化乐水库坝址比选论证分析

田 娟

（临汾市悦海水利勘测设计有限公司 山西临汾 041000）

1 工程概况

蒲县化乐水库位于蒲县黑龙关镇峡村东2 km 处的昕水河南源上，水库距蒲县县城19 km。蒲县地处吕梁山脉南端西坡，东接洪洞、尧都区，西同大宁为邻，南与吉县毗连，北与隰县、汾西接壤，地理坐标为东经110°51′09″～111°23′36″，北纬36°11′32″～36°38′13″。

化乐水库是一座以调蓄中部引黄工程水量和拦蓄地表水，为工业、生活、农业灌溉和抗旱应急供水并兼有防洪的小（1）型水库，坝址以上控制流域面积186.2 km2，水库总库容567.8 万m3。

枢纽工程主要建筑物为大坝、溢洪道、泄洪排沙洞，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4 级，次要建筑物级别为5 级。

2 工程坝址、坝线比选

2.1 工程选址

根据对峡村东昕水河沿线实地踏勘，整个河段地形条件差别不大，本区域地处山西省中部临汾断陷盆地的西部，吕梁山南端、火焰山北部，整个地形东北高、西南低，为侵蚀构造高中山区，区内海拔1 088～1381m，蒲县泰山海拔1 703.8 m，相对高差615.8～322.8 m，昕水河贯穿全境，属于黄河流域。

结合建坝的地形地质条件、库容条件等因素，初拟选择了距峡村约2.0 km 的下坝址和距峡村约4.5 km的上坝址进行比选，两坝址相距约2.5 km。

1）地质条件：根据钻孔资料揭露，上、下坝址相距不远地质条件基本相近，河槽为砂卵砾石，覆盖层较厚，最大厚度为22 m，再加上库区石料丰富，可就地取材，故推荐采用堆石坝。堆石坝河床段趾板可置于覆盖层上，无需将河槽覆盖层全部清除，开挖量大大减少。但上坝址左岸地形凸岸较单薄，有阶地分布，右岸坝轴线下游有一条较大的冲沟，影响岸坡稳定，RDQ为24.6%～70.8%，岩体质量较差。下坝址左、右坝肩岩层倾向上游，在天然状态下岸坡稳定性较好，无岩溶发育，也未发现有坍塌体。经对地质条件综合分析下坝址优于上坝址。

2）库容条件：两坝址均能满足供水的要求，在库容基本一致时，上坝址最大坝高40.6 m、坝长223 m、坝顶高程1 171.00 m、校核洪水位1 168.47 m、设计洪水位1 165.23 m、正常蓄水位1 163.73 m、死水位1150.89 m。总库容555.38 万m3、防洪库容44.55 万m3、兴利库容245.38 万m3、死库容100.03 万m3、回水长度约2.2 km。下坝址最大坝高44.5 m、坝长206 m、坝顶高程1 142.50 m、校核洪水位1 142.37 m、设计洪水位1 137.04 m、正常蓄水位1 135.5 m、死水位1 122.36 m。总库容567.8 万m3、防洪库容45.95 万m3、兴利库容249.34 万m3、死库容96.02 万m3、回水长度约2.7 km。从库容条件比较，下坝址回水长度较长，上坝址回水长度较短，经对地质条件综合分析，优选下坝址。

3）影响周边村庄情况：两坝址库区地质蓄水条件都较好，不存在永久性渗漏问题。两坝址均距离村庄较远，水库蓄水均不会对村庄造成大的影响。但上坝址库区有一处工矿企业，需迁移。因此综合分析优选下坝址。

4）施工条件：两坝址均便于施工导流，坝址附近及其下游地形相差不大，都便于布置施工场地。下坝址较上坝址有较开阔的地形，且距交通干线较近，建材运输距离较近，便于施工运输，施工用电可结合永久工程考虑从距工程区较近的变电站引入，下坝址接线距离较短。从施工条件方面考虑，优选下坝址。

5）建设征地和移民安置：上下坝址淹没范围内无移民安置情况。上坝址淹没影响范围29.11 hm2，其中基本农田2.4 hm2、林地2.32 hm2、荒草地23 hm2、拌合站1.40 hm2、公路1.2 km、通讯电缆4.5 km。下坝址淹没影响范围26.64 hm2，其中林地4.06 hm2、荒草地22.58 hm2、公路1.8 km、通讯电缆7.0 km。下坝址淹没范围较上坝址小且不淹没基本农田，从建设征地和移民安置方面考虑，优选下坝址。

6）工程布置及投资：上坝址流域面积为181.87 km2，下坝址流域面积186.2 km2，在总库容基本相同时（上坝址处库容555.38 万m3，下坝址处库容567.8 万m3），枢纽泄水和输水建筑物布置和型式及基础处理基本相同，枢纽工程包括大坝、泄洪排沙洞、溢洪道等，泄洪排沙洞、溢洪道均布置在大坝左岸，大坝坝高相同，上坝址坝长比下坝址长17 m，溢洪道长度上坝址比下坝址略短，泄洪排沙洞长度上坝址比下坝址略短，下坝址与上坝址在工程布置及投资方面基本相同。

综上所述，上坝址和下坝址在地形地质、库容、施工、建设征地和移民安置、工程布置及投资等方面综合分析比较，优选下坝址。

2.2 坝线选择

经过坝址比选，化乐水库坝址选定于蒲县黑龙关镇峡村东2 km 处的昕水河南源上。在选定的坝址上，选上下两个坝线比较，上坝线位于昕水河峡村东2 km处，下坝线位于昕水河峡村东1.8 km 处，从以下5 个方面对两个拟定坝线进行比选。

1）地质条件：根据钻孔资料揭露，化乐水库两坝线距离较近，上、下坝线地质条件相近。主河槽坝体基础地层岩性为第四系全新统冲洪积（Q4pal）卵石混合土夹低液限黏土，下伏灰岩、白云岩。上坝线布于顺直段，并垂直于河道，河谷底宽约76.8～83.2 m，主河槽宽46.9 m，河底高程1 103.92～1 105.13 m。上坝线主河槽，没有阶地分布，主河槽坝基卵石混合土夹3 层低液限黏土，厚度为20.85～21.65 m。坝线位于左岸凸岸的上游，坝线下游山体较厚，对坝体稳定有利。下坝线位于河流弯曲段，河道与坝轴线交角约80°。河谷呈宽缓对称的“U”字型，河谷底宽约112 m，主河槽宽34～38 m，河底高程1 102.87～1 104.71 m。下坝线主河槽，左岸有一级阶地分布，宽66 m，主河槽坝基卵石混合土，厚度为11.5 m。坝轴线右岸上游有一条较大的冲沟，冲沟较深，可能造成绕坝渗漏量增大。坝线位于左岸凸岸的中下游，坝线下游山体较薄，对坝体稳定不利。上、下两坝线坝基卵石混合土具有足够的强度。岩体的质量较好，岩体中节理裂隙不太发育，左右坝肩岸坡稳定性较好，经对地质条件综合分析上坝线优于下坝线。

2）影响周边村庄情况：上、下坝线所在库区地质蓄水条件都较好，都不存在永久性渗漏问题。两坝线均距离村庄较远，水库蓄水不会对村庄造成影响。

3）施工条件：两坝线从施工导流、施工场地、土料及建筑材料供应、对外交通、施工供电都基本相同。

4）库容比较：下坝线距上坝线仅200 m 左右，库容相近。

5）工程布置及投资：两坝线枢纽泄水、输水建筑物布置和型式及基础处理基本相同，枢纽工程包括大坝、泄洪排沙洞、溢洪道等。泄洪排沙洞、溢洪道均布置在大坝左岸，上下坝线坝高相同，上坝线坝顶长206 m，下坝线坝顶长235.5 m，下坝线比上坝线长29.5 m，大坝工程投资方面下坝线比上坝线大约多719.7 万元；上坝线泄洪排沙洞长度300 m，下坝线泄洪排沙洞长度357.8 m，下坝线比上坝线长57.8 m，泄洪排沙洞投资方面下坝线比上坝线大约多354.2 万元；上坝线溢洪道长度263.5m，下坝线溢洪道长度217m，下坝线比上坝线短46.5 m，溢洪道投资方面下坝线比上坝线大约少324.42 万元；下坝线总投资比上坝线总投资多749.48 万元。

综上所述，上坝线和下坝线在地质、影响周边村庄情况、对周围村庄的影响、库容、工程布置及投资等方面综合分析比较，优选上坝线。

3 结语

坝址、坝线选择是水库工程设计中的关键环节，化乐水库从地形地质、施工、库容、工程布置及总投资等条件对坝址比选论证分析，选取下坝址为推荐坝址并选取上坝线为推荐坝线。