水库设计_龙塘水库可行性研究报告.doc

1 水水库设计库设计 龙龙塘水塘水库库可行性研究可行性研究报报告告 2 1建建设项设项目的必要性和任目的必要性和任务务 1.1 项项目建目建设设依据依据 1.1.1 项项目区概况目区概况 沙坝水库位于思南县北部的相溪河上。思南县位于贵州省东北部，铜仁地区西部，乌江 中游。地跨东经 10752221082724，北纬 27314228924之间。东、南、西、北分 别与印江、石阡、凤冈、德江四县毗邻。东西宽约 56 公里，南北长约 67 公里。思南县隶属于 贵州省铜仁地区，全县行政面积 2230.50 平方公里，辖 13 个镇、14 个乡，2011 年总人口 67.19 万人。思南县距贵阳 378 公里，距铜仁 198 公里，距遵义 210 公里。 相思溪河为乌江左岸一级支流，位于东经 1087.510815，北纬 28042811之间， 河流发源于鹦鹉溪镇马鞍山，河源自南向北在长干洞接纳左支溪流后于马河坝汇入干流， 干流主要河段有马河坝至鹦鹉溪河段、鹦鹉溪以下河段。马河坝至鹦鹉溪河段长 8km，左 支发育有戴家沟大泉，区间河谷宽阔，两岸台地上分布有成片的水田和村寨，水田为戴家沟 泉水的灌区，人口较集中的村寨有马河坝、映山红、干田坝、杨家湾、鹦鹉溪集镇；鹦鹉溪集 镇以下河段长 9km，河谷狭窄，两岸分布有零星水田，人口集中的村寨有大石训、大屋基、 水溪头。目前，对于相思溪河水资源的开发，主要建有戴家沟引水工程、龙灯塘水电站及温 塘坝温泉。戴家沟引水工程主要功能是灌溉、供水，设计引水流量 1m3/s，灌溉面积 6000 亩 （水田），供鹦鹉溪集镇及周边农村用水。河流上已建大砂坝电站，装机 0.16mw；龙灯塘水 电站建于孟家湾，引水 2km 至龙灯塘发电，装机容量 0.64mw；温泉位于干流下游河段的温 塘坝，为一自然出露温泉，泉水热值较高，当地政府规划作为旅游景点开发。相思溪河流域 面积 94km2，干流长 18.5km，落差 450m，河床平均比降 24.32。 依据相思溪河流域邻近的思南气象站水文气象资料统计。思南气象站多年平均气温 17.3，最冷月 1 月平均 6.1，最热月 7 月平均 28，极端最高气温 40.7，极端最低气温 5.5。多年平均降水量 1146.3mm，其中最大年降水量 1765.5mm（1954 年），最小年降水 量 720.8mm（1966 年），丰水期 49 月占 75.4%，多年平均水面蒸发量 1196.7mm。主要灾 害性天气有倒春寒、夏旱、秋旱、暴雨、冰雹、大风等。 相思溪河未发现有可利用的矿产资源，调查无重要的动、植物分布，流域内土壤为水稻 3 土、黄壤、石灰土等。 沙坝水库工程枢纽布置是：铺设 7250m 引水管道至马河坝，建泵房提水 75m 入库，在 库区左建 2900m 隧洞供水至三洋溪水厂，然后向县城、灌区供水。水库主要功能是向思南 县城供水及灌溉石水街岩关坝子。 1.1.2 社会社会经济现经济现状状 思南县国土面积 2230.5km2，占全省面积 17.62 万 km2的 1.27%。全县辖 14 乡、13 镇， 5 个居委会，168 个行政村。2010 年末，全县总人口 67.19 万人，居住有土家族、苗族、仡佬 族、汉族、蒙古族等民族，少数民族人口 32.00 万人，占全县总人口的 47.6%；全县城镇人口 20 万人，城镇化率 29.7%；农村人口 47.19 万人，占全县总人口的 70.3%。 全县农业以种植业为主，粮食作物主要有水稻、小麦、玉米、大豆；经济作物主要有烤 烟、油菜、蔬菜；全县经济林较少，以散生为主，主要有油桐、乌柏。2010 年末全县耕地面积 117.82 万亩，有效灌溉面积 13.39 万亩（水田 9.80 万亩、旱地 3.59 亩）。全县烟地规划灌面 11.00 万亩，已解决灌面 6.60 万亩。 县境内地方工业有水电、化工、建材、船舶制造、采煤、酿酒及农副食品加工等。其中水 电、化工、建材、采煤及农产品加工是工业经济的主要增长点。近年来，随着乌江干流思林 水电站、沙陀水电站及华联矿业、久联化工、广宇水泥、绿色食品的建设，全县工业基础得 到增强，工业规模不断扩大，工业经济保持快速增长，2010 年全县工业增加值完成 53245 万元。全县财政收入 27068 万元，比上年增长 46.24%，财政支出 159721 万元，较上年增长 32.32%。 全县生产总值（gdp）402366 万元，其中，第一产业 150900 万元，第二产业 82483 万元， 第三产业 168983 万元，产业结构比 37.5:20.5:42。全县农村人口基数多，农村水利、交通等 基础设施薄弱是制约农业经济快速发展的主要因素。 1.1.3 技技术术依据依据 主要法律法规 （1）中华人民共和国水法； （2）中华人民共和国防洪法； 4 （3）中华人民共和国环境保护法； （4）中华人民共和国水污染防治法； （5）中华人民共和国水土保持法； （6）中华人民共和国森林法； （7）中华人民共和国城市规划法； （8）中华人民共和国水污染防治法实施条例； （9）中华人民共和国水土保持法实施条例； （10）中华人民共和国河道管理条例； （11）中华人民共和国环境影响评价法 （12）城市供水条例； （13）饮用水水源保护区污染防治管理规定； （14）水利产业政策； （15）水利产业政策实施细则； （16）取水许可和水资源费征收管理条例； （17）取水许可管理办法； （18）取水许可水质管理规定； （19）建设项目水资源论证管理办法； （20）入河排污口监督管理办法（2005）； （21）水功能区管理办法； （22）关于加强入河排污口监督管理工作的通知； （23）贵州省水功能区划； （24）贵州省取水许可和水资源费征收管理办法。 主要技术标准、规程、规范 （1）江河流域规划编制规范（sl201-97）； （2）河流水电规划编制规范（dl/t50422010）； （3）防洪标准（gb50201-94）； （4）水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000）； （5）水利水电工程水文计算规范（sl278-2002）； （6）地下水监测规范（sl/t183-96）； 5 （7）水电水利工程泥沙设计规范（dl/t5089-99）； （8）水利工程水利计算规范（sl104-95）； （9）城市给水工程规划规范（gb50282-98）； （10）室外给水设计规范（gb500132006）， （11）村镇供水工程技术规范（sl3102004） （12）水利建设项目经济评价规范（sl72-94）； （13）水利水电工程环境影响评价规范（sdj302-88）； （14）江河流域规划环境影响评价规范（sg45-92）； （15）地表水环境质量标准（gb3838-2002）； （16）地下水质量标准（gb/t14848-93）； （17）灌溉与排水工程设计规范（gb50288-99）； （18）节水灌溉技术规范（sl207-98）； （19）污水综合排放标准（gb8978-96）； （20）生活饮用水卫生标准（gb5749-2006）； （21）地表水资源质量标准（sl63-94）； （22）农田灌溉水质标准（gb5084-92）； （23）泵站设计规范（gb/t50265-2010）； （24）城市水系规划导则（sl431-2008）； （25）水资源供需预测分析技术规范（sl429-2008）； （26）水土保持综合治理规划通则（gb/t15772-2008）； （27）水土保持综合治理技术规划(gb/t16453.4-1996）。 相关技术文件 （1）贵州省重点水源工程近期建设规划； （2）贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划； （3）贵州省地下水利用与保护规划 （4）贵州省江河湖库提水水源工程规划 （5）贵州省农村人口人均半亩口粮田水利建设规划； （6）贵州省水资源综合规划水资源及其开发利用现状调查评价报告； （7）贵州省水力资源复查成果； 6 （8）贵州省解决农村饮水安全五年规划； （9）思南县第二次土地调查； （10）乌江特色产业带规划； （11）思南县国民经济和社会发展第十二个五年发展规划； (12)思南县县城总体规划（修编）（2002-2020 年）； (13)贵州思南工业园区发展规划（2011-2020 年）； （14）思南县农业区划； （15）思南县旅游发展规划； （16）思南县“十二五”环境保护规划； （17）思南县水利电力志； （18）思南县志； （19）贵州省思南县旅游发展规划； （20）乌江思林电站思南县城提水试点工程（初设）； （21）思南县水资源综合开发利用规划。 1.1.4 相思溪河水相思溪河水资资源开源开发发利用利用规规划划 依据思南县水资源综合开发利用规划，相思河上规划建设沙坝水库，同时鉴于戴家 沟泉水未完全开发利用，规划应充分开发利用戴家沟泉水，规划总体布局为引戴家沟泉水 入沙坝水库后供水。 沙坝水库位于马河坝村上游 530m 的河谷转弯处，坝址以上集水面积 7.13km2，坝址 处多年平均流量 0.133m3/s，多年平均径流量 419 万 m3。水库正常蓄水位 665m，死水位 627m；正常蓄水位以下库容 318 万 m3，有效库容 309.5 万 m3，具有多年调节性能。 戴家沟引水工程为已建的引水工程，地点位于相思溪河左支戴家沟响水洞，泉水枯流 0.36m3/s，功能是灌溉、人饮，工程设计灌面 6000 亩，实灌 4000 亩，供水人口 5000 人。 1.2 项项目建目建设设的必要性的必要性 项目建设是解决区域发展和扶贫攻坚的需要 思南县地处武陵山区，乌江干流下游，邻近重庆市、湖南省，地理位置优越，是黔北经 7 济圈发展规划、武陵山区经济协作区规划的重要发展区域，全县农业基础条件好，工业 建设、城镇建设、基础设施建设取得较大发展，在国务院关一步促进贵州经济社会发展又 好又快发展的若干意见（简称“国发 2 号文件”）、中共中央国务院关于加快水利改革发展 的决定（简称“2011 年一号文”）政策指导下，结合思南县经济总量低、脱贫任务重及经济增 长与水资开发利用率低的现状，要实现思南县率先走在全省先列跨入小康社会，推动工业 化带、城镇化、农业产业化发展，加快以县城为城市中心的城镇化战略发展，加快双塘工业 园区、灯油坝工业园区、关中坝工业园区建设，加快农业水利设施建设促进农业产业化发展， 从而实现全县经济又好又快发展。然而，水利供水基础设施薄弱与经济社会发展对水资源 的需求相矛盾，需建设一批综合性供水工程增加供水满足用水需求。思南县是国家级贫困 县，扶贫任务坚巨，水利基础设施薄弱一直是阻碍当地经济社会发展的瓶径，主要表现在城 乡供水保证率低、农业抗旱能力低，而“2011 年中央一号文”已明确指出水利建设作为基础 设施建设的优先领域，给水利建设带来全所未有的机遇。沙坝水库是思南县当政府、水务局 一直策划的水库，当地政府、群众对项目的建设期望已久，在贵州省重点水源工程近期建 设规划（西南五省水源规划）、贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划（“三位一 体”）、贵州省水利扶贫规划中，沙坝水库均作为近期重点水源工程列入实施项目，项目依 据充分；在思南县水资源综合开发利用规划中，论证了沙坝水库的工程规模、开发任务， 使得项目建设的必要性更加充分。沙坝水库的建设能显著提高当地的城乡供水保障能力和 农业抗旱能力，为加快城乡一体化提供的水源保障，对改善山区农村用水条件具有实质意 义，对促进农村产业化和加快农材脱贫致富具有重要作用，是加快当地脱贫步伐和提升生 活水平的重要举措。 项目建设是支撑思南城镇化发展和工业发展的需要 思南县城位于思唐镇，城市地理位置特殊，位于乌江两岸的“v”字型坡地上，由于乌江 河谷的深切，城区高差落差大，城区分布高程在 390m600m 之间。依据思南县县城总体 规划（20022020）及贵州思南工业园区发展规划（20112020），思南县城 2020 年城市 人口 17 万人，在城区周边建设双塘、灯油坝、关中坝三个工业园区，工业园区为城市拓展 区。思南县城现状供水水源为已建的河西水厂及思林提水工程，河西水厂取水源为县城段 的乌江河水，设计日处理规模 2 万吨/天，取水设施受能力限制，取水规模当前 1 万吨，河西 水厂提水扬程 190m，提水扬程大，对于特高区，需提水 300m 才能供水，水厂运行成本大， 且取水口受上游城乡排污影响，根据贵州省水环境监测中心 2010 年 6 月 10 日对思南县城 8 现状供水水源监测结果，根据地表水资源环境质量标准（gb 3838-2002），取水水源氟化 物和磷含量超标，水处理部分大。鉴于原河西水厂提水扬程大、水源受污染的情况，为改善 城区用水现状和提高供水保证率，利用城区上游思林大型水库净化能力强和水量有保证的 特点，建设思林提水工程作为县城供水水源，该工程于 2011 年建成使用，日供水规模 2 万 吨/天，取水设施布置在思林大坝上游 800m 处左岸土坨子，提水扬程 145m，取水水位 430m（思林库区死水位 431m），提水至 585m 高位水池后，自流到雷火顶水厂（高程 575m）， 然后处理后供县城供水，输水管线长 18563m。受河西水厂的取水 1 万吨/天的限制，思林提 水建成后，县成实际供水 3 万吨/天，供水人口 10 万人，人均综合用水量 0.3m3/人天，低于 城市给水工程规划规范（gb50802-98）小城市人均综合用水标准的 0.40.8 的标准，即使 在河西水厂取水规模达到 2 万吨/天后，加上思林提水日供水规模 2 万吨/天，县城供水规模 达到 4 万吨/天，设计供水人口 12.5 万人（2012 年），人均用水标准为 0.32m3/人天，仍低于 标准值。依据思南县县城总体规划（2002 年2020 年），思南县城 2020 年城市人口 17 万 人，需水量 3385 万 m3（工业需水量 1680 万 m3，生活综合需水量 1705 万 m3），城市日供水 规模要求 9.3 万吨/天，现在的河西水厂、思林提水供水规模满足不了城市发展需求，需另 建水源增加供水能力。如前所述，在思南县城的城市拓展区建设双塘工业园区、灯油坝工业 园区、关中坝工业园区，三个工业园区需水量 1680 万 m3，要求日供水规模 4.6 万吨/天，因 工业用水水质要求低于生活用水水质，河西水厂、思林提水水源水质一直存在氟化物、磷超 标的现象（根据贵州省水环境监测中心 2010 年 6 月 10 日对思南县城现状供水水源监测）， 随着乌江取水口上游污染日益加重的趋势，不宜长期作为县城供水水源，依据水质分区供 水的原则，河西水厂、思林提水作为工业园区供水水源，新建沙坝水库作为县城生活综合供 水水源。沙坝水库位于县城北面相思溪河上，建坝河段以上无工矿企业、城镇排污污染，水 质较好，且有水质较好的戴家沟泉水作为补给水源，水量、水质有保证，是理想的供水水源。 水库正常蓄水位 665m，死水位 627m，引戴家沟泉水调节供水后，年供水量 1936 万 m3，通 过在库区建 2.9km 隧洞后，可自流向城区供水。沙坝水库供水量、水质有保证，供水方案可 行，项目建设区域不存在风景胜区、文物古迹的影响，沙坝水库作为县城供水水源是可行、 必要的。 项目建设是优化当地水资源配置的需要 沙坝水库总库容 334 万 m3，工程为小（一）型，水库主要功能是供水、灌溉；戴家沟泉水 枯流 0.36m3/s，汛期流量 1.08m3/s，泉水已开发利用，灌溉面积 6000 亩，泉水年出水量 2145 9 万 m3，作为马河水库补给水源。沙坝水库距县城仅 3.5km（直线距离），供水距离短，水量、 水质有保证，项目建设对保障思南县城供水、农业灌溉具有重要的作用。 思南县城由于乌江河谷的深切，城区高差落差大，城区分布高程在 390m600m 之间。 而沙坝水库正常蓄水位 665m，死水位 627，供水管道出水高程 626m，高于城区规划最高高 程 600m，可自流供水，供水条件相比思林提水要经济得多。相思河为乌江左岸一级支流， 流域内仅建戴家沟引水工程、山塘等小微型工程，水资源开发利用率低，沙坝水库的建设， 可提高水资源开发利用水平，促进区域经济发展，改善农业生产条件，优化水资源配置。 相思溪河已开发利用的代家沟泉水，是鹦溪镇的重要灌溉、供水水源，工程位于相思溪 河支流戴家沟响水洞，为一自然出露的岩溶大泉，汛期出水平均流量 1.08m3/s，非汛期枯 流 0.36m3/s，年产水量 2145 万 m3。工程设计灌面 6000 亩，供水人口 5000 人，年用水量 341 万 m3，水资源开发利用率 15.9%，开发利用率低。戴家沟泉水工程任务主要是灌溉，建 设年代久远，由于当初建设质量和管理的诸多原因，干、支渠破损严重，往往最需灌溉的 68 月，渠道引水只到双龙，灌溉面积只有 3000 亩，灌溉率 50%，余下的 3000 亩灌面因渠 系破损和配套问题常年未得到充分灌溉，灌区平均高程 580m，而沙坝水库水位死水位 627m，在库区建隧洞引水至三洋溪右干渠后，再建白老园至麻麻青渡槽连接左干渠，改造 左、右干渠，本着高水高用的原则，引戴家沟泉水入库后，可可大大减少原有干渠的输水距 离，实现灌区得到充分灌溉，促进当地农业经济发展。 依据思南县水资源综合开发利用规划，沙坝水库具有灌溉、农村人饮供水任务，该 水库新增灌溉面积 100 亩，灌区为马河坝，水库还解决马河坝、大岩底、余家林、映山红、罗 家寨、杨家湾等 4000 人农村人饮。 综上所述，建设沙坝水库对于保障县城城市发展、促进农业发展是十分必要的，一是 项目规划依据充分，二是供水条件好，三是项目综合性强，具有供水、灌溉功能，项目所在 河流水质较好，水量、水质有保证，输水距离较短，供水条件好，早日建成沙坝水库对加快 思南县城镇化、工业化、农业现代化是十分必要的。 1.3 项项目建目建设设的任的任务务 根据区域经济社会发展的用水需求，沙坝水库建设任务为供水、灌溉，项目建成后可 供水量 1936 万 m3，向县城供水 1570 万 m3，向双龙灌区及马河坝人饮供水 366 万 m3。 10 2建建设设条件条件 2.1 水文水文 2.1.1流域概况流域概况 思南县位于贵州省东北部，铜仁地区西部，乌江中游。地跨东经 1075222108 2724，北纬 27314228924之间。东、南、西、北分别与印江、石阡、凤冈、德江四县毗 邻。东西宽约 56 公里，南北长约 67 公里。全县行政面积 2230.50 平方公里，辖 13 个乡镇、 14 个乡，总人口 66.03 万人，是一个汉、土家、仡佬、蒙等多民族聚居的地方。思唐镇是思南 县县政府所在地，是全县政治、经济、文化中心，距贵阳 378 公里，距铜仁 198 公里，距遵 义 210 公里。 相思溪河是乌江左岸的一级支流，发源于思南县境内张家寨镇马鞍山，发源地高程为 1120m，河流由南向北流经马河坝、鹦鹉溪、白盐井等地，于岩门汇入乌江。相思溪河全流 域面积 94km2，河流 18.5km，落差 450m，河床平均比降 24.32。 沙坝水库位于相思溪河上游段，集水面积为 7.13km，主河道长 3.53km，主河道加权平 均坡降为 74.8。戴家沟泉水位于鹦鹉溪镇西面 1 公里左右。 设计流域处于贵州高原的东北部边缘武陵山脉的西北坡地带上，地势呈梯级起伏，东 北高，西南低。流域内土壤主要以黄壤为主，是分布最广的地带性土类。石灰土发育于碳酸 盐母质上，紫色土主要分布于紫色砂页岩出露地区，水稻土又包括黄泥田、大眼泥田、紫泥 田、潮泥田、冷泥田及滥泥田等。 流域内植被属中亚热带湿润性常绿阔叶林，组成种类以壳斗科、樟科、山茶科、杜鹃花 科、冬青科等为主，常见的是马尾松、柏木等针阔叶混交林。在石灰岩丘陵地区可常见藤刺 灌丛以及禾本科草坡等植被类型，全县森林覆盖率为 24.35。由于受人类活动的影响，对 流域内水土流失造成了一定的影响。因此，在发展经济建设的同时，需要加强对生态环境的 11 保护。有关流域情况详见流域水系示意图。 2.1.2气象气象 思南县地处亚热带湿润季风性气候区，气候温和、雨量充沛，雨热同期，流域水气主要 来自印度洋孟加拉湾，由于地形变化较大，导致气候垂直变化明显，小范围由于地形形成小 气候，对水文要素的地区分布规律有一定影响。 根据贵州省气候资料中心的贵州气候资料统计，思南气象站多年平均气温 17.3， 最冷月 1 月平均 6.1，最热月 7 月平均 28，极端最高气温 40.7，极端最低气温5.5。 年平均日照时数 1169.5h，占可照时数的 26%，以夏季为多，冬季为少。大风日数 3.2 天，年 平均风速 1.1m/s，全年以 n 风为多，多年平均最大风速 14.3m/s（风向 s）。年平均相对湿度 76.0%。全年平均雾日数 20.9 天，降雪日数 10.1 天，霜日数 13.8 天，平均无霜期 286.4 天。 根据思南气象站资料统计，多年平均降水量 1146.3mm，其中最大年降水量 1765.5mm（1954 年），最小年降水量 720.8mm（1966 年），丰水期 49 月占 75.4%。降水量 0.1mm 降水日数 160.2 天，降水量10.0mm 降水日数 33.6 天，降水量25.0mm 降水日数 11.0 天，降水量50.0mm 暴雨日数 2.9 天，多年平均水面蒸发量 1196.7mm。主要灾害性天 气有倒春寒、夏旱、秋旱、暴雨、冰雹、大风等。 2.1.3水文基本水文基本资资料料 2.1.3.1 参参证证站站选择选择 本工程所处设计流域内无实测水文、降水资料，而邻近地区有思南气象站，其与工程 区相距较近且同属乌江流域。经初步综合分析，选择思南气象站为主要参证站。基本资料主 要依据思南气象站，结合贵州省地表水资源成果综合取值。 2.1.3.2 参参证证站站测验测验情况情况 思南气象站建于 1948 年 1 月，1951 年开始记录资料，观测场位于思南县城关镇府后 街，东经 10823，北纬 2801，该站观测项目较完全，有降雨、气温、蒸发、风速、风向、湿 度、日照等项目，属于国家基本气候站，该站具有 1951 年至今的气象观测统计资料，且历 12 年气象资料经贵州省气象局进行整编，资料精度较高，系列较长，可靠性、一致性、代表性 较好。水文系列采用其 19512008 年的连续资料系列。 2.1.3.3 基本基本资资料料评评价价 (一) 可靠性 思南气象站属国家基本站，汛期进行四段制、八段制观测，枯季采用二段制观测， 属国家基本测站，汛期均进行四段制观测，枯季采用一段制观测。该站降水观测均按 规范要求进行，资料整编的精度也较高，降水资料可靠。 (二) 一致性 思南气象站自建站自今，站点未发生改变，观测的资料均在一致的条件下产生， 所处流域内气候条件及下垫面条件基本稳定，根据 19512008 年降水资料分析线（见 下图），说明了系列具有一致性。 (二) 代表性 对思南气象站径流资料进行不同系列长度统计参数比较分析，成果见下表。 表 2-1 思南气象站长短系列统计参数分析表 资料系列统计参数 年份长度（水文年）均值（mm）cvcs/ cv 13 19752008331137.20.192 19652008431136.10.192 19512008571146.30.192 从表中可见，3 个系列虽然最大相差 24 年，但系列的 cv 一致，年降水量均值最 大也仅相差 8.97，说明其统计参数稳定，资料具有代表性。从长系列看，丰、平、枯 年份比例恰当。 思南气象站站年降水累积曲线及差积曲线图见下图。 思南气象站资料系列较长，代表性、一致性较好，且所有资料均经贵州省气象局 整编刊印，资料精度较高，完全能够满足本阶段水文计算的精度。 14 思南气象站年降水量累积曲线图 0.00 10000.00 20000.00 30000.00 40000.00 50000.00 60000.00 70000.00 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 年份 qi(m3/s) 15 思南气象站年降水量差积曲线图 -800.00 -600.00 -400.00 -200.00 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 年份 （qi-q0）(m3/s) 16 2.1.4径流径流 2.1.4.1 径流径流计计算算 设计流域的径流均由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，即年际变化 小而年内分配不均。根据选择的参证站思南气象站的降水资料，结合贵州省地 表水资源成果并按照枯水调查分析成果控制，采用降水径流频率相应法作出沙 坝水库坝址处的径流成果。 依据思南气象站的降水资料系列，按 p= m /（n +1）100%计算 19512008 年（水文年）系列，其多年平均降水量为 1146.3mm，cv0.19，cs2cv。查贵州 省地表水资源附图，设计地区的多年平均年径流系数在 0.55 左右，根据所作的 降水成果，再查“多年平均径流深等值线图”知沙坝水库所在区域的多年平均径流 深在 600m 左右。 径流的变差系数根据贵州省地表水资源中的公式计算： cvy=cvx/(m+lgf) 式中：cvy年径流变差系数 cvx年降水变差系数，cvx=0.19 f集水面积，f100 km2时取 f=100 km2 年径流系数 m、地区性经验参数。m=0.7，=0.04，=1.1 结合贵州省地表水资源上有关等值线图，可得沙坝水库年径流的变差系 数 0.33，偏态系数 cs 取 2cv。 坝址处长系列径流过程采用降水径流频率相应法进行计算。根据思南 气象站历年降水量的经验频率在年径流深设计频率曲线上查得一径流深， 再用年降水量的实测值与同一经验频率查降水频率曲线上的理论值进行修 正，即可得到逐年的径流深。关于枯水控制，主要根据贵州省水文水资源局 的贵州省河流枯水调查与统计分析的“贵州省平均年日、旬、月均最小流 量模数图”分析，取本区域多年平均最小日均流量控制模数为 3l/skm2，最 17 小月平均流量控制模数为 4l/skm2，沙坝水库径流分析与计算成果见下表。 表 2-2 沙坝水库径流分析计算成果表 统计参数 设计值（万 m3） 水库时 段 q（m3/s）cvcs/cv5%10%50%80%95% 水文年0.1330.3320.2120.1910.1280.0950.07 103 月0.0650.3420.1030.0930.0620.0450.033 沙坝 水库 最小月0.0280.352.50.0460.0410.0270.020.014 2.1.4.2 枯水径流枯水径流 设计流域的枯水结合“贵州省平均年最小日流量模数图”，取本地区的最小日 平均流量模数为 3l/skm2，最小月平均流量控制模数为 4l/skm2。待下一阶段对 设计流域进行枯水调查和枯水测流，进一步对成果的合理性进行验证。 2.1.4.3 设计设计流域径流的合理性分析流域径流的合理性分析 设计流域多年平均年降水量 1146.3mm，坝址多年平均径流深 590mm，径流 变差系数为 0.33，径流系数 0.55，与贵州省地表水资源上的有关等值线图相吻 合。径流年内分配以思南县气象站实测降水量进行分配并作枯水控制，沙坝水库 设计流域最枯月均流量 0.028m3/s，对应模数为 3.93l/skm2，符合区域变化规律。 综上所述，设计流域的径流成果是合理的。 2.1.5洪水洪水 2.1.5.1 暴雨洪水特性暴雨洪水特性 形成本流域的暴雨天气类型主要是冷风低槽类，由于北方冷气南移， 中低纬副热带高压导致冷暖气团交替而形成切变辐合,暖湿气流于冷气团锋 面爬升，加上山区地形的影响，促进冷暖湿气流的抬升运动，从而产生暴雨， 暴雨主要出现在 49 月，特大暴雨主要出现 58 月份，以 6 月居多。暴雨 特点是雨量集中，历时短，雨强大。 设计流域内河流属山区雨源型河流，洪水由暴雨产生，因受岩溶发育 18 的影响，具有陡涨缓落、涨峰历时较长等特点。洪水过程一般与暴雨过程相 应，暴雨历时一般在一天左右，且多发生在 5、6、7 月份，常出现复式洪峰， 高峰在前，陡长陡落，峰高量大。 2.1.5.2 设计设计暴雨暴雨 设计流域内无气象站及雨量站点，分析思南县思南气象站及周边各雨量站 最大一日暴雨资料，用 piii 型曲线进行适线，年最大 24 小时取最大一日降水 量的 1.12 倍。据思南气象站 1951 年2008 年共 57 年资料统计，最大一日降水量 均值为 90.0mm，相应最大 24h 降水量为 101mm，就省内而言，属一般雨区。从 贵州省暴雨洪水计算手册中最新的有关等值线图上看，设计流域的最大 24h 降水量在 90100mm 左右。根据思南气象站的暴雨统计参数，结合贵州省最新 有关的暴雨等值线图，本阶段确定设计流域最大一日降水量均值为 85.0mm，最 大 24h 降水量均值为 95mm，最大 24h 降水量 cv 为 0.5，cs/cv 为 3.5，最大 1h 降水量均值为 44mm，最大 1h 降水量 cv 为 0.45，cs/cv 为 3.5。待下阶段进一步 对设计流域的面上暴雨进行分析，确定设计流域的面暴雨参数。 2.1.5.3 设计设计洪水洪水 由于各规划水库所控制的集水面积均在“雨洪法”的使用范围之内，且考虑 “雨洪法”是我省水利专家根据陈家琦工程师推荐的推理公式法，结合我省实际情 况，推导出计算我省中小流域的洪水公式，并采用“流量频率法”和已成水库工程 洪水进行检验，计算精度较高，在我省得到了广泛推广应用，为此沙坝水库的坝 址设计洪水采用“雨洪法”进行计算。根据贵州省暴雨洪水计算实用手册（含修 订本）及贵州省水文水资源局的“特小流域雨洪计算公式”的要求，不同的水库流 域特征应采用不同的雨洪计算公式，其水库流域特征以流域特征值 （=l/j1/3/f1/4）和集水面积反映。计算中，对于集水面积小于 10km2的水库，按 “年最大 1 小时降水成峰、年最大 24 小时降水成量”控制。经分析计算，设计洪水 使用的计算公式为： qp=0.481r10.571f0.223j0.149f0.890（c1kperror!1）1.143 19 式中：qp设计洪峰流量，以 m3/s 计 r1汇流系数 f流域形状系数，f=f/l2 j、l主河道比降、河长，河长以 km 计 f流域面积，以 km2计 c1洪峰径流系数 error!1最大 1h 降水量均值，以 mm 计 流域的几何特征值，=l/j1/3/f1/4 沙坝水库设计洪水成果见表 2-2。 表 2-3 沙坝水库设计洪水成果表 设计频率 p（%） 计算项目 0.10.20.5125 备 注 qp(m3/s)250228198176154125 wp(万 m3)21519416614412293.5 设计洪水过程线采用“手册”中的概化洪水过程线坐标推算各设计频率洪水 过程线，并为洪水调节计算所采用。 2.1.5.4 设计设计洪水的合理性分析洪水的合理性分析 从暴雨统计参数来看，以思南气象站等雨量站气象站的计算成果，结合区域 规律确定的暴雨统计参数与贵州省最新的有关暴雨等值线图是吻合的；对于集水 面积小于 10km2的沙坝水库，按“年最大 1 小时降水成峰、年最大 24 小时降水成 量”控制原则是可行的；从区域综合分析角度看，沙坝水库设计洪水 p=0.0520洪峰模数为 47.614.2m3/s.km2，符合该地区洪水的地区分布规 律。 综上所述，本阶段推求的设计流域洪水成果是合理的。 2.1.6泥沙泥沙 因流域内无泥沙实测资料，故泥沙参数主要依贵州省地表水资源及其附 图，结合实地踏勘选取。根据“贵州省多年平均悬移质输沙模数图”，设计流域的 20 多年平均悬移质输沙模数在 200500t/km2区域。根据流域实际情况，取多年平均 悬移质输沙模数为 300t/km2，推悬比按 20%计。 根据取定的输沙模数进行泥沙分析计算，其有关参数指标为：沙坝水库多年 平均输沙量 0.257 万 t，其中悬移质为 0.214 万 t。 2.2 地地质质 2.2.1区域地区域地质质 沙坝水库位于思南县城北东面的相思溪河中上游，处于贵州高原的东北部 边缘、武陵山脉的西北坡地带，地貌分区属黔中丘原山原山地区之黔北山原、中 山区。河流自南向北流，地势南高北低，最高海拔高程约 1000m，最低约 345m（汇入乌江口）。 河流主要沿轴向 nne 向的中坝背斜轴部及西翼发育，两岸出露地层由奥陶 系（o）至三叠系下统（t1）组成，其间缺失泥盆系（d）及石炭系（c），岸坡地层岩性 主要为 o1m、s2-3hn 页岩夹灰岩、泥灰岩，沿两岸坡顺河向延伸。各地层岩性详见 区域地层表。 区区 域域 地地 层层 表表 地层单位 界 系统群组段 代号 厚度 （m） 岩性描述 新 生 界 第 四 系 q0-10 主要为残坡积砂质粘土夹碎石及冲洪 积砂卵砾石、粉土，洞穴灰华等。 中 生 界 三 叠 系 下 统 夜郎组t1y312-340 第三段厚度 26-50m，为紫、紫红色钙 质页岩及泥灰岩。第二段厚度 280m， 为浅灰、灰色薄层灰岩偶夹钙质页岩 及泥灰岩。第一段厚度 6-10m，为浅灰 色钙质页岩。 长兴组 p2c98-141 灰、深灰色中厚、厚层细粒灰岩、含燧 石结核。 上 统 吴家坪组p2w88-140 灰、深灰色薄层、中厚灰岩、含大量燧 石结核。 茅口组p1m130-221 上部为灰白色块状灰岩。下部为灰色 中厚、厚层灰岩，含燧石结核。 古 生 界 二 叠 系 下 统 栖霞组p1q150-260上部为深灰色中厚、厚层灰岩。下部为 21 地层单位 代号 厚度 （m） 岩性描述 界 系统群组段 灰黑色薄层灰岩夹有机质页岩，含大 量燧石结核。 梁山组p1l0-10 黄灰色薄层石英砂岩，含黄铁矿及劣 煤。 中 上 统 韩家店群s2-3hn 670- 1150 第三段厚度 40-200m，为黄灰色中厚 层粉砂岩夹粉砂质页岩。第二段厚度 420-540m，为黄绿色页岩及粉砂质页 岩，中上部夹灰岩透镜体。第一段厚 度 210-410m，为紫红与灰绿色中厚层 粉砂岩及粉砂质页岩，下部为灰绿色 页岩夹灰岩透镜体。 中 统 石牛栏群s2sh60-220 灰色中厚层生物灰岩，下部夹钙质页 岩及泥灰岩。 志 留 系 下 统 龙马溪组s1ln0-200 灰色粉砂质、炭质页岩及砂质页岩，中 上部夹钙质粉砂岩及砂质灰岩。 五峰组o3w0-6黑色炭质页岩。 上 统临湘组 o3l0-10灰色薄层泥灰岩。 宝塔组o2b2-45灰紫色中厚层泥质灰岩，具龟裂纹。 中 统 十字铺组o2sh2-24 灰色中厚层灰岩夹钙质页岩。 湄潭组o1m250-270 灰绿色页岩及钙质页岩，中部夹泥灰 岩。 红花园组o1h30-65灰色厚层块状生物碎屑灰岩。 奥 陶 系 下 统 桐梓组o1t105-154 上部为浅灰色中厚层白云质灰岩及含 灰质白云岩，下部为灰色薄层生物碎 屑灰岩夹钙质页岩。 测区大地构造单元属扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形 区，构造线总体呈 nenne 走向。 主要褶皱有许家坝向斜、中坝背斜、塘头向斜；主要断层有思南断层，为压纽 性逆断层。详见相思溪河区域地质图。 岩层总体走向总体为 nne 向；倾向受褶皱影响，有 se、nw；岩层倾角 2580不等，在断层带及褶皱轴附近较陡。 据中国地震动参数区划图gb183062001，该区地震动反应谱特征周期 为 0.35s，地震动峰值加速度为 0.05g（相应地震基本烈度度），属中硬场地区， 区域构造稳定性较好。 22 岩组有可溶岩及非可溶岩，受构造影响呈 nne 向条带状分布。地下水类型 有岩溶水及基岩裂隙水，受构造控制，总体流向为 nne 向，最低排泄基准面为东 部（右岸）的乌江深切河谷。根据区域水文地质资料，可溶岩分布区岩溶水较丰富， 泉水或暗河流量多在 50l/s 以上，较大的岩溶大泉或地下暗河主要发育在 p1较 纯灰岩区，地下径流模数 49l/s.km2；非可溶岩分布区含基岩裂隙水，泉水流量 多3l/s，地下径流模数多1l/s.km2。 地下水主要靠大气降水补给。可溶岩区，降水通过地表裂隙、溶隙、洼地、落 水洞等渗入地下形成岩溶水，储存在裂隙、溶隙、溶洞内，并在其间远距离径流， 在地势低洼的沟谷或在运移方向上遇非可溶岩、阻水构造等阻隔，以裂隙、溶隙 泉及岩溶大泉、暗河出口等形式流出地表补给地表水。非可溶岩区，降水通过松 散层空隙及基岩裂隙渗入地下形成基岩裂隙水，在裂隙内运移，就近在沟谷等低 洼地势以裂隙泉、断层泉形式集中流出或分散渗出地表补给地表水。 不良物理地质现象主要为岩溶塌陷及浅层滑坡等类型。岩溶塌陷：分布于碳 酸盐岩区，由于岩溶作用，加上构造影响，地下岩溶发育，造成地表局部塌陷，形 成岩溶洼地、漏斗、落水洞等。滑坡：主要发生在砂、泥岩地层分布区，多为松散 堆积体沿基岩面、层面或风化分带界面产生蠕动变形形成。 24 25 2.2.2工程地工程地质质条件及条件及评评价价 2.2.2.1 沙沙坝坝水水库库 沙沙坝坝水水库库、 、坝坝段工程地段工程地质质条件及条件及评评价表价表 工程 部位 基本地质条件工程地质评价 水库 水库代表坝段位于鹦鹉溪镇南部相思溪上游侵 蚀沟谷内，抬高最大水头约 60m。建库河流为乌江左 岸的一级支流，沿中坝坝背斜核部及 w 翼发育，走 向 nne 向。河谷基本为纵向谷，横断面呈窄“v”型， 岸边分布有零星耕地及民房，未发现珍稀动植物及 重要矿产分布。两岸地貌主要为侵蚀地貌，分水岭较 高大、宽厚。左岸基本为逆向坡，右岸为斜、顺向坡， 岩层倾角大于坡角，整体稳定性较好。左岸无低邻谷 存在；右岸低邻谷为乌江深切峡谷。 地层岩性主要为奥陶系下统湄潭组（o1m）页岩 夹泥灰岩。两岸由近至远依次为奥陶系中上统 （o2+3）、志留系（s）、二叠系（p）、三叠系（t），岩性为 灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、砂岩、泥岩、页岩等相间分 布。 库区位于 nne 向中坝背斜核部一带，左、右岸 平行分布有许家坝向斜及塘头向斜，左岸坡平行分 布一区域正断层，未穿插库盆。岩层分别倾向为 nww（左岸）、see（右岸），倾角 3572。 岩组主要为隔水层、相对隔水层，透水性较弱。 水库两岸地形封闭条件 较好；库盆主要为隔水层、相 对隔水层封闭；与右岸乌江深 切低邻谷之间有多层可靠隔 水层阻隔，不存在邻谷渗漏 问题。 岸坡岩层陡倾，整体稳 定性较好。 库区有少量耕地及民房 淹没，但无重要矿产、珍稀动 植物等淹没。两岸无低洼地 势，无浸没问题。 岸坡及上游有风化产物， 是水库淤积的主要来源。 总之，水库不存在影响 建库的控制性地质因素，成 库条件较好。 坝址 河谷为侵蚀窄“v”型，两岸岩层陡倾，倾角大于 坡角，未发现坡体变形迹象，整体稳定性较好。 河床分布冲洪积砂卵砾石、粉土，厚度 05m。 基岩为奥陶系下统湄潭组（o1m）页岩夹泥灰岩。 坝址位于 nne 向田坝坝背斜 w 翼近核部，岩 体未受较大断层构造破坏，完整性较好。岩层为单斜 构造，倾向 nww（左岸），倾角 70左右。 岩组为裂隙含水层，整体透水性较弱，阻水性能 较好，属隔水层。 基岩岩质较软，适当处 理适宜建坝。 岸坡基岩陡倾，稳定性 较好。 岩组属隔水层，完整岩 体可作为防渗边界。 右岸老鹰窝山体分布大 量 p 灰岩，距坝址最近距离 不足 2km，可开采砂石骨料。 两岸槽谷、缓坡分布有风化 土料。 26 2.2.2.2 引水引水线线路路 将戴家沟（响水洞）泉水引至沙坝水库，引水建筑物主要是管道。 该泉水已被利用，为上覆三叠系（t）、二叠系（p）岩层地下水沿 nne 向、近 ew 向岩溶管道向东、向深部运移，受下伏志留系中上统韩家店群（s2-3hn）页岩隔 水层阻隔，流出地表形成。根据 1/20 万、1/50 万区域水文地质资料分析，且调查 地方长期引用泉水情况，其枯季平均流量约为 360l/s。 引水线路主要沿相思溪河左岸坡延伸，岸坡为侵蚀沟谷地貌，沟谷较为发育。 坡体基岩主要为志留系中上统韩家店群砂、页岩，岩质较软，整体为软质岩，亲 水性较强，易风化破碎，风化深度较大，坡面风化层较厚。岸坡分布一近 sn 向正 断层，倾向 w，倾角 59。岩层走向与渠道走向基本一致，倾向山内（w），倾角大 于 30，边坡为逆向坡，整体稳定性较好，局部表层松散层存在塌岸现象，不影响 整体稳定。 地基主要位于软质岩区，岩体完整性还受断层影响，主要的工程地质问题是 为浅层松散层边坡稳定问题。天然边坡为逆向坡，整体稳定性较好，但岩体风化 层厚度较大，松散层稳定性较差，边坡开挖会影响松散层的稳定状态。 线路沿线分散分布有砂岩，强度较高，可就近取材用作建材，或考虑使用商 品料场建材。 2.2.2.3 输输水水线线路路 将沙坝水库库水经隧洞引至三洋溪水厂后供水。 隧洞穿过沙坝水库与三洋溪之间分水岭，最大埋深约 320m。进口逆向坡，出 口顺向坡，岩层倾角均大于坡角，未发现边坡整体稳定问题，稳定性较好。隧洞 穿越地层岩性有 o1m、o2+3、s、p 及 t1y，岩性有砂、页岩、泥灰岩、灰岩等，成互 层状分布，隧洞埋深最大处为灰岩。隧洞岩体未受较大规模断层破坏，岩层走向 近 sn 向，与隧洞走向近于直交，倾向 e，倾角 2070。隧洞岩组有可溶岩岩溶 含水层，也有非可溶岩裂隙含水层，可溶岩透水性较强，含水丰富，可能存在地 下暗河；非可溶岩透水性较弱，含水贫乏。 27 进出口基岩以软质岩