00～955.00 m，下壩水庫設計死水位為978.00 m，供水設計流量0.436 m3/s，根據(jù)水庫至水廠管道沿線的地形、地質(zhì)及交通條件，通過1∶10 000地形圖進行布置并現(xiàn)場踏勘選線，輸水線路選擇從水庫取放水建筑物出口處左岸由木村臺隧道，經(jīng)何家灣、沙灣、大市壩、石板溝、麻石莊、小灣隧道、泥壩、余家灣至擬建水廠[5]。

4 結(jié) 語

總之，水庫大壩是水利工程重要組成部分，對其選址進行深入分析具有重要意義。為了提高水庫壩體綜合結(jié)構(gòu)性能，要深入分析水庫區(qū)域水文地質(zhì)規(guī)律，對水庫壩址進行多方面分析，為后續(xù)選址及施工作業(yè)提供科學的指導。

[1] 朱愛如,李小娟,張華.黃泥埠水庫除險加固工程施工進度控制[J].南昌工程學院學報,2009，28(1)：64-67.

[2] 鄧軍.五里峽水庫除險加固工程的進度控制[J].廣西水利水電,2009(4):69-71.

[3] 李黎,易魁,劉金山,等.小灣水電站工程進度管理實踐[J].水力發(fā)電,2009,35(9):30-31.

[4] 楊文領,傅敏,單銀麗.水庫大壩工程監(jiān)理進度控制方法研究[J].施工技術，2009(S2):334-336.

[5] 李月琴,蔡紅,計永毅.橫道網(wǎng)絡圖在現(xiàn)代項目進度管理中的應用[J].生產(chǎn)力研究,2009(17):83-85.

孫 喬(1978-)，男，億佬族，工程師，主要從事水利工程建設、施工管理及水土保持方案設計工作。

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