下坝水库枢纽布置选择分析

2016-11-30孙乔

水利科学与寒区工程 2016年10期

关键词：坝址库容遵义市

孙乔

(遵义市红花岗区水务局，贵州遵义 563000)

下坝水库枢纽布置选择分析

孙乔

(遵义市红花岗区水务局，贵州遵义 563000)

对大坝主体工程选址进行深入分析，有助于提高区域水资源的利用效率，从多个方面解决传统供输水调度问题。结合工程案例，分析了水库工程水文地质布局情况，提出切实可行的选址建设方案。

水库；大坝；施工工艺；方法

1 工程概述

下坝水库位于混子河支流三岔水遵义县沙湾镇米粮村境内。三岔水属于长江流域赤水河水系，是赤水河支流桐梓河左岸二级支流，混子河右岸的一级支流。水库坝址距沙湾镇5 km，距高坪集镇19 km，距遵义市城区30 km，有乡村公路从坝址上游和右坝肩通过，交通方便。下坝水库工程的主要任务是城市供水、农村人饮及农田灌溉，主要向遵义市中心城区的董公寺片区供水，总库容为1054万m3，坝型为面板堆石坝，是一座新建中型水库。

2 水库工程水文地质分析

2.1 需水预测

根据《遵义市中心城区城市供水配置方案》，预测遵义市中心城区2015年、2020年毛用水量分别为72.38万m3/d、88.77万m3/d。现有和在建供水水源工程供水能力为60.24万m3/d，则2015年缺水量12.14万m3/d、缺水率16.8%；2020年缺水量28.53万m3/d，缺水率32.1%。

2.2 水库规模

2.2.1 库容曲线

下坝水库库容面积曲线根据实测1∶1000地形图量算，高程系统为黄海高程系统，下坝水库库容面积曲线成果见表1。

表1 下坝水库库容面积曲线成果表

2.2.2 死水位

水库死水位考虑坝前泥沙淤积高程及取水等因素综合确定为978.00 m，相应死库容75.0万m3。

2.2.3 正常蓄水位选择

通过6个正常蓄水位从供水效益、水库淹没、投资指标等方面比较后，确定水库正常蓄水位1000.00 m，正常蓄水位库容947万m3，兴利库容872万m3，库容系数50.4%，具备多年调节性能，总供水量1076万m3(其中遵义市中心城区供水量1063万m3、农村人畜饮水供水量5.0万m3、农田灌溉供水量8.0万m3)，水资源开发利用率62.2%。下放生态用水量176万m3/a，占多年平均径流量的10.0%。

2.3 洪水调节计算

2.3.1 洪水标准

下坝水库总库容大于100万m3而小于1000万m3。根据SL 252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及GB 50201-94《防洪标准》规定，该水库属中型水库，为Ⅲ等工程，主要建筑物为3级。面板堆石坝方案设计洪水标准采用P=2.0%；校核洪水标准采用P=0.1%。

2.3.2 洪水调节计算

经设闸和不设闸方案分析比较后，推荐采用不设闸即岸边溢洪道自由泄洪方案，堰型为WES实用堰，溢流净宽15 m，堰顶高程1000.00 m(正常蓄水位)，综合流量系数取1.85～1.88。

2.4 泥沙淤积计算

水库泥沙淤积量分别按多年平均库容淤损率法和多年平均排沙比法计算后取均值，水库淤积形态按锥形淤积考虑[1]。经计算，下坝水库50 a泥沙总淤积量为悬移质及推移质之和共51.3万m3，水库水平淤积高程976.30 m，计算水库运行50 a的坝前淤积高程为974.85 m。20 a泥沙总淤积量20.5万m3，水平淤积高程973.20 m，坝前淤积高程972.07 m。

3 水库大坝工程选址方法

3.1 坝址选择

根据下坝水库工程规模要求及三岔水中下游河段地形地质条件，长腰溪汇口以上集雨面积小，不满足水库规模要求，长腰溪汇口至沙湾断裂段河谷开阔，岸坡地形平缓，无建坝地形地质条件[2]。三岔水汇口处的三合一带，左岸地形较陡，右岸地形不满足规模要求，且该河段属于规划的混子河水库的库区范围。因此下坝水库主要在沙湾断裂至三合的适宜坝段进行坝址选择。

规划坝段的上游河段(沙湾断裂至岩沟段，长约600 m)，该段河床平缓，两岸以斜坡地形为主，两岸坡基本对称，地形综合坡角为35°左右，局部段形成带状分布的陡岩，其中左岸基岩多裸露，岩体多为砂质页岩、粉砂岩夹灰岩等，右岸在缓坡带分布残坡积砂质黏土等。该段地质岩性对刚性坝的适宜性较差，可选择柔性坝型来适应坝址地质条件，施工布置可就近选择在上游侧河床两侧平缓台地，建坝的地形地质条件较好；故该河段可作为本阶段的可选坝址。

3.2 坝型及枢纽建筑物选择

坝址区两岸地形多以斜坡地形为主，其中左岸总体较陡，在上游侧发育沙湾断裂，受其影响，在断层下游侧形成与断层平行的高约45 m的陡崖，顺河向岸坡从上游至下游有15～25 m高呈带状分布的陡崖，陡崖以下为斜坡地形，陡崖以上地形相对平缓；右岸以斜坡地形为主，在坝轴线上游侧顺岸坡发育呈带状分布的陡坎[3]。两岸冲沟弱发育，岸坡地形延续性较好，仅受断层影响，在左右岸沿断层带发育有浅冲沟，沟底多为第四系残坡积黏土层，出露基岩较破碎。

坝址区基岩多裸露，岩层缓倾下游偏左岸，岩层走向与河流流向垂直或斜交。坝址出露地层为寒武系中上统娄山关群、奥陶系下统湄潭组、奥陶系中统宝塔组、志留系下统龙马溪组及第四系。其中坝基肩主要持力层为湄潭组，主要为粉砂岩、砂质页岩夹灰岩[4]。其中(砂质)页岩在坝基肩分布较广，页岩层面光滑，层面间咬合较差，抗剪强度较低；坝基(肩)抗滑抗变形能力均受构造结构面、软弱夹层和岩石本身强度影响较大。故本坝址仅适宜修建柔性坝。

3.3 输水线路选择

下坝水库大坝位于高坪镇西北面，距拟建水厂直线距离约13 km，拟建水厂设计水位950.00 m、厂区地面高程948.00～955.00 m，下坝水库设计死水位为978.00 m，供水设计流量0.436 m3/s，根据水库至水厂管道沿线的地形、地质及交通条件，通过1∶10 000地形图进行布置并现场踏勘选线，输水线路选择从水库取放水建筑物出口处左岸由木村台隧道，经何家湾、沙湾、大市坝、石板沟、麻石庄、小湾隧道、泥坝、余家湾至拟建水厂[5]。