城固縣畢家河水庫(kù)壩址比選

程麗榮

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018）

0 前言

畢家河水庫(kù)位于漢中市城固縣老莊鎮(zhèn)畢家河村，距城固縣縣城38 km，壩址位于文川河中游河段，千山水庫(kù)壩址以上6.5 km處，文川河為漢江北岸一級(jí)支流，發(fā)源于城固、漢臺(tái)、留壩三縣（區(qū)）交界處的鵝鳳包，流經(jīng)城固縣老莊、文川、崔家山、龍頭、柳林以及沙河營(yíng)等六個(gè)鎮(zhèn)，于沙河營(yíng)鎮(zhèn)梁家庵村注入漢江。

水庫(kù)的開發(fā)建設(shè)主要任務(wù)是解決城固縣老莊鎮(zhèn)、航空智慧新城（包括陜飛公司、崔家山鎮(zhèn)、柳林鎮(zhèn)）等村鎮(zhèn)居民及廠礦企業(yè)的生產(chǎn)生活用水，兼有灌溉、防洪攔沙等綜合效益。水庫(kù)建成后，增加可供水量288 萬(wàn)m3，與下游千山水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行，兩水庫(kù)每年平均供水量可達(dá)到875 萬(wàn)m3，提高流域的水資源開發(fā)利用率，解決現(xiàn)狀供水工程供水量不足和供水保證率低下等問題。通過(guò)畢家河水庫(kù)的建設(shè)為智慧新城的建設(shè)和發(fā)展提供基本保障，既促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，又可減輕下游的防洪壓力以及減輕下游千山水庫(kù)淤積，有效延長(zhǎng)千山水庫(kù)的使用壽命。

本文根據(jù)地形、地質(zhì)條件，工程總體布置、庫(kù)區(qū)移民與淹沒耕地、投資等因素對(duì)水庫(kù)壩址進(jìn)行優(yōu)選。

1 壩址溝道位置選擇

文川河流域面積和徑流量均較大，水量豐沛；流域地形北高南低，上游地貌屬土石山區(qū)，山高谷深，人煙稀少，森林覆蓋率高。文川河流域內(nèi)除擬建水庫(kù)壩址下游6.5 km 處建有千山水庫(kù)為Ⅳ等小（1）型水庫(kù)，上游無(wú)其它水利水電工程，人類活動(dòng)影響較小，水質(zhì)較好；壩址處河床順直、較窄，寬度約150 m，兩岸山體完整，巖石出露較高，壩址上游河谷開闊庫(kù)盆條件較好；庫(kù)區(qū)內(nèi)居民較少，且滿足自流輸水。因而，文川河干流有較適宜的建庫(kù)條件和選址條件。初擬壩址2 處，上壩線位于兩河溝入?yún)R口上游850 m 處，位于千山水庫(kù)壩址上游6.5 km 處，下壩線位于兩河溝入?yún)R口下游500 m 處，距上壩址約1.3 km。

2 壩址選擇

2.1 地形地質(zhì)條件

上壩址區(qū)地處兩河口至原大木廠村村委會(huì)之間，距離兩河口約1 km。地貌形態(tài)屬中高山區(qū),壩址區(qū)兩岸沖溝較發(fā)育,切割較深的沖溝內(nèi)有長(zhǎng)年溪流，流量隨季節(jié)變化較大。壩址區(qū)河谷呈深切“Ⅴ”型，谷底寬度30 m～35 m，高程670 m～675 m。左岸山坡地形相對(duì)較緩，天然坡度37°～40°，右岸地形上緩下陡,780 m 高程以上天然坡度約35°,下部天然坡度約55°，局部達(dá)65°以上。壩區(qū)地形相對(duì)完整，兩岸坡植被茂盛，邊坡大部分基巖裸露。坡面零星分布有殘、坡積堆積碎石土，厚度0.5 m～3.0 m。上壩址區(qū)出露地層主要為石炭系略陽(yáng)組（C）l二云石英片巖以及第四系松散堆積層。

下壩址區(qū)位于兩河口下游約0.5 km 處河道。壩址區(qū)河谷呈深切“Ⅴ”型，谷底寬度20 m～25 m，高程638 m～640 m。左岸山坡地形相對(duì)較緩，天然坡度36°～38°，右岸地形上緩下陡730 m 高程以上天然坡度約35°, 下部天然坡度約43°，局部達(dá)50°以上。壩區(qū)地形相對(duì)完整，兩岸坡植被茂盛，邊坡大部分基巖裸露。坡面零星分布有殘、坡積堆積碎石土，厚度0.5 m～3.0 m。壩址區(qū)出露地層主要為石炭系略陽(yáng)組（Cl）二云石英片巖以及第四系松散堆積層。兩壩址地質(zhì)地形條件比較詳見表1。

表1 兩壩址工程地質(zhì)條件比較表

從工程地質(zhì)條件綜合比較分析認(rèn)為：上下壩址均不存在對(duì)工程影響較大的區(qū)域性斷裂，出露二云石英片巖的飽和抗壓強(qiáng)度48.1 MPa～59.9 MPa，飽和變形模量E0＝5 GPa，壩基弱風(fēng)化巖體級(jí)別為Ⅲ類，均具有修建混凝土壩的地形地質(zhì)條件。上壩址庫(kù)區(qū)河道順直，岸坡對(duì)稱，兩岸地形完整，庫(kù)區(qū)淹沒、浸沒影響不大，庫(kù)區(qū)岸坡幾乎全部為基巖岸坡，塌岸方量小。下壩址庫(kù)區(qū)為兩河交匯位置，地形較為開闊，覆蓋層岸坡占比較大，庫(kù)區(qū)塌岸方量較大。上壩址巖層與河谷走向垂直，為橫向谷，兩壩肩邊坡穩(wěn)定性好，左壩肩下部分布的卸荷松動(dòng)體規(guī)模不大。下壩址巖層與河谷近于平行，左岸邊坡雖整體穩(wěn)定，但表層裂隙切割巖塊易沿層面形成順層不穩(wěn)定體，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響較大，右岸為反向坡，邊坡整體穩(wěn)定性好，但表層巖體受裂隙切割易形成小型崩塌體，特別是壩線上游段右岸邊坡表層巖體崩塌劇烈，形成大范圍的崩坡積，對(duì)壩肩邊坡穩(wěn)定影響較大?；谝陨戏治觯蠅沃返刭|(zhì)條件優(yōu)于下壩址。

2.2 庫(kù)容條件

依據(jù)千分之一庫(kù)區(qū)測(cè)量資料，上、下壩址庫(kù)容曲線見表2。

表2 上下壩址水位、庫(kù)容曲線表

由水位庫(kù)容條件來(lái)看，相同壩高條件下，上壩址庫(kù)容大于下壩址庫(kù)容，上壩址庫(kù)容條件優(yōu)于下壩址。

2.3 徑流條件

上壩址控制流域面積63.5 km2，年徑流量2065 萬(wàn)m3；下壩址控制流域面積76.1 km2，年徑流量2474 萬(wàn)m3。從徑流條件來(lái)看，下壩址流域面積較大，徑流條件較好。但由于下游千山水庫(kù)距離兩壩址均較近，兩水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié)水量，徑流條件影響相對(duì)較小，因此，兩壩址徑流條件基本相當(dāng)。

2.4 樞紐布置

由于壩型采用重力壩，泄洪建筑物和輸水建筑物均可布置與壩身，工程總體布置受地形條件影響較小，兩壩址工程布置型式基本相同。

2.4.1 上壩址

依據(jù)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算章節(jié)，滿足受水區(qū)需水量要求時(shí)，上壩址總庫(kù)容 440 萬(wàn) m3，興利庫(kù)容 280 萬(wàn) m3，死庫(kù)容 80 萬(wàn) m3，滯洪庫(kù)容 80 萬(wàn) m3。

水庫(kù)樞紐工程由擋水壩段、溢流壩段及輸水放空洞三部分組成。

擋水壩采用自密實(shí)混凝土重力壩，最大壩高62 m，壩頂高程722.00 m，壩頂上游面設(shè)1.0 m 高防浪墻，墻頂高程723.00 m，壩頂長(zhǎng)155.0 m，壩頂寬度7 m。溢流表孔布置在主河槽段，過(guò)水?dāng)嗝鎯魧?0 m，堰頂高程718.16 m，溢流面采用WES 實(shí)用堰型，壩腳河床設(shè)30 m 長(zhǎng)防沖護(hù)坦，護(hù)坦厚度2.0 m。輸水放空管道為有壓泄管道，布置在左側(cè)非溢流壩段（縱軸線樁號(hào)為B0+053.50 m），溢流表孔左側(cè)。輸水放空洞全長(zhǎng)15.50 m，進(jìn)口底板高程694.00 m，進(jìn)口孔口尺寸為2.2 m×2.4 m，孔口設(shè)置攔污柵，攔污柵后接檢修門一道。輸水放空洞末端采用壓力鋼管形式，放空管道采用DN1600 螺旋焊縫鋼管。導(dǎo)流洞布置在左壩肩，全長(zhǎng)230 m，進(jìn)口底板高程675.00 m，出口底板高程為666.95 m，縱比降3.5%。斷面型式為圓拱直墻型，斷面尺寸采用最小施工斷面進(jìn)行控制，B×H=1.8 m×2.0 m。

2.4.2 下壩址

依據(jù)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算章節(jié)，滿足受水區(qū)需水量要求時(shí)，下壩址總庫(kù)容 483.30 萬(wàn) m3，興利庫(kù)容 275 萬(wàn) m3，死庫(kù)容 105 萬(wàn) m3，滯洪庫(kù)容103.3 萬(wàn)m3。

水庫(kù)樞紐工程由擋水壩段、溢流壩段及輸水放空洞三部分組成。

擋水壩采用自密實(shí)混凝土重力壩，最大壩高67.5 m，壩頂高程694.50 m，壩頂上游面設(shè)1.0 m 高防浪墻，墻頂高程695.50 m，壩頂長(zhǎng)212.70 m，壩頂寬度7 m。溢流表孔布置在主河槽段，過(guò)水?dāng)嗝鎯魧?0 m，堰頂高程690.37 m，溢流面采用WES實(shí)用堰型，壩腳河床設(shè)30 m 長(zhǎng)防沖護(hù)坦，護(hù)坦厚度2.0 m。輸水放空管道為有壓泄水管道，布置在左側(cè)非溢流壩段（縱軸線樁號(hào)為B0+089.20 m），溢流表孔左側(cè)。輸水放空洞全長(zhǎng)20 m，進(jìn)口底板高程668.00 m，進(jìn)口孔口尺寸為2.2 m×2.4 m，孔口設(shè)置攔污柵，攔污柵后接檢修門一道。輸水放空洞末端采用壓力鋼管形式，放空管道采用DN1600 螺旋焊縫鋼管。導(dǎo)流洞布置在右壩肩，全長(zhǎng)260 m，進(jìn)口底板高程645.00 m，出口底板高程為620.00 m，縱比降1.2%。斷面型式為圓拱直墻型，斷面尺寸采用最小施工斷面進(jìn)行控制，B×H=1.8 m×2.0 m。

經(jīng)比較，下壩址較上壩址壩頂長(zhǎng)度要長(zhǎng)57.7 m，且壩高高5.5 m，工程量投資相對(duì)較大。因此，從樞紐布置來(lái)看，上壩址優(yōu)于下壩址。

2.5 施工條件

上下壩址施工條件從施工導(dǎo)流、臨時(shí)交通及施工場(chǎng)地等方面比較如下：

從兩壩址地形條件及導(dǎo)流建筑物布置來(lái)看，導(dǎo)流建筑物尺寸及布置基本相同，均單獨(dú)布設(shè)導(dǎo)流洞進(jìn)行導(dǎo)流，施工導(dǎo)流較為容易，各建筑物施工干擾也較小。兩壩址施工條件基本相當(dāng)。

從施工交通來(lái)看，兩壩址均可利用左岸交通道路，且路面均已硬化。從施工場(chǎng)地來(lái)看，上壩址施工場(chǎng)地狹窄，不利于施工布置，施工條件相對(duì)較差。下壩址施工場(chǎng)地相對(duì)開闊，且距離下游村莊較近，施工布置等方面較為有利。

從施工條件綜合來(lái)看，下壩址要優(yōu)于上壩址。

2.6 水庫(kù)淹沒

上壩址淹沒面積297 畝，其中坡耕地約69 畝，淹沒區(qū)人口30 人。下壩址淹沒面積325 畝，其中坡耕地約74 畝，淹沒區(qū)人口46 人。從水庫(kù)淹沒情況來(lái)看，上壩址優(yōu)于下壩址。

2.7 運(yùn)行管理?xiàng)l件

下壩址距現(xiàn)有道路較近，運(yùn)行管理道路較上壩址短，且距千山水庫(kù)較近，兩水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行管理方便。從運(yùn)行管理?xiàng)l件來(lái)看，下壩址優(yōu)于上壩址。

2.8 工程投資

下壩址較上壩址壩頂長(zhǎng)度要長(zhǎng)57.7 m，且壩高高5.5 m，從投資方面分析，下壩址投資要較上壩址多1349 萬(wàn)元。

2.9 壩址確定

經(jīng)過(guò)對(duì)上、下壩址地形地質(zhì)條件、樞紐總體布置、水庫(kù)淹沒損失、施工條件、工程投資等方面進(jìn)行綜合分析比較，上壩址要優(yōu)于下壩址方案，故本階段擬推薦上壩址。

3 結(jié)論

1）在水庫(kù)工程建設(shè)過(guò)程中，水庫(kù)壩址選擇是決定水庫(kù)成功的關(guān)鍵因素，應(yīng)對(duì)水庫(kù)壩址進(jìn)行全面的選擇分析論證，綜合分析比較推薦最優(yōu)壩址。

2）兩處壩址在地形地質(zhì)條件、樞紐總體布置、徑流等因素相差不大的情況下，上壩址水庫(kù)淹沒損失、工程投資明顯優(yōu)于下壩址，因此，推薦上壩址建庫(kù)方案。