某水利枢纽项目初步设计

1、1 综合说明 1.1 绪言 XX 水利枢纽位于 XX 省 XX 市西部的 XX 河中下游河段，是 XX 省南部水资 源调配的重点工程。其工程任务是防洪、供水、灌溉为主，结合发电。 XX 河流域地处热带，属热带海洋季风气候区，台风频繁，旱湿季节明显，终 年无霜，长夏短冬。流域降雨和径流年内分配很不均匀，全年降雨量主要集中在雨 季，每次台风暴雨都会造成 XX 河洪水泛滥，夏秋洪灾频繁，冬春常出现严重干旱， 旱期长达半年左右。 为了减免 XX 河中下游地区的洪水灾害和解决 XX 市中西部 地区干旱缺水的问题，利用水资源兴利除害，从 1958 年以来，有关部门曾多次对 XX 河开发进行了规划。1985

2、 年由原广东省 XX 黎族苗族自治州水电局和 XX 市水 电局对 XX 河流域规划进行了复查，并编制了广东省 XX 河流域规划复查报告 。 1992 年 XX 省水利局审查通过了 XX 河流域复查报告，以 XX 水利政资（1992） 348 号文批准了XX 市 XX 河流域规划复查报告 。该复查报告提出 XX 河干流开 发采用毛拉洞水库、南改一级、南改二级、扎南水陂、扎南电站、南塔电站、XX 水库、抱古水陂 8 级开发方案，同时指出要解决 XX 河中下游地区的防洪及 XX 市 中西部地区干旱和用水紧缺问题，必须在 XX 河干流上兴建大型蓄水工程XX 水库，并推荐 XX 水库为近期开发工程。 近

3、年来，XX 市已成为中国著名的热带海滨旅游渡假城市，其经济已步入快速 发展势态，XX 河下游地区已成为 XX 市的粮食、果菜、水产养殖生产基地及中国 良种繁育和良种种子生产、北运瓜菜的生产基地。目前 XX 市的交通、能源、通讯 等重要基础设施正逐步完善，但水利设施仍然滞后。XX 市水电局根据 XX 省省委、 省政府和 XX 市市委、市政府指示及水利部水规（1998）485 号文和 XX 省水利局 办（1998）381 号文的通知精神，开展了 XX 河防洪规划，并于 1999 年 2 月编制了 XX 市 XX 河流域防洪规划报告 。该规划报告推荐 XX 水库拦蓄洪水方案为 XX 河防洪总体方案。

4、1999 年 10 月 XX 省水利局对该规划报告进行审查，并以 XX 水 利政资1999274 号文作了关于 XX 市 XX 河流域防洪规划的审批意见 ，同意将 XX 河下游崖城镇、保港镇以及沿河两岸农田作为 XX 水库的主要保护对象，其防 洪标准为 20 年一遇。 随着 XX 市国民经济的快速发展，XX 市城市的供水水源短缺、XX 市中西部灌 区的热带高效农业发展和农业用水短缺的矛盾都日显突出。为了解决 XX 市的用水 问题，保障社会经济的可持续发展，XX 省以及 XX 市已把 XX 水利枢纽列为近期 重点开发的水利项目，委托珠江委设计院编制项目建议书，我院于 1999 年 10 月提 交

5、了XX 省 XX 河 XX 水利枢纽项目建议书 。经水利部水规总院审查，水利部以 水规计2000616 号报送国家发展计划委员会。2001 年 3 月，国家发展计划委员会 委托中国国际工程咨询公司对该项目建议书进行了评估。 2003 年 2 月国家发展计 划委员会以计农经2003389 号文通知XX 省 XX 河 XX 水利枢纽项目建议书业 经国务院批准。 2003 年珠江委设计院受 XX 天涯水业（集团）公司委托编制的XX 省 XX 河 XX 水利枢纽可行性研究报告 ，通过了水利部水规总院审查。2004 年 8 月国家发 改委以发改农经20041799 号文对可研报告予以批复。 在 XX 水

6、利枢纽初步设计阶段，我公司及有关单位共计完成工程区域内各种比 例尺地图 41.9km2；坝址及料场钻探 357 孔；进尺 2234m；野外试验 23 组；开展了 水质补充监测和水情自动测报等规划工作，对水库淹没区进行了实地详查，落实了 移民安置规划方案，进行了建库后有关环境保护和水土保持设计，对枢纽布置、各 建筑物形式、机组机型、施工导流等方面进行了方案比较和优化，委托了珠江委科 研所开展了溢洪道和输水旁通管的水工模型试验。本报告编制过程得到了上级主管 部门、水规总院及地方政府和业主单位及相关部门大力支持和协助，在此表示衷心 的感谢！ 1.2 水文 1.2.1 自然概况 XX 河位于 XX 省

7、西南部，发源于五指山南麓之保亭县红水岭，自东北流向西 南，在 XX 市保平港入海。河流流域近似长方形，流域平均宽度 12.2km，地势东北 高西南低，河床平均坡度 4.62，天然总落差 1101m，全长 83.5km，集水面积 1020km2。XX 河流域 100km2以上的支流有雅边方河和龙潭河。流域水系见附图 ND-2N-03。 XX 河属热带海洋季风气候区，台风频繁，旱湿季节明显，终年无霜，长夏短 冬。据流域实测雨量资料统计，流域多年平均降水量 1755.0mm，XX 坝址以上多年 平均降水量 1858.8mm。多年平均水面蒸发量崖城站为 1719.9mm，雅亮站为 1216.4mm。多

8、年平均气温南滨站为 25.0，雅亮站为 23.1；极端最高气温 35.7 （南滨站 1961 年 7 月 17 日） ，极端最低气温 1.6（雅亮站 1975 年 12 月 22 日） 。 多年平均相对湿度 78%（XX） 。年平均风力为 2 级3 级，多年平均风速 2.6m/s， 旱季多为东或东北风，雨季多为西或西南风。受台风影响每年平均约 3 次，1971 年 最多，达 8 次，最大风力在 12 级以上。 1984 年在上游南改河汇合口处建成南改二级引水发电工程，对径流有一定的影 响。 XX 坝址位于 XX 河中下游河段，上距雅亮水文站 8km，坝址集水面积 749km2，占全流域面积的

9、73.4%。 1.2.2 测站情况 XX 河设有 1 个水文站、1 个水位站、11 个雨量站。XX 附近海区设有 XX、榆 林 2 个潮位站。水文分析主要依据站为雅亮水文站、抱古水位站以及榆林潮位站。 雅亮水文站：该站设立于 1972 年 5 月，位于 XX 河中游，下距 XX 坝址约 8km，集水面积 644km2，观测项目有水位、流量、降雨量，1977 年增加蒸发量观 测至今。是设计的主要依据站。 抱古水位站及抱古水陂：抱古水位站位于 XX 水库坝址下游 2.5km，集水面积 786km2，观测时间为 1955 年 11 月1960 年 6 月、1961 年 10 月1966 年 4 月；

10、抱 古水陂有自 1985 年以来的历年最高水位观测资料。 榆林潮位站：该站是海军部队 1953 年在 XX 榆林港设立的，有 1953 年至今的 潮位观测资料。 1.2.3 径流 XX 水库坝址径流的计算以上游雅亮水文站观测资料为依据，考虑流域集水面 积和雨量修正推求。 经分析计算各控制断面集水面积及流域多年平均降雨量分别为南改二级 96km2、2150mm, 雅亮站 644km2、1893.9mm，XX 坝址 749km2、1858.8mm。 XX 坝址系列考虑了天然径流和扣除了跨流域引水后的两种径流系列：坝址天 然年、月径流系列根据雅亮站天然径流系列，考虑流域集水面积和雨量修正推求； 扣引

11、径流系列由 XX 坝址天然径流系列减去南改二级引水量求得。 对 XX 坝址 19592001 年两种年径流系列进行频率计算，成果见表 1-1。 表 1-1 XX 坝址年径流频率计算成果表 参 数各级频率（%）设计值（m3/s） 性质 QCvCs/Cv5102050759095 天然情况21.70.502.042.136.229.919.913.89.46 7.42 扣跨流域引水量18.50.502.035.930.925.517.011.78.07 6.33 雅亮站实测最小流量为 0.50m3/s，发生在 1980 年 5 月 7 日，本年流量小于 1.5m3/s 的持续时间近 60 天，1

12、月5 月平均流量仅 1.91m3/s。 1.2.4 洪水 XX 河流域洪水年内分配与暴雨相应，年内分配不均匀。据雅亮站 1972 年2002 年实测资料统计，年最大洪水多出现在 7 月10 月，占 84.0%。洪水过程 形状绝大多数是尖瘦型，以单峰型为主，占 86%以上。XX 河集水面积小，河床坡 度陡，支流呈树枝状分布，洪水暴涨暴落。一次洪水过程一般为 3d，1d 洪量平均 占 3d 洪量的 70%。 1）历史洪水及重现期 雅亮站查测到的历史洪水年份有 1946、1956 年，洪峰流量分别为 10700 m3/s、7300 m3/s，由测站峰、量关系推算得 1946 年洪水 24h、72h

13、洪量分别为 3.69 亿 m3、5.04 亿 m3，1956 年洪水 24h、72h 洪量分别为 2.52 亿 m3、3.44 亿 m3。雅 亮河段的历史洪水在可行性研究阶段做过详细的分析论证，并根据 1999 年以前的 实测资料对历史洪水的推算成果进行了复核。1999 年至今，XX 河没有发生较大洪 水，雅亮站历史洪水成果仍采用可研复核成果。 1946 年洪水为 1648 年以来第 3 大洪水，其重现期约为 118 年；1956 年洪水重 现期从发生之年起算为 47 年。 2） 设计洪水 坝址及崖城设计洪水是根据上游雅亮站的设计洪水按面积比移用到坝址。 雅亮站设计洪水：成果见表 1-2。 表

14、 1-2 雅亮站设计洪峰、洪量成果表 各级频率（%）设计值 项目Nn均值CvCs/Cv 0.010.05125102050 Qm(m3/s)1183221200.7831690013900835071005450422030301550 W24h(108m3) 118320.730.7835.834.792.882.451.881.451.040.534 W72h(108m3)118321.000.7837.986.563.943.352.571.991.430.731 XX 坝址及崖城大桥断面设计洪水：依据雅亮站的设计洪水，设计洪峰按面积 的 0.55 次方，最大 24h 洪量、最大 72h

15、 洪量按面积的 0.90 次方计算。成果见表 1- 3。可研阶段对峰、量面积比指数作了详细的分析，本阶段直接采用可研复核成果。 XX 坝址至崖城大桥区间设计洪水:XX 坝址至崖城区间集水面积 215km2，占坝 址以上集水面的 28.7%。区间无实测水文资料，其设计洪水依据雅亮站设计洪水采 用面积比的一次方计算，成果见表 1-3。 表 1-3 各控制断面设计洪水成果表 各级频率（%）设计值 断 面项 目 0.05125102050 Qm(m3/s)15100907077205920459032901680 W24h(108m3)5.493.302.812.151.661.190.612XX坝址

16、 W72h(108m3)7.524.513.842.942.281.640.838 Qm(m3/s)174001040088706800527037801940 W24h(108m3)6.894.143.522.702.091.500.768崖城大桥 W72h(108m3)9.435.674.823.702.862.061.05 Qm(m3/s)464027902370182014101010518 W24h(108m3)1.600.9620.8180.6280.4840.3470.178 坝址至崖城大桥 区间 W72h(108m3)2.191.321.120.8580.6650.4780.2

17、44 选用雅亮站 1975、1995 年两个年型洪水过程作为典型洪水过程。 3) 设计洪水地区组成 设计洪水地区组成采用同频率组成法计算，按坝址与崖城同频、区间相应，区 间与崖城同频、坝址相应两种情况考虑。设计洪水地区组成计算成果见表 1-4。 表 1-4 设计洪水地区组成计算成果表 洪水组成坝址与崖城同频、区间相应区间与崖城同频、坝址相应 区间相应洪水坝址相应洪水 项目 频率 P（%） 坝址设计 洪水 崖城设计 洪水 1975年型 1995年型 区间设计 洪水 崖城设计 洪水1975年型 1995年型 0.051510017400391033004640174001350014200 190

18、70104002350198027901040080708480 277208870199016802370887068907240 559206800153013001820680052805550 1045905270119010201410527041004310 Qm (m3/s) 20329037808557101010378029403090 0.055.496.891.541.451.606.895.285.29 13.34.140.9240.8660.9624.143.173.17 22.813.520.7830.7330.8183.522.702.70 52.152.700.

19、6060.5670.6282.702.072.07 101.662.090.4730.4440.4842.091.601.61 W24h (亿m3) 201.191.500.340.3130.3471.501.151.15 0.057.529.431.921.942.199.437.247.26 14.515.671.171.181.325.674.354.35 23.844.820.9890.9951.124.823.703.70 52.943.700.7660.7700.8583.702.842.84 W72h (亿m3) 102.282.860.5850.5900.6652.862.19

20、2.20 201.642.060.4240.4200.4782.061.581.58 1.2.5 分期设计洪水 1）施工洪水 根据施工要求和洪水季节变化的一般规律，分析计算了 5 个月、6 个月、7 个 月、8 个月 4 个分期的设计洪水。 施工洪水是根据上游雅亮站实测系列的分期设计洪水按面积比移用到坝址。成 果见表 1-5。 表 1-5 分期设计洪水成果表 各级频率 P 设计洪水值 Qp(m3/s) 断面分期 5%10%20%50% 5 个月(12 月翌年 4 月)48.540.029.516.5 6 个月(11 月翌年 4 月)100060026040.0 6 个月(12 月翌年 5 月)

21、98053021050.0 7 个月(11 月翌年 5 月)158095050070.0 雅亮 8 个月(11 月翌年 6 月)256019001240350 5 个月(12 月翌年 4 月)52.743.532.117.9 6 个月(11 月翌年 4 月)109065228343.0 6 个月(12 月翌年 5 月)107057622854.3 7 个月(11 月翌年 5 月)1720103054376.1 坝址 8 个月(11 月翌年 6 月)278020701350380 2）后汛期设计洪水 根据雅亮水文站历年洪峰流量散布图所反映的洪水季节性变化规律，将大洪水 集中出现的 7 月9 月划

22、为主汛期，10 月份划为后汛期。根据上游雅亮站的后汛期 设计洪水按面积比移用到坝址及区间，成果见表 1-6。 表 1-6 XX 水库各控制断面 10 月份分期设计洪水成果表 各级频率（%）设计值 断 面项 目 0.05125102050 Qm(m3/s)727044103740287022001540663 XX坝址 W24h(亿m3)3.662.101.751.290.9490.6220.219 Qm(m3/s)835050704300330025201770762 崖城大桥 W24h(亿m3)4.592.632.201.631.190.7810.275 Qm(m3/s)2230136011

23、50882675474204 区 间 W24h(亿m3)1.070.6110.5110.3770.2770.1810.064 选用 1973 年雅亮站洪水过程作为典型洪水过程。 1.2.6 泥沙 坝址以上大部分为山区，土壤以花岗岩风化土为主，植被良好，水土流失较少。 XX 河无泥沙测验资料，借用邻近流域昌化江有泥沙资料的亲天峡站侵蚀模数，推 得 XX 坝址悬移质多年平均年输沙量为 17.8 万 t。推移质年输沙量按悬移质多年平 均年输沙量的 20%估算，为 3.56 万 t。 1.2.7 设计断面水位流量关系 1）坝址水位流量关系 XX 坝址无实测水文资料，利用坝址专用水位站实测水位、下游抱古

24、水陂水位、 雅亮同期水位资料推算的坝址 HQ 关系成果见表 1-7。 表 1-7 XX 水库坝址水位流量关系成果表 单位：H-56 榆林 m , Q-m3/s H13.8013.8914.0014.2014.3314.5014.7014.8014.90 Q04.3521.055.078.2106140159182 H15.0015.2015.5015.7016.0016.5017.0017.5018.00 Q208273386475626930129017202160 H18.5019.0019.5020.0020.5021.0021.5022.0022.50 Q264031403640416

25、047005240579063907010 H23.0023.5024.0024.5025.0025.5026.0026.50 Q765083309080983010600115001230013100 2）崖城大桥断面水位流量关系 崖城大桥断面水位流量关系根据该河段调查的 1927、1946、1963、1971 年调 查水位和计算流量、1995、1996 年调查洪水位、1999 年实测水位和按抱古流量面 积比的 0.55 次方推求的崖城大桥断面流量进行分析确定。成果见表 1-8。 表 1-8 崖城大桥断面水位流量关系成果表 单位：H-56 榆林 m, Q-m/s H1.502.002.503

26、.003.504.004.505.005.50 Q60.0120190330540850130020002940 H6.006.507.007.508.008.20 Q4030530067608250990010600 1.2.8 水情自动测报系统 为有效的发挥 XX 水利枢纽工程在防洪、供水、灌溉、发电等方面的作用，并 提供一定精度的入库洪水和 XX 坝址至下游崖城区间的洪水预报方案及流域实时水 情信息，需建设水情自动测报系统。该测报系统可为水库合理调度、水库的综合利 用及下游防洪决策提供科学可靠的依据。 本阶段通过专题研究，提出 XX 水库水情自动测报系统由 XX 市中心站、XX 水库分中

27、心站、1 个中继站和 16 个遥测站组成，分中心站设在 XX 水库办公楼内， 中心站设在 XX 市 XX 水库调度办公楼内。 各遥测站的水雨情信息经中继站或直接发往水库分中心站，数据经计算机处理 后以一定的格式形成数据文件，及时做出水情预报和水库调洪，并按要求形成各种 水情图表、打印输出各种成果；水库分中心站接收的数据信息可通过远程传输系统 发送给 XX 市中心站，中心站亦可实时进行水情预报和水库调洪，同时为上级防汛 部门留有接口，以实现数据共享。 XX 水库水情自动测报系统总投资为 392.02 万元，其中建筑工程费 119.40 万元， 设备及安装工程费为 272.62 万元。 1.2.9

28、 潮汐 根据榆林潮位站 1954 年1998 年资料统计，历年最高潮位为 1.28m（56 榆林 高程基面，下同） ，年最高潮水位出现在汛期的机率是 62.2%，且均出现在 9 月11 月。历史最高潮水位前三位的年份均出现在该年汛期的 10 月份，即 1971、1973、1989 年。多年平均最高潮水位为 0.75m。对榆林站 1954 年1998 年 年最高潮水位资料转换成 56 榆林高程基面后进行频率计算。成果见表 1-9。 表 1-9 榆林潮位站年最高潮位频率计算成果表 参数各级频率（%）设计值（56 榆林 m） Q均CvCs/Cv125102050 0.750.226.01.281.1

29、91.070.9710.8680.715 1.3 地质 1.3.1 区域地质概况 XX 河发源于保亭县的红水岭，在 XX 市保平港入海。流域地跨 XX、乐东、保 亭三县（市） ，干流总长 83.5km，整体上为东北高、西南低的低山丘陵地貌。 本区地层发育不全且分布零星。侵入岩是本区分布最广的岩石。 本工程位于南华加里东褶皱系五指山褶皱带（XX 中隆起）的南缘，南北夹于 九所一陵水和尖峰一吊罗两条东西向深大断裂之间，距前者最近约 5km，北东向和 东西向压性断裂是区内主要构造形迹，第四纪以来新构造运动特征为整体间歇性的 差异上升，构造稳定条件较好。 根据 GB18306-2001中国地震动峰值加

30、速度区划图 ，本工程区地震动峰值加 速度为 0.05g，地震基本烈度定为度。依据原水利电力部和国家地震局 1987 年共 同签发的水电水规字第 55 号文及 2001 年委托中国水利水电科学研究院对本枢纽进 行地震基本烈度复核结果，本工程的地震基本烈度仍定为度。 1.3.2 水库区工程地质概况 XX 水库位于 XX 河中下游的低山丘陵区，XX 水库库盆主要为燕山期花岗岩和 下志留统变质石英砂岩、石英岩等非可溶岩类组成，两岸分水岭山体雄厚，当设计 蓄水位 70m 高程时，分水岭厚度均在 5km 以上，最低分山岭高程在 150m 左右，远 高于水库正常蓄水位。区内较大的断裂如 XX 河断裂未通向邻

31、谷，高峰断层虽横切 左岸山体，但构造岩以碎块岩和构造透镜体为主，渗径很长，渗透性弱，对水库永 久渗漏无影响，即不存在水库渗漏问题。 库岸的稳定条件较好，库区无具有工业开采价值的矿产，存在少量村庄和农田 的淹没问题。库坝区总体属于弱震环境，坝址一椰庄农场库段存在诱发构造型水库 地震的可能，震级上限级，对坝址区的影响烈度均小于度，不会造成较大的破 坏。 本工程安置点地形坡度平缓，无陡峻山体、无大型陡坡、深切冲沟等，但需在 规划民居区时注意排水设施的设置，防止对地表松散残坡积土层冲刷而造成不利隐 患，对周围陡坡、冲沟地带，适当削坡放缓植草被，个别地带设置浆砌石挡土墙等 土石工程进行防护。 库周为低山

32、丘陵区，河谷呈型，两岸植被茂盛，第四系覆盖层薄，库岸主要 为花岗岩组成，构造结构面以陡倾角者发育为主，除局部山麓地带见有少量滚石分 布外，未发现不良物理地质现象发育，库岸自然边坡基本上是稳定的。据地形、地 质条件分析，水库蓄水后，不致于产生大规模边坡失稳现象。 1.3.3 坝址区工程地质条件 1）坝址和坝线选择 可行性研究阶段于 XX 河下游最末一个河谷段在 750m 范围内选定了下坝址为 推荐坝址，经复核下坝址仍为本阶段选定的坝址。 本阶段在下坝址拟定了相距 10m47m 的、坝线进行比较，两坝线同位于 一峡谷内，工程地质条件无明显差异。两坝线均在河床分布有深厚的砂卵砾石覆盖 层以及顺河断层

33、和全强风化槽等工程地质问题，均具有修建当地材料坝的工程地质 条件。最后根据技术经济综合分析，推荐坝线为本阶段选定坝线。 2）选定坝址的工程地质条件 坝址区出露地层主要为燕山晚期雅亮单元侵入岩和第四系松散堆积物。此外还 有一些脉岩分布。 主要岩性为灰白、肉红色似斑状黑云母二长花岗岩，局部为文 象花岗岩。 河床上部为含卵（砾）石中粗砂，厚 2.0m5.50m，靠近河床右侧局部仅为 1.50m，松散状，下部为含泥砂卵（砾）石层，局部夹少量漂石，卵（砾）石及漂 石含量约 60%70%，稍密密实状，含泥量自上而下逐渐增高。 坝址区内与工程有密切关系的断层有近东西向、北北东北东向和北西向三组 断层，共约

34、25 条，倾角 6288，需进行相应处理。 坝区岩体风化程度与花岗岩结晶程度和断裂构造发育密切相关。本区除了正常 的面状风化分带外，由于受到岩石矿物成份和不同地段构造发育的差异影响，还存 在囊状槽状风化现象。据勘探资料分析，坝区具有两岸比河床风化深，构造发育地 段比岩体完整地段风化深等特征。左岸全强风化层厚 2.65m11.0m，局部达 20.5m，右岸全、强风化层厚 1.014.9m。河床部位一般为弱风化岩体，全、强风 化带主要沿断层带或局部基岩表层分布。 坝区弱、微风化岩体饱和抗压强度高，均属坚硬岩。河床表层含砾（卵）石的 中粗砂的天然密度为 1.701.92g/cm3。据连续性重型动力触

35、探对河床覆盖层的试 验结果，左河床覆盖层：0m2.40m 为松散状，2.403.30m 为稍密中密，以下 到基岩面为密实；沙洲覆盖层：0m4.60m 为松散状，3.105.30m 局部为 9.00m 为稍密中密，以下到基岩面为密实；右河床覆盖层： 0m1.90m 为松散状， 1.902.40m 局部 7.30m 为稍密中密，以下到基岩面为密实。砂砾石层渗透参数 为 110-1 3.410-2cm/s，上部 e0.85，下部 0.6e0.85。 3）各建筑物工程地质评价 坝址河床的深厚覆盖层渗漏和渗透稳定性及河床顺河向断层的渗透稳定性是本 工程的二个主要工程地质问题。河床覆盖层属强透水层，应进行

36、全面的防渗处理； 顺河向发育的胶结不良断层破碎带，其透水率达 2640Lu，为防止渗透破坏，应加 强其防渗处理措施。现场试验表明，河床砂砾层存在较厚的密实层，建议充分利用。 浅层砂砾层采用振冲处理，可以满足土坝地基要求。 溢洪道泄洪闸和泄槽基础建议利用弱、微风化岩，对断层破碎带进行置换处理， 并进行基础固结灌浆处理，泄洪闸基础尚需进行帷幕防渗与左岸大坝基础帷幕相衔 接。由于上部岩体风化深，局部存在缓倾角裂隙，边坡施工开挖中对不利结构面组 合应进行防护处理。 引水隧洞进出口处于全强风化带，洞身主要在弱微透水的弱风化岩体内通过， 未发现大的断层发育，多属类围岩。但断层破碎带及节理裂隙极发育地段为

37、类围岩。由于裂隙密集带和断层带常有高岭土化蚀变现象，施工时应注意洞壁围 岩的稳定性。对进出口须做好防护衬砌设计。 厂房处全、强风化岩较薄，建议基础利用弱风化岩体，对断层破碎带进行置换 处理。厂房后边坡地形坡角 2025，自然边坡稳定条件好，但仍须做好永久防 护。 1.3.4 天然建筑材料 1）土料 考虑就地取材，开采运输方便，尽量减轻对现状生态环境的破坏，在坝址左岸 上下游共勘探了 6 个土料场。本阶段详查了坝址上游的丛毛料场、坝上料场、卡把 料场三个料场。各料场均有公路相通，其中丛毛料场距坝址 46km，坝上和卡把 料场距坝址 14km 以内。因丛毛与坝上料场均位于库区淹没线范围内，应优先采

38、 用。 上述三料场防渗土料储量约 620 万 m3，坝壳料约 200 万 m3。各料场阶地冲积 土、残坡积土及全风化土主要质量技术指标，如粘粒含量、塑性指数、渗透系数等 均满足均质土坝土料质量技术要求，压实性能较好，可作为坝体土料填筑使用。强 风化土可作为坝后坝壳料使用。 2）砂砾料 XX 河中、下游河段漫滩断续分布，天然砂砾料较丰富。本阶段经过详查工作， 选择了 XX 和高村料场为本工程的砂砾料料源。 XX 砂砾料场(2)位于坝址区上游，分为坝址左岸沙滩、右岸大龙村沙滩及坝 上左、右岸沙滩共四个区，距坝址 0.3km3.0 km。料场地面高程 13.0m16.0 m。左岸 沙滩交通便利，与坝

39、址有简易公路相通；右岸需水运。本料场有用层储量 80.77万 m3。 高村砂砾料场（1）位于坝址下游高村附近，距坝址约 3.4km，地面高程 5.8 m10.3m。 高村砂砾场共计有用层储量 143.43 万 m。 砂砾料的质量基本能符合规程要求，但级配不理想。根据储量和开采条件等因 素，推荐 XX 及高村料场为砂砾料源。 3）石料 选定的卡把石料场位于坝址左岸的卡把村，距坝址 1.2km，石料场为卡把土料 场的西段，有简易公路与坝址相通。料源为中细粒二长花岗岩，岩石坚硬、完整， 质量符合要求。料场面积 16 万 m2，剥离层多数可作为土料使用，石料场共计剥离 层体积 110.7 万 m3，有

40、用层储量 546.0 万 m3。完全能满足设计要求。 1.4 工程任务和规模 1.4.1 地区经济发展及河流开发概况 1）地区社会经济现状 XX 水利枢纽位于 XX 省 XX 市，XX 市是 XX 省南部的政治、经济、文化中心， 土地面积 1919.58km2，2001 年全市户籍总人口 48.6 万人，其中黎、苗、壮、回等 少数民族 19.52 万人。 XX 市是中国唯一的热带海滨旅游观光度假城市，也是国内外闻名的旅游胜地， 2001 年旅客人数达到 240.3 万人；XX 农业资源丰富，主要粮食作物有稻谷、旱粮、 番薯和大豆等，主要经济作物有糖蔗、花生、木薯、蔬菜、瓜类和水果等，目前该 地

41、已成为全国各省区培育良种得种子基地，并大力生产反季节瓜菜；热作园地面积 达到 2.40 万公顷，盛产橡胶、槟榔、椰子、腰果等热带作物；全市森林覆盖率达到 58%；XX 市交通便利，XX 岛内唯一的 XX石碌铁路就是以 XX 为出发点，环岛 高速路横穿 XX，XX 国际航空港已建成通航，XX 港也有一定的规模。 从 1988 年 XX 省成立到 2001 年的 13 年间，XX 市的经济得到了迅速发展， XX 市也由过去的小渔村发展成为了一座欣欣向荣的中等城市，13 年的国内生产总 值由 1988 年的 4.30 亿元（90 年不变价）增加到 2001 年的 22.51 亿元（90 年不变 价）

42、 ，年平均增长率为 13.6%。 根据 XX 市政府制定的XX 市国民经济和社会发展“十五”计划纲要（草案） ，力争到 2005 年初步把 XX 市建设成为 XX 省高新技术产业基地，全国热带高效 农业基地和世界著名的热带滨海旅游度假胜地。 “十五”期末全市国内生产总值 （GDP）达到 55 亿元，年均增长 11.0%；人均 GDP10000 元，年均增长 10.5%；财 政收入 4 亿元，年均增长 10.0%；职工人均年工资 11900 元，年均增长 8.4%。农民 人均年纯收入 5000 元，年均增长 10.0%；人口自然增长率控制在 12.0之内。预计 本世纪的前 20 年 XX 市的经

43、济将会持续、高速发展。 2）河流开发情况 XX 河流域地处热带，台风频繁，旱湿季节明显。流域降雨和径流年内分配很 不均匀，全年降雨量主要集中在雨季，流域冬春常出现严重干旱，夏秋洪灾频繁， 每次台风暴雨都会造成 XX 河洪水泛滥。从 1958 年以来，有关部门曾多次对 XX 河开发进行了治理开发规划，1985 年由原广东省 XX 黎族苗族自治州水电局和 XX 市水电局编制的广东省 XX 河流域规划复查报告确定 XX 河的开发方针为：以 灌溉为主，兼顾发电、防洪、供水、综合治理，综合开发。XX 河干流规划开发采 用毛拉洞水库、南改一级、南改二级、扎南水陂、扎南电站、南塔电站、XX 水库、 抱古水陂

44、 8 级开发方案，见附图 DN-3N-02。该规划提出为了减免 XX 河下游地区 的洪水灾害和解决 XX 市中西部地区干旱缺水的问题，利用水资源来兴利除害，必 须在 XX 河干流上兴建大型蓄水工程XX 水库。 随着地区经济的快速发展，XX 水库在防洪中的作用日趋重要，XX 市水电局 在 1999 年 2 月编制的XX 市 XX 河流域防洪规划报告提出 XX 河下游地区的防 洪由 XX 水库承担。XX 省水利局以 XX 水利政资1999274 号文批复了该防洪规划 报告，同意将 XX 河下游崖城镇、保港镇以及沿河两岸农田作为 XX 水库的主要保 护对象，其防洪标准为 20 年一遇。 规划梯级方案

45、中，XX 水库坝址下游约 2.5km 处的抱古灌溉引水水陂于 1959 建 成，1963 年冲毁，1968 年重建，至今运行良好；上游南改河汇合口处于 1984 年建 成了南改二级引水发电工程；在支流上，1984 年在雅边方河建设了小型水电站，其 它支流上也先后建了一些山塘水库。 1.4.2 工程建设的任务和作用 本工程的任务是以防洪、供水、灌溉为主，结合发电，是一个多目标开发综合 利用的大型水利枢纽工程。 工程建成后可承担 XX 河下游崖城镇、保港镇、南滨农场沿河两岸的人口、农 田、海口虾塘以及一些基础设施的防洪任务，将该处防洪能力由不足 2 年一遇提高 到 20 年一遇标准。 工程建成后，

46、可满足 XX 市区中部和西部城镇人口和流动人口的生活用水、城 区绿地的生态用水、旅游风景区的用水、南山和梅山等工业区的工业用水以及其他 特殊用水等用水部门的用水要求，使全市 2020 年用水达到 2.82 亿 m3/a。 工程建成后，还可为 XX 河下游的南滨农场和梅山、保港、崖城、天涯 4 个乡 镇的宜灌农田提供灌溉用水，水库保灌面积达到 9.92 万亩。 结合供水和灌溉及利用汛期水库余水进行发电，坝后电站装机 6900kW，年发 电量 2891 万 kW.h。 1.4.3 工程规模 1）防洪 XX 水库承担 XX 河下游地区的防洪任务，防洪控制断面崖城大桥安全水位为 4.83m，相应河道的

47、安全泄量为 1760 m3/s，小于 2 年一遇洪峰流量 1940 m3/s。 水库需留有防洪库容承担 XX 河下游的防洪任务，为减少对库区淹没影响和节 省主体工程投资，防洪库容与兴利库容完全结合。水库调洪时，由于防洪控制站崖 城镇距坝址还有 215 km2的区间集水面积，故水库的防洪调度采用预报区间洪水， 水库凑泄防洪控制站安全泄量的运行方式。考虑预报误差，按预报区间流量加大 25%进 行水库凑泄。 主汛期（69 月）按照 1975、1995 两个典型洪水过程线以及不同的洪水组成进 行调洪计算，选取较大的防洪库容 1.48 亿 m3为防洪库容、相应汛限水位为 58.45m，水库控泄最大流量为

48、 1660m3/s。后汛期（10 月）以 1973 年典型，也按不 同的洪水组合进行调洪演算，选取较大的防洪库容为 0.4 亿 m3、相应汛限水位 66.95m。 由于本阶段设计洪水成果、安全泄量与可研一致，故复核后防洪规模仍维持可 研成果。 2）供水 供水范围为 XX 市城镇。设计水平年为近期 2010 年，远期 2020 年，供水保证 率 97%。 目前 XX 市中东部已建供水水源有水源池、福万和赤田水库，三库总供水能力 为 23 万 m3/d；已建荔枝沟、金鸡岭和青田水厂，三水厂制水能力为 20.2 万 m3/d， 形成供水水源和水厂以及输水管道和配水网络的供水系统。而天涯镇以西的西部地

49、 区，包括天涯、崖城、保港镇和南山、梅山工业区，目前尚未建成供水系统。XX 市城市供水规划格局，将是中东部和西部地区建成统一的供水系统，XX 水库的建 设，将是该供水系统中的主要供水水源。 以 2001 年为预测基准年，各水平年的需水量预测主要采用定额法和增长率法 进行预测。XX 市城市需水量预测结果为 2010 年需水量为 55.46 万 m3/d、2.02 亿 m3/a，2020 年为 77.28 万 m3/d、2.82 亿 m3/a。供需平衡分析结果 2010 年需要 XX 水库供水 32.46 万 m3/d、1.18 亿 m3/a，2020 年需 XX 水库供水 54.28 万 m3/

50、d、1.98 亿 m3/a。 3）灌溉 灌区范围为 XX 市西部的南滨农场和梅山、保港、崖城、天涯 4 个乡镇的宜灌 农田区。设计水平年为近期 2010 年，远期 2020 年，设计保证率为 P=90%。 XX 灌区内土地开阔平坦，耕地集中连片，土质肥沃，是 XX 市的主要粮、油和 反季节瓜菜产区之一，也是我国南繁育种的重要基地。按照灌区规划，XX 水库灌 溉总面积 9.92 万亩，其中下游抱古水陂与 XX 同水源部分保灌面积为 0.5 万亩，新 增保灌面积 9.42 万亩。灌区近期 2010 年先开发自流灌区，规划灌溉面积 6.89 万亩， 远期 2020 年达规划灌溉面积 9.92 万亩。

51、 灌区水田作物组成主要采用“稻稻菜（瓜） ”三熟制，水库灌区近期 2010 年设计需水量 0.90 亿 m3，远期 2020 年设计需水量 1.30 亿 m3。 4）水库特征水位 正常蓄水位：可行性研究阶段正常蓄水位比较了 67.5m、70.0m、72.5m 三个正 常蓄水位方案，推荐 70.0m 正常蓄水位方案，经复核本阶段仍维持可研推荐的方案。 汛期限制水位：本阶段经复核确定主汛期（6 月9 月）汛限水位为 58.45m， 后汛期（10 月）限制水位为 66.95m。 防洪高水位：防洪高水位即为正常蓄水位 70.0m。 设计、校核水位：按 1975、1995 两个洪水典型，考虑不同的洪水地

52、区组成， 选取对水库安全不利的高水位结果，水库发生设计洪水（p1） 、校核洪水 （p0.5）时相应的设计、校核水位分别为 70.73m、74.58m，相应库容分别为 4.05 亿 m3、4.68 亿 m3。 死水位：可研阶段死水位比较了 38.0m、33.0m 两个死水位方案，经综合技术 经济比较推荐死水位为 33.0m。近期最低运行水位本阶段比较了 52.0m、47.0m 两个 方案，经技术经济比较，选择 XX 水库近期最低运行水位为 47.0m。 5）装机容量 可研阶段装机容量比较了 5100kW、6000kW、6900kW、7800kW 共 4 个装机容 量方案，经综合技术经济比较以 6

53、900kW 方案为优。可研审查基本同意提出的装机 规模，并提出结合机组台数选择复核装机容量。本阶段进一步比较了 2 台与 3 台机 方案，经技术经济比较，机组台数仍选定 3 台。由于机组台数未变化，故装机规模 仍选定 6900kW。 1.4.4 水库调度运用 1）水库调度运用的限制条件 制定水库调度运用必须满足的条件有： 6 月9 月水库水位不超过主汛期防洪限制水位 58.45 m，10 月水库 水位不超过后汛期防洪限制水位 66.95 m，11翌年 5 月水库水位不超过正常 蓄水位 70 m，全年水位不低于死水位 33m； 灌溉保证率为 90%，供水保证率 97%。 2）水库防洪调度方式 根

54、据水库调度原则及其所承担的下游防洪任务，XX 水库防洪调度近远期运用 均采用分期洪水一级控制方案，即根据 XX 河洪水特性，把 6 月9 月洪水作为主 汛期洪水，10 月发生的洪水作为后汛期洪水，闸门的启闭根据库水位进行操作。 进入主汛期后（6 月9 月） ，水库水位最高维持在防洪限制水位 58.45m，进入 后汛期（10 月） ，水库水位最高维持在防洪限制水位 66.95m。当水库坝址以上出现 20 年一遇及以下为主洪水，且水库上游来水加预报区间水量小于等于崖城大桥安全 泄量 1760m3/s 时，水库按来水量或水库过流能力下泄；当上游来水加区间来量大于 下游河道安全泄量、而水库水位低于防洪

55、高水位时，水库按下游安全泄量凑泄；当 水库水位超过防洪高水位时，泄洪建筑物逐步开启直至敞泄保坝，但在防洪高水位 水库调度运用开始转换时，控制水库的泄量不大于坝址最大入库洪峰流量；洪水过 后，当库水位回复正常蓄水位时，水库闸门关闭，水库防洪调放转入水库兴利正常 运用调放。 水库洪水调节结果见表 1-10。 表 1-10 水库洪水调节成果表 P(%) 水库水位 Z泄(m) 库容 V(104m3) 溢洪道下泄量 Q泄(m3/s) 坝下水位 Z下(m) 0.0574.5846869885023.85 170.7340539610021.76 270.4040003588721.58 570.00393

56、00166017.43 3）水库兴利调度方式 根据水库的供水任务及兴利调度原则，水库在正常蓄水位与死水位之间设三条 兴利调度线，把水库分成加大供水区、正常供水区、灌溉用水削减区、城镇 供水削减区。 当库水位落在加大供水区时，各部门除按所需的水量正常供水外，还可以利用 多余水量加大发电量；当库水位落在正常供水区时，各部门按所需的水量正常供水， 发电用水与各部门供水相结合；当库水位落在灌溉用水削减区时， XX 市辖区城镇居 民生活用水正常供给，农业用水按需水量的35%供水；当库水位落在城镇供水削减 区时，XX 市辖区城镇居民生活用水按正常供水的60%供水，农业用水按需水量的 35%供水。水库下游环

57、境用水与农业用水处理方式一致，故环境供水保证率为90%。 1.4.5 综合利用效益指标 根据以上调度运用方式进行水库调节计算，水库各项指标汇总见表 1-11。 表 1-11 XX 水库各项指标成果汇总表 项目单位2020 年2010 年 正常蓄水位m 70.00 正常蓄水位相应库容亿 m33.93 防洪限制水位（6 月9 月）m 58.45 防洪限制水位（6 月9 月）相应库容亿 m32.45 防洪限制水位（10 月）m66.95 防洪限制水位（10 月）相应库容亿 m33.53 6 月9 月防洪库容亿 m31.48 10 月防洪库容亿 m30.40 死水位m33.0047.00（近期最低运行

58、水位） 死库容亿 m30.431.36（近期最低运行水位） 调节库容亿 m33.502.57 库容系数6114 装机容量kW69006900 最大毛水头m 4040 最小发电水头m 15.015.0 设计水头m25.125.1 出力加权平均水头m29.0429.51 多年平均发电量 万 kWh 28913037 装机利用小时h41904402 设计年供水量（p=97%）亿 m3/a1.981.18 设计年灌溉水量(p=90%)亿 m3/a1.300.91 水量利用系数84.282.1 本枢纽具有防洪、供水、灌溉、发电等综合利用效益。 防洪效益：工程建成后，可使 XX 河下游地区的防洪标准达到

59、20 年一遇。经 计算 XX 水库多年平均防洪效益为 6603.86 万元（2000 年水平） ，防洪效益年增长 率按 3计，则 XX 水库近期（2010 年）年防洪效益为 8875.04 万元，远期（2020 年）年防洪效益为 11927.31 万元。 供水效益：XX 市到用户的影子水价为 1.68 元m3，枢纽与配套工程的投资比 例 2080进行效益分摊，则枢纽的原水影子价格为 0.336 元m3，枢纽年供水 效益近期(2010 年)为 3980.9 万元，远期(2020 年)为 6656.8 万元。 灌溉效益：XX 水库保灌面积 9.92 万亩，其中现有抱古水陂保灌面积 0.5 万亩，

60、则水库新增保灌面积 9.42 万亩。经计算，分摊到枢纽的年灌溉效益近期(2010 年) 为 7851.8 万元，远期(2020 年)为 11484.9 万元。扣除灌溉效益计算与防洪效益计算 中的重复部分，则枢纽年灌溉效益近期(2010 年)为 7601.8 万元，远期(2020 年)为 11234.9 万元。 发电效益：按影子电价 0.65 元kWh 计算(有效电量系数取 0.95，厂用电率 为 1，专用线损率为 3)，近期年发电效益为 1800.90 万元，远期年发电效益为 1714.32 万元。 1.5 工程布置及主要建筑物 1.5.1 坝线选择 XX 梯级坝址位于 XX 河下游最末一个峡