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文档简介
PAGEPAGE21A1省B1市水利枢纽可行性研究报告案例1总则1.1项目背景与概况1.1.1项目名称:A1省B1市水利枢纽1.1.2承办单位概况A1省B1市水利枢纽的建设单位为A1省B1市水利开发有限责任公司。该公司于1996年8月8日经广西壮族自治区人民政府批准成立,是自治区人民政府直接领导下,作为百色水利枢纽的业主单位,负责工程建设、经营和管理。该公司经过一年多筹备,于1997年7月29日正式挂牌运行。随着水利部参股,1999年7月17日改为股份制公司,由珠委水利水电开发公司、广西水利电力有限公司、南宁市投资开发公司等单位参股,公司名称不变。1.1.3可行性研究报告编制依据(1)国家计委计土(1985)1075号文“关于珠江流域西江水系郁江综合利用规划报告审查意见的批复”。国家计委在批复中指出:郁江流域应以防洪、航运、发电为主,兼顾灌溉、供水、水产及其他方面需要,进行综合开发、综合治理;百色水利枢纽是开发治理郁江的关键工程,应及早进行可行性研究。(2)水利部珠江水利委员会和广西壮族自治区水利电力厅于1986年4月28日联合发出的“关于下达百色水利枢纽工程可行性研究任务的通知”。(3)国家计委计农经[1998]311号“印发国家计委关于审批A1省B1市水利枢纽工程项目建议书的请示的通知”,通知指出,百色水利枢纽项目建议书业经国务院批准,国家计委关于审批A1省B1市水利枢纽工程项目建议书的请示中指出:百色水利枢纽是一座以防洪为主,兼有发电、灌溉、航运、供水等综合效益的大型水利工程;工程建设分二期进行,把通航建筑物作为二期工程建设;请据此编制可行性研究报告。1.1.4项目提出的理由(1)防洪百色水利枢纽的防洪任务首先是提高广西首府南宁市的防洪能力。百色水利枢纽建成后,水库总库容56.6亿m3,预留防洪库容16.4亿m3,可使南宁市的防洪标准由目前的二十年一遇提高到五十年一遇。其次,还可以使B1市沿岸的百色、田阳、田东、平果、隆安等五个县市基本上免除五十年一遇以下洪水灾害;结合南宁以下郁江沿岸已按十年一遇洪水标准建设的防洪堤,可使郁江沿岸的邕宁、横县、贵港、桂平等县市的防洪能力达到二十年一遇以上的防洪标准。(2)发电百色水利枢纽水电站装机容量54万kW,年发电量17.01亿kWh,枯水期保证出力12.3万kW,枯水年调峰电量占年发电量的64%以上,可缓解广西电网峰谷差和电力供需矛盾。另外,百色水库建成后,在它的调蓄作用下,将使下游9个梯级枯水期电能增加3.67亿kWh。(3)灌溉和供水百色水库建成后,可为下游的B1市盘地农业灌溉及沿江城镇、工矿企业的生产、生活用水提供水质、水量和电量的保证。(4)航运郁江和西江是珠江流域中通航最好的河流,但是,在南宁至百色河段目前仅为六级航道,只能通航120t级船舶,而且枯水期还要减载运行,百色以上河段现在无营运性通航。百色水利枢纽建成后,经过水库对枯水期流量的调节,可使百色至田东段通航300t级船舶,达到五级航道;田东至南宁段通航500t级船舶,达到四级航道;水库渠化干流108km,支流200km,形成库区深水航道,通过百色水利枢纽2×300t级的通航建筑物,就可以使滇东南地区的货物直接从水路运至广西及出海口,为发展B1市航运创造条件。百色水利枢纽地处滇桂交界地区,是邓小平同志创建的B1市老革命根据地。多年来,由于历史和地域的原因,B1市革命老区的经济发展缓慢,人民生活水平较低,属于国家级的贫困地区。百色水利枢纽的建设,对促进滇桂地区的经济发展、改变B1市老革命根据地的贫穷落后面貌,将起到巨大的推动作用。1.1.5项目拟建地点百色水利枢纽是国家计委批准的郁江流域规划的第一梯级,是郁江的龙头水库,是郁江流域综合利用开发的关键工程。拟建的百色水利枢纽位于百色市上游22km的下平圩村的B1市河段上,离南宁市288km,离323国道仅1.5km,水陆交通方便。百色水利枢纽处于云贵高原与广西盆地过渡的斜坡带,水库两侧为中低山峡谷地形,山地高程一般在600~800m之间,属于构造侵蚀地貌,库区内无重要城镇和矿产资源,淹没耕地和搬迁人口相对较少,具备了良好的建库条件。该枢纽的主坝区所在河段为V型斜向谷,平水期河床宽45~110m,水深0~12m,主坝拟建在厚度120m,宽度为150m左右的辉绿岩上。坚硬的辉绿岩为建设130m高坝提供了良好的基础。1.1.6项目预期目标百色水利枢纽是一座以防洪为主,兼顾发电、灌溉、航运、供水等综合利用的大型水利枢纽。该枢纽坝址以上集雨面积19600km2,多年平均流量m3。工程开发预期目标有:(1)防洪效益与南宁市防洪堤相结合,使南宁市防洪标准近期达到50年一遇,远期与下游即将兴建的老口水利枢纽联合调度,使南宁市的防洪标准达到100年一遇;B1市百色市及以下河段城乡防洪标准达到50年一遇;南宁市下游郁江沿岸城乡防洪标准达到20年一遇。保护人口187.3万人,保护耕地109.2万亩,多年平均防洪效益7.75亿元。(2)发电效益水电站装机容量54万kW,年发电量17.01亿kWh,其中70%是枯水期电能,可缓解广西电网峰谷矛盾,同时增加下游已建的3个梯级电能1.5亿kWh。发电效益为7.22亿元。(3)灌溉和供水效益水库可改善和扩大B1市河谷农田的电力提灌面积和灌溉效益,扩大和改善灌溉面积15.61万亩,增加丘陵地水果灌溉面积11万亩,并可使下游沿岸城镇及工矿企业的生活和生产用水提供水量和水质的保障。(4)航运效益渠化上游航道300km;增加下游枯水期流量,提高下游航运标准,将为开辟一条沟通云、贵、桂、粤的出海通道创造条件;当下游渠化后,百色至南宁可通航300t级至500t级的船舶。年均航运效益为2.1亿元。1.1.7项目建设条件(1)业主单位广西壮族自治区人民政府于1996年8月8日批准成立了A1省B1市水利开发有限责任公司,负责百色水利枢纽工程建设、经营和管理。后来因国家水利部参股,于1999年7月17日建立股份制公司,公司名称不变。(2)资金筹措百色水利枢纽一期工程总投资50.66亿元,其中资本金20亿元,国内银行贷款30.66亿元。①资本金20亿元由水利部和广西分别出资12.5亿元和7.5亿元。②国内银行贷款30.66亿元已经国家开发银行承诺,贷款年利率为6.21%,还贷期为20年。(3)前期工作①百色水利枢纽的勘察设计工作始于1957年,1961年完成第一份初设报告后陷于停顿。1986年再次开展可行性研究。②1994年1月,能源部水利部水利水电规划总院以水规水[1994]0006号文提出《B1市百色水利枢纽工程可行性研究报告的审查意见》并上报水利部。③1996年6月,广西水利电力勘测设计研究院编写了《B1市百色水利枢纽项目建议书》由广西区计委上报国家计委。1998年3月5日,经国务院批准,国家计委以计农经[1998]311号文批准立项。④国家环保局以(91)环监字第146号文《关于B1市百色水利枢纽环境影响报告书》的批复,原则同意广西水电设计院编制的该工程环境影响评价。(4)施工准备百色水利枢纽施工准备工程自1997年10月正式开工,正在实施的工程建设项目有:导流洞工程、B1市平圩大桥、左右岸进场二级公路、3.5kV和11.0kV送变电工程,百林和平圩两个移民新村建设等。1.2主要经济技术指标百色水利枢纽是以防洪为主,兼有发电、灌溉、航运、供水等综合效益的大型水利枢纽。水库总库容56.6亿m3,其中调节库容26.2亿m3(防洪库容16.4亿m3),属不完全多年调节水库。水电站装机54万kW,最大出力58万kW,年发电量17.01亿kWh,枯水期调峰量占年发电量的63.8%。百色水利枢纽主要经济技术指标详见表1-2-1《百色水利枢纽工程特性表》。表1-2-1百色水利枢纽工程特性表序号名称单位数量备注一水文1流域面积B1市流域Km241200坝址以上Km2196002利用的水文系列年限年621937~2000年断续3多年平均年径流量108m382.94代表性流量多年平均径流量m3/s2631946~1988年调查历史最大流量m3/s112001880年实测量大流量m3/s90001937年实测最小流量m3/s10.51958年设计洪水流量(P=0.2%)m3/s13700校核洪水流量(P=0.02%)m3/s18700施工导流洪水流量(P=10%)m3/s139010月15日~5月15日
续表1-2-1序号名称单位数量备注5洪量设计洪量(7天)108m329.6设计洪量(15天)108m350.6校核洪量(7天)108m337.3校核洪量(15天)108m363.76泥沙多年平均输沙量104t512多年平均含沙量kg/m30.616二水库1水位PMF库水位m233.73校核洪水位(P=0.02%)m231.49设计洪水位(P=0.2%)m229.66百年一遇洪水位(P=1%)m228.5防洪高水位m228正常蓄水位m228汛期限制水位m214死水位m203初期运行死水位195m最高通航水位m228最低通航水位m2032正常蓄水位时水库面积km21333正常蓄水位时回水长度km108干流4水库库容总库容108m356.6正常蓄水位时相应库容108m348调洪库容108m316.4调节库容108m326.2死库容108m321.85库容系数0.3166调节特性不完全多年调节7水量利用系数%90三下泄流量及相应下游水位1PMF下些泄流量m3/s13737坝下水位m136.66
续表1-2-1序号名称单位数量备注2校核洪水下泄流量m3/s11542坝下水位m135.233设计洪水下泄流量m3/s9961坝下水位m134.084百年一遇洪水下泄流量m3/s9021坝下水位m133.315五十年一遇洪水下泄流量m3/s3000控泄坝下水位m126.576电站额定流量m3/s692相应电站尾水位m122.077电站最低尾水位m120.57单台机发电8航道出口最高通航水位m119.319航道出口最低通航水位m113.4四工程效益指标1防洪效益保护人口104人187.31994年水平提高南宁市防洪标准库堤结合,由抵御二十年一遇洪水提高到抵御五十年一遇洪水。保护耕地km27281994年水平2发电效益电站装机容量MW540最大出力580MW枯水期保证出力MW123多年平均发电量GW·h1701年利用小时数H3150增加已建三个梯级及同步建设的那吉梯级枯水期电能GW·h1873航运效益渠化库区航道km108提高下游航运等级由六级提高到四级4可改善与扩大电灌面积km2386五淹没损失及工程永久占地1淹没人口人234001999年其中云南省人76092搬迁人口人269691999年其中云南省人9519
续表1-2-1序号名称单位数量备注3淹没房屋104m292.94其中云南省104m234.224淹没耕地亩60915毛面积其中云南省亩16314毛面积5淹没林地亩88513其中云南省亩191936淹没公路杆公里153.8其中云南省杆公里53.77淹没通信线路杆公里295其中云南省杆公里1668淹没输电线路杆公里458.9其中云南省杆公里159.89淹没小水电处178其中云南省处4410淹没文物古迹处16其中云南省处1011淹没乡镇个2其中云南省个112淹没工厂企业个9其中云南省个113淹没国营茶场个114工程永久占地亩10272包括平圩上屯淹没数六主要水工建筑物1主坝坝型碾压砼重力坝地基特性辉绿岩坝顶高程m234坝顶宽度m10最大坝高m130坝顶长度m7202泄水建筑物型式坝上溢流表孔堰顶高程m210表孔孔数孔4表孔尺寸(宽×高)m14×18
续表1-2-1序号名称单位数量备注渲泄最大流量m3/s13737中孔进口底高程m167.5中孔孔数孔3中孔尺寸(宽×高)m4×7消能方式表孔宽尾墩—中孔跌流—底流式消力池联合消能3引水发电系统进水口型式岸塔式底坎高程m179引水道型式压力隧洞引水道数量条4压力隧洞长度m最短195.5,最长266.8引水洞直径m6.5最大经净水头m107.6厂房型式地下式主厂房尺寸(长×宽×高)m147×20.7×49机组安装高程m115.2开关站型式地下式开关站尺寸(长×宽×高)m93.79×12.8×24.84航运过坝设施型式有中间渠道的两级垂直升船机级数级2线路总长m4337.93过船吨位t2×300年过坝能力(双向/单向)万t540.96/270.48承船厢有效尺寸(长×宽×水深)m77.5×10.2×1.7最大通航流量m3/s1500总提升高度m115第一级总提升高度m25第二级总提升高度m90第一级承船厢运行速度m/min9第二级承船厢运行速度m/min15船只过坝时历min26.85日过闸次数次495副坝银屯副坝型式土心墙土石坝
续表1-2-1序号名称单位数量备注地基特性全、强风化砂岩坝顶高程m235坝顶宽度m7最大坝高m39坝顶长度m375香屯副坝型式均质土坝地基特性全、强风化砂岩坝顶高程m235坝顶宽度m7最大坝高m26坝顶长度m96七电站机电设备1水轮机台数台4型号HL230-LJ-430最大工作水头m107.6最小工作水头m71额定水头m88单机容量MW138最大148MW转轮直径m4.3额定流量m3/s1732发电机台数台4型号SF135-36/9200单机容量159/135功率因数cosφ0.85电压kV13.83主变压器型号SSPSZ9-160000/220台2型号SSP9-160000/220台24厂内起重机台数台1型号2×2500kN双梁桥式起重机跨度m18.5主钩起升高度m22
续表1-2-1名称单位数量备注副钩起升高度m22最大轮压t68八施工1主坝区主体工程工程量明挖土石方104m3324.77洞挖石方104m331.97填筑土石方104m38.93常态混凝土104m369.31碾压混凝土104m3211.62固结灌浆104m14.85回填灌浆104m22.08接触灌浆104m21.67帷幕灌浆104m5.031基础排水孔104m7.84钢筋及钢材t24842.82金属结构t2980.82导流工程主要工程量明挖土石方104m332.85洞挖石方104m314.70填筑土石方104m336.66常态混凝土104m310.89碾压混凝土104m38.39固结灌浆104m1.41钢筋及钢材t45.88金属结构t4013副坝工程量明挖土石方104m323.43洞挖石方104m30.14填筑土石方104m384.37常态混凝土104m30.74接触灌浆104m20.02帷幕灌浆104m1.04钢筋及钢材t65.5金属结构t5
续表1-2-1序号名称单位数量备注4航运过坝建筑物工程量明挖土方石104m3689.36洞挖石方104m31.4填挖土石方104m333.47常态混凝土104m323.46固结灌浆104m1.31帷幕灌浆104m0.45基础排水孔104m0.1钢筋及钢材t12400金属结构t82305一期工程永久房屋建筑104m2197206一期工程主要材料用量水泥104t29.89钢材104t2.87炸药104t0.49木材104m30.917一期工程所需劳动力总工日104工日740最高峰工人数人4605,其中主坝区4185,副坝区4208一期工程施工临时房屋104m27.499施工动力及来源一期工程供电kW1826010一期工程永久交通距离km22.511施工导流型式隧洞导流隧洞进口高程m119隧洞尺寸(宽×高)mφ13.2圆形断面导流设计标准流量m3/s1390渡汛设计标准流量m3/s6930上游围堰型式碾压混凝土围堰上游围堰最大高度m32.8下游围堰型式土石过水围堰下游围堰最大高度m9.3导流底孔尺寸mφ2圆形断面导流底孔高程m130.5
续表1-2-1序号名称单位数量备注12一期工程施工占地104m213施工期限主坝区工程准备工期年2第一台机组发电工期年4年8个月主坝区竣工工期年6二期航运建筑物工期年4设计总工期年6(其中主坝岸基开挖至竣工工期5年)九经济指标1工程静态投资108元53.47其中一期工程45.12其中:水库淹没处理赔偿费108元16.65建筑工程108元17.66其中一期工程13.83机电设备及安装工程108元5.09其中一期工程4.14金属结构设备及安装工程108元2.54其中一期工程0.59临时工程108元4.19其中一期工程3.73其他费用108元4.46其中一期工程3.772工程总投资108元59.89其中一期工程50.66价差预备费108元0建设期利息108元6.42其中一期工程5.54建设期产出108元0.813综合利用经济指标(一期工程)水库单位有效库容投资元/m31.93水电站单位千瓦投资元/kW9381单位电能投资元/kW·h2.98经济内部收益率%27.22财务内部收益率FIRR%4.73上网电价元/kW·h0.26贷款偿还年限年201.3问题和建议(1)百色水库淹没云南省富宁县耕地1万亩,迁移人口9千多人。属于广西地方兴建的水利工程,要解决省际间的淹没和移民问题,如果处理不好,就会影响工程的实施。(2)百色水利枢纽的防洪效益十分显著,并兼有发电、灌溉、航运、供水等综合利用效益。工程建成后,将进一步促进桂、滇边境少数民族和百色革命老区的经济发展,是一项广西最大的扶贫工程,建议尽快开工建设。2市场预测2.1防洪目前南宁市已建防御20年一遇洪水的防洪堤,郁江沿岸城镇也分别建成了防御10年一遇洪水的堤防。2.1.1百色水库对南宁市防洪的作用以防洪为主的百色水利枢纽主要防洪对象是下游377km的广西首府南宁市,洪水传播时间54小时左右,百色水利枢纽建成后,南宁市的防洪标准可提高到50年一遇,再兴建老口水利枢纽,南宁市就可以防御100年一遇的洪水。百色水利枢纽在郁江上游B1市的平圩村(百色市上游22km),控制集水面积19600km2,占南宁市集水面积73700km2的26.6%。百色水利枢纽下游的百色市有澄碧河汇入B1市,澄碧河建成澄碧河水库,控制集水面积2000km2,总库容11.3亿m3。百色水库与澄碧河水库联合对下游防洪,两者的集水面积为21600km2,占南宁市集水面积的29.3%。从澄碧河与B1市汇合口向下游沿程经过田阳、田东、下颜三个天然滞洪区,把上游来的洪峰流量进行调蓄(B1市的暴雨中心在百色和剥隘一带),使B1市沿程流量不显著增加,这种情况可由B1市历史上发生的大洪水得以证实,详见表2-1-1和表2-1-2。表2-1-1B1市上下游历史洪水情况表测站集水面积(km2)历史洪水流量(m3/s)1880年1913年1915年1926年1937年百色(三)站217201160010500880082509300田阳站253051130010400890083009700田东站291011230010400910083609980下颜站31756110009070820068508670-5.17-13.6-6.5-17.0-6.8表2-1-2B1市上下游各频率洪峰流量表测站集水面积(km2)均值CvCs/CvP(%)m3/s125百色坝址1960031400.604.001030088406930下颜水文站3175035900.474.00955088406930从表2-1-1和表2-1-2不难看出,B1市历史大洪水流量从百色向下游是逐渐减少的,说明百色的流量基本上控制了B1市下游的流量,所以百色水利枢纽加上已建的澄碧河水库联合防洪,可控制B1市流域面积42500km2以上的洪水。B1市集水面积占南宁市以上集水面积的57.7%,说明控制了百色水库和%集雨面积的洪水,这就是百色水库对南宁防洪的作用。再从1936~1997年62年实测流量资料分析,凡是南宁出现大洪水,都有来自百色的洪水。建百色水利枢纽减少百色洪水的下泄流量,就能减少南宁的洪峰流量。南宁以上的B1市和左江,不管是哪一条江单独发生大洪水,都构不成南宁20年一遇的洪水,只有两条江都同时涨水,才构成南宁20年一遇以上的洪水。由于南宁市以上洪水的特性,所以无论在左江或B1市上建设防洪水库,都能对南宁市起到削减洪峰的作用。左江上游发源于越南,中下游沿江地势平坦,居民密集,不宜建高坝大库;B1市能建高坝大库也唯独百色水利枢纽。广西首府南宁市的防洪,只有建设百色水利枢纽,这是无可替代的。2.1.2百色水库对南宁以下郁江的防洪作用修建百色水利枢纽后,可把南宁下游的郁江防洪标准由现在的10年一遇提高到20年一遇。根据南宁市与下游的贵港市的实测洪水资料和设计成果可以看出,郁江的洪峰流量是由上游向下游递减的,详见表2-1-3。表2-1-3南宁与贵港各频率年最大流量表项目集水面积(km2)均值CvCs/CvP(%)12510南宁最大流量(m3/s)7370094400.354.0020300184001590013900贵港最大流量(m3/s)8633395000.324.0019200176001570013600从表2-1-3可以看出郁江的洪水是从南宁向下游递减的,这就说明百色水利枢纽不仅对南宁市防洪的重要性,也说明了百色水利枢纽对郁江沿岸城镇的防洪作用巨大。2.1.3百色水利枢纽对B1市防洪作用百色水库建成后,当南宁发生50年一遇洪水时,百色水库发生同频率的洪水为8840m3/s,经百色水库调蓄后限泄最大流量为3000m3/s,对B1市沿岸的防洪是明显的,可免除了50年一遇洪水的威胁。2.2发电广西电网水电比重较大,又缺乏调峰库容,电力负荷峰谷差较大,而且系统调峰容量不足。百色水库调节性能好,可承担调峰任务,并与电网中的径流式电站补偿发电,减少径流电站的弃水量。另外,百色水利枢纽还可以增加下游梯级枯水期出力和电量的作用。2.2.1百色水电站对广西电网调峰作用广西岩滩、天生桥二级电站投产后,1996年广西主网装机为500万kW。在广西电力系统中,只有水电和火电两种电源,水电比重超过60%,而且大部分为径流电站,既没有调节性能较好的高坝大库,也没有抽水蓄能电站,系统电源比较脆弱,在龙滩水电站投产以前,百色水电站的调节作用可缓解广西电网峰谷矛盾和枯水期电能的紧缺。详见表2-2-1。表2-2-1广西主网电力平衡表(8月与12月)单位(万kW)项目8月12月附注系统负荷1620.01490.02010年用电水平系统峰荷530.7524.5同上抽水蓄能电站承担峰荷60.050.0规划阶段天生桥高低坝电站峰荷60.950.8一级多年调节装机32.8,二级日调节装机48.1,总装机80.9。岩滩电站峰荷131.0121.0日调节装机166.0季调节与年调节电站峰荷24.825.2龟石、澄碧河、西津、合面狮、天湖总装机37.04。龙滩电站峰荷114.8145.0初设装机210.0百色电站峰荷44.546.0已施工装机54.0瓦村电站峰荷16.7821.0规划装机26.0日调节电站峰荷39.9862.7大化、拉浪、叶茂、洛东、麻石、大埔、巴江口、昭平、贵港、桂平、京南、那吉、左江、长洲、总装机219.91。径流式电站峰荷37.2628.6百龙滩、恶滩水电装机108.12。火电电站峰荷0.71902.2.2百色水电站对增加下游梯级枯水期电能的作用百色水库正常蓄水位为228m,死水位203m,初期(库区港口建成前)运行死水位195m。初期运行与正常运行(库区港口建成后),采用1936~1986年径流代表段计算其对下游的作用,计算结果见表2-2-2。表2-2-2百色水库电站对下游梯级的作用分析表项目单位初期正常期附注正常蓄水位m228228黄基死水位m195203正常蓄水位相应库容亿m348.048.0调节库容亿m331.826.2装机容量万kW54.054.0百色电站枯水期(12~4月)电量亿kW·h8.237.49百色(12~4月)平均出力万kW22.620.5增加西津与桂平电站(12~4月)出力万kW3.863.37已建成二梯级增加西津与桂平电站(12~4月)电量亿kW·h1.411.2312~4月5个月电量增加下游9梯级(12~4月)出力万kW17.815.1增加下游9梯级(12~4月)电量亿kW·h6.485.5012~4月5个月电量从表2-2-2可以看出,百色水利枢纽建成后可增加下游梯级枯水期出力17.8~15.1万kW,增加枯水期电量4.48~5.50亿kWh。2.2.3百色水电站对跨流域径流电站补偿的作用广西电力系统径流式电站比重很大,到2010年日调节和径流式电站总装机为447.07万kW,占广西2010年系统水电站装机1081.02万kW的41.1%。由于径流电站基本上没有调节年内水量的能力,每年的枯水期发电出力很少。百色水库调节库容26.4亿m3,水电站装机54万kW,库容系数为38.2%(近期),通航港口建成后库容系数也有31.5%,水库调节性能好,属于不完全多年调节。径流电站丰水期电量多,电量卖不掉,造成严重的弃水,广西主网1996年和1997年弃水电量如表2-2-3。表2-2-3广西主网弃水电量表单位:亿kWh内容6月7月8月9月10月合计1996年01.813.703.740.028.871997年1.813.203.522.900.7812.21广西电网丰水期弃水,枯水期又没水发电。百色水电站建成后,可与其他径流电站补偿发电,缓解电网的供需矛盾。现列举融江上的麻石、浮石、大埔和龙江上的拉浪、叶茂、洛东六座电站与百色水电站的补偿情况,详见表2-2-4。
表2-2-4平水年(1973~1974年型)六电站与百色电站补偿情况表年月(1)拉浪等6电站(2)百色电站(3)六电站加百色联合运行附注1973.529.88.8038.65~10月百色限制水位运行,只能作月补偿,此期广西主网多电,6电站无调节能力,自然发电;每年11月到次年4月,广西主网缺电,百色可全枯水期补偿发电。1973.629.021.250.21973.729.521.751.21973.832.016.348.31973.926.723.350.01973.1024.617.041.61973.1126.79.9032.21973.128.4124.832.21974.17.4224.032.21974.210.922.732.21974.36.8321.532.21974.49.9020.032.2合计万kW241.76231.2477.96年电量亿kW·h17.6516.934.53装机万kW38.3954.092.39利用小时h459831303736表2-2-4中,拉浪等6电站和百色电站的各月出力,是根据各电站1973年径流(1973年为平水年)计算的,用来代表多年平均值。百色电站与六电站联合发电后,月出力稳定,运行平稳,在枯水期(11~4月)平均出力为32.2万kW,百色水电站的补偿作用明显。2.3航运百色水库回水到云南省的富宁县境内,渠化干支流33多km。百色水库最小下泄流量为100m3/s,澄碧河水库最小下泄流量为30m3/s,再加上百色水库坝址到百色港的区间最小流量为10m3/s,就能确保百色港以下通航流量不小于140m3/s。确保百色至南宁全年可通航300t级船舶,滇东南的物资可通过库区和B1市航道直达南宁、广州或沿海各港口,这对云贵桂三省区交界处的贫困地区和革命老区经济发展将起到很好的作用。根据B1市沿岸和库区腹地国民经济发展规划,考虑南昆铁路、盘百公路和324国道的物资分流后,规划到2010年百色枢纽过坝的货运量为287万t/年。2.4灌溉百色水利枢纽的灌溉作用主要体现在,为B1市河谷已建的电灌站提供可靠的电源和水量的保证。计划扩大和改善灌溉面积26.61万亩。2.5供水百色水利枢纽对B1市沿岸城乡的供水作用主要是提供水量和水质的保障。
3郁江流域水资源开发利用条件郁江是珠江流域西江水系的最大支流,位于广西的西南部,从发源地云南省广南县听弄村至桂平市区汇入浔江,全长1145km,总落差1655m,平均坡降1.41‰。流域面积89357km2(其中;云南9723km2,广西68055km2,越南11579km2)。郁江在广西境内水力资源理论蕴藏量297.63万kW,可开发容量192.43万kW,年发电量89.63亿kWh。郁江开发分为10个梯级,详见表3-1-1。1985年7月15日,国家计委关于珠江流域西江水系郁江综合利用规划报告审查意见的批复称:(一)郁江流域规划应以防洪、航运、发电为主,兼顾灌溉、供水、水产及其他方面的需要,进行综合开发,综合治理;(二)南宁市防洪近期可提高到20年一遇洪水标准,百色水库建成后可提高到防御50年一遇洪水标准;(三)百色水利枢纽是开发治理郁江的关键工程,应及早进行研究,如地方财力可能,可考虑列为地方建设工程;(四)在规划拟定的库区范围,应立即制定相应措施,控制工矿、城镇建设和人口迁入,以免增加工程兴建的困难。郁江梯级开发情况是:(一)已建的梯级有:桂平、贵港和西津三个梯级;(二)正在进行的初步设计的梯级有:那吉和金鸡两梯级;(三)正在进行可行性研究的有老口梯级。表3-1-1郁江干流梯级开发方案水电站指标表项目单位瓦村百色东笋那吉鱼梁金鸡老口西津贵港桂平合计坝址控制面积平方公里11506195421959023937294943250672368809018514889335多年平均流量1332821360149316011613正常蓄水位米350233120.21149688786342.530.9利用水头米128122613111013211412单独运行保证出力万千瓦7.510.80.330.661.891.322.384.653.381.5134.42装机容量万千瓦264023.7553.251223.44144.65134.09年发电量10.215.30.601.732.31.862.710.95.931.6553.17年利用时数小时3920383030004610460057202250465042403550元160413402450274724004862170878123641505联合运行保证出力万千瓦7.511.51.011.891.891.92.386.634.832.241.73装机容量万千瓦264025561223.44144.65138.09年发电量10.216.41.072.32.32.63.9213.67.712.5562.65年利用时数小时3920410053504600460043303270580055105480元160413402450206024002633170878123641505库区淹没耕地亩428317986122433465901176807600154482迁移人口人33322200623566250893233827280127374工程总投资亿元4.175.80.491.031.21.582.051.833.312.523.96水库死水位米311190.3117.2112845941.6总库容亿立方米23.361.433.5303.53防洪库容亿立方米17.3调节库容亿立方米13.842.61.260.36PAGEPAGE934水文气象4.1流域概况郁江是珠江流域西江水系的最大支流,流域面积为90800km2,位于广西西南部,在东经104°41′~110°22′,北纬21°30′~24°38′之间,整个流域地势是西北高、东南低。百色以上与云贵高原相接,为高原斜坡地貌,属中低山峡谷地形。百色以下至老口段为低山丘陵与盆地相间,南宁以下为广阔的红土丘陵平原。支流左江源于越南,经平宜关进入广西,至龙州水口镇与水口河汇合后称为左江,左江流域多呈岩溶峰林谷地和弧峰平原地貌。郁江水系大致呈树枝状,干流全长1152km,总落差1655m,平均比降为1.41‰。干流上游称驮娘江,发源于云南省广南县杨梅山,经广西西林、田林两县与西洋江汇合后称剥隘江,至百色后称B1市。B1市在邕宁县宋村与左江汇合后称郁江。B1市全长727km,流域面积41200km2。郁江流经南宁市、邕宁县、横县、贵港市、桂平市,至桂平市区注入浔江。浔江至梧州与桂江汇合后称为西江。4.2气象B1市流域多年平均降雨量为1200mm,各地降雨量一般多集中在汛期(6月至9月),约占全年降雨量的65%,11月至次年月为枯水期,降雨量少于全年降雨量的20%。百色坝址以上各雨量站多年平均降雨量为1077.1mm。在雨季,暴雨天气较频繁,主要受到副热高压、热带低压、台风及西南低涡气旋所致,实测本区域最大降雨量为1967年8月在百色平塘站的24小时降雨量461.3mm。百色以上流域多年平均年蒸发量在1370mm至1674mm,年变化为1月至7月逐渐增大,最大月蒸发量达200mm,7月至12月逐月减少;百色以上流域内受地形影响,各地平均气温在16.7~22.1℃之间,年内5月至9月气温高,多年平均气温为22.1℃,逐月平均气温在26℃以上,极端最高气温达42.5℃,极端最低气温为-5.6℃,但一般都在0℃以上。百色水利枢纽坝址气象情况见表4-2-1;百色以上流域相对坝址所在地属于季风区,夏季盛行南风,风速在0.8~1.2m/s,春季较大,秋季较小。极端最大风速为40m/s。表4-2-1百色水利枢纽坝址平均气温表月份123456789101112全年平均气温(℃)13.315.119.223.726.628.028.527.926.222.818.614.822.14.3径流坝址径流分析计算,是以坝址下游的百色水文站实测径流资料为依据,考虑集水面积的差异及澄碧河水库的影响(水文站设在坝址以下的B1市与澄碧河汇合口下游)来推求坝址径流。4.3.1测站郁江流域共有水文、水位观测站29个(不含水库站),其中水文站24个,水位站5个,多数是在1949年以后建立的,最早观测的南宁水文站是从1907年开始,已有将近百年的历史。郁江干、支流上主要水文站有瓦村站、汪甸站、百色站、田东站、下颜站、龙州站、濑湍站、南宁站、贵港站、平圩站等。其中在B1市干流上有瓦村站、汪甸站、百色站、田东站、下颜站。以上各水文站都有刊印的成果。1995年3月,在百色水利枢纽坝址下游350m处增设了平圩坝址临时水位站观测至今,以控制坝址水位流量关系曲线低水位部分,提高坝址水位流量关系曲线的精度。4.3.2坝址历年径流计算将坝址下游的百色(一)、(三)站径流资料换算到百色(二)站(百色水文站由百色(一)、(二)、(三)站组成),然后统一移置到坝址,并求得1937~设计年径流系列。4.3.3坝址径流代表段分析坝址径流成果是采用1937~设计年的径流资料系列,经P-Ⅲ型配线后采用多年平均流量。(1)系列延长分析从以上分析可知,百色水利枢纽坝址径流在1908~1936年可能是偏丰水为主的丰水段。(2)坝址径流代表段选择从百色水文站的实测径流成果和利用降雨以及下游南宁水文站资料进行延长的水情分析成果,得出百色坝址的径流规律,并确定丰水段为1946~1951年,丰水段平均流量为379m3/s;较长的枯水段为1955~1967年,枯水平均流量为195m3/s;平水段为1968~1986年;历年最大平均流量为545m3/s。历年最小平均流量124m3/s。从以上结果说明各代表段已包含有一个完整的水文周期,具有较好的代表性。设计采用1946~设计年连续径流作为百色坝址代表径流系列。(3)坝址径流成果根据1946~设计年径流系列,进行P-Ⅲ配线后,经分析计算,多年平均流量为263m3/s,径流年内分配见表4-3-1。表4-3-1百色坝址多年平均各月径流表月份123456789101112全年平均流量(m3/s)75.061.452.659.41414305247045262891731032634.4洪水4.4.1洪水特性郁江洪水由暴雨组成,7~9月为台风盛行期,西南低涡也是形成最大暴雨的主要天气系统,多发生在5~8月间。B1市流域年均暴雨日数为2.8~7.0天,其中西林站最少,只有2.8天,凌云站最多,达到7.0天,B1市河谷为3.6~4.1天。一次天气降雨过程多为3天左右,主要暴雨集中在1天内,如1958年、1968年、1979年、1986年的暴雨,1天降雨量占3天降雨量的80%左右。根据百色水文站多年实测资料可知,B1市洪水多为单峰型,洪水涨洪历时较短,洪水从起涨到峰顶仅2天左右,峰顶滞时5~8小时,峰后退水历时较长,一般为6天左右。一场洪水过程一般为7~10天。4.4.2历史洪水及重现期通过进行大量的历史洪水调查,获得历史洪水的洪水痕迹有1880年、1913年、1915年、1926年、1937年等,并得出B1市历史洪水顺位为1880年、1913年、1937年、1915年、1926年。按照1880年洪水为第一位进行频率计算,到2000年其重现期为N1880=2000-1880+1=121年,对于1913年、1937年、1915年、1926年的洪水重现期,则按1880年以来第2到第5位确定,计算其重现期分别为N1913=60.5年,N1937=40.3年,N1915=30.3年,N1926=24.2年。有关1880年洪水重现期,根据百色河段调查的农家善老人祖辈的年龄估算,农家善老人到2000年为101岁,他爷爷比他大60岁,他爷爷的父亲比他爷爷大30岁,而且这几代人都传说1880年洪水,因此1880年洪水重现期可能延伸的时间为N1880=101+60+30=191年。综合以上分析,百色坝址1880年历史洪水重现期为N1880=121~192(至2000年),其他1913年、1937年、1915年、1926年洪水重现期同样按照1880年以来的第2、第3、第4、第5等排位确定。在洪水频率适线时,考虑了各种方法的历史洪水重现期相应的点子位置,以及他们与点群的关系,综合权衡,优选出洪水的频率曲线得出的坝址历史洪水成果见表4-4-1。表4-4-1百色坝址历史洪水成果表项目1880年1913年1915年1926年洪峰流量(m3/s)112001020087008200重现期N=121~1914.4.3洪峰及洪量频率计算百色水利枢纽坝址以上集水面积为19600km2,在下游的22km处的百色水文站有60多年水文资料(1936年建站,分别于(一)、(二)、(三)站施测)。坝址设计洪水计算是以百色水文站和澄碧河水库站为依据,推算出坝址1937~设计年洪峰、洪量系列,其洪峰、洪量成果见表4-4-2。表4-4-2百色坝址洪峰与洪量频率计算成果表项目系列均值CvCs/Cv频率(%)0.010.020.10.212510洪峰洪量(m3/s)N=121~191n=62,a=531400.60420200187001520013700103008840693055207天洪量(亿m3)N=121~191n=62,a=59.790.45339.637.331.929.624.121.618.315.715天洪量(亿m3)N=121~191n=62,a=516.740.45367.663.754.650.641.237.031.326.84.4.4坝址设计洪水过程线根据百色水文站1937~设计年实测洪水过程线,选出代表不同类型的1937年、1942年、1968年洪水过程线作为模型。(1)1937年型洪水过程线是洪峰大、洪量也大的年型,过程线尖瘦。(2)1968年型洪水过程线,是近几十年来最大的一场洪水,百色站实测最大流量为5490m3/s,最大峰前有一小时洪水,有一定代表性。(3)1942年型洪水过程线为肥胖形状,百色站实测最大流量为2940m3/s,洪水持续时间较长。采用分时段同频率放大法求得各频率坝址设计洪水过程线如图4-4-1。4.4.5可能最大洪水可能最大洪水(PMF)按单位线法、典型洪水放大法和区域历史洪水外包法进行推算。计算结果表明,用上述三种方法推求的PMF成果相差不大,最后推荐采用单位线法计算成果。三种方法计算的PMF成果及推荐成果见表4-4-3。表4-4-3可能最大洪水成果表项目QPMF(m3/s)W7(亿m3)附注区域历史外包法2520048.7单位线法2420048.5典型年放大法2370048.3采用成果2420048.3Q0.01%=20200m3/s;W7(0.01%)=39.6亿m3。4.4.6入库洪水入库洪水选择三个典型年进行分析,三个典型年分别是1968年、1992年、1994年。计算方法采用流量叠加法和流量反演算法,分析计算得典型年入库洪水与坝址洪水的关系如表4-4-4。表4-4-4典型年入库洪水与坝址洪水关系表典型年坝址洪峰流量(m3/s)入库洪峰流量(m3/s)洪峰比值入库洪量与坝址洪量比值入库洪峰较坝址洪峰提前(小时)24小时72小时7天1968年516056201.091.0421.0151.00061992年253026801.061.0381.0001.00081994年344037001.081.0501.0001.0006采用系数1.081.0501.0201.0006按表4-4-4利用坝址典型年设计洪水过程线,放大求得入库设计洪水过程线,计算结果如表4-4-5。图4-4-1
表4-4-5百色水库入库设计洪水计算成果表项目放大系数坝址洪水入库洪水附注0.02%洪峰流量(m3/s)1.081870020200入库洪峰较坝址洪峰提前6小时。0.02%3天洪量(亿m3)1.0226.0026.520.02%7天洪量(亿m3)1.0037.3037.304.4.7南宁设计洪水南宁市是百色水库的主要防洪对象。南宁水文站有实测洪水系列72年,再加入1881年历史洪水,采用矩法公式计算洪水系列的多年平均洪峰流量为9270m3/s,7天洪量46.7亿m3,15天洪量为83.0亿m3。南宁市洪水频率计算成果见表4-4-6。表4-4-6南宁洪水频率成果表项目系列(年)均值CvCs/CvP(%)0.010.112510洪峰流量(m3/s)N=286n=7294400.35143220026300203001840015900139007天洪量(亿m3)N=286n=7247.80.39316613710696.683.272.615天洪量(亿m3)N=286n=7283.00.4133042481911731491294.4.8南宁到百色区间设计洪水南宁水文站集水面积为73700km2。百色水库坝址以上集水面积19600km2,仅为南宁集水面积的26%。百色水库对南宁的防洪作用的大小,主要看区间洪水地区组成。南宁设计洪水地区组成,设计采用典型年地区组成法和同频率地区组成法进行分析计算,选择了1937年、1942年、1968年洪水为模型。典型年法是以南宁断面的设计洪量为控制,以固定时段同倍比放大法来放大典型洪水过程线。同频率地区组成法分为两种情况,一是以南宁与百色发生同频率洪水,区间发生相应洪水;二是南宁与区间发生同频率洪水,百色发生相应洪水。此外,还采用了典型年峰量兼控法、变时段同倍比法和变时空同倍比法进行分析,选择南宁实测洪峰流量不小于11000m3/s的11场洪水为模型进行分析,并得出50年一遇设计洪水地区组成成果如表4-4-7。表4-4-7中各种洪水组成均用于防洪调度计算,并以最不利洪水组成来确定百色水库的防洪库容为16.4亿m3。表4-4-7设计洪水地区组成计算成果表序号典型洪水放大方法设计成果南宁区间百色坝址Q(m3/s)W15(亿m3)Q(m3/s)W15(亿m3)Q(m3/s)W15(亿m3)1典型年洪量组成19371650017314000142911032.9219421690017314300145333028.3319681660017312900138642035.44峰量兼控193718400173156301431020030519421840017315880145363028.1619461840017314140140834033.4719551840017315800156297016.6819581840017313960140547032.8919681840017314700138714035.11019711840017314200139513034.51119851840017314600144491029.41219861840017315200146360027.41319921840017315380148317025.31419941840017315800151305022.015南宁与百色同频区间相应19371840017315070137884037.01619421840017314900148884037.01719681840017314470137884037.018南宁与区间同频百色相应19371840017315000139860038.41919421840017315000139430037.42019681840017315000139800038.74.4.9施工洪水根据百色水文站的实测资料分析,流域的洪水主要发生在5~9月份,若发生在10月,也主要在10月上旬。施工洪水分析计算是结合施工组织设计要求进行,按年最大值法选择,对各分期洪水系列进行频率计算,并选择6个不同枯水时段作为施工洪水时段。(1)施工洪水设计洪峰流量根据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93)的有关规定,采用年最大值法在施工时段内按跨期5天进行选择。历年洪峰流量的计算方法,根据百色水文站的水位、流量资料,求得坝址63年洪水系列,采用P-Ⅲ型适线,然后选取经验频率和配线成果两者的最大值,并经综合平衡协调后采用成果如表4-4-8。表4-4-8施工时段设计洪峰流量成果表序号时段洪峰流量Qp(m3/s)P=5%P=10%P=20%P=50%110月~次年5月282021501510872210月15日~次年5月243017701280754310月15日~次年3月19401260792409410月15日~次年5月15日19201390956556510月20日~次年2月15301080742369611月~次年5月185014901260673(2)施工洪水设计洪水过程线根据各施工时段的设计洪峰流量及百色水文站的实测洪水资料,选择此期间洪水量比较接近设计值的年型作为典型,采用倍比法进行放大,最后提出较为不利的年型作为调洪计算的典型年,推荐年型的洪水放大成果如表4-4-9。表4-4-9施工时段设计洪水过程线放大成果表时段年型典型P=10%Qm(m3/s)W7(亿m3)Qm(m3/s)W7(亿m3)10月15日~次年5月15日194812105.6413906.484.5坝址水位流量关系曲线-1。表4-5-1坝址水位流量关系成果表水位H(m)119.8120120.5121121.5122123124125126流量Q(m3/s)30621633054756651100159021002650水位H(m)127128129130131132133134135137流量Q(m3/s)3260392046905570652075408650986011200144504.6泥沙4.6.1悬移质输沙量百色水文站有多年悬移质泥沙观测资料,通过建立年径流与输沙量关系,并插t。分析历年来水、来沙过程,得出坝址的来水与来沙过程关系较好的结论,并推荐与年径流系列代表段相同的1946年至1986年作为输沙量系列代表段,其平均年输沙量为512万t。百色坝址悬移质泥沙情况如表4-6-1。表4-6-1坝址多年平均悬移质泥沙情况表项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月多年平均0.0300.0310.0430.1060.5261.1090.760.8370.5020.3130.1320.0700.616月平均输沙量(kg/m3)2.271.932.246.3274.147741258926490.622.87.22162月平均输沙量(万t)0.610.470.601.6419.812411015868.424.35.91.9512根据代表段年输沙量进行频率计算,其均值为512万t,Cv为0.74,采用Cs/Cv=3.0,则各频率输沙量如表4-6-2。表4-6-2坝址年输沙量频率表项目系列(年)均值(万t)CvCs/Cv输沙量(万t)0.5%1%2%5%10%20%50%输沙量1946~1986n=415120.74322001920164012709987283864.6.2推移质输沙量郁江流域各水文站均没有推移质输沙量实测资料。为了推求百色坝址以上流域推移质输沙量,分别在百色入库站和百色水文站采用坑测法和推移质采用器法进行了推移质输沙量观测。观测成果为1.76t/a~52.4t/a,分别占当年悬移质输沙量的0.14%~11.2%,多年平均推移质输沙量为35.3万t。4.6.3水库泥沙淤积估算B1市属于少沙河流,坝址处多年平均含砂量为0.616kg/m3,多年平均推移质输沙量%。4.7水面蒸发根据百色以上流域8个观测站的实测蒸发量资料得知,库区多年平均蒸发量最小的西林站为1370mm,最大的富宁站为1674mm,平均为1500mm。百色水库为高坝大库,正常高水位228m时的水面面积为133000m2。年蒸发损失水量为133000m2×1.5m=199500m3。蒸发损失对于56亿m3的百色水库来说,实在是微不足道。
5工程地质5.1区域地质本区位于云贵高原与广西盘地过渡的斜坡带,为低山峡谷地形,地势西北高东南低,以B1市为界两岸呈阶梯状上升,山地高程一般在600~800m之间,走向与构造线基本一致,属构造侵蚀剥蚀地貌。在构造上位于华南准地台的桂西印支褶皱系中的桂西坳陷内,是一个多旋回构造区。本区内出露最古老的地层为寒武系中上统碳酸盐岩,泥岩和砂岩,分布在B1市上游剥隘和富宁以北地区。在加里东运动初期本区隆起,晚期复沦为海,接受泥盘至三迭系的连续沉积,既有滨海沉积,又有“桂西型”沉积。沉积了具复理式或类复式特性的碎屑岩,是本区分布最为广泛的地层。由于燕山运动连续隆起,发生褶皱和断裂,沿B1市断裂发育成百色、平果等几第三系断陷,坳陷盘地,沉积了一套湖相含煤砂沙岩地层,从而奠定了本区大地构造轮廓。喜马拉雅山运动使第三系地层轻微褶曲、倾斜,并有小断裂产生。第四系地层,主要在河流阶地堆积。按近期以大面积间歇性抬升为主,差异性运动不明显。桂西坳陷位于广西山字型构造的西翼,通过坝区附近的主要断裂带有:巴马──博白断裂带、B1市断裂带和靖西──崇左断裂带,另外还F4断层。对坝区影响较大的主要是B1市断裂带和F4断层。B1市断裂西北起自隆林,经田林、百色、平果、隆林直抵南宁,长约360km,往东南断续向合浦延伸。该断裂总体产状为N40~50°W,NE60~80°,为高角逆冲断裂,切割深度10~15km,切割地层从第三系至上古生界,为盖层断裂,破碎带宽数十米至二百余米。沿B1市断裂带自1751年以来,共记载4.75级以上的地震3次,最大为1977年10月19日平果的5.0级地震。从近百年的地震记录看,坝区30km范围内未发生过4级以上的地震,而近期的地震活动主要集中在田东和平果之间,这说明B1市断裂带的地震活动是不均衡的。B1市断裂是一条活动的走向滑移断裂,有发生大地震的可能,但属弱活动性断裂(滑移速率为0.1~0.01mm/年),地震重现期将很长(1万年~10万年)。F4断层通过热释光等测试结果表明,最晚一次活动至少在25~30万年以前,不具备发生地震的构造背景条件。国家地震局烈度评审委员会审定,百色水利枢纽地震基本裂度为7度。5.2水库区工程地质条件水库落在云贵高原与广西盆地之间的斜坡地段内,地势西北高东南低,山地高程一般在600~800m之间,两岸山体雄厚。近主坝东侧,在银屯沟和香屯沟沟尾有两个地形垭口,高程分别为197.0m和216.6m,需建副坝。正常蓄水位228m时,库水沿B1市和驮娘江干流回水长约110km,沿乐里河、者仙河、谷拉河和者宁河等大支流延伸15~35km,为树枝状峡谷水库。5.2.1库水渗漏库区构造线主要为北西向和近东西向,构造形迹表现为紧密线状褶皱和压纽性断裂。库区地层岩性主要有三迭系中下统砂、泥岩,分布面积占库区总面积的三分之二以上,其次为石炭系灰岩、硅质岩,以及泥盘系砂岩、泥岩、硅质岩和华力西期辉绿岩。之些岩层除部分灰岩外,均为非可溶岩层,隔水性能良好,库水渗漏可能性不大。5.2.2水库诱发地震经水利水电科学研究院抗震研究所的研究结果认为,百色水库不具备诱发强烈水库地震的条件,诱发弱至中等强度的水库地震的可能性也较小,并低于坝区地震基本烈度7度值。5.2.3库岩稳定库区两岸为中低山地,河谷为较宽阔的V型谷。岸坡一般为30~40°,碳酸盐类岩石组成的岸坡较陡,约60~80°。岸坡以岩质边坡为主,局部为残坡积的含碎石土质边坡,无较大规模的滑坡体和崩塌体:库岸条件良好。再经水利部长江勘测设计研究所对近坝库岸段的航、卫片及侧视雷达的分析研究,均未发现有较大的滑坡和潜在的不稳定体,并认为库岸是稳定的,基本无不稳定库岸。5.2.4水库淹没百色水库为峡谷型水库,两岸阶地不发育,岸坡主要由基岩组成。正常蓄水位228m以上无大片耕地,以下无工矿企业及有开采价值的矿床。农田浸没主要出现在各支流的库尾局部地段,根据库区淹没实物指标调查结果,受淹没影响的农田63亩。5.3坝址及枢纽主要建筑物工程地质条件百色水利枢纽主要建筑物有:主坝、副坝、水电站和通航建筑物。设计将上述建筑物分为:主坝枢纽区、副坝区和通航建筑物。5.3.1主坝枢纽区工程地质条件5.3.1.1地形地貌坝区河段为较平直开阔V型斜向谷,河水自北向南流,平水期水面高程为119.5m,河面宽45~110m,水深0~12m,河床砂卵砾石层原为0~15.6m,基岩顶板高程100~120m。坝区河段两岸冲沟主要沿软弱岩带或软硬岩界面发育,冲沟不对称,岸坡不整齐,左岸较完整,岸坡24~38°,山顶高程271~331.5m,右岸受4#沟深切,上游为三面临空的右坝肩,山顶高程为334.6m,坡度20°。两岸坡残积层厚度一般为0.5~7.0m。5.3.1.2地层岩性坝区地层主要有泥盆系中统罗富组(D21)及上统榴江组(D31)、石炭系、二迭系、三迭系下统和华力西期辉绿岩。其岩性、厚度等详见表5-3-1。坝区出露的辉绿岩体,规模较大的有5条,分布于泥盆、石炭及二迭系地层内,大部分与围岩平行展布,少部分与围岩斜交,均与围岩产生同步褶皱。辉绿岩岩性均一,相变特征不明显,其矿物粒度以中细粒为主,由边缘至中心,粒度由细变粗,为渐变过渡关系。坝区的水工建筑物主要坐落在辉绿岩体和泥盘系上统地层内,其涉及岩层按岩性和工程特性可分为三个工程地质岩组,即坚硬辉绿岩组、中等坚硬至坚硬的硅质岩、灰岩和泥质灰岩组、软弱的泥岩组。表5-3-1坝址岩层简表系岩层代号厚度(m)主要岩性及特征三迭系T1>15中厚层泥岩、钙质泥岩和粉砂质泥岩夹少量灰岩、泥灰岩和粉砂岩二迭系P2>100上部为中厚层粉砂质泥岩、硅质泥岩,中部为薄层泥岩硅质泥岩,下部为薄层钙质泥岩、厚层状硅质泥岩P1m32~67顶部为砾状灰岩、硅质灰岩,中下部为硅质粒屑灰岩P1q40薄层含锰灰岩夹硅质岩及含锰硅质灰岩石炭系C332~40中厚层状灰岩、硅质灰岩夹硅质条带C230~64薄层(局部中厚层)状灰岩、硅质灰岩夹硅质条带C156~80薄层硅质岩夹薄层硅质灰岩D3l1013~17深灰色薄层~中厚层状硅质岩D3l927~43上部为黑色薄~极薄层状硅质岩夹极薄层状炭质泥岩,下部为黑色薄~中厚层状碳酸盐化生物碎屑硅质岩夹极薄层硅质岩、炭质泥岩D3l8-250~55上部为薄~极薄层状硅质岩、含炭硅质岩、硅质泥岩夹薄~中厚层白云质灰岩,下部为薄层状硅质岩夹薄~极薄层含炭硅质岩、硅质泥岩D3l8-128灰黑色薄~极薄层状硅质岩泥D3l7-228青灰色薄~中厚层状泥岩,局部为钙质泥岩D3l7-132青灰色中厚层状泥岩与黑褐色含铁锰泥岩(风化色)互层,其上部夹2~3m厚薄层状硅质岩D3l613~36青灰~灰白色薄~中厚层状泥质灰岩,含硅质粉晶灰岩盆D3l52~7青灰色薄~中厚层状硅质泥岩、含锰钙质泥岩D3l48~13D3l320~23系D3l2-27~10薄层~中厚层状含黄铁矿晶体硅质泥岩,强~弱风化岩体洞穴发育(左岸较右岸发育)D3l2-1(2)6~13薄~中厚层状含黄铁矿晶体硅质泥岩夹薄~极薄层状含粉砂含钙质泥岩、硅质岩D3l2-1(1)0.6~3.8灰黑色薄~极薄层状硅质岩D3l1-46~10灰黑色薄~极薄层状含炭硅质岩夹薄~中厚层状深灰色硅质泥岩D3l1-38~17灰黑色中厚层~厚层状硅质泥岩、泥岩夹极薄层状含炭硅质岩。D3l1-228~33灰黑色薄~中厚层状硅质泥岩夹极薄层状硅质泥岩、含炭硅质岩。D3l1-130~40灰黑色薄层状含炭泥岩夹灰色极薄层状硅质泥岩、硅质岩、薄层含钙泥质砂岩。顶部有2~3m厚的极薄层含炭硅质岩。D2l226~60顶部为中厚层~厚层状石英砂岩夹薄层状炭质泥岩;下部为浅灰色~肉红色厚层~巨厚层状石英砂岩、硅化石英砂岩及灰白色砂岩D2l180灰~青灰色钙质泥岩、砂岩夹薄层状灰岩、泥质灰岩
5.3.1.3地质构造坝址位于坡平顶背斜南西翼(下游)和F4断层下游(上盘)。岩层产状较为稳定,为N50~70°W,SW∠38~60°,走向与河流呈55~65°交角,倾向下游偏右岸。(1)断层。坝区地面测绘和平垌勘探共发现大小断层(包括层间挤压带)30条。归纳起来可分为北西向和北东向两组,北西向组较北东向组发育,规模也较大。现将区内工程地质意义较大的断层列于表5-3-2。(2)节理裂隙。坝区岩体节理裂隙发育,一般短小而相对密集。根据地面和平垌统计,坝区节理裂隙发育程度可分为4组。详见表5-3-3。
表5-3-2坝址主要断层特征表断层编号产状破碎带宽(米)影响带宽(米)断层性质充填物特征F4N35~60W,SW6016~2030~50压扭角砾岩、糜棱岩、断层泥、构造片状岩、碎块岩及挤压破碎石英脉F6N14~20E,SE70~852~4张扭辉绿岩部位钻孔岩心为灰白色粉状砂粒状岩屑及岩块,个别钻孔有棕褐色断层泥。岩矿鉴定表明,灰白色砂粒状物质为斜黝帘石,含量达30~40%;硅质岩部位主要为铁质胶结角砾岩F7N30E,NW850.8张扭辉绿岩破碎角砾,方解石脉网状充填,沿断层带局部有洞穴发育F8N28E,NW440.5张扭断层面有擦痕,破碎带岩石硅化并有角砾岩F9N50W,SW55~601.52~4压充填糜棱状岩屑及挤压透镜体F10N58W,SW650.6~1.4压扭充填角砾及砂状泥质物,松软F11N50W,SW551.5~2压扭充填角砾及砂状泥质物,松软F15N38W,NW60~700.2~0.250.3~0.4张充填铁质淋滤透镜体、角砾碎块和铁锰质风化物、泥膜等。影响带宽0.3~0.4m,低速带宽9.5m,Vp=3360m/s(两侧Vp=4657~5700m/s)F16N40E,NW850.1~0.43.5张充填围岩碎屑及褐黄色粘土影响带宽3.5m,Vp=1800m/s,(两侧Vp=4770~5930m/s)F20N50~67W,SW701.6压扭层间挤压破碎,带内组成物为围岩碎块,泥质,松散F28-1N38~40W,SW57~630.5~1.01~3压扭断层糜棱状角砾夹硅质岩或辉绿岩碎块及断层泥、黄色砂质粘土,岩石强烈风化,F28-2交于F28-1F28-2N50W,SW620.5~0.6F45N25~30E,NW75~850.2~0.352.0张扭破碎角砾、糜棱岩、褐黄色泥质、铁锰质等,胶结差,易崩解。影响带宽2.0m,Vp=2000m/s,(两侧岩体Vp=3230~5450)F46N30E,NW800.35张扭黄色、灰白色粘土,糜棱岩F47N30E,SE800.35张扭糜棱岩、含少量泥F48N60W,SW60~65(层间挤压带)3~4压扭极薄层状炭质泥岩夹极薄层状含炭硅质岩,石英脉发育,岩层扭曲,岩体破碎表5-3-3坝区节理裂隙特征表组别产状地质特征ⅠN60~75∠45~65沉积岩中以层面裂隙或泥化夹层为主。裂隙平直光滑,层面裂隙多闭合或稍张,泥化夹层宽0.2~8cm,裂隙产状较为稳定,倾角多在50~60°;辉绿岩则表现为似层面节理裂隙,规模较大,但多被走向为NE的裂隙切割,延伸长度一般5~8m,最长12~15m,裂面平直粗糙,多数充填1~2cm厚的岩屑或方解石、石英等,少数闭合ⅡⅡ1N20~70∠40~85延伸长一般5~10m,少数15~20m。裂面平直粗糙,多数充填全蚀变石榴石矽卡岩、少数充填岩屑。Ⅱ2N30~60E,NW15~30延伸长一般3~5m,少数8~15m。裂面平直粗糙,多数充填方解石脉,少数充填岩屑或绿泥石。ⅢN0~30E∠50~85延伸长一般3~5m,少数8~15m。裂面平直粗糙,多数充填全蚀变石榴石矽卡岩、少数充填岩屑。ⅣN30~60∠15~60延伸长度一般3~5m,少数10~20m,裂面平直光滑,多数充填方解石脉,少数充填岩屑或绿泥石。(3)辉绿岩接触蚀变带。辉绿岩与围岩接触面蚀变严重,风化强烈,岩体破碎,形成具有一定规模的软弱层带,在主坝区主要有4条。该蚀变带又可细分为风蚀变带、接触带。内蚀变带宽度为0.5~8.0m不等,岩石颜色变浅并大理岩化,为变余辉绿结构或其他形状结构,矿物成分以方解石为主,强风化带下限埋深20~60m;接触带一般表现为裂隙状或挤压带,宽度一般为1~5cm,局部10~20cm,充填物为泥夹岩屑或石英脉。5.3.1.4岩体风化坝区岩体风化受岩性、构造、地下水和地形等控制。具有以下几个特点:(1)辉绿岩全风化带存在球状风化现象,一般地形较缓部位岩体风化深,地形较陡部位岩体风化浅。(2)辉绿岩两侧硅质岩和泥岩的强风化和弱风化带内普遍含有洞穴,并呈串珠状沿层面分布。(3)泥化夹层发育。(4)构造风化较为普遍。(5)坚硬完整的辉绿岩抗风化能力强,风化埋深浅;完整性差的坚硬硅质岩及软弱的泥岩类岩石抗风化能力弱,风化埋深大。5.3.1.5水文地质条件坝址岩层的含水类型,除D3L2-2、D3L3的部分风化层为洞穴潜水外,其余均为裂隙潜水,水量
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