县水利水电枢纽工程

１第一章综合说明第一节工程概况**县**水利水电枢纽工程位于**县七里坪乡**村，包括**水库、一、二级电站等。水库是以发电、防洪为主，兼顾灌溉、城市供水、旅游及水产养殖等综合利用的水利水电枢纽工程。水库总库容为2290万m3，兴利库容780万m3，最大坝高48米，坝长232m，其中溢流坝长82米，非溢流坝长150米。根据规划要求，**一级电站是坝后式电站，一级电站设计水头为24.6m，设计流量为7.0m3/s，装机容量2×400+500=1300KW；二级电站属于引水式电站，是利用一级电站尾水，利用约2公里的环山渠道及穿山隧洞，将水引入二级电站前池，设计水头为38m，设计流量为6.94m3/s，装机容量2×630+800=2060KW。第二节工程建设的必要性一、提高防洪标准，减少下游洪灾损失**河干流**水利水电枢纽以下防洪标准较低，主河道防洪标准不足五年一遇。据历史资料记载，每年均有不同程度的洪灾损失。**县城是**河上游的第一座城市，县城发生洪灾损失的频率较高。随着县城规模的扩大，经济的发展，相同标准的洪水，其产生的洪灾损失将越来越大。**河发生洪涝灾害的主要原因是七里坪以上河道坡降陡，洪峰汇流时间短，洪峰流量大，洪量集中。为了有效地减少洪灾损失，必须在**河上游河道兴建拦蓄工程，削减洪峰，综合分析，在**河上游七里坪乡**村建设防洪水库是最合适的位置。二、水能资源合理开发的基本要求**河规划及已建的梯级电站是**水库电站、**二级电站、**三级电站、青山水库电站、将军岭电站、斩龙岗电站及燕山边电站等，规划总装机容量为18600KW。由于天然径流分配不均，又无龙头电站进行调节，下游已成电站装机容量虽然很小，但其年发电量仍达不到设计要求。经方案比较，建设**水利水电枢纽工程可提高下级电站的枯水期流量，对**河电能合理开发起２着举足轻重的作用。三、可提高下游灌区的灌溉保证率老龙潭灌区是**河上游的引河自流灌区，渠首位于七里坪乡，设计灌溉面积8万亩，由于工程水资源的平衡分析与现状出入较大，原设计灌溉保证率为75%，实际灌溉保证率低于30%，保灌面积不足2万亩，水利工程未发挥应有的作用。**水库建成以后，可对天然径流进行重新分配、调节，结合发电，增加老龙潭灌区灌溉面积及灌溉保证率。经调节计算，现有设计灌溉面积8万亩时灌溉保证率可达75%。四、促进旅游事业的发展**河上游处于**风景区，水库库区是**风景区的黄金通道，通过水道并进行改线，可使通往宝天曼的路程减少30公里。**风景区内又形成了较大面积的水面，水库对**风景区起到锦上添花的作用，可增加生态旅游事业的发展。水库坝址区下游是天心洞旅游景点，**水库承上启下，是内乡北部生态旅游的最佳线路，**水库的建设，将会有效地促进当地旅游事业的发展。五、发展水产养殖水库建成以后，死库容为400万m3，死水位以下水面面积为40万m2，年水产品量可达4.5万公斤，可促进水产业发展。六、提高城市用水保证率，保障沿河两岸人畜生活用水及乡镇企业用水**县城及沿途七里坪乡等乡镇主要依靠**河水向城市供水，一般是采用抽取**河地下水，由于近年来河道经常断流，枯水季节城市用水困难。为了保证县城正常供水，必须在**河上游建拦蓄水库，以拦蓄天然径流，调节**河流量，使河道两岸赖以生存的2万多群众不再为找水奔波，人畜生活用水得到保障，沿河群众可以安居乐业，大大促进农村经济发展。七、可有利于保护野生动物资源**河上有大量的野生水产动物资源，水库建成以后，坝址以上水库区长期形成较大面积的水面，水库以下河道常年不会断流，大鲵等野生动物的生存环境得到有效改善，从而有效地保护了野生动物资源。八、有利于环境保护及水土保持工程建设后，可以大量向农村供应电量，解决农村燃料和农村能源，实现农村“以电代柴”、“以电代油”，减小森林砍伐量，保护生态环境，有效地３进行水土保持，减少水土流失，切实提高人民群众的物质生活水平。总之，建设**水电站，可以解决农民的烧柴和农村能源问题，有利于促进农村能源结构的调整，有利于促进退耕还林、封山绿化、植树造林和改善生态环境，有利于人口、环境的协调发展，有利于水资源和水能资源的可持续利用，促进当地经济的可持续发展。第三节水文气象**县地处北亚热带北部边缘，属于北亚热带季风型大陆性气候，全县多年平均气温15℃，极端最低气温-20.3℃，极端最高气温41.1℃。库区内多年平均降雨量为909.6毫米，最大年降雨量1629.2毫米，最小年降雨量546.6毫米；降雨在年内分配也不均匀，降雨主要集中在6～9月，约占全年降雨量的69%；全年日照时数为2027小时，无霜期224天，年均大于或等于10℃的活动积温为5520℃。第四节设计洪水因流域内无实测洪水资料，可根据《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（1984年，以下简称《暴雨图集》）中的有关规定由设计暴雨间接推求，采用淮上法综合单位线计算洪峰流量和洪水过程线。表1-1**县**水利水电枢纽坝址设计洪峰流量及洪量频率时间(h)20%10%5%2%1%0.2%0.1%Qmax(m3/s)1669208028854479536175428368W(104m3)299339754982700080501075811761该区域内年侵蚀模数为200～500吨/平方公里·年，由于库区内植被良好，且随着对环境保护及水土保持工作重视程度的增加，库区内植被覆盖率将还要提高，确定选用年侵蚀模数为200吨/平方公里·年。第五节工程地质４南阳市水利建筑勘测设计院地勘队于2001年11月8日—12月28日承担了**水利水电枢纽可行性研究阶段的地质勘察任务。其工作主要是：1、对库区进行工程地质测绘，了解水库区的地层岩性、地质构造、物理地质现象，特别是水库区发生渗漏的可能性；2、对坝址区进行工程地质测绘，了解地层岩性、地质构造、岩石的风化程度，对坝址进行地质评价；3、了解坝基岩石的水理性及渗透性；4、调查天然建筑材料并进行评价。其工作内容如下:一、区域地质概况**水利水电枢纽工程在中国大地构造单元上属于秦岭地轴、伏牛—大别弧形构造带的西端、四棵树复背斜的南翼，整个区域为起伏不平的中低山区。本区域主要构造为朱阳关—板厂断裂、夏馆—柳泉铺张性断裂等，构造主干线由一系列的NWW向褶皱、断裂组成，并伴有NW、NE向的次一级断裂及节理等。二、水库区工程地质条件及评价（一）、地形地貌及物理地质现象1、地形地貌水库区处于伏牛山腹地中低山区，山脉总体走向呈NW—SE，地势西高东低，山体自然边坡多在60度以上，海拨480—500m以上，相对高差150—200m，个别地段地势险峻。**水库属于长江三级干流**河上游地段，呈蛇曲状自西北向东南蜿蜒而下，河谷呈深切谷，形态多呈“U”型谷，河宽20—40m，深8—10m，弯多水急，河道比降较陡。2、地层岩性水库区地层较单一，主要为中生代燕山期黑云母花岗岩，少量的下元古界震旦系陡岭群云母石英片岩，第四系零星发育冲洪积、冲积、残坡积地层，由老至新依次为下元古界陡岭群云母石英片岩、中生代燕山期黑云母花岗片岩、石英岩脉、长石岩脉、第四系中更新统粘土、第四系残坡积层碎石土、第四系全新统砂卵石。3、地质构造库区构造线方向与区域构造线方向基本一致，主要为NE—SW和NE—SE向，明显的构造形迹是NW—SE向的压性、压扭性结构面以及NE—SW向的张性结构面。库区共发现有16条断层，长度一般为10—30m，宽度不超过2m，５深度不超过5米，均为小断裂；库区节理裂隙发育，主要有三组，第一组呈张开状，最为发育，第二、三组呈闭合状。（二）、库区水文地质条件及评价库区地下水主要为基岩裂隙水和松散岩类孔隙潜水，松散岩类孔隙潜水主要为埋藏在河床、漫滩及冲沟内覆盖层中的潜水，受基岩裂隙水和大气降水补给，由于河床下切较深，故潜水可补给河水。（三）、水库区工程地质条件评价水库区主要由黑云母花岗岩组成，岩石风化较轻，完整性较好，含水性和透水性较差。库区岸坡稳定、淤积量小，库区无渗漏现象，库区地质条件较好。三、坝址区工程地质条件及评价（一）、坝址区工程地质条件1、地形、地貌水库坝址区为中低山区，坝轴线处于河道弯道处，无阶地发育，右岸为侵蚀岩，左岸为堆积岸，河床偏于右岸，河床宽度60m。该段两岸山体不对称，左岸山体呈浑园型状，自然坡度40°—45°；右岸山体均呈陡峭状，坡度60°—70°，个别地段地势险峻，呈悬崖峭壁，山间植被发育良好。2、地层、岩性坝址区地层岩性单一，主要为燕山期黑云母花岗岩及第四系松散堆积物。黑云母花岗岩中分布有石英岩脉及正长石岩脉；第四系松散物主要为全新统砂卵石，主要成份为砾石、卵石、漂石及块石，结构松散，强—极强透水，分选性差。左坝肩：山体较雄厚，岩性为中细粒黑云母花岗岩，岩石强风化厚度1.5—2.0m，弱风化厚度1.5—2.0m，微风化厚度1.5米左右，其下为新鲜岩石；右坝肩：岩性为中细粒黑云母花岗岩，岩石表面微风化厚度为2m左右，其下为新鲜岩石；河槽段：河床宽19m，河床基岩裸露宽度11m，覆盖层为砂卵石，厚度仅0.3—1.2m，其下为中细粒黑云母花岗岩，岩石微风化厚度1.9—2.1m，微风化以下为新鲜岩石。岩石属中等—微透水。3、地质构造坝段内所发育的断裂有3条，断层不影响坝体稳定，并不会产生坝基渗６漏，不必进行处理；坝段内节理较发育，主要有三组，裂隙多数呈张开状，无充填，少数充填碎石，且延伸不远。4、坝址区水文地质条件坝址区的地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水。由于河流的下切，潜水可补给河水。基岩裂隙水受构造及裂隙发育程度的控制，一般无承压性，受大气降水补给，向山体两侧排泄。四、引水渠线的工程地质条件及评价二级水电站的引水渠线拟沿左岸山体布置，从**电站坝址下游至引水隧洞处工程地质条件依次为：0+000—0+350段山坡坡角30°—35°，岩石呈弱风化状，山坡相对较缓，渠道边坡开挖较稳定；0+350—0+950段山体自然边坡40°—45°，岩性为黑云母花岗岩，弱风化，岩石裂隙较发育，该段发育有4条冲沟；0+950—洞口段山体多呈直立陡峭状，岩石为黑云母花岗岩，弱—微风化状，岩体稳定，整体性好。五、引水隧洞的工程地质条件及评价洞身段山体较雄厚，岩性为黑云母花岗岩，岩石为弱—微风化。岩脉完整性较好，与围岩接触密切。岩性为黑云母花岗岩，岩石呈全—强风化状，岩石破碎，极不完整，出口处岩石风化较重。六、二级电站站址及建筑物的工程地质条件及评价1、压力前池：压力前池处山体低缓，山坡坡度20°—25°，岩性为黑云母花岗岩元古界震旦系云母石英片岩，黑云母花岗岩及云母石英片岩均呈强风化状，岩石裂隙发育，完整性好。2、压力管道：压力管道处和压力前池处的岩性相同，岩石呈强风化状，岩体完整性差。3、电站厂房：电站厂房约位于310m高程，山坡低缓，岩性为元古界云母石英片岩夹黑云母花岗岩侵入体，岩石呈强风化状，由冲沟及路旁一侧可看到，岩石强风化厚大于10m。七、天然建筑材料1、石料：坝段上下游为黑云母花岗岩，岩石风化较轻，裂隙发育，岩块质坚、个大、面齐，储量丰富，为便于施工，运距近，石料场选于坝址上游800—1000m的左岸及坝址下游1000m的右岸。2、砂料：砂料场地选于两处：一是库区内3km的黄水河下游，二是距７坝址10—15km的七里坪以南的**河处。八、结论与建议1、**水库区域地层由中生代燕山期侵入岩组成，地质构造较复杂，区域稳定性较好。2、库区地层为中生代燕山期黑云母花岗岩，仅在库区末端出露元古界云母石英片岩。3、库区山体大都雄厚，且分水岭以外未深切谷，未发育较大断裂及断裂破碎带，故不存在库区渗漏。4、库区径流量不大，植被发育，淤积量小，库岸稳定。5、坝址区岩性为黑云母花岗岩，河床基岩裸露，左岸强风化厚度仅1.5米，右坝肩及河槽段岩面即为可利用岩面，坝址岩性较好。6、岩石物理力学性质指标：新鲜岩石天然容重为23—28KN/m3、微风化及新鲜岩石承载力大于4000KPa、抗剪摩擦系数为：弱风化0.6、微风化0.65、新鲜岩石0.7。7、引水渠线0+950段以前岩石呈弱风化状，工