德保县扶平水库工程坝址选择

2021-03-26甘文宁

广西水利水电 2021年1期

甘文宁

（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）

1 工程概况

德保县扶平水库是一座以乡村供水、灌溉为主的综合利用水库，主要由挡水坝、溢流坝、放水设施、人饮供水管道及附属建筑物等组成，总库容109.6 万m3，有效库容66 万m3，为小（1）型水库，IV等工程。挡水坝坝型为混凝土重力坝，最大坝高47 m，坝顶总长166 m。大坝设计洪水标准为30 年一遇，校核洪水标准为200年一遇，正常蓄水位为925 m，设计洪水位928.14 m，校核洪水位928.75 m。对村镇最大供水流量为0.012 m3/s，日均供水量795 m3/d，受益人口6206 人；农田灌溉用水最大引水流量0.14 m3/s，总灌溉面积为2600亩。工程静态总投资1.08亿元。

2 工程选址原则

（1）由于本工程的主要任务是为扶平村及周边村屯提供人饮及农田灌溉所需要的水源，所以优先在该受水区内的河流选择水源点（水库）。

（2）选择水量充沛且能满足供水要求、供水保证率高、水质较好的水源点。

（3）选择距离本工程受水区较近的水源点。

（4）选择地质条件好、工程建筑物布置安全、合理、经济性较好的坝址。

（5）选择施工条件较好、淹没影响较少的坝址。

3 拟建水源点（水库）所在河流基本情况

根据西南五省（区）重点水源工程建设规划，比较适合建库的位置位于扶平村扶平河上，故称为扶平水库。扶平水库坝址位于百色市德保县扶平村上游，距百色市约153 km，下距扶平村驻地约6.3 km，上距扶平河上游支流汇合口约1.3 km。

根据地形地势条件，从扶平村驻地往上游至扶平河河谷出口班合屯河段，河床较平坦、开阔，从河谷出口班合屯下游开始进入扶平村主要的水稻耕作区，在该河段建坝工程量大，淹没土地较多，投资也大，不适宜建坝；从扶平河河谷出口班合屯往上游至支流汇合口河段，两岸地形较陡，河床宽度亦较小，河段蜿蜒曲折，纵坡约4%。而汇合口以上的扶平河干流的纵坡更大，达5%以上，若在支流汇合口以上建坝，河谷较狭窄，地形不利于形成较大的库容，如要达到同样的兴利库容，则需建更高的拦河坝，且淹没会更大。因此，在两支流汇合口至扶平河河谷出口河段约2 km 范围内选择拟建水库坝址是比较合适的。

经过对需水区的功能规划、水库规模、地形地质条件及枢纽初步布置等多方面的综合考虑，可选择的坝址主要有两处，一是上坝址：扶平河扶平村上游约6.3 km处（扶平河上游两支流汇合口下游约1.3 km处），河床地面高程约887 m；二是下坝址：扶平河扶平村上游约4.8 km 处，河床地面高程约850 m。上、下两坝址相距约1.5 km。扶平水库上、下坝址位置示意图见图1。

图1 扶平水库上、下坝址位置示意图

4 上坝址

4.1 基本情况

上坝址位于扶平～念归村级公路边，距离扶平村约6.3 km。河谷两岸属中低山地貌，植被茂盛。河谷呈“V”字型，两岸地形基本对称，左岸山顶高程为1 028.8 m，自然边坡18°～40°，右岸山顶高程为1 294.4 m，自然边坡15°～35°，扶平～洞站村级公路位于左岸，扶平～念归村级公路位于右岸，其内侧人工开挖边坡较陡，大部分边坡超过60°。坝址河床宽约30 m，自北向南方向流，河床底部高程约888 m，右岸局部见有基岩裸露。

坝址区出露地层为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）及第四系残坡积层（Qedl）、冲积层（Qal）。透水性受地形、岩性、构造及风化程度的影响，往深部具递减趋势，左坝肩强风化岩体属中等透水，弱微风化岩体以弱透水为主，河床弱风化以弱透水为主，右坝肩强风化、弱风化均以弱透水为主。

坝区无断层通过，在坝址上游发育一背斜并穿过左坝肩。两坝肩节理构造较为常见，以NW、NE为主，倾角较陡。总体来看，坝区构造单元较为简单，地质构造较稳定。坝址区左坝肩岩体强风化带下限埋深4～13 m。河床部位岩体弱风化基岩出露，下限埋深6～8 m，右坝肩强风化带下限埋深4～13 m。

上坝址两岸山体均较雄厚，覆盖层较浅，左岸边坡相比右岸边坡略缓，可布置溢洪道，总的来说，上坝址地形和地质条件可满足重力坝和土石坝的建坝要求。

4.2 代表坝型选择

选定的坝址处地形较狭窄，山体雄厚，覆盖层较浅，左岸边坡相比右岸边坡略缓，如选用土石坝，虽可将溢洪道布置在左岸，但会造成高边坡开挖，不适宜作为上坝址代表坝型。

从地质条件来看，河床大部分弱风化基岩出露，两岸覆盖层较浅，无明显不利的地质条件，且河宽较窄，选用混凝土重力坝并不会增加较大的工程量，适宜作为上坝址代表坝型。

综合考虑，上坝址以混凝土重力坝为代表坝型。

4.3 工程布置

枢纽建筑物主要由拦河坝和输水系统组成，根据河床宽度和泄洪要求，溢流坝段布置在河床中间。水库正常蓄水位925 m，设计洪水位928.14 m，校核洪水位928.75 m，总库容109.6 万m3，有效库容66万m3。

拦河坝采用混凝土重力坝，由左、右岸非溢流坝段和溢流坝段组成，坝顶总长166 m。坝顶高程931 m，顶宽4.5 m，最大坝高47 m。溢流坝段长42 m，设3 个表孔，单孔宽度为12 m，采用无闸开敞式实用堰，堰顶高程925 m。左、右岸非溢流坝段分别长56、68 m，上游坝坡896 m 高程以上铅直，896 m高程以下为1∶0.2；下游坝坡926 m 高程以上垂直，926 m高程以下为1∶0.75。

输水系统采用重力式自流引水，进水口布设在右岸非溢流坝段内，进口高程906 m，在上游直立坝面进口设事故检修闸门和拦污栅，在坝内设置2 m×2.5 m 的检修廊道，廊道内敷设直径为1.0 m 的放水钢管，至廊道出口沿坝坡面埋设，在大坝下游坝脚处分别设置人饮、发电、灌溉及环境基流控制阀，其中现有扶平水电站发电引水流量为1.3 m3/s，灌溉引用流量为0.14 m3/s，人饮管道流量为0.012 m3/s，环境基流0.066 m3/s。引水管道总长8.88 km。

根据地形、地质条件及建筑物布置情况，施工导流采用分期导流方式，即一期采用明渠导流，二期采用坝体底孔导流。导流底孔设在右岸非溢流坝段内，采用圆洞，直径3 m，上游进口设封堵闸门，导流任务完成后进行封堵。

5 下坝址

5.1 基本情况

下坝址位于班合屯上游约350 m，距离扶平村约4.8 km，上距上坝址1.5 km，地处峡谷出口处，河床宽约20 m，水深约0.5 m，自北西流向南东，河床底部高程约为850 m。坝址下游河床开阔平坦，两岸地形均为中山，左岸山顶高程为1021 m，自然边坡40°～50°，右岸为山脚的缓坡地带，覆盖层较厚，自然边坡20°～30°。

坝址区出露地层为三迭系中统百逢组第二段（T2b2）及第四系残坡积层（Qedl）、冲积层（Qal）。坝区构造单元较为简单，无断层及构造通过，地质构造较稳定。

5.2 代表坝型选择

选定坝址处地形左岸边坡较陡，右岸边坡较缓，无天然垭口，如选用土石坝，将溢洪道布置在左岸，会造成高边坡开挖，布置在右岸，则泄槽需要设置弯道，由于离心力及弯道冲击波作用，将造成弯道内外侧横向水面差，流态十分不利，应尽量避免。故土石坝不适宜作为下坝址代表坝型。

从地质条件来看，无明显不利于修建混凝土重力坝的条件，适宜选用混凝土重力坝作为下坝址代表坝型。

综合考虑，下坝址以混凝土重力坝为代表坝型。

5.3 工程布置

下坝址枢纽布置图与上坝址相似，主要由拦河坝和输水系统组成，溢流坝段布置在河床中间。水库正常蓄水位881 m，设计洪水位884.14 m，校核洪水位884.76 m，总库容115万m3，有效库容66万m3。

拦河坝采用混凝土重力坝，由左、右岸非溢流坝段和溢流坝段组成，坝顶总长186 m。坝顶高程887 m，顶宽4.5 m，最大坝高46.5 m。溢流坝段长42 m，设3 个表孔，单孔宽度为12 m，采用无闸开敞式实用堰，堰顶高程881 m。左、右岸非溢流坝段分别长56、88 m。输水系统布置基本与上坝址相同。

6 坝址比较

坝址比较按等效益（同等兴利库容）原则进行：

6.1 地形、地质条件比较

上坝址地形狭窄，下坝址地形较上坝址开阔，上、下坝址均满足混凝土重力坝方案的泄洪布置要求，各建筑物布置较紧凑。上坝址上游有一形似“大肚子”的洼地地形，对库容形成比较有利。下坝址距离下游的班合屯较近，泄洪时对其影响较大，存在一定的安全隐患。上坝址处覆盖层薄、岩层产状稳定，工程地质条件良好；下坝址右岸为山脚的缓坡地带，覆盖层较深厚，对修建混凝土重力坝来说开挖量较大。从地形、地质条件分析，上坝址优于下坝址。

6.2 库区淹没比较

同等效益（同等兴利库容）原则下，上坝址方案的水库淹没补偿投资比下坝址方案少678.25 万元（上、下坝址库区淹没投资分别为495.53 万元和1 173.78 万元），两坝址方案均不涉及人口搬迁，但下坝址淹没农田面积比上坝址明显增多（上、下坝址淹没耕地面积分别为10.73 亩和86.06 亩），其征地实施难度比上坝址方案大；同时下坝址右岸扶平～念归村级公路有长约1 km 的路段被淹没，需进行复建。从库区淹没角度分析，上坝址优于下坝址。