壩址選擇水利工程論文范文第1篇
關鍵詞：印基西河,壩址選擇,布置,施工,工程投資
剛果(金)ZONGOⅡ電站為低壩引水徑流式電站,取水口位于已建ZONGO I水電站下游,距河口約5 km,電站位于剛果河左岸灘地,距上游印基西河河口約1.6 km。主要建筑物包括滾水壩、沖沙閘、取水口、引水隧洞、調壓井、壓力鋼管、廠房及尾水。取水口布置于壩前左側,引水隧洞全長約2 545 m,洞徑為7.0～9.34 m,調壓井高約69 m,豎井直徑18 m;壓力鋼管主管長約355.788 m,直徑6.6m,3根支管總長約195 m,直徑6.6～4 m。
本電站裝機容量150 MW,安裝3臺50 MW混流式水輪發電機組。機組引水流量160.5 m3/S。電站最大凈水頭114.6 m,3臺機組滿發時最小凈水頭104.8 m,加權平均凈水頭106.5 m,年發電量約8.619億kW·h,年利用小時數約為5 746 h。電站投入系統后將位于基荷運行。
1壩址位置
印基西河從ZONGO I水電站廠房尾水至與剛果河匯合口,長約5.8 km,其中前2 km河段河道相對較緩,平均比降為13‰,后3.8 km則河谷急劇下切,發育多個跌水和瀑布,水流湍急,河道平均比降超過20‰。ZONGOⅡ水電站利用該段河道落差,引水發電,因此,ZONGOⅡ水電站壩址被限制在ZONGO I水電站廠房尾水下游約2 km河段內。
本工程可研階段在ZONGO I水電站廠房尾水下游800m和1400 m處分別選擇了上、下2個壩址(壩線)進行比較,并經比較推薦下壩址建壩。本階段在可研階段選擇的上、下2個壩址中間又增選了1個壩址(即中壩址)參與比較。3個壩址分布于長度約600 m的河段上,其中中壩址位于下壩址上游200 m處,上壩線位于下壩址上游600 m處。
2壩址選擇
2.1壩址地形地質描述
下壩址處河床高程339～340 m,正常蓄水位高程(356m)河谷寬度167 m,左岸高程366 m以下地形較陡,坡度為44°,高程366 m以上地形變緩,坡度為12°～30°。坡腳處分布有崩坡積塊石,上部覆蓋層為坡殘積壤土,厚度一般2～6 m?；鶐r巖性為上元古界長石石英砂巖;右岸高程378m以下地形較緩,坡度為12°～28°,覆蓋有崩坡積塊石夾土,鉆孔揭露厚度2.0～10.4 m。高程378 m以上地形變陡,坡度為75°,基巖裸露,巖性為上元古界長石石英砂巖。
中壩址河床高程346 m左右,正常蓄水位高程(356 m)河谷寬度103 m。左岸地形坡度20°～28°,覆蓋層為第四系崩坡積物,由塊石夾土組成,厚度5～10 m;右岸下部地形坡度30°,覆蓋層為第四系崩坡積物,由塊石夾土組成,厚度10 m左右;上部地形坡度45°左右,基巖出露,巖性為上元古界長石石英砂巖。
上壩址河床高程352 m左右,正常蓄水位高程(356 m)河谷寬度55 m,左岸地形坡度32°,覆蓋層為第四系崩坡積物,由塊石夾土組成,厚度5～10 m;右岸下部地形坡度30°,覆蓋層為第四系崩坡積物,由塊石夾土組成,厚度5～15 m;上部地形坡度57°,基巖出露,巖性為上元古界長石石英砂巖。
3個壩址位于同一段河谷,地質條件差別不大,均具備修建混凝土壩的地質條件。不同之處在于河床高程以及河谷寬度不同,下壩址位于最下游,河床高程最低,河谷最寬;上壩址河床高程最高,河谷最窄。僅從地質方面考慮,上壩址最優。
2.2建筑物布置
下壩址建筑物從左至右依次布置有左岸非溢流壩段、沖沙閘、溢流壩及右岸非溢流壩。壩頂總長度約205.00 m,其中溢流壩段長105 m(溢流前緣凈長度96 m),沖沙閘段長20 m(布置2孔6 m×5 m的沖沙閘),左岸非溢流壩段長30m,右岸非溢流壩段長50 m,壩體建基面最低高程為337.00 m,沖沙閘建基面高程為334.00 m。左岸電站進水口布置在攔河壩的上游約20 m靠近沖沙閘處,靠岸布置,進水口采用擴大式布置,由隔墩分成4孔,進水口底高程為341.00 m,攔污柵單孔寬6.0 m,進水口段總寬31.5 m。
中壩址位于下壩址上游200 m處,中壩址建筑物從左至右依次布置有沖沙閘、溢流壩及非溢流壩,壩頂總長度約145.04 m,其中溢流壩段長76.0 m,沖沙閘段長20 m(布置2孔6 m×5 m的沖沙閘),非溢流壩段長46.6 m,壩體建基面高程為344.00 m,沖沙閘建基面高程為342.00 m。左岸電站進水口布置在攔河壩的上游靠近沖沙閘處,靠岸布置。中壩址受地形條件限制,隧洞進水口采用下臥室式,進水口底板高程為350 m,進水口下室底板高程為341 m?？紤]到過柵流速限制,布置6孔帶有攔污柵的進水口,單孔寬6.5 m,進水口段總寬50.2 m。
上壩址位于下壩址上游600 m處,上壩址建筑物從左至右依次布置有沖沙閘、溢流壩及非溢流壩,壩頂總長度約100.1 m,其中溢流壩段長60 m,沖沙閘段長23 m(布置3孔4 m×8.5 m的沖沙閘),非溢流壩段長17.1 m,壩體建基面高程為350.00 m,沖沙閘建基面高程為347.50 m。左岸電站進水口布置在攔河壩的上游靠近沖沙閘處,靠岸布置。上游壩址受地形條件限制,布置進水口很困難,為滿足淹沒深度要求,隧洞進水口必須采用下臥室式,進水口底板高程為351.5 m,進水口下室底板高程為341 m?？紤]到過柵流速限制,布置8孔帶有攔污柵的進水口,單孔寬6.5 m,進水口段總寬66.4 m。
3個壩址相比較而言,中壩址及上壩址建筑物布置受地形條件制約比較大。擋水建筑物為了滿足泄洪、沖沙要求將不得不挖寬河道或增加沖沙閘的規模,隧洞進口為了滿足淹沒深度要求不得不采用下臥式布置方案;為了滿足過柵流速要求,不得不采用一字排開的6孔及8孔進水口;同時不得不盡量降低進水口底高程,這樣使得進水口底高程與沖沙閘底檻高差過小,勢必會降低沖沙效果,增加懸移質及推移質進入進水口的風險,即便如此,攔污柵設計水頭也偏于冒險。另外由于中壩址及上壩址的進水口規模過大,這樣也極大地增加了進水口的設計和施工難度。
下游壩址建筑物布置處受到地形條件限制較少,無論從河床寬度、河床下切深度等方面都比較有利于首部樞紐建筑物布置。開挖量較少,而且工程布置較為順暢,各種安全富裕度較為合理。
2.3施工布置及導流
3個壩址右岸均為60°～70°的陡壁—陡坡,無施工場地布置條件,首部樞紐施工設施只宜布置在左岸。上壩址河谷狹窄,河床寬度(正常蓄水位高程356 m)僅55 m,岸坡高50～60 m;而下壩址河谷相對較寬,河床寬度(正常蓄水位高程356 m)為167 m,岸坡也較低,高35～40 m,施工布置條件遠比上壩址優越;中壩址條件介于上、下壩址之間。
根據地形條件,幾種壩址均無明渠導流可能,如采用隧洞導流,導流洞長均需450 m左右,導流洞直徑達12 m以上,且隧洞進出口施工均需填筑施工圍堰。隧洞導流將大大增加導流工程量,導致工程投資增加,因此明渠導流和隧洞導流方案均不適用于本工程,只宜采用分期導流。
本工程采用分期導流,首部樞紐建筑物(含沖沙閘)除壩體外,均在左岸岸邊。如果河床達到一定寬度,一期導流仍可通過主河槽泄流,河床束窄有限,水位壅高少,一期導流工程量相對較少,二期導流可利用一期導流期內建成沖沙閘泄流。
二期導流流量小,且具備沖沙閘泄流條件,因此施工導流順利與否的關鍵是一期導流。對應于正常蓄水位高程356 m,上壩址河床寬度約55 m,中壩址河床寬度約為103m,下壩址河床寬度167 m。上壩址、中壩址施工導流均需較大程度地擴挖右岸河槽,一期圍堰高度較高,施工風險加大?；訄龅鬲M窄,施工布置困難,由此可知中壩址及上壩址一期圍堰的規模、施工難度和導流工程量遠大于下壩址,從施工導流角度分析,應優選下壩址。
2.4工程投資
3個壩址相比較:上壩址壩軸線最短,下壩址壩軸線最長,而引水隧洞線路長度下壩址最短,上壩址最長。中壩址、上壩址引水隧洞長度分別比下壩址引水隧洞長度長約180 m和250 m。各壩址主體工程投資比較見表1。
從投資來看,下壩址比上壩址和中壩址更經濟。
4結語
壩址選擇水利工程論文范文第2篇
黑河寶瓶河水電站地處甘肅省肅南裕固族自治縣和青海省祁連縣境內的省界的黑河上, 距張掖市約165千米, 距上游黃藏寺水電站15.6千米, 距下游三道灣水電站廠房26.2千米, 工程采用混合式開發, 主要任務是發電。本電站工程由引水樞紐、引水發電系統及發電廠區三部分建筑物組成。樞紐與左岸引水式岸邊地面發電廠房相距8.6千米。樞紐以上控制流域面積為7851平方千米, 河道多年平均徑流量為40.4立方米/秒。
電站總裝機容量112兆瓦, 年發電量3.95億千瓦時, 工程規模為三等中型工程, 主要建筑物按3級建筑物設計, 次要建筑物按4級建筑物設計。樞紐建筑物由擋水壩、泄水建筑物、引水建筑物和發電廠房等部分組成。水庫正常蓄水位2521.00米, 總庫容2050萬立方米。電站額定水頭132.00米, 多年平均發電量3.948億千瓦時, 年利用小時數3525小時。
二、壩址的選擇
經對工程區現場踏勘和測繪工作, 選定了三個壩址作為本工程壩址、壩型比較的基本條件之一。
㈠上壩址的建設條件與樞紐建筑物的布置
上壩址位于黑河頭道溝上游約500米的地方, 該段河谷呈深切的“V”字型峽谷, 河道平直, 河水位2503米, 水面寬53米~55米, 在高程2521.0米時河谷寬85.5米, 河谷高寬比1∶3.4。河床覆蓋層厚約20米。左岸為覆蓋層邊坡, 岸邊地形陡峻, 坡度70°~80°, 其后緣基巖零星出露, 但距離河邊約50米~60米, 上部覆蓋厚約40米~50米, 為坡積和沖洪積塊石碎石土和砂卵礫石, 右岸基巖大部分裸露, 地形陡峻。
根據地形地質條件, 上壩址樞紐擬定了全閘方案進行了布置。
樞紐正常蓄水位2521.0米高程時, 經計算最大壩高為36.1米。選用校核洪水標準P=0.2%, 相應洪峰流量為2680立方米/秒, 設計洪水標準為P=2%, 相應洪峰流量為1590立方米/秒。泄洪段壩體采用3孔泄洪沖沙閘, 擋水壩段采用砼重力壩, 由于河床覆蓋層較深, 閘基礎坐落在河床砂礫石覆蓋層上, 最低建基高程2496.0米;右岸砼重力壩段基礎坐落在基巖上, 最低建基高程2487.3米。樞紐布置從左至右依次為進水閘、泄洪沖沙閘段, 擋水壩段。壩軸線垂直河道布置。
引水發電洞進水閘布置于左岸, 進水口中心線與泄洪沖沙閘中心線的平面夾角為39°。進水口采用岸邊深式進水口, 為保證有壓進口最小淹沒深度, 確定地板高程為2498.00米, 為防止泥沙進入進水口內, 在閘前需修建一個比泄沖閘底板高2.5米的擋沙坎, 坎后以1∶3的斜坡與閘底板連接。進水口設置攔污柵、事故檢修門, 攔污柵孔口尺寸5.0米×10.8米×3個 (寬×高×孔數) , 引水流量為94立方米/秒, 閘室頂高程為2523.40米。
泄洪沖沙閘為3孔, 單孔尺寸8.0米×7.0米 (寬×高) , 閘底板高程為2499.50米, 采用平底寬頂堰, 閘室順水流方向長為50米, 后接50米長的綜合消力池與8米的防沖沉井, 下游拋大塊石進行防護, 設置平板檢修鋼閘門和弧形工作鋼閘門各一道。閘室頂高程為2523.40米。
與右岸山體采用重力式擋水壩的形式進行連接, 擋水壩采用砼重力墻的形式, 壩頂寬度設置為5.0米, 上游壩坡在2510.0米以下設置1∶0.1的坡度, 下游壩坡在2517.0米以下設置1∶0.7的坡度, 壩底建基高程為2487.3米, 最大壩高36.1米。壩頂高程為2523.40米。
由于樞紐位于原河床砂礫石基礎上, 在泄洪沖沙閘前齒、進水閘至左岸巖體之間設置垂直砼防滲墻帷幕, 其寬度為0.8厘米, 最大墻高27.5米, 總長106.7米。為了確保閘體的整體滲透穩定, 采用閘前水平方向設置厚1.0米、長15.0米的砼防滲鋪蓋。
㈡中壩址的建設條件與樞紐建筑物的布置
中壩址位于寶瓶河下游約3千米的黑河河段上, 在二道溝上游約500米處。該段河谷呈深切的“V”字型峽谷, 河道彎曲, 河水位高程2448米~2449米, 河水面寬20米~30米, 河床覆蓋層厚8米~16米, 兩岸基巖大部分裸露, 岸邊地形陡峻, 坡度40°~70°, 左岸地形下部陡上部緩, 有Ⅳ級階地臺面, 高程為2526米~2530米, 臺面長 (順河) 250米, 寬50米~80米;右岸地形高聳, 高出河床超過300米。壩址處河道為一“Ω”形彎道, 壩軸線布置在“Ω”形彎道的中間部位, 左岸為凸岸, 右岸為凹岸。
根據地形地質條件, 中壩址樞紐擬定采用砼面板堆石壩方案, 以下對方案進行了布置。
砼面板堆石壩方案在樞紐正常蓄水位2521.0米高程時, 選用校核洪水標準P=0.1%, 相應洪峰流量為3040立方米/秒, 設計洪水標準為P=1%, 相應洪峰流量為1920立方米/秒。根據壩址區河谷的地形地質條件, 壩體基礎在河床段采用高趾墻和左右岸趾板進行連接, 其底部進行帷幕防滲。
引水發電洞進水閘布置于左岸, 距壩軸線286米, 距排沙泄洪洞進口40米, 進水閘中心線與泄洪排沙洞中心線的夾角為46.498°。進水口采用岸邊深式進水口, 為防止泥沙進入進水閘內, 進水閘底板高程2491.0米, 比排沙泄洪閘底板高11米。進水口設置攔污柵、事故檢修門, 攔污柵孔口尺寸4.0米×10.0米×3個 (寬×高×孔數) , 引水流量為96立方米/秒, 閘室頂高程為2525.00米。
根據地形條件和地質條件, 壩體右壩肩存在一較緩地形, 適合布置溢洪道進行泄洪, 溢洪道采用泄流能力較大的WES實用堰, 堰頂高程為2511.00米, 閘室順水流方向長度為30.3米, 堰后i=30%的陡坡與泄槽銜接, 銜接高程為2510.543米。設置平板檢修鋼閘門和弧形工作鋼閘門, 孔口尺寸8米×14米×3個 (寬×高×孔數) 。
結合水庫排沙的要求, 需在引水洞進口右下側布置一泄洪排沙洞與溢洪道進行聯合泄洪, 排沙泄洪洞為有壓進口無壓洞身, 進口段由有壓喇叭口和閘室組成。采用平底寬頂堰, 閘室底板高程為2480.00米, 進口段順水流長度為35.7米, 喇叭口段長7.1米, 閘室長28.6米, 設置平板檢修鋼閘門和弧形工作鋼閘門, 孔口尺寸6米×5米 (寬×高) 。
砼面板堆石壩壩軸線布置河道“Ω”拐彎的頂部, 壩頂寬10.5米, 壩體上游壩坡1∶1.4, 在高程2522.50米接防浪墻, 防浪墻斷面為重力式擋墻型式, 墻頂高程為2525.70米, 高出壩頂1.2米。上游河床段趾板采用高趾墻結構形式;下游壩坡在高程2493.50米和高程2463.50米處各設置一級馬道, 馬道寬度為2.5米, 在高程2493.50米以上的壩坡為1∶1.5, 以下的壩坡為1∶1.4。壩體上游側設水平寬度分別為1.5米和3.0米的墊層料 (2A) 和過渡料 (3A) , 其后為主堆石區 (3B) 。主堆料以壩體料場開采和利用部分洞室開挖的石英巖、英安巖及蛇紋巖進行填筑。壩前砼面板采用C30砼 (F) , 面板底部最大厚度為54厘米, 頂部最大厚度為30厘米。后壩坡采用干砌塊石護坡 (3D) 。
㈢下壩址的建設條件與樞紐建筑物的布置
下壩址位于三道溝上游約500米的黑河河段。該段河谷呈深切的“V”字型峽谷, 河道平直, 河水位高程2435.33米, 水面寬20米~25米。河床覆蓋層厚約20米。左岸地形較緩, 坡度35°~50°, 有較薄覆蓋層覆蓋, 右岸基巖大部分裸露, 地形陡峻, 在坡腳處有Ⅰ級階地出露, 階地寬26米~40米, 階地面以上覆蓋層厚10米~20米, 為崩坡積塊石碎石土和沖洪積砂卵礫石。兩岸裂隙發育, 巖體破碎。
根據地形地質條件, 下壩址樞紐擬定采用碾壓砼重力壩方案, 以下對方案進行布置。
樞紐正常蓄水位2521.00米高程時, 經計算大壩高度為115.0米。選用校核洪水標準P=0.2%, 相應洪峰流量為2690立方米/秒, 設計洪水標準為P=2%, 相應洪峰流量為1580立方米/秒。壩體采用1孔深式排沙泄洪中孔和3孔溢流式表孔相結合的泄洪布置形式。壩體斷面為三角形斷面, 壩基礎坐落在蛇紋巖巖基的弱風化線以下, 建基高程2409.00米。由于蛇紋巖壩基抗剪斷指標f=1.2、C=0.6, 為滿足壩體穩定要求, 壩體上游側在2499.70米高程以下設1∶0.2壩坡, 下游側在2517.50米高程以下設置1∶0.75的壩坡。上部直墻段壩體寬8.0米。樞紐布置從左至右依次為引水發電洞進口段、左岸擋水壩段、排沙泄洪中孔閘室段、表孔溢流泄洪壩段和右岸擋水壩段, 壩軸線垂直河道布置。
左岸擋水壩段壩段長65.12米, 壩頂高程2524.0米, 最大壩高82.0米, 最大底寬為76.16米。根據壩址區的地形地質條件, 將發電引水洞進口布置在此壩段內, 洞軸線與壩軸線呈23°夾角, 在壩體下游側與左岸山體連接段內采用砼填筑的方式, 形成壩體和隧洞的人工隧洞連接段, 并使頂部形成平臺布設引水洞進口啟閉室及檢修門門庫。引水口底板高程為2491.00米, 設計引用流量為96立方米/秒, 進口段總寬為17.90米, 進水口設置攔污柵、事故檢修門, 攔污柵孔口尺寸3.5米×10米×3個 (寬×高×孔數) 。
排沙泄洪中孔閘室段壩段長10.0米, 設有1孔深式泄洪中孔, 為平底寬頂堰, 孔口尺寸為4.0米×6.5米 (寬×高) , 孔口底板高程2476.00米, 最大泄洪流量551立方米/秒。設檢修平板鋼閘門和弧形工作鋼閘門, 進水口與閘室段總長20.16米, 最大壩高82.0米。閘室后接42.5米長的泄水明槽和挑流鼻坎。
溢流泄洪壩段設3孔溢流堰閘孔, 堰頂高程2509.00米, 設有平板檢修鋼閘門和弧形工作鋼閘門, 單孔尺寸10.0米×12.0米 (寬×高) , 最大泄洪流量2164立方米/秒, 閘室順水流方向長28.00米。溢流壩段總長44.00米, 溢流堰采用WES實用堰型, 最大壩高115.0米, 最大底寬107.515米。
右岸擋水壩段:此段長66.50米, 采用砼重力壩形式, 壩頂高程2525.0米, 最大壩高92.0米, 壩頂寬為8.0米, 底部總寬85.67米。
壩頂由于中孔和表孔啟閉設備的影響, 在壩頂上游側懸臂出2.0米寬的平臺, 使壩頂在啟閉設備上游形成寬度8.0米的通道, 以滿足交通要求。
三、引水發電系統
本工程引水發電系統包括引水發電進水口、有壓引水隧洞、調壓室、壓力管道。壓力管道布置、結構形式完全相同, 再不參與比較。
上壩址進水口布置在樞紐左岸, 進水口底板高程2498.00米, 進水口順水流方向總長28.36米, 后接長11680.02米、洞徑5.8米的圓形有壓隧洞至調壓室中心。調壓室型式選用地下阻抗上室式調壓室, 經計算調壓室穩定斷面直徑為13.0米, 最高涌浪高程2540.07米, 最低涌浪高程2492.03米。調壓室總高64米, 調壓室上室斷面為城門洞型, 斷面尺寸7.50米×5.33米 (寬×直墻高) , 頂部矢高2.17米。上室長度105.0米, 底板為1/100的縱坡。
中壩址進水口布置在壩體上游左岸的山坡上, 進口底板高程2491.00米, 進水口順水流方向總長24.19米, 后接長7010.68米、洞徑5.8米的圓形有壓隧洞至調壓室中心。調壓室型式選用地下阻抗上室式調壓室, 經計算調壓室穩定斷面直徑為13.0米, 最高涌浪高程2534.54米, 最低涌浪高程2498.91米。調壓室總高58.5米。調壓室上室斷面為城門洞型, 斷面尺寸7.50米×5.33米 (寬×直墻高) , 頂部矢高2.17米。上室長度65.0米, 底板為1/100的縱坡。
下壩址進水口布置在壩體左岸的擋水壩段上, 進水口底板高程2491.00米, 進水口順水流方向總長27.0米, 后接長5410.12米、洞徑5.8米的圓形有壓隧洞至調壓室中心。調壓室型式選用地下阻抗上室式調壓室。經計算調壓室穩定斷面直徑為13.0米, 最高涌浪高程2533.03米, 最低涌浪高程2501.56米。調壓室總高57米。調壓室上室斷面為城門洞型, 斷面尺寸7.50米×5.33米 (寬×直墻高) , 頂部矢高2.17米。上室長度55.0米, 底板為1/100的縱坡。
四、水庫淹沒和永久占地
上壩址方案樞紐建筑物最大壩高36.1米, 最大閘高27.4米, 正常蓄水位為2521.0米時, 壩前河床面以上壅水高度21.5米, 庫區回水長度1.4千米, 淹沒總面積為67034平方米。經現場踏勘, 庫區內全為陡峭的峽谷, 無耕地或草地淹沒, 無人口遷移問題, 也無任何喬灌植物。
中壩址方案樞紐建筑物最大壩高90米, 正常蓄水位為2521.0米時, 壩前河床面以上壅水高度71.0米, 庫區回水長度8.81千米。經現場踏勘, 淹沒右岸青海省天然草場兩處, 共計80畝, 淹沒楊樹96株, 灌木30叢。淹沒左岸甘肅省天然草場一處, 面積為15畝, 楊樹230株, 灌木24叢。另外, 庫區內還有臨時牧羊房一間, 面積約10平方米, 亂石壘砌而成;敞式羊圈二處, 面積為240平方米, 無人口遷移問題。
下壩址方案樞紐建筑物最大壩高115.0米, 正常蓄水位為2521.0米時, 壩前河床面以上壅水高度94.5米, 庫區回水長度9.7千米, 淹沒總面積為1072341平方米。經現場踏勘, 庫區內中壩址至下壩址區間河道較為狹窄, 中壩址下游右岸有二道溝匯入, 區間內淹沒右岸青海省楊樹45株, 灌木10叢。淹沒左岸甘肅省楊樹15株, 灌木3叢。區間以上與中壩址方案相同。
五、各壩址電站發電量與投資比較
由于調壓室以下的壓力管道、電站廠房和三壩址方案的布置都在同一位置, 廠房和機組價格基本相同, 所以不參與比較。上下壩址電站發電量與投資比較見表1。
六、結論
壩址選擇水利工程論文范文第3篇
白市水電站位于貴州省黔東南苗族侗族自治州天柱縣境內, 處于沅水干流上游河段清水江的下游, 下距天柱縣白市鎮約2.8km, 上距掛治梯級56.3km, 下距托口梯級56.2km。大壩為混凝土重力壩, 最大壩高68m, 裝機容量420MW, 正常蓄水位300.00m, 相應庫容6.14億m3。白市水電站屬Ⅱ等大 (2) 型工程。
2 區域地質背景
2.1 地形地貌
該區位于清水江流域, 為苗嶺山脈與雪峰山西南余脈組成的中低山、低山地形, 以低山丘陵壟脊寬谷地貌、中低山臺地峽谷地貌為主;區內發育3級夷平面和多級階地。河谷多為“U”型谷, 河道蜿蜒曲折, 河床礁灘密布。
2.2 地層巖性
區域內出露地層為第四系、第三系、白堊系、二疊系、震旦系、前震旦系, 以前震旦系上板溪群最為發育, 分布范圍最大。
2.3 地質構造
清水江流域大地構造單元屬揚子準地臺, 白市水庫及壩址位于江南臺隆次級構造單元上, 位于雪峰山褶皺隆起帶西南端, 隸屬雪峰~武陵復式背斜, 主干構造為華夏式NE向構造。
清水江流域內斷裂構造發育, 主要形成于加里東期, 部分屬燕山期, 斷層大都具有多期性, 可分為NE組、NWW組, 以NE組為主。
2.4 新構造運動
區內新構造運動表現為間歇性上升, 以第四紀初期上升幅度最大, 自中更新世以來其上升幅度已減小。挽近期所發生的地殼運動, 主要表現為大面積間歇上升。
3 建壩段位置
壩段位于清水江中下游白市鎮坪內村長約2.7km的河段, 下距白市鎮1~3.7km。壩段大致以蘭溪口為界, 以上為上壩址, 以下為下壩址。
4 壩址區工程地質條件及壩址比選
4.1 壩址區工程地質條件
4.1.1 地形地貌
壩址區位于蘭溪口上游的坪內村河段, 河谷為“U”型, 河道順直;兩岸為低山丘陵區。河谷岸坡高度一般為60~110m, 自然邊坡坡度25~40°。兩岸沖溝發育, 地形較零亂。山脊和沖溝相間出現, 大致沿巖層走向展布。
4.1.2 地層巖性
壩址區分布的地層為前震旦系:
上板溪群拉攬組第三段 (P3tbn2L) 、第四段 (P4tbn2L) 的區域淺變質的淺海相碎屑巖和第四系松散堆積物。拉攬組第三段 (P3tbn2L) 巖性以灰色條帶狀細砂質板巖、粉砂質板巖為主;拉攬組第四段 (P4tbn2L) 為淺變質長石石英砂巖、砂巖夾少量粉砂質板巖、細砂巖。第四系松散堆積物由殘坡積物 (Q4edl) 、Ⅱ級階地堆積物 (Q4al-1) 、Ⅰ級階地堆積物 (Q4al-2) 和河流沖積物 (Q4al-3) 組成。
4.1.3 地質構造
壩址處于興隆向斜的NW翼, NE向褶皺、NW向斷裂為壩址的主要構造形跡。
(1) 褶皺:壩址河谷為橫向谷, 壩址區分布有坪內傾伏背斜, 背斜軸線于壩址中部與河流流向大角度相交斜穿兩岸, 軸向N50°~90°E, 向NE傾伏, 兩側發育次級柔皺現象。
(2) 斷層
壩址區發現的斷層有19條, 以NW向斷裂為主, 按其走向主要有3組:NW組、NWW組、NNW組。
(3) 節理
壩址區受NW向主干斷裂構造及河流岸坡卸荷作用的影響, 巖體中北西向橫張結構面較發育, 主要為順河向節理。壩址節理以中、陡傾角為主。
4.1.4 水文地質
壩址區的地下水主要類型為基巖裂隙水, 勘探未發現承壓水。壩址屬低山丘陵貧水區, 岸坡上部地下水埋藏較深, 受季節性影響較大。
4.1.5 物理地質現象
壩址河谷不斷下切, 岸坡表部巖體主要沿順河向陡傾結構面產生卸荷、松動;大部分岸坡卸荷作用并不強烈。
壩址區崩塌、滑坡等物理地質現象不發育。
4.2 壩址比選
上壩址位于蘭溪口上游的坪內村河段, 代表壩線位于 (5) 號沖溝上游側的山坡, 地形較對稱。下壩址位于蘭溪口下游側的高坡村, 壩線位于 (15) 、 (16) 號沖溝的下游側。上、下壩址工程地質條件比較見表1。
經充分比較上、下壩線的工程地質條件, 認為上、下壩線兩岸地形基本一致, 均可滿足建混凝土壩的要求, 而上壩線河谷地形相對緊閉, 巖層產狀對壩基抗滑穩定有利, 巖體風化較淺, 完整性較好;下壩線與進場公路接線相對較短, 距選定的高坡混凝土人工骨料料源較近, 但下壩線河谷相對較寬, 右岸存在風化深槽, 巖層產狀對壩基抗滑穩定不利。經綜合比較, 認為上壩線優勢較明顯, 故確定上壩線作為可行性研究階段的代表壩線。
5 結論
在分析區域地質背景、壩址區工程地質條件的基礎上, 結合壩址區壩基穩定、水工布置及交通條件等, 進行了壩址比選, 認為上壩線河谷地形相對緊閉, 巖層產狀對壩基抗滑穩定有利, 巖體風化較淺, 完整性較好, 綜合比較后最終確定在上壩址位置修建大壩的方案。
目前白市水電站已投產運行, 通過壩址區已揭露的工程地質條件分析, 與前期勘察成果基本一致, 取得了較好的經濟效益。
摘要：貴州白市水電站位于揚子準地臺的江南臺隆次級構造單元, 構造體系屬華夏系, 隸屬雪峰-武陵復式背斜。在分析區域地質背景、壩址區工程地質條件的基礎上, 結合壩址區壩基穩定、水工布置及交通條件等, 進行了壩址比選, 最終確定在上壩址位置修建大壩的方案。
關鍵詞：水庫,工程地質,壩址比選
參考文獻
[1]貴州省地質礦產局.貴州省區域地質志[M].北京:地質出版社, 1987.
[2]貴州省地礦局第二水文地質大隊.1∶50萬貴州省工程地質圖及說明書[K].1984.
[3]馬秉務.雞鳩水庫工程地質條件及壩址比選[J].水科學與工程技術, 2015, 01:76~78.