城口草堂电站可研 - 复制

1.1 绪言 城口 简介 行政区划 城口县 地理位置 位于大巴山南麓 ， 处在川、陕、渝三省（市）交界处，位于重庆市东北边缘，东经 10815 至 10916 、北纬 3137 至 3212 之间， 东邻陕西省镇坪县、 平利县 、西接 万源 市 、白沙工农区、 南临 开县 、 巫溪县 ，北界陕西省 紫阳县 、 岚皋县 。该县总面积 3286 平方公里。耕地面积 24233 公顷。 城口县辖 7 个镇、 17 个乡：葛城镇、 巴山镇 、 坪坝镇 、 庙坝镇 、 明通镇 、 修齐镇 、 高观镇 、高燕乡 、 龙田乡 、 北屏乡 、 高楠乡 、 左岚乡 、 沿河乡 、 双河乡 、 蓼子乡 、 鸡鸣乡 、 咸宜乡 、周溪乡 、 明中乡 、 治平乡 、 岚天乡 、 厚坪乡 、 河鱼乡 、 东安乡 。 庙坝镇：管辖原庙坝镇、罗江乡，辖 12 个村委会、 1 个社区居委会，面积 158.5 平方千米，总人口 1.24 万人。镇政府驻庙坝。 产业 工业现状 县境主要企业有煤厂、水泥厂、锰粉厂、钡粉厂、锰铁合金厂、茶厂、漆厂、酒厂、糖厂等。 城口县是重庆市所辖资源大县之一，境内矿产资源十分丰富，主要有锰、钡、煤、铅、锌、白云岩、大理石、古生物化石等二十多个矿种。其中，锰、钡、煤是县内矿产资源开发具代表性的主要矿种。 城口矿产资源的储量丰富，开发前景广阔。城口锰矿主要分布于城口磷锰矿带，包括城口高燕、大渡溪、修齐三个锰矿区及明月、沱溪河两个磷锰矿点。累计探明锰矿资源量达 2568.67 万吨，其中高燕锰矿为全国五大锰矿床之一。自 1977 年建立 第一家锰加工企业 城口县锰粉厂以来，现已形成了冶金、化工两大类共七个品种的锰系列产品生产能力，主要产品有原矿、焙烧矿、富锰渣、磷铁、电炉锰铁等冶金产品和电解二氧化锰、硫酸锰、锰粉等化工原料产品。近年来，城口县锰矿产业发展迅速，已形成了年产锰矿石 100 万吨的矿山开采能力。城口钡矿俗称巴山钡城矿带，主要分布在巴山钡矿、左岚钡矿、高楠钡矿、后裕钡矿、大河坝钡矿五个矿区，从上世纪七十年代四川省地质局 205 地质队发现巴山钡矿以来，累计探明资源储量 6877.4 万吨，位居亚洲之首。自 1981年开发利用以来，开发程度较低 ，高附加值产品生产还不具有规模。 2005 年度钡矿开采能力为 20万吨 /年。城口煤矿主要分布于我县修齐、庙坝、蓼子、明通、鸡鸣、咸宜、河鱼、北屏、厚坪、明中等镇乡，虽然煤矿资源地质工作程度较低，但含煤层位众多，据预测煤矿资源量约为 1.5 亿吨。我县的煤矿开发起步较晚，开发利用还未形成规模，尚处于技改阶段。目前全县共有煤矿矿井 20 个，设计生产能力 120 万吨 /年， 2005 年度产煤量 15 万吨。城口瓦板岩主要分布在我县左岚、巴山、高楠、龙田、黄溪、北屏、岚天、双河、高观、渭河、河鱼、东安等镇乡，以带状分布为主，相对集中分 布面积达 140km2，在我县的 11 个地层单元均有产出，预测资源量在 1000 万 m3 以上。城口白云岩主要分布在城口县周溪、明通、蓼子、明中、坪坝、高燕、葛城、东安等镇乡，各矿点矿体延伸长 5 20km,矿层厚 77.5 337.96m,预测资源量在 1.2 亿吨以上。古生物化石又名生物碎屑灰岩，商品别名 “海宝玉 ”。县域内资源分布广，品种甚多，矿石质地好、花纹美丽、色泽古朴典雅。主要分布于修齐、厚坪、蓼子等镇乡，预测资源量约束 5000 万米 3。其它矿产如白云岩、铅锌矿、钒钼矿等由于地质工作程度低，没形成矿产地，目前还不 具备开发利用的条件。为了进一步加强对县域经济社会发展的资源保障能力，我县已加强了这些矿产资源的地质勘查工作。 城口资源勘查步伐有待加快。目前全县正在实施的矿产资源勘查项目共 17 个。其中商业性煤矿勘查项目 12 个、国家投资煤矿勘查项目 3 个、钡矿 2 个、白云岩 1 个（商业性勘查项目）；另有钒矿和锰矿资源调查评价项目各 1 个。 城口矿业经济是在县域经济中占有重要地位。 2005 年全县锰、煤、钡三矿实现产值 5.02 亿元（其中锰矿 4.26 亿元、钡矿 0.50 亿元、煤矿 0.26 亿元），占全县工业总产值的 60%以上，实 现工业增加值 1.62 亿元，占全县 GDP 的 16%，三矿提供的财政收入达 7900 万元，占全县财政收入的 79 %。矿业经济已成为推动县域经济发展，实现脱贫致富奔小康的支柱产业。目前全县正在科学发展观的指导下，着力调经济结构，大力发展清洁能源、农副产品加工和生态旅游等产业，以促进县域经逐步走上全面、协调、可持续的发展道路。 水 资源 城口县位于重庆市东北边缘，幅员面积 3286 平方公里。境内溪河密布，有大小溪河 779条，流域面积 10 平方公里以上的河流有 45 条，其中流域面积在 100 平方公里以上的河流 13 条， 1000平方公 里以上的河流 1 条。任河、前河贯穿全县东西，是我县两大主流。 降水量 2005 年，全县年平均降水深 1389 毫米，比上年增加 14.1%，属多水年份。 水资源量 2005 年，全县地表水资源量为 30.3073 亿立方米，比多年平均值偏多 地下水资源量 2005 年，我县地下水资源量为 6.3207 亿立方米，其中任河流域地下水资源量为 4.1509 亿立方米；前河流域地下水资源量为 2.0498 亿立方米；其它流域地下水资源量为 0.12 亿立方米。 水资源总量 2005 年，我县水资源总量为 30.3073 亿立方 米，折合径流深 922.3 毫米。地表水资源量 30.3073亿立方米，地下水资源量为 6.3207 亿立方米。重复计算量 6.3207 亿立方米，平均产水系数 66.4。 农 林 业经济 城口位于秦岭以南、长江以北的南北气候分界线上，气候温和，雨量充沛，物种丰富。 城口农业以玉米、洋芋、水稻为主。 全县森林覆盖率达到 51%，境内有天然林 285.9 万亩，各类草场 133 万亩，各类植物 3800 余种，国家重点保护植物 197 种。 2003 年 6 月，经国务院批准，城口建立了国家级大巴山自然保护区。 县境内林特资源十分丰富。盛产生漆、茶叶、 核桃、板栗、薯芋、猕猴桃、薇菜、竹笋等农副土特产品，以及杜仲、天麻、黄连、党参等中药材。核桃、板栗常年产量分别在 600 万公斤以上，2001 年被国家林业部命名为 “ 中国核桃之乡 ” 。城口大木漆、茶叶、中药材素称 “ 三秀 ” ，其中大木漆常年收购量在 3000 担左右；城口茶叶富锌富硒， “ 鸡鸣寺院茶 ” 清代即为贡品， 2002 年获得国家农业部颁发的绿色食品证书；各类中药材达 500 余种，是重庆市重要的中药材主产县。城口野生蕈菌资源独一无二，现有食用菌、药用菌、食药兼用菌达到 60 余种，其中珍稀食用、食药兼用菌16 种，珍稀药用菌 5 种， 是中国蕈菌种质资源保存最好的地区之一。城口野生天然山野菜以其独特的风味，富含维生素和锌、硒等微量元素，深受国内外消费者青睐，远销东南亚各国，在日本国中有较大的市场份额。 目前，全县以薯芋、玉米、土豆、杜仲等深加工为主的生物化工产业，以茶叶、核桃、猕猴桃、薇菜、竹笋、菌类等农副产品开发为主的绿色食品加工业，以竹木资源综合利用为主的林产品加工业，以地道中药材为主的药材加工正在蓬勃发展，龙头加工企业不断壮大，经济效益日益显现。 旅游 风景旅游区有 黄安坝 、九重山、青龙峡、两扇门、 龙潭河 等。 土特产品：城口的生漆、茶叶、药材享誉中外，素称 三秀之乡 。大木漆以 漆质薄、干燥快、抓力强、色泽好 名列中国五大名漆之首，出口日本、西欧、东南亚等地。年产生漆 2000 担以上，质量列全国第一、产量排全国第二。茶叶有 12 个品种，年产茶叶 100 万斤以上。鸡鸣寺茶， 清代系贡品，现已恢复生产，产品供不应求。中药材近 500 个品种，其中杜仲、厚朴、黄柏常年产量 800 担以上；天麻 30 担，黄莲 30 担，麝香 20 公斤。清同治年间由法国传教士引种的 荆豆 ，属全国独有，含特殊的植物血胶精，能代替抗 H 血清凝结血液，进行血型鉴定。国家 2 级保护动物：千河鱼。 城口草堂 电站 位于重庆市城口县境内 任河流域 坪 坝 支流小双河 河 段 ，距城口县城 约40km，电站坝址区隶属于庙坝镇 天堡村八组、九组 ，厂房区隶属于城口县 庙坝镇天堡村五组 。大坝和厂区附近均有公路通过，对外交通较为方便。 草堂电站 是以发电为主的水 利 工程。主要由 店子坪、小中河 拦水低坝、 发电引水隧洞、 压力前池 、 压力 钢管、电站等部分组成 ， 电站装机为 800kw+1000kw。 对于单机容量的选择，结合当地的实际，根据水电 2001 36 号文，为改善农民生产生活方式， 提高生活水平和质量，促使农村现代化建设，所以对于单机容量的选择考虑小水电代燃料生态工程，选择 1 台 800kw 和 1 台 1000kw 装机。 1 台 800kw 的装机为小水电代燃料生态工程的装机容量。两工程结合起来实施，可以节约投资。 小双河流域为任河支流，发源于城口县庙坝镇北部及西北 部地区，流域总体流向为南西 向 西北 ，于巴山镇 岔溪口 汇入任河。 城口县属国家级贫困县，受交通、能源、城镇公用设施和工业、三产业落后的影响，原有经济总体水平低，随着近两年基础设施和县境内外交通的大力建设，产业结构的调整，投资环境得到显著改善，经济 发展迅速。在城口县长远经济发展规划中，把大力发展水电，加快当地资源开发作为促进地区经济发展的增长点。 城口县拥有丰富的自然资源，锰矿储量达 2094 万 t，质量稳定，含磷量较低；钡矿资源以品位高、储量大而为世界罕见，此处还有丰富的煤炭资源和硫铁矿资源。城口工业经济主要以锰、钡、煤为主的矿产品开采加工。而锰矿、钡矿等矿产资源为 主 的开采、加工都是高消耗产业，由于城口 县 电力供应紧张，无法对锰、钡矿进行深加工，多为粗加工单一产品，资源浪费较大，由此制约了城口工业的发展 ，同时其它产业深加工发展和人们生活水平提高对电的需求 矛盾日益突出 。电力的缺乏已经成为制约城口县经济发展的重要因素。 随着地区经济发展对电力需求的日益增大，从充分利用当地水能资源优势出发，迫切需要开发建设水电工程。 草堂 电站 资源优势明显，建设条件优越，兴建 草堂 电站 可以满足周边工业用电的需求，对促进当地经济发展起推动作用，同时可以使城口县日益紧张的电力供应得到一定的缓解。因此，本工程的建设是必要而迫切的。 草堂 电站 的前期工作始于 2007 年 9 月。在 城口县水利农机局的大力支持下、 城口县鸿源水力资源开发 有限 公司，中国华西工程 设计 建设有限公司重庆分公司 收集了工程所涉及的流 域水文、气象、城口县社会经济、电力现状 等方面的资料；开展了库、坝址、厂区测量和地质勘察工作，完成了坝址 和工程区多种比例尺的地形图测绘、地质调查和地质测绘工作；对工程建设的必要性、开发任务和开发规模、坝址、坝型选择、主要建筑的布置、工程施工、投资估算、经济评价进行了较深入的分析研究；初步分析了工程对环境的影响，编制了水土保持方案。在上述工作的基础上，按水利水电工程可行性研究报告编制规程，于 2009 年 12 月完成本可行性研究报告。 1.2 水文 1.2.1 流域概况 任河是长江流域支流汉江上游最大的一条支流。 流域地理坐标介于东经 1082210916，北纬 3142 3212之间。发源于重庆市城口县高望镇望乡村的飞龙洞，由东向西流经高望、修齐坝、城口县城，经坪坝镇岔溪口入万源县境，在陕西省紫阳县毛坝关转向，由南往北经高滩、瓦房店等地于紫阳县西南汇入汉江。干流全长 185km，流域面积 7810km2，其中城口境内主河流长 131km，流域面积 2356km2，河流平均坡降 9.6 。 任河流域地处大巴山北台缘褶皱带。出露地层有震旦系火山碎屑岩为主的凝灰岩，凝灰质砂岩夹灰黑色凝灰岩页岩，凝灰质砾岩，白云岩、白 云 质 灰岩、板岩、碳质页岩夹灰岩；三迭系灰岩、砾岩、砂岩夹页岩及第四系冲积残坡积层等。任河流域森林覆盖率约 17.1%，草山草坡植被覆盖 率 约 27%，但由于山高坡陡，遇大暴雨时，部分地区常有泥石流现象发生，是流域汛期水土流失的主要来源。 小双河流域为任河支流，发源于城口县庙坝镇北部及西北 部地区，流域总体流向为南西向 西北 ，于巴山镇 岔溪口 汇入任河 ，邻近 流域 为 前河流域 。 草堂 电 站 拦水坝 位于 小双河支沟天堡村的店子坪、小中河 ， 控制流域集水面积15.2km2，主河道长为 1.52km，河道平均比降分别为 126 。 草堂 电站 厂房 位于 庙坝镇天堡村 的 小双河左 岸 ，小双河 是 任河 支流 庙坝河段 的一条小 支流 。 小双河 流域属于北亚热带湿润季风气候区，受东南和西南季风影响，年降水量多，雨季长。冬季在极地大陆干冷气团控制下，雨量稀少，形成冬干天气，有时延至春初。只有春末夏初温暖的海洋气团带来大量水气时，才有大量降水产生，盛夏时副热带高压西伸北进，也往往影响这一带，形成连晴高温少雨的伏旱天气。但若降水，也常会形成大暴雨。秋季副高退出本区，极峰南旋，受山脉阻挡，处于半静止状态，冷暖气团交汇又形成秋雨绵绵。一年四季降水多，冬有冰雪，夏有干旱，最多降水常出现 在 5 10 月，流域内降水大致由南向北减少。 小双 河 流域 地处大巴山暴雨区偏南 处，受东南和西南季风的影响， 属于北亚热带湿润季风气候区， 气候温和， 雨量充沛，日照充足，四季分明 。 流域多年平均气温 13.8 ，极端最高气温 39.3 ，极端最低气温 -13.2 ,多年平均 无霜期 234d，常 年平均日照时数1534h。多年平均 降水量 1238mm， 最大月降水量 566.2mm，最小月降水量 0.6 mm。 多年平均蒸发量 888mm，最大月 蒸发量 231.0mm，最小月 蒸发量 24.1mm。 多年平均相对湿度 78%，最小为 5%。 最多 风向 NE， 最大风速 19m/s。 参考依据邻近 流域前河为州河的东源，属嘉陵江流域渠江支流，处于重庆市城口县境内的前河流域，地理坐标位于东经 108 30 109 00，北纬 31 30 31 50之间，呈东西向展布，地理上北东面与城口县的厚坪乡、高燕乡、庙坝镇接壤，西南面与四川省宣汉县接壤，南面与开县接壤，东南面与巫溪县接壤。 前河干流较长，发源于城口县明中乡的光头山，经明中、桃园、蓼子乡、在周溪乡出城口县，进入宣汉境内，流经鸡唱、河口、渡口、土黄、等 13 个乡镇，在宣汉城东江口与后河合为一川，汇入州河，然后蜿蜒流 向西南，经宣汉城南门、西北、东林、洋烈至千丘旁入达县境，由东北向西南经达县罗江乡红梁村，穿过达县市和达县的罗江、河市、渡市等乡、镇，于木头乡的大河咀出境，流入渠县的农乐、汇东、汇南等乡，在三汇镇与巴河相汇，进入渠江干流。前河干流全长 145km，控制流域面积 2754km2，河床平均比降 2.3。其中：城口县境内前河干流总长 53.8km,控制流域面积 761.83km2。在靠近宣汉境接纳汉昌河和周溪河后进入宣汉县境内。汉昌河干流全长 28.4km,控制流域面积 233.53km2。 前河流域上游位于城口县境内，由东向 西，支流小而多，呈长条型，主要支流有大洞子河、小南溪、大南溪。流域中游水系发育，呈扇形展开，小支流多，主要左岸有寒溪河、苍溪沟、张家河，右岸有小桥沟、长堰溪、鱼岔溪等；流域下游支流发育，主要有左岸汉昌河（又名燕子河）汇入，右岸有周溪河汇入。流域地势东高西低，群山环抱，河谷深切，滩多流急，海拔 600 2680m。东边有光头山 (海拔 2685m)，西面与宣汉相接（海拔 1562m 2463m），北倚旗杆山、柳家梁（海拔 2006m 2456m），南倚九重岩、雪包山 (海拔 2214m 2522m)。前河在城口境内主河 道长 53.8km，河道平均坡降为27.14。 流域内人烟稀少，植被良好，森林覆盖率在 65左右。但由于地势陡峭以及近年人类活动加剧，汛期遇暴雨洪水时，水土流失现象仍较为严重。 流域地处大巴山弧形褶皱带，受地质构造作用，域内峰峦叠障、沟壑纵横，地形起伏变化较大，相对高差高达 1000m 以上，最高点为河流源头的光头山，海拔 2685m，最低点周溪河汇入口，海拔 600m，为典型的中深切割中山地形，并具有成层性特征，即有成片的平坝展现在不同高程的夷平面上。流域出露地层以古生界的奥陶系、寒武系为主，山脉走向受地质构造线 方向的控制，高程由北向南逐渐降低，地势东北高、西南低。流域岩石主要以灰岩、砾岩为主，土壤为红棕紫泥、山地黄褐土、山地黄棕壤等。流域内以畜牧、农业为主，主要农作物为旱作物，有少量水田，主要种植有洋芋、玉米等。流域内交通条件较好，有公路通过。 拟建 蓼子电站为前河干流梯级电站开发的第三级，电站坝址 位于 已建小桥沟电站下游， 坝址控制流域面积 238km2，主河道长 38.2km，河道平均比降 29.3。 电站厂址位于前河右岸支沟长堰溪沟口以下约 500m 处， 距坝址约 6.2km， 厂址以上控制流域面积 305km2， 主河道长 44.4km，河道平均比降 16.8。 前河流域水系 及 蓼子电站地理位置示意 图见附图 2-1。 1.2.2 水文基本资料 小双河 河 段在天堡村 处 无水文、气象资料。但在任河干流上有大竹河水文站，在任河流域 上游 还有城口气象站，以及东安、河渔、高观、榆坪、庙坝、坪坝等六个雨量站。临近流域有大宁河巫溪、汤溪河盐渠、东里河温泉、前河土黄等水文站。由于工程河段位于任河 上游支流 流域， 紧邻 前河流域 上游 蓼子电站 ,其地质地形地貌及 水文 特征相似 , 径流补给来源、下垫面情况及水文特性等方面具有一定的相似性， 因此，选取 前河土黄干流 水文站为本次水 文计算的依据站， 并借鉴 蓼子电站 水文计算 成果 ,土黄水文站位于四川省宣汉县土黄乡，是前河干流的控制站之一，其地理位置为东经 108 13、北纬 3136。该站于 1958 年 8月由四川省水文总站设立，集水面积为 1309km2，观测水位、流量、降水量等。该站 河段顺直长度约 400m，河面宽低水 35m,高水 WEI120m，河底系卵石组成，有冲淤影响，下游有连续浅滩和 弯道。 土黄 水文站为国家正规水文站， 1959 1987 观测资料由 四川省水文局 整编后交长办审查汇编刊印， 1988 2007 年有整编成果。 经复查，测站断面有冲淤 变化，但基本稳定，测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题，水位观测能反映洪水变化过程，无缺漏现象。流量测验以流速仪为主，且测次多， 所定水位流量关系曲线依据较多实测点据，曲线较单一，无缺测年份。 每年水位流量关系曲线外延幅度很小。 该站水位、流量测验及整编按规范进行，其资料质量较好，绝大多数年份观测水位幅度较高，资料可用于本阶段设计。 大竹河、七里扁两水文站均属国家正规水文站，水位、流量测验及整编按规范进行，其资料 可靠度 较 高 ，绝大多数年份观测水位幅度较高，所定水位流量关系曲线依据较多 ，实测点据，曲线较单一，缺测 年份依据综合水位流量关系曲线推求合理。两站资料可用于本阶段设计 参 ， 考 主要以 干流大竹河水文站为参证站 。 。 1.2.3 径流 草堂电站 位于 大竹 河 上 游的 坪坝、 庙坝 河 上，工程河段无水文 站 ，但下游有 大竹河中游控制站大竹河和七里扁水文站。依据大竹河站 1958 年 8 月 1961 年 12 月的流量资料和 1958 年 8 月 1967 年 12 月的水位资料，本阶段对大竹河站径流系列进行了插补延长。首先依据大竹河站 1967 年实测水位、流量资料点绘 Z Q 曲线，插补出大竹河站 1967 年 1 7 月的日平均流量。再点绘七里扁站与大竹河站 1967 年日平均流量相关线，插补出大竹河站 1959 年 1966 年日平均流量，与大竹河站 1967 年 2002 年流量共组成 44 年径流系列 (水文年 )。 成果见表 1.2-1。 表 1.2-1 大竹河站年、时段设计径流成果表 项目 多年平均 流量 (m3/s) CV CS/CV 设计径流 (m3/s) P=10% P=20% P=50% P=80% P=90% 水文年 68.1 0.40 2.5 105 88.7 63.6 44.9 37.4 4-10 月 99.7 0.43 2.5 157 132 92.2 63.3 52.0 11-次年 3 月 23.3 0.42 2.5 36.4 30.7 21.6 15.0 12.4 大竹河站实测短系列 (1967 年 4 月 2003 年 3 月 )多年平均流量为 67.5m3/s，插补延长后的长系列 (1959 年 4 月 2003 年 3 月 )多年平均流量为 68.1 m3/s，两者相差仅 0.88%。根据大竹河站 44 年径流系列分析，系列中包括了丰、平、枯水年三年组，其中， 1963年 4 月 1964 年 3 月、 1979 年 4 月 1984 年 3 月基本为丰水年组； 1969 年 4 月 1973年 3 月 (除 71 年 4 月 72 年 3 月为丰水年 )、 1976 年 4 月 1978 年 3 月、 1994 年 4 月2003 年 3 月 (除 2000 年 4 月 2001 年 3 月为丰水年 )基本为枯水年组。其余年份丰、枯交替，大于多年平均值的年份有 19 年，小于多年平均值的年份有 25 年。又据年径流累进平均曲线看出，逆时序累进平均，当系列长度达到 38 年以上时，其均值变幅明显变小，在 3%以内。综上所述，插补延长后的大竹河站径流系列有一定的代表性。 小双河 径流主要来源于降雨，其次是融雪和地下水。径流和降雨在年内变化大体一致，每年 3 月气温逐渐回升，径流随气温和融雪而变化，径流逐 渐增多。 4 10 月为丰水期，是降雨量最丰沛的时期。 11 月气温降低，降水减少，径流亦少。 12 月次年 2月是稳定退水期，径流主要由地下水补给。 据任河大竹河站 1959 年 4 月 2003 年 3 月资料统计，多年平均流量为 68.1m3/s，折合年水量 21.84 亿 m3，多年平均径流模数 25.7L(S.km2)。径流年内分配不均。 4 10月径流占年径流的 85.6%， 11 月次年 3 月占 14.4%，其中最枯的 1、 2 月仅占 3.23%。 径流年际变化较大。最大年均流量 136m3/s(1980 年 4 月 1981 年 3 月 )，为最小年均流量 28.6 m3/s(1999 年 4 月 2000 年 3 月 )的 4.8 倍。 草堂 电站所在的 小双河 属任河的 二 级支流，与大竹河站以上的任河流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性，属同一径流分区，因此，采用水文比拟法转换大竹河站径流系列到设计流域。 草堂 电站朱家坝 坝址 控制流域面积为 25.2km2，大竹河站控制流域面积为 2651 km2，面积比修正系数为 0.0240。 由于电站所在流域与大竹河站较近，多年平均降水量采用大竹河站多年平均降水量。 据此推求出 朱家坝 坝址处多年平均年径流量为 5156 万 m3。 枢纽设计年、时段径流计算 ，按数学期望公式计算经验频率，采用 P- 型曲线适线确定统计参数，其统计参数及设计年、时段径流成果见表 1.2-2。 表 1.2-2 草堂 电站 工程设计径流成果表 项目 多年平均径流量 (m3/s) CV CS/CV 设计径流量 (m3/s) P=10% P=20% P=50% P=80% P=90% 坝址 水文年 1.633 0.4 3 2.508 2.129 1.528 1.078 0.895 4 10 月 2.391 0.43 3 3.769 3.152 2.206 1.517 1.26 11次年 3 月 0.56 0.42 3 0.875 0.734 0.518 0.36 0.301 1.2.4 洪水 小双河 流域洪水由暴雨形成，流域洪水完全受暴雨的制约。洪水季节性变化与暴雨季节性变化一致，每年 4 10 月为汛期，较大洪水多发生在 6 9 月，而年最大洪水多发生在 7、 8 月。 小双河 属山区性河流，流域与河道的坡度均较大，汇流快，洪水过程具有峰高量大，陡涨陡落， 历时 过程较短的特点。从干流大竹河站实测资料看，单峰洪水较多，复峰洪水较少，峰形尖瘦，单峰过程一般 2 5 天，复峰过程一般 6 10 天。据大竹河站 19672003 年资料统计，年最大洪水最早出现在 5 月 2 日 (1996 年 )，最晚出现在 10 月 2 日 (1975年 )绝大多数发生在 6 9 月，尤以 7 月、 9 月出现最多。各月发生频次见表 1.2-3。 表 1.2-3 大竹河站年最大流量各月出现频次表 项目 月 5 6 7 8 9 10 年 发生次数 4 7 11 6 7 1 36 占总数的 % 9.09 18.2 25.0 18.2 18.2 9.09 100 量级 (m3/s) 764 2380 2220 3240 1080 3620 1070 3980 1520 3360 2800 小双河 流域以前未进行历史洪水调查。为 草堂电站 可研设计需要，我院会同城口县水利农机局于 2009 年 11 月，对 小双河 流域 坝、厂址河段进行了历史洪水调查及测量。调查到的大洪水年份有 1963 年和 1984 年。 根据水电部颁发的水利水电工程等级划分及设计标准（ SL252-2000），该工程枢纽部分属等 5 级建筑物，电站厂房为等 5 级建筑物，拦水坝级别为 5 级，按规范要求推算 P=3.33%的设计洪水和 P=1%的校核洪水。电站厂房按三十年一遇洪水标准设计，五十年一遇洪水标准校核。 根据大竹河站 1959 2003 年共 44 年 洪峰流量系列并加入历 史洪水进行频率计算，用 P- 型曲线适线确定统计参数，求得大竹河站设计洪水成果见表 1.2-4。按面积比 0.67次方移至 草堂 电站 店子坪、小中河 坝址和 草堂 电站 小双河 左岸岸边 拙贱坡 厂址 ，见表1.2-5。 表 1.2-4 大竹河站设计洪峰流量成果表 均值 CV CS/CV 设计流量(m3/s) P=0.1% P=0.2% P=1.0% P=2.0% P=3.33% P=5.0% P=10% P=20% 2250 0.42 2.5 6600 6170 5140 4670 4320 4030 3520 2960 表 1.2-5 草堂 电站坝址设计洪峰流量成果表 P（ %） 0.1 0.2 1.0 2.0 3.33 5.0 10 20 Qp(m3/s) 542 506 422 383 355 331 289 243 表 1.2-6 草堂 电站 小双河 厂 址设计洪峰流量成果表 P（ %） 0.1 0.2 1.0 2.0 3.33 5.0 10 20 Qp(m3/s) 169.9 158.8 132.3 120.2 111.2 103.7 90.6 76.2 各 分期以年最大值选样，用数学期望公式 P=m/(n+1)100%计算经验频率，以 P-型曲线适线确定统计参数，各分期设计洪水成果见表 1.2-7。 大竹河站分期设计洪水成果表 表 1.2-7 单位 :m3/s 分期项目 统计参数 P(%) 均值 CV CS/CV 2 5 10 20 50 3 月 121 1.50 2.5 711 475 311 171 45.8 4-10 月 2250 0.42 2.5 4670 1030 3520 2960 2090 11 月 175 1.60 2.5 1090 713 455 238 59.5 12 月次年 2 月 46.8 0.95 2.5 181 136 103 70.9 31.3 11 月次年 3 月 218 1.50 2.5 1280 855 561 307 82.5 将各分期频率曲线点绘在一张图上，相邻分期频率曲线使用部分无交叉现象，成果合理。 枯水期流量基本处于退水期，地下水补给相对稳定，与流域面积的直接关系密切。而 3 月、 4 10 月、 11 月、 11次年 3 月分期内的最大流量除与集水面积关系密切外，还增加了降雨和暴雨中心不固定等诸多因素影响，致使分期最大流量在随面积变化的同时非线性影响增大。因此， 12 月次年 2 月以厂、坝址控制流域面积与大竹河站控制流域面积比的一次方， 3 月、 11 月次年 3 月以面积比的 0.67 次方，将大竹河站分期设计洪水推算到工程河段。主汛期 (4 月 10 月 )设计洪水采用厂、坝址工程推算的设计洪水。成果见表 1.2-8， 1.2-9。 坝址分期设计洪水成果表 表 1.2-8 单位： m3/s 项目分期 P(%) 2 5 10 20 50 3 月 坝址 58.35 38.98 25.52 14.03 3.76 4 10 月 坝址 383.26 330.73 288.88 242.92 171.52 11 月 坝址 89.45 58.51 37.34 19.53 4.88 12 月次年 2 月 坝址 4.34 3.26 2.47 1.70 0.75 11 月次年 3 月 坝址 105.05 70.17 46.04 25.19 6.77 巴山厂 址分期设 计洪水成果表 表 1.2-9 单位： m3/s 项目分期 P(%) 2 5 10 20 50 3 月 坝址 18.3 12.2 8.0 4.4 1.2 4 10 月 坝址 120.2 103.7 90.6 76.2 53.8 11 月 坝址 28.1 18.4 11.7 6.1 1.5 12 月次年 2 月 坝址 0.77 0.58 0.44 0.30 0.13 11 月次年 3 月 坝址 32.9 22.0 14.4 7.9 2.1 1.2.5 河流泥沙 草堂 水电枢纽 坝址以上集水区岩性以灰岩为主。流域植被条件较好，泥沙来源主要为岩石风化和地表侵蚀。流域内降雨丰沛，多年平均降雨量 1238mm，气候特征为雨季长，洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作用下，成为河流泥沙的主要来源。根据四川省水文手册多年平均悬移质输沙模数等值线图，查得坝址以上流域重心处多年平均悬移质输沙模数为 680 t/km2，综合两者成果，设计流域采用悬移质输沙模数 648 t/km2。由此计算坝址处多年平均悬移质年输沙量为 4.51 万 t。 根据流域的地质、地貌、地形条件及人类活动影响， 草堂 水电枢纽 坝址处推移质输沙量按悬移质输沙量的 15%计算，则多年平均推移质输沙量为 0.67 万 t。 1.2.6 水位流量关系曲线 草堂电站 工程 厂址河段无实测水位流量资料。本阶段采用水力学公式推算各断面水位流量关系曲线。中、低水部分以实测水面线为控制，高水部分以历史调查洪水控制，糙率按实地踏勘了解的河段地形、河床组成、 植被等情况，结合天然河道糙率 表选用。 由于厂址所在龙王沟河段属于河底为砾石、卵石和间有孤石的山区河流 ，取其糙率正常值为 n=0.04。靠近厂址上游河段高程为 614.8m 起算至厂址出水面高程为 556.2m止，该段河流长 1150m，求得其坡降为 i=0.05。 取巴山厂址上游 27.4m处河流断面推求其 水位流量关系 。采用试算 图解法和查图法求解。 厂址区三十年一遇洪峰流量为 111.2m3/s，从曲线查得：当 Q=111.2 m3/s 时， h=2.3m。 1.3 工程地质 1.3.1工程概况 拟建重庆市城口县 草堂电站 位于城口县境内任河流域 二 支流 小双河 河 段，位于城口县城西 侧，距城口县城约 30km， 草堂电 站拦水坝 坝址 位于 小双河支沟天堡村的店子 坪、小中河， 草堂电站厂房 位于 庙坝镇天堡村的小双河左岸 拙贱坡 ， 引水 渠、 引水隧洞穿过庙坝镇天堡村八组、九组 ， 压力前池 建于窝屎梁， 坝址与厂房 附近 均有 城达老 公路 和进煤厂 简易公路通过，交通较为便利。 草堂 水电站装机容量 800kw+1000KW，属于小型水电工程项目，水利枢纽主要由拦水坝、引水隧洞、 压力前池 、 压力钢管与电站厂房组成，工程枢纽主要建筑物为 5 级。 拦水坝位于 位于 庙坝镇天堡村的店子坪、小中河两处， 坝高 7.5 10.5m，为块 石混凝土 重力式低坝 ,引水 渠为窄深式明渠 ,引水隧洞为城门洞型无压隧洞，总长 1368.5m；压力钢管采用露天明敷型式，总长 329.76m；压力前池采用开敞式混凝土 结构；电站厂房机组间距 9.5m，厂房总长度 36.3m，主厂房宽度 13.2m。 1.3.2区域地质概况 3.2.1 地形地貌 工作区属溶蚀侵蚀高中山地形，地貌特征受地质构造、岩性和岩溶的控制尤为明显，山峦起伏，峡高谷狭，地形复杂。工作区总体地势 W 高 E 低，最高点位于 庙坝镇梆梆梁牛角槽 ，山顶高程 2471m，最低点位于 城口县庙坝镇天堡村五组拙贱坡 小双河 河底，高程 780m，相对高差 1691m。小双河 总体由 W 向 E 径流， 小双河 草堂电站引用水 上游两条支 流 由 S 向 N 径流， 小双河 下游由 EW 向 SN 径流。 区内河谷形态以峡谷地貌为主，两侧岸坡总体坡度一般在 40 度以上，山脊走向多与构造线近于一致，滩多、水急、河道弯曲，水面一般宽 10 30m，河谷断面大多呈 V型，局部宽谷河段呈 U 型与箱形。阶地零星发育，河漫滩沿河谷两侧断续分布。阶地主要为级阶地，为堆积阶地，高出河床 2 4m。 3.2.2 地层岩性 工程区属于川东鄂西分层区，沉积一套古中生界之碳酸盐岩建造，现将工程区地层从老到新分述如下： 1、寒武系（） （ 1）寒武系中统覃家庙群（ 2qn） 砖红色泥岩、泥质白云岩夹 浅灰黄色白云岩及绿色泥岩，厚 226m。 （ 2）寒武系上统三游洞群（ 3sh ） 上部为厚层白云岩夹层部砾岩，下部为灰岩与白云岩互层，厚 254 280m。 2、奥陶系（ O） （ 1）奥陶系下统（ O1） 白云岩、生物结晶灰岩、扁豆状灰岩与页岩互层，厚 65 174m。 （ 2）奥陶系中统（ O2） 泥质灰岩、瘤状灰岩夹页岩，厚 17.5 81m。 （ 3）奥陶系上统（ O3） 黑色薄层硅质岩、硅质页岩及碳质页岩，下部为瘤状灰岩，厚 16 45m。 3、志留系（ S） 页岩、粉砂岩、硅质岩互层，中部为夹生物灰岩透镜体，与奥陶系灰岩 呈平行不整合接触，厚 728 948m。 4、第四系（ Q） （ 1）冲洪积物（ Qal+pl） 岩性以砾卵石、漂石为主，含少量砂，厚 1 15m，在较宽阔的沟谷中厚度较大，窄谷中厚度较小。上部零星分布有粉质粘土、含砾粉质粘土。 （ 2）残坡积物（ Qdl+el） 粉质粘土夹碎石、角砾，主要分布于岸坡缓坡地带。 （ 3）崩坡积物（ Qcol+dl） 主要由块碎石夹粉质粘土组成，厚 1 25m，多分布于陡坡段坡脚部位。 （ 4）泥石流堆积物（ Q sef） 主要为粉质粘土、粉土夹砾石、卵石、碎石、角砾组成，成份较混杂，具一定分选性， 局部有胶结，主要分布于宽大冲沟沟口部位，往往与洪积扇物质混杂在一起。 3.2.3 地质构造、地震及区域稳定性 3.2.3.1 地质构造 工程区位于巴山弧中段构造区（见图 3.1），构造线呈 N50 70 W 向展布。区域构造表现为向 SW 突出的弧形褶皱带，褶皱紧密程度与断裂密度往 SW 减弱， 梆梆梁猫儿背复向斜 近核部。 梆梆梁猫儿背复向斜 ( 18)：轴部位于龙头嘴至西家岩一线。轴向 280 295，东端在穿心店附近发生偏转，为倒转向斜。核部出露嘉陵江组地层，两翼为大冶组和中二叠统地层。向斜核部挤压十分紧密。南翼为倒转 翼，倾角 65 85；北翼属正常翼，倾角 45 70。位于右岸至西溪河间分水岭山脉线一带。 蒙蒙溪扭压断裂 ： 位于前河左岸燕麦坝 小桥一带，为浅表断裂，断裂带长约 27km，断裂走向 N55 60 W，倾向 NE，倾角 70 80，断裂带宽度 1 8m，主要为压碎岩，局部分布有断层泥与糜棱岩，为逆冲断层。 3.2.3.2 地震及区域稳定性 工程区自新生代以来新构造运动以大面积的间歇性隆升为主，区内及邻区未发现新的断裂及活动性断裂，区内最大、最主要的断裂 城巴大断裂为构造单元、槽台及一级地层区的边界断裂，该断裂带挽近期以 来未活动，地壳稳定性好。 区内历史地震分布零散，没有明显的周期性或成带性，活动频度、强度均不高。据历史记载， 1200 年以来，在本区外围 150km范围之内共发生过 11 次地震，最强的一次地震为公元 788 年 3 月 8 日安康东南 6.5 级地震，震中距本区 100 余 km，其余地震均小于 5.5 级，震中均在 50km以外，本区属于弱地震活动区（见图 3.2）。 据 GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度值为 0.05g，相应地震基本烈度为度。 本区水文地质条件简单，根据地下水的贮存条件和含水岩组特征，区 内地下水类型主要为第四系松散孔隙水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水三种类型。 区内未见大的滑坡、泥石流、崩塌、危岩、采空与岩溶塌陷等地质灾害现象，工程区范围内亦未见膨胀性岩土、湿陷性岩土、红粘土、软土等分布，不良地质现象不发育。 1.3.4水库区工程地质条件 本电站拦水坝设计坝高仅 7.5 10.5m，库区范围极小，拦水低坝上游约 25m 即为库区范围。 水库区河谷深切，呈“ V” 或 “ U” 字型，为一峡谷型水库，地势 西 高 东 低，两岸山峰高程在 1300 以上，为中高山区。河流大致由 西 南流向 东 北，河床水流湍急，河底多见崩落的大块 石与冲洪积漂石，水面宽 8 30m。两岸山体雄厚，两侧边坡基本对称，边坡坡度较陡，两岸自然边坡坡度一般 40以上，近河岸边为缓坡，山体中上部形成陡坡与陡崖地形。库区阶地不发育，第四系覆盖层薄，植被较茂密。 库区范围内未发现较大规模的不良物理地质现象。 库区地表岩性主要为第四系冲洪积砾卵石与含砾粘性土，厚 0.5 3m，较为松散，下伏基岩岩性为 ）寒武系上统三游洞群（ 3sh ）白云岩夹层部砾岩，奥陶系下统（ O1）白云岩、 灰岩 ，属于较软岩，弱风化。 库区内构造不发育，无深大断裂通过，地表测绘时只发现少数斜交岩层的节 理、裂隙发育，并以中、陡倾角居多，缓倾角不发育，延伸长度一般小于 10 米，裂面平直、光滑，断续分布，大部无充填，较紧闭。 拟建电站坝址以上库区山体雄厚，根据地表地质调查，结合 1： 1 万地形图分析，库区山峰在 1500 2500m之间，无单薄分水岭、低矮垭口分布，库区出露岩石主要为 ）寒武系上统三游洞群（ 3sh ）白云岩夹层部砾岩，奥陶系下统（ O1） 白云岩、 灰岩 ，岩层结合紧密，岩层为弱微透水层。库区大的断裂构造不发育，库区未发现贯通库外的断裂构造。 库区内所出露的泉水点均高于库区的正常河水位，冲沟源头远高于正 常挡 水位，地下水类型为上层滞水和赋存于裂隙中基岩裂隙水，水量较丰富 ，地下水位高于正常挡水位，地下水向库区汇集。 综上所述，该水库具备蓄水地质条件，不存在向邻谷渗漏问题。 由于库区规模很小，库区浸没范围内无居民，无重要的工业设施、矿产地。在正常挡水位情况下不会对当地居民和农作物造成影响。因此水库浸没影响极小。 1.3.5坝址区工程地质条件 拟选坝址位于位于 庙坝镇天堡村的店子坪、小中河两处 ，拦水坝坝高 7.5 10.5m，坝型为 埋石砼重力坝 ，工程地质条件相类似。 店子坪 有上、下两处坝址供比选，均位于 河 河床，上下坝距 离 15m， 坝址区河谷较狭窄，两岸成不对称“ U”型。 右 岸坡陡，坡度 55 75，坡面上基岩大面积裸露，考虑冲刷和对吊桥影响，初步确定上游 坝址 ， 坝址 左 岸坡较缓，坡度 35 50，坡脚被第四系冲洪积物覆盖，坡表为荒地 和耕地，现 有通往煤厂的和拟建乡村公路也紧邻河谷左岸修建， 河床及山坡上 大部分 基岩裸露。 小中河 坝址 选择 店子坪 坝址供和引水高程 工程控制 ， 通过两处 坝址 选址综合与协调，坝址选址 区河谷 狭窄，两岸成 对称“ ”型。坡陡 较陡 ，坡度 65 70，坡面上基岩被第四系崩坡积物覆盖 ，坡脚被第四系冲洪积物覆盖，坡表为荒地 ，现 没 有通往公路只有乡村小路 ， 河床及山坡上基岩 无 裸露。 河流在坝址区走向为 N45 55 W，河床最宽处 30 米， ，河床最窄 处 8 米， 为上坝址所在地，河谷水位高约 952.8 米；较窄处约 15 米，为下坝址所在地，河谷水位高约 959.3 米。 坝址区分布地层主要是 寒武系上统三游洞群（ 3sh ） 、 奥陶系下统（ O1） 与第四系（ Q4）。 坝址区无大的区域性大断层通过，小断层、挤压破碎带亦不发育，属单斜地层，岩层 30 60，岩体中节理较发育，以产状为 SE155 70一组陡倾角节理为主，节理裂隙宽 0.5 1mm，延伸长 2 5m，密度 2 6 条 / m，缓倾角裂隙不发育。两处 坝址均无强卸荷带，最大卸荷带深度约 4 7m。 坝址区基岩岩性主要为 寒武系上统三游洞群、 奥陶系下统 、白云岩、 碳质页岩 、 灰岩 浅变质，岩性较坚硬 较软。勘察成果表明，坝址区强、弱、微风化均有分布。 店子坪、小中河两 河 床为坝址区最低侵蚀基准面，为区内地表地下水的汇流通道。 坝址区地下水类型主要有孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物冲洪积、崩坡积、坡积层中，形成上层滞水与潜水，动态变化大，受季节变化影响明显。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙、层理中，其分布与富水 性主要受节理发育程度影响，水量一般较贫乏。地下水与河水水力联系密切，大气降水是其主要补给来源，向河床排泄。 坝址区第四系冲洪积卵砾石