广志水库大坝坝址方案比选

2014-12-16郑建红

山西水利 2014年9期

郑建红

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

1 工程概况

广志水库位于长治市武乡县洪水镇下黄岩村附近，蟠洪河支流广志河中游，水库控制流域面积40.4 km2，坝址以上主河道长13.04 km。工程分为水库枢纽工程和供水管线两大部分，其中水库枢纽工程建筑物包括大坝、泄水建筑物以及供水管线的进水塔和坝下埋管段，泄水建筑物包括导流泄洪洞、岸边溢洪道。工程建设任务为满足武乡县广有集中供水工程供水区农村人畜饮水，提高供水保证率，兼顾防洪和旅游开发。

2 工程地质条件

广志河为蟠洪河支流，发源于榆社县讲堂乡东部的毛古沿村附近。广志河自北向南流经讲堂乡的上村、骆驼村、柳泉村、上石墙村后进入武乡县，再经上黄岩、下黄岩、上广志、下广志、洪水镇后，于寨坪村附近汇入蟠洪河。河道长20.04 km，流域面积58.5 km2，河道比降15.44‰。

广志水库坝址位于广志河流域中游，坝址以上主河道长13.04 km，平均纵坡17.51‰，其中武乡县境内长度7.5 km。坝址控制流域内为砂页岩灌木山地，灌木生长茂密，河道内常年有清水出流。

根据广志水库工程任务，考虑流域面积、供水规模、库容、建坝的地形地质条件，结合枢纽工程就近布置的因素，以下黄岩村为界，分别选择下黄岩村上游和下游的河段进行分析。

下黄岩村上游坝段河床高程1160～1195m，河谷宽200～300m，河段长1.5 km，两岸基岩裸露，河道较窄，库容条件满足要求；河段内村庄稀少，无工矿企业，水库淹没损失很小，是该区内最适宜建坝的河段。

下黄岩村下游坝段河床高程1106～1160m，河谷宽350～500m，河段长6 km，两岸地形大多为黄土台地，建坝条件较差；因河道较宽，库容条件虽能满足要求，但明显加大了大坝工程量。由于该河段内村庄、耕地较多，沿河还有一些企业分布，水库建设后的淹没损失较大。

因此，经分析比较选择下黄岩村上游约1.5 km河段作为广志水库兴建枢纽工程的河段。

在上述所选的河段内，根据地形地质条件，选择了上下两个坝址（均位于下黄岩村上游附近）进行比较。上坝址距下黄岩村约0.5 km，下坝址位于下黄岩村北端约0.1 km，两坝址相距约0.4 km。

经水库兴利调节及洪水调节计算，两坝址在正常蓄水位时的供水量均为71万m3，均能满足水库规划对供水规模的要求。

3 坝址比较

3.1 库容和供水条件

分析供水条件的前提是：供水区缺水比较严重，要求水库提供尽量多的供水，即在工程投资较小，且经济合理的条件下，水库能够提供尽量大的兴利库容。根据上述前提，在供水规模基本相同的条件下对两坝址进行调节，从两坝址入库径流水量、库容和供水情况看，上下坝址相差400m，上下坝址多年平均入库径流量均为286万m3；下坝址在最经济的兴利水位1177.0m下，水库最大实供水量为71万m3，总库容185万m3；上坝址在最经济的兴利水位1185.0m下，水库最大实供水量为71万m3，总库容193万m3。

3.2 坝址地形地质条件

上坝址位于上下黄岩村北约500m的广志河谷上。该段河谷流向S13°E，河谷底宽250m。主河槽靠左岸，主河槽宽40～50m，谷底高程1162～1165m。右岸为较宽阔的Ⅰ级基座阶地，阶面高程1170～1174m，阶面宽160～200m，顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1185.0m高程处河谷宽约290m。左岸岸坡下陡上缓，山顶高程在1250m以上，右岸岸坡较陡，山顶高程在1300m以上，相对高差90～140m，属低中山区。两岸主要为基岩岸坡，岸坡坡度25°～30°，河谷断面呈“U”型谷。

下坝址位于下黄岩村北约100m，距上坝址约400m。该段河谷流向S25°E，河谷底宽175m。主河槽位于河谷中间，主河槽宽50m，谷底高程1158～1160m。两岸为Ⅰ级基座阶地，阶面高程1165～1170m，阶面宽50m左右，顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1178.6m高程处河谷宽约230m。两岸主要为基岩岸坡，左岸岸坡坡度25°～30°，山顶高程在1220m以上，在左岸坝轴线上游约150m发育一冲沟，冲沟走线与河谷进垂直。右岸岸坡坡度20°～25°，山顶高程1210m。坝址河谷与山顶相对高差50～60m，属低中山区。河谷断面呈“U”型谷。下坝址右岸发育一邻谷，为广志河支流，走向约为S75°E，在坝址下游约500m与广志河交汇，在坝址右岸形成河间地块。该处山顶高程1210m，两河谷在坝轴线方向相距200m左右。

广志水库上下坝址均位于广志河中下游，相距约0.4 km。根据上下坝址的工程地质条件，两坝址建坝地形条件相近，适宜的坝型为面板堆石坝型或碾压均质土坝。

综合分析，上坝址河谷较宽，坝基覆盖层厚0～5m，左右岸主要为基岩岸坡，岸坡较陡。下坝址河谷相对较窄，坝基覆盖层厚0～7.2m，左右岸主要为基岩岸坡，且岸坡相对较缓。两坝址均具备建坝条件，且地层岩性相近，但下坝址左岸地形条件有利于溢洪道和泄洪导流洞的布置。故下坝址略优于上坝址，从地质角度建议优先考虑下坝址方案。

3.3 工程布置条件

两个坝址场地条件相似，布置大坝建筑物的条件差别不大。下坝址河谷较窄，坝体填筑与两岸岸坡基岩面衔接条件较上坝址有利。下坝址与上坝址相比，大坝长度少52m，最大坝高低3.50m，相应的下坝址坝基开挖工程量及坝体填筑工程量明显小于上坝址，投资相应小于上坝址。

两坝址导流泄洪洞均布置在大坝左岸山崖上。两坝址引渠段长度相差不大，上坝址洞身段长175.5m，下坝址洞身段长270m，下坝址比上坝址长94.5m。下坝址洞出口处覆盖层较厚，为便于与下游河道水面衔接，需开挖明渠，下坝址出口段较长，土石方开挖工程量大，下坝址导流泄洪洞投资较大。

两坝址溢洪道均布置在大坝左岸山崖上，上坝址岸坡顺河道较顺直，溢洪道和导流泄洪洞进出口布置场地条件较为紧张，下坝址有突出的山体，便于布置。受地形条件和建筑物布置影响，溢洪道上坝址长176.0m，下坝址长134.4m，上坝址溢洪道石方和土方开挖量较大，故投资较大。

两坝址施工场地比较开阔，便于施工布置，从施工条件看差异不大。

供水线路坝址位于上坝址时，供水管道长1345m；位于下坝址时，供水管道长977m，下坝址供水管道长度明显小于上坝址供水管道。同时，由于上坝址左岸场地条件限制，供水管道取水口进水塔只能布置于右坝头，不利于枢纽建筑物配电布置和集中管理。

3.4 淹没补偿及移民安置投资

汛限水位确定后，对两坝址进行回水计算，两坝址淹没耕地范围相差不大，上坝址回水水位较高，淹没上黄岩村部分村庄，需移民。上下坝址淹没指标包括梯田、河滩地、荒地、林地、树木等农村项目和公路、电信设施、输变电设施等专业项目，且上坝址淹没指标中还包括移民及其安置费用。下坝址较上坝址少淹没耕地1.33 hm2；上坝址回水水位较高，淹没部分村庄，需移民20人。综合比较，项上坝址较下坝址增加淹没补偿和移民安置费用227.20万元。