陕西省石泉县湘子河水库工程可行性研究报告

陕西省石泉县湘子河水库工程可行性研究报告（送审稿）陕西天元水利电力勘察设计有限公司二一二年六月西安 批 准： 刘 桐 审 定： 鱼旭玲 审 核： 雷久安 校 核： 郝 刚 编 写： 王媛媛 杜元香 周丽霞 王芳芳 郑艳秋 目 录前 言11综合说明21.1概述21.2水文与地质51.3工程规模71.4工程总体布置71.5工程施工71.6环境影响、水土保持及水源保护81.7工程管理91.8投资估算91.9经济评价92工程概况及项目建设的必要性112.1自然概况112.2县域社会经济概况122.3供水现状及设计水平年供水缺口122.4项目建设的必要性133工程建设条件143.1项目区自然条件143.2区域水资源概况143.3工程地质153.4建筑材料224 工程规模234.1设计范围、供水对象及设计水平年234.2需水量预测234.3供水规模的确定255 水源选择265.1水源选择的原则和要求265.2 水源选择265.3水源论证及水源确定285.6水文306工程总体布置466.1总体布置原则466.2工程总布置466.3 征地、拆迁范围和数量487 工程设计497.1设计依据及原则497.2工程等别、类型和设计标准507.3工程设计508 工程施工778.1 施工条件778.2天然建筑材料788.3施工导流788.4主体工程施工798.5施工总布置808.6施工总进度819 环境影响、水土保持及水源保护849.1 环境影响849.2 水土保持及水源保护8910工程管理9310.1管理机构9310.2管理设施9310.3工程管理9411投资估算9612经济评价10112.1经济评价依据和参数10112.2国民经济评价101 附件：陕西省石泉县湘子河水库工程可行性研究设计图册；陕西省石泉县湘子河水库工程可行性研究投资估算书；湘子河水源水检验报告安康市疾病检验中心。工程特性表序号项目名称单位数值备注一枢纽工程设计取水流量11000 m3/d1拦河坝座1浆砌石重力坝2正常蓄水位m4693设计洪水位m469.79备用小时开排沙闸，第八小时关闭4校核洪水位m469.79第四小时开排沙闸，第八小时关闭5总库容万m786有效库容万m59.727坝长m818坝高m339坝顶宽m610坝底宽m32.1611取水口中心高程m455二工程估算1建筑工程费万元803.812设备及安装费万元47.923临时工程万元44.244费用万元88.125基本预备费万元98.416总估算万元1136.76三经济评价1经济内部收益率EIRR%8.63 2经济净现值ENPV万元216.29 3经济效益费用比EBCR1.17 前 言石泉县城供水工程始建于上世纪七十年代，供水水源为石泉水库。通过坝体内500钢管自石泉水库引水，初期设计供能力5000m3/d，实际供水能力4500 m3/d。经三期改造后石泉自来水厂设计供水能力为10000m3/d，实际日供水量为7000 m3/d。石泉县县城总体规划（2010-2025）到2025年，银龙乡纳入城区，县城面积15km，县城人口8万人，供水将出现较大缺口，先期建设第二水源工程纳入总体规划中。2012年3月，陕西天元水利电力勘察设计有限公司受石泉县水利局委托，承担编制石泉县湘子河水库工程可行性研究报告。为此，陕西天元水利电力勘察设计有限公司组建了石泉县湘子河工程可行性研究报告项目组。项目组对湘子河水库工程进行了多次的实地勘察和现场调查，初步确定了湘子河水库的坝址位置，完成了坝址区、库区1：1000地形测量，并对坝址区、库区工程地质和水文地质地质勘察，结合水资源平衡分析，基本确定了枢纽工程的规模及技术方案。于2012年6月完成了石泉县湘子河水库工程可研报告送审稿。本次可研报告的修改完善工作，得到了安康市水务局及石泉县水利局专家的精心指导，在此表示衷心的感谢！1161综合说明1.1概述1.1.1供水概况石泉县县城现供水工程水源为石泉水库。石泉水库1994年建成并投入运行，总库容3.98亿m3，有效库容2.77亿m3，最高水位413.5m，最低水位395m。在坝高392.2m处预埋500mm钢管伸出坝外，向石泉县城供水，经石泉水厂净化、消毒处理后，加压送入城区管网。石泉县城净水厂原设计供水规模5000m3/d。1974年建成并投入运行。经1999年第三期扩改后设计日供水量10000m3，实际日供水量7000m3。石泉县县城现供水工程供水范围为石泉县县城，供水面积7.02km2，现状供水人口5万人，厂矿企事业30余户，商业网点500余户。根据石泉县县城总体规划（2010-2025），设计水平年2025年，银龙乡纳入城区，城面积15km，县城人口8万人，供水将出现较大缺口，故需建设第二水源工程并先期建设枢纽工程。第二水源枢纽工程位于湘子河下游银龙乡龙堰村，坝址距离湘子河入饶峰河河口1.5km，水库因河而名，称湘子河水库，大坝位置见图1.1-1。图1.1-1 大坝位置图1.1.2社会经济概况石泉县辖8镇7乡，202个行政村，4个社区居委会，6个街道居委会，中、省、市驻县机关、企事业单位150余个。总人口18.2万。其中县城人口5万。2009年，全年实现生产总值22.44亿元，增长18.4%。城镇居民人均可支配收入12666元，农民人均纯收入3338元。1.1.3供水现状及设计水平年供水缺口1.1.3.1供水现状石泉县城供水工程由石泉水库引水，石泉县城净水厂处理，1974年建成并投入运行，设计供水规模5000m3/d。后经三期扩改后设计日供水规模10000m3，实际现状年实际供水规模7000 m3/d。县城5万人，30余户厂矿企事业单位及500余户商业网点现状年日最高需水量为6928m3/d，基本能满足用水要求。1.1.3.2设计水平年供水缺口根据石泉县县城总体规划（2010-2025）规划，至2025年，县城面积15km，县城人口8万人，设计水平年日最高需水量为16298m3/d，日供水规模需17000m3 ，供水缺口日10000m3。1.1.4工程建设的必要性湘子河水库工程建设的必要性表现在：1、水量平衡分析表明：石泉县现状年的供需平衡是动态的，随着县域经济的发展，供需不平衡的矛盾逐渐显现，短期的挖潜可维持一定时期的供需平衡，但要满足石泉县县城总体规划（2010-2025）的要求，到设计水平年月日2025年，将出现10000m3/d的供水缺口。现状年到设计水平年间也存在供需矛盾。2、水库枢纽工程是供水工程的水源工程，是实现供水的物质基础和不可或缺的基础设施。按照统一规划、突出重点、量入为出、分步实施的原则，优先实施水源工程，是最佳的运筹策略。3、水库枢纽工程一般都较复杂，建设期长，施工难度大，淹没补偿高，征地协调量大，周期长，是供水工程最占时的环节。4、优先实施水库枢纽工程建设，可充分利用供需矛盾尚不突出时的时间差，优化工程布局，细化设计方案，做到精细化设计；再者可以先期启动工程征地和淹没占地的实物调查，减轻补偿标准日益高涨的压力，也有充足的协调时间化解各种矛盾，做到各方利益的平衡。5、优先建设水源工程，可实现水资源的优化高度，在供水矛盾还不突出前作为湘子河下游丝银坝村、双樟村、黄荆坝村和雷心村共计2320亩农田的灌溉水源，发展农田灌溉和水产养殖，发挥水库的综合效益。当供水矛盾突现前，实施水处理工程和输配水管网，逐渐退水灌溉和养殖，满足城市供水。水源工程和水处理工程都有充足的时间，质量上有充分的保障。因此，优先实施水源枢纽工程是十分必要的。1.2水文与地质1.2.1自然条件与水资源概况石泉县周边地形北高南低，群山起伏，岭谷相间，河流密布，地貌单元主要为土石山区，区内海拔高程在4101200m之间，河槽呈“V”字型，河谷窄小，北部山区有成片天然森林分布，植被良好，涵养水源。流经区域的主要河流有汉江、饶峰河、大坝河、珍珠河、湘子河等河流。石泉位于汉江河中下游，属长江水系，境内内水资源十分丰富，自产水2.6亿m，过境客水5.6亿m，汉江干流过境水21.42亿m，总水量为29.62亿m。自产水每平方公里43.08万m，人均拥有水量3608m。1.2.2水文气象石泉县多年平均气温14.6，年极端最高气温41.4，年极端最低气温-10.8，最大冻土深度8cm，年平均降水量880mm，最大降雨量1384mm，最小降雨量395mm，降雨极差987mm。多年平均蒸发量850mm 。常年主导风向为东南风，多年平均风速1.7m/s，定时最大风速17m/s。湘子河是饶峰河左入支流，流域流域面积31.3km，河道长度16.6km，河道比降24.5。流域中心年平均降水量880mm，多年平均径流深400mm，多年平均径流量1240万m3，多年平均流量0.397m3/s。坝址处95%保证率日均流量0.159m3/s，相应年径流量501万m3，百年一遇洪峰流量240m3/s，洪水总量413.5m3；五十年一遇洪峰流量170m3/s，洪水总量313.4m3；多年平均输沙量0.772万m3。1.2.3地质1. 区域地质石泉县位于秦岭中段、汉江北岸的低山区，地势北高南低，高程410695m。取水枢纽所在的湘子沟属汉江北岸支流饶峰河的一级冲沟，由东北向西南汇入饶峰河，冲沟两岸基岩裸露，岸坡陡峭，河谷狭窄，阶地不发育。2. 水文地质地下水根据其埋藏条件可分为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水两种类型。：第四系孔隙潜水:主要分布于河谷区，含水层主要为冲积的砂砾（卵）石层，水位埋深24m，以大气降水和上游地表水的补给为主，向河谷下游排泄。：基岩裂隙及溶隙潜水：主要分布于强、弱风化岩体中，泉水出露高程480590m，流量0.051L/min，受大气降水及上覆松散岩层潜水补给，以泉形式向河谷排泄，具山高水高的特点。3.地震烈度工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应普特征周期为0.45S，相应地震基本烈度为度。4. 工程地质（1）库区库区主要位于湘子沟下游段，沟谷多呈对称的“U”型发育，谷底宽度3.58.0m，凹岸边坡陡峻，基岩裸露，凸岸下部边坡较平缓，间断发育一级基座阶地，阶地堆积物具二元结构，上部为粉质粘土，下部砂卵（砾）石。一级阶地前缘高出河床1.53.0m，阶面宽度540m，阶地堆积物厚26m。二级阶地阶面高出河床约20m，阶地堆积物主要以壤土及下部卵石层构成，沿沟道两侧零星分布。（2）坝址区坝址位于湘子河沟口上游1.1km处，属秦岭中段低山区，湘子沟在坝址区段沟道较为平直，流向为SW56，比降约3.0%3.5%。河谷呈“U”字型发育，两岸地形基本对称，自然边坡坡度6065。坝区沟谷高程443.50444.10m，谷底宽4.06.5m。坝址区阶地不发育，右岸453.0456.0m残留河流二级阶地，阶面宽度约2.0m，表现为坡面缓坡平台。1.2.4建筑材料1. 砂砾料工程区沿湘子河分布，沟内砂卵（砾）石层沿湘子河河床分布，河床宽度3.58m，覆盖层厚度26m，分布面积有限，储量不大，不满足规范规定的指标要求，开采运输条件很差，需要从石泉县城购买。2. 石料工程区河谷上下游多为弱风化云母石英片岩，不宜作为筑坝材料，石料需要从石泉县城购买。1.3工程规模1. 工程规模石泉县县城设计水平供水规模为17000m3/d，现石泉县县城供水工程供水能力为7000 m3/d，确定湘子河水库供水规模为10000 m3/d。湘子河枢纽工程校核水位469.79m，总库容78万m3，设计洪水位469.79m，相应库容78万m3，正常蓄水位469m，相应容73.72万m3（兴利库容为59.72万m）；死库容相应14万m3，死水位450m。起调水位为正常蓄水位469.00m。2. 工程规模、建筑物级别枢纽工程为小（1）型供水工程，工程等别为等，主要水工建筑物为4级，次要建筑物级别为5级。1.4工程总体布置枢纽工程大坝位于草池湾小堰塘下游侧约50m处，距离湘子河出口1500m；取水口设在左岸上游岸坡，引水口高程445m；溢洪道布置在坝体中部、主河槽位置；排沙洞布置在坝体内，溢洪道左侧；上坝道路布置在坝址上游左岸，与村道及坝顶相连。工程的主要任务是作用石泉县设计水平年（2025年）城市供水的第二水源先期建设。在设计水平年前以灌溉用水为主，设计水平年后退出灌溉供水。1.5工程施工1.5.1施工条件石泉属亚热带季风湿润气候，四季分明，冬、春季雨量少，气候较温和，夏季气温较高，秋季湿润多雨。12月至3月为枯季，可满足本工程施工工期要求。本工程位于石泉县，距离县城仅8km，紧邻G210国道，交通条件十分优越。工程所需水泥、木材、钢筋等均可从县城购买，砂、石料可从就近采石场和砂场采购，运料车辆及主要施工机械可直接进入各施工现场。1.5.2施工导流湘子河取水枢纽工程施工导流期尽量选在枯水时段，施工导流标准为5年一遇洪峰流量设计，采用两期导流方式。1.5.3主体工程施工主体工程包括：土石方开挖及回填、坝体浆砌石砌筑、混凝土防渗墙、灌浆、钢筋混凝土施工、金属结构及机电设备安装等，均按标准工法施工。1.5.4施工进度准备期2个月（2012年11月1日2013年1月1日）；主体工程施工期为12个月（次年1月初至12月底）；完工期1个月（2014年1月）。总工期15个月。1.6环境影响、水土保持及水源保护1.6.1工程占压工程永久占地包括枢纽工程占地和淹没占地。枢纽工程占地3.7亩，占地类型为河道和河滩；水库建成后淹没耕地15.3亩。临时占地包括临时道路、临时生产区、临时生活区和临时弃渣场等，占地总面积2亩。1.6.2环境影响评价 项目环境影响总面积21亩。其中，永久性占地总面积19亩，工程临时占地面积2亩。主要包括取水枢纽用地、水库淹没等，永久占压造成这些土地利用性质发生改变，但因占压面积不大，且采取固化措施，不会对周围环境造成影响。施工期环境保护投资1.5万元。1.6.3水土保持及水源保护1.水土保持工程主要对地面和周边环境有较大扰动，使其原有较为稳定的水土保持功能降低或丧失，或产生新的水土流失，对周边生态环境造成不良影响。本工程水土流失防治责任范围分为项目建设区和由于工程建设活动而造成水土流失并产生危害的直接影响区两部分。工程建设建设区共扰动土地面积5.7亩，预测期内新增土壤流失总量为6t。建设项目水土保持总投资为1.61万元。2.水源保护取水枢纽上游的湘子河流域范围设为水源一级保护区，保护区面积31.3km，按照国家颁发的饮用水水源保护区污染防治管理规定的要求做好水源地保护，并建立健全水源区保护，经常巡视，及时处理影响水源安全的问题。1.7工程管理1.7.1工程建设管理本工程严格执行水利工程项目管理的规定，实行项目法人制、招标投标制及建设监理制。石泉县水利局为项目法人。1.7.2枢纽运行管理设枢纽管理站管理枢纽工程。单位性为全额事业单位，核定编制4人。其中，站长兼书记1人，办公室2人（会计1人、出纳1人），水库枢纽1人，年运行费为10元。其中管理经费用3万元，维修养护费7万元。1.8投资估算主要工程量：土方开挖0.42万m3，石方开挖1.76万m3，土方回填0.47万m3，浆砌石1.29万m3，混凝土0.44万m3，钢筋制作安装59.3t。主要材料需用量：汽油1t、柴油9t、木材25m3，水泥2919t、砂子7313 m3 ，碎石3887 m3 ，块石15233m3。工程需要劳力:2.43万工日。设计建设期限为15个月。本工程静态总投资1136.76万元，总投资1136.76万元。1.9经济评价枢纽工程建成后，新增加灌溉面积2320亩，使作物稳产高产田，小麦、玉米单产、复种指数提高，总产增加新增粮食生产能力的效益。项目实施后，使小麦单产由300kg提高到450kg，玉米单产从原来的400kg提高到600kg，杂果单产由1500kg提高到2500kg，新增粮食生产能力54.87万kg，新增产值185.23万元，工程灌溉效益74.01万元，受益期为2014年2025年。2025年退出灌溉，专供居民生活用水、工业用水及经营服务用水等。整个供水工程建成后，生活供水效益为209.93万元，工业供水效益为292.69万元，经营服务供水效益为67.25万元，工程供水效益合计为569.88万元。按投资分摊，枢纽工程的效益约占50%，即285万元。经计算，该项目经济内部收益率EIRR为8.63%，经济净现值ENPV为216.29万元，经济效益费用比EBCR为1.17。2工程概况及项目建设的必要性2.1自然概况2.1.1区域地理石泉县位于陕南偏南中段，东及东南与汉阴县接壤，西及西南与西乡县毗邻，北及东北同宁陕县相连，西北与佛坪、洋县交界，地跨北纬324557331956，东径1080181082842之间，全县总面积1525km，东西直距42.75km，南北直距63.05km。第二水源枢纽工程位于湘子河下游银龙乡龙堰村，坝址距离湘子河入饶峰河河口1.5km，水库因河而名，称湘子河水库。2.1.2地形地貌石泉北依秦岭，南接巴山，阳安铁路、210和316国道交汇于此，长江最大的支流汉江由西向东横贯全境，南北重峦叠嶂，中部河流纵横，呈“两山夹一川”之势，是秦巴山地的重要组成部分。北部秦岭山高坡陡，南部巴山山势稍缓，多呈浑圆状山脊，中部沿汉江两岸及池河下游，系在第三纪断陷基础上发育起来的串珠式河谷小盆地，俗称“坝子”。山势北高南低，多呈“V”型和“U”型峡谷，一般海拔4001400m，坡度3050。最高为北部云雾山（2008.9m），最低为南部石泉嘴（332.8m），相对落差1676.1m。2.1.3气象石泉属亚热带季风湿润气候，四季分明，冬、春季雨量少，气候较温和，夏季气温较高，秋季湿润多雨。自然条件具有南北过度色彩，而以南方特色为主，又兼有垂直差异明显的特征。据石泉气象站观测统计资料，本区多年平均气温14.6，年极端最高气温41.4，年极端最低气温-10.8，最大冻土深度8cm，年平均降水量880mm，最大降雨量1384mm，最小降雨量395mm，降雨极差987mm。多年平均蒸发量850mm 。常年主导风向为东南风，多年平均风速1.7m/s，定时最大风速17m/s。初霜始于10月中、下旬，终霜止于3月中旬，全年无霜期242天左右。0积温5200，10积温4400。多年平均日照数1811.6小时，日照率40%；夏季最丰,为658.8小时，占36.4%；日照年际变化较大，最丰年为2129.4小时(1962年),最少年为1312.2小时(1982年)，相差817.2小时。河流年平均水温14.315.9，最高为37.8，最低为0，一般无较大冰情出现。2.1.4地质石泉属汶池区边缘的大巴山山脉北坡，北邻秦岭山脉，构造以褶皱为主，山势比较平缓，属中低山地形，多呈深圆形山脊，坡脚多出现山间坝子和河谷，河谷狭窄，呈“V”字型，两岸局部地段发育有、级阶地。出露岩性有灰岩、花岗岩等，主要土壤类型为黄棕壤土、棕壤土、麻砂土。根据中国地震动参数区划图GB18306-2008，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应普特征周期为0.45S，相应地震基本烈度为度。2.2县域社会经济概况石泉县辖8镇7乡，202个行政村，4个社区居委会，6个街道居委会，中、省、市、县驻县城机关、企事业单位150家，总人口18.2万。其中县城人口5万。2010年全年实现生产总值22.44亿元。其中：第一产业总值4.46亿元；第二产业总值11.50亿元，第三产业总值6.49亿元。全社会固定资产投资195181万元，财政总收入12500万元，地方一般预算收入4500万元。财政总支出50088万元，一般公共服务支出12455万元。城镇居民人均可支配收入12666元，农民人均纯收入3338元。2.3供水现状及设计水平年供水缺口石泉县城供水工程由石泉水库引水，石泉县城净水厂处理，1974年建成并投入运行，设计供水规模5000m3/d。后经三期扩改，现供水能力7000m3/d。能满足县城5万人，30余户厂矿企事业单位及500余户商业网点的用水要求。根据石泉县县城总体规划（2010-2025）规划，至2025年，县城面积15km，县城人口8万人，日供水规模需17000m3 ，供水缺口日10000m3。2.4项目建设的必要性湘子河水库工程建设的必要性表现在：1、水量平衡分析表明：石泉县现状年的供需平衡是动态的，随着县域经济的发展，供需不平衡的矛盾逐渐显现，短期的挖潜可维持一定时期的供需平衡，但要满足石泉县县城总体规划（2010-2025）的要求，到设计水平年月日2025年，将出现10000m3/d的供水缺口。现状年到设计水平年间也存在供需矛盾。2、水库枢纽工程是供水工程的水源工程，是实现供水的物质基础和不可或缺的基础设施。按照统一规划、突出重点、量入为出、分步实施的原则，优先实施水源工程，是最佳的运筹策略。3、水库枢纽工程一般都较复杂，建设期长，施工难度大，淹没补偿高，征地协调量大，周期长，是供水工程最占时的环节。4、优先实施水库枢纽工程建设，可充分利用供需矛盾尚不突出时的时间差，优化工程布局，细化设计方案，做到精细化设计；再者可以先期启动工程征地和淹没占地的实物调查，减轻补偿标准日益高涨的压力，也有充足的协调时间化解各种矛盾，做到各方利益的平衡。5、优先建设水源工程，可实现水资源的优化高度，在供水矛盾还不突出前作为湘子河下游丝银坝村、双樟村、黄荆坝村和雷心村共计2320亩农田的灌溉水源，发展农田灌溉和水产养殖，发挥水库的综合效益。当供水矛盾突现前，实施水处理工程和输配水管网，逐渐退水灌溉和养殖，满足城市供水。水源工程和水处理工程都有充足的时间，质量上有充分的保障。因此，优先实施水源枢纽工程是十分必要的。3工程建设条件3.1项目区自然条件项目区位于石泉县城及其西北部分区域，坐落于汉江北岸， G210和G316国道交汇于此，交通十分便利。项目区所在区域北高南低、群山起伏、岭谷相间、河流密布、林木茂盛、植被良好、涵养水源。饶峰河支流湘子河流北临项目区，源远流长，是长常河流。项目区处亚热带季风湿润气候区，四季分明，冬、春季雨量少，气候较温和，夏季气温较高，秋季湿润多雨。自然条件具有南北过度色彩，而以南方特色为主，又兼有垂直差异明显的特征。本区多年平均气温14.6，最大冻土深度8cm，年平均降水量880mm，常年主导风向为东南风，多年平均风速1.7m/s，定时最大风速17m/s。河流年平均水温14.315.9，最高为37.8，最低为0，一般无较大冰情出现，水资源丰富。3.2区域水资源概况石泉位于汉江河中下游，属长江水系。县域内河流众多，地形复杂，河床深切，有大小河流沟溪456条，河网密度为1.14km/km，流域面积1051.8km。区域内水资源十分丰富，自产水2.6亿m，过境客水5.6亿m，汉江干流过境水21.42亿m，总水量为29.62亿m。自产水每平方公里43.08万m，亩均拥有水量1659 m，人均拥有水量3608 m。水资源丰富，但县域内河川径流年内时段分配极不平衡：汛期510月，降水量占全年总量的80左右，大量地表径流均以洪水渲泄，一般12月至3月为枯季，4月出现“桃花”汛，510月为大汛；初夏时河流经常出现枯流。若无调蓄工程，水资源利用率较低。第二水源枢纽工程水源为湘子河。湘子河流域是丹江口水库上游水源地水土保持治理区，实行封禁治理，流域面积31.3km，河道长度16.6km，河道比降24.5。流域中心年平均降水量880mm，多年平均径流深400mm，多年平均径流量1240万m3，多年平均流量0.397m3/s，百年一遇洪峰流量240m3/s，洪水总量413.5万m3；五十年一遇洪峰流量170m3/s，洪水总量313.4万m3；多年平均年输沙量0.772万m3。3.3工程地质3.3.1区域地质（1）地形地貌工程区位于秦岭中段、汉江北岸的低山区，地势北高南低，高程410695m。汉江由西北向东南穿行于秦岭与巴山之间，湘子沟属汉江北岸支流饶峰河的一级冲沟，由东北向西南汇入饶峰河，冲沟两岸基岩裸露，岸坡陡峭，河谷狭窄，阶地不发育。（2）地层岩性与地质构造项目所在地区属汶池区边缘的大巴山北坡，北邻秦岭山脉，构造以褶皱为主，山势比较平缓，多呈深圆形山脊，坡脚多出现山间坝子和河谷，属中低山地形。两岸山体雄厚，局部地段发育有、级阶地。出露岩性有灰岩、花岗岩等，主要土壤类型为黄棕壤土、棕壤土、麻砂土。本区域地层以汉江河喜河麻柳坝大断裂(F3)为界，以西属扬子地台区建造，以东属秦岭地槽区建造。扬子地台区建造包括震旦纪至三叠纪及第三纪沉积地层，主要由海相沉积的碳酸盐岩及碎屑岩组成。其中石泉县城周围及长安坝乡附近为第三系红色砂砾岩地层。喜河镇附近汉江两岸，以泥盆系厚层灰岩、硅质白云岩为主，其它各层均以砂页岩为主。秦岭地槽区构造又可分为南北两部分。月河盆地以南广泛分布自震旦系至志留系的浅变质碎屑岩，包括变质凝灰岩、千枚岩、板岩等。北部则为上古生代海相沉积地层。此外，在新生代断陷盆地(石泉-汉阴)内分布有老第三系的红色砂砾岩和粘土岩。（3）水文地质条件地下水根据其埋藏条件可分为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水两种类型。：第四系孔隙潜水:主要分布于河谷区，含水层主要为冲积的砂砾（卵）石层，水位埋深24m，以大气降水和上游地表水的补给为主，向河谷下游排泄。：基岩裂隙及溶隙潜水：主要分布于强、弱风化岩体中，泉水出露高程480590m，流量0.051L/min，受大气降水及上覆松散岩层潜水补给，以泉形式向河谷排泄。显示山高水高的特点。（4）物理地质现象由于岩石的风化作用，在谷坡及山地广泛分布着由碎石、含碎石粉质粘土组成的崩、坡积物，进而导致坡麓现象发育。在较大支流入口处及冲沟口，多发育洪积锥。高角度的构造结构面及卸荷裂隙也较发育，岩体被切割后，不稳定岩体形成的崩塌现象及坡面不稳定的滚石较为常见。（5）区域稳定性与地震烈度区域构造稳定性工程区位于秦岭褶皱系与扬子准地台结合部位，外围分布的活动断裂有：凤镇山阳断裂、阳平关洋县断裂、饶峰麻柳坝钟宝断裂、月河断裂。坝址北部距风镇山阳活动断裂距离约55km，距离阳平关洋县断裂距离40km左右，距饶峰麻柳坝钟宝断裂1525km，距饶峰石泉断裂37km。 工程区周围40km范围内历史上曾发生过2级以下地震15次，2级以上地震5次，最大地震为1963年宁陕3.2级地震，无4级以上地震记录；工程区周围100km范围内历史上曾发生过4级以上地震7次，最大地震为1624年洋县5.5级地震，无6级以上地震记录。根据历史地震和地质调查资料分析，历史地震对工程区最大的影响烈度不超过度。工程区在地质史上虽经过多次构造运动，但构造形迹以褶皱挤压变形为主，近坝段断裂更新世以来无明显活动迹象，历史地震活动相对较弱，因此地质构造属相对稳定的地区，属工程抗震有利地段。地震基本烈度根据中国地震动参数区划图GB18306-2008，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应普特征周期为0.45S，相应地震基本烈度为度。见图3.3-1。图 3.3-13.3.2工程地质条件与评价3.3.2.1库区工程地质条件及评价（1）地形地貌湘子河属汉江北岸一条支流饶峰河的北岸支流。库区主要位于湘子沟下游段，沟谷多呈对称的“U”型发育，谷底宽度3.58.0m，凹岸边坡陡峻，基岩裸露，凸岸下部边坡较平缓，间断发育一级基座阶地，阶地堆积物具二元结构，上部为粉质粘土，下部砂卵（砾）石。一级阶地前缘高出河床1.53.0m，阶面宽度540m，阶地堆积物厚26m。二级阶地阶面高出河床约20m，阶地堆积物主要以壤土及下部卵石层构成，沿沟道两侧零星分布。（2）地层岩性库区出露的地层岩性主要有寒武系中上统变质岩及第四系（Q）堆积物，现由老到新分述如下：1寒武系中上统（23）：云母石英片岩，灰色灰白色，成分以云母、石英、长石为主，变晶结构，片状构造，岩石抗风化能力差，岩质较软，属较软岩类。分布于湘子沟内库坝区。2第四系松散堆积层（Q）1）中更新统冲洪积层（Q3al+pl）粉质粘土、砂卵石：上部粉质粘土：棕黄色褐黄色，硬塑状，土质不匀，以粘粒为主，含碎石，含量约510%。层厚约3.5m；下部砂卵石层：稍密中密，卵石含量约3050%，成分主要以片岩为主，少见灰岩，粒径一般35cm，最大40cm。该层见于坝区左岸及右岸河湾地块顶部，为二级阶地及古河道河床堆积物。2）全新统冲洪积层（Q41al+pl）：粉质粘土、砂卵石：上部粉质粘土：棕黄色，硬塑状，土质较匀，以粘粒为主，偶含碎石，含量小于5%，层厚约1.5m；下部砂卵石层：稍密状，卵石含量约3040%，成分主要以片岩为主，少见灰岩，粒径一般24cm，最大30cm。该层见于库区河道两岸台地，为湘子河一级阶地堆积物。2）全新统冲洪积层（Q42al+pl）：砂砾石，松散稍密，卵石含量约2030%，成分以云母片岩为主，含量约2030%，粒径一般24cm，最大10cm，磨圆度差，以次棱角状为主，层厚一般0.53m，属库内河漫滩堆积物。3）全新统坡积层（Q4dl）碎石土：松散，以碎石为主，部分缓坡段碎石含量较低，均匀性差，碎石含量约5060%，呈碎块或碎片状，成分以云母石英片岩为主，粒径一般0.53cm，最大5cm，粉质粘土含量约3050%，见于库内岸坡缓坡段坡面表层。4）全新统滑坡堆积层（Q4del）：碎石土家壤土，松散，土质不均，碎石含量约3545%，分布于右坝肩下游。（3）地质构造库内岩层为单斜地层，倾角较陡，一般7075，表层岩体裂隙发育，野外调查可见3组，产状分别为：（1）倾向100120，倾角5767；（2）倾向255284，倾角7085；（3）倾向305322，倾角6775；各裂隙延伸一般810m，最长20m，张开宽度15mm。库区末端发现一条逆断层f3，倾向340355，倾角68，破碎带宽度大，地面表现为冲沟，断崖及山脊垭口，为区域西岔河两河口狮子坝断裂的支断裂构造，发育规模较大。（4）物理地质现象库区不良物理地质现象主要表现为临谷岩体的揉皱变形、崩塌及第四系松散堆积层小范围的浅层滑动变形，一般崩塌及滑坡规模较小，对工程影响不大。3.3.2.2坝址区工程地质条件及评价（1）地形地貌坝址位于湘子沟沟口上游1.5km处，属秦岭中段低山区，湘子沟在坝址区段沟道较为平直，流向为SW56，比降约3.0%3.5%。河谷呈“U”字型发育，两岸地形基本对称，自然边坡坡度6065。坝区沟谷高程443.50444.10m，谷底宽4.06.5m。坝址区阶地不发育，右岸453.0456.0m残留河流二级阶地，阶面宽度约2.0m，表现为坡面缓坡平台。（2）地层岩性坝址区出露的地层岩性与水库区基本相同，主要有寒武系中统变质岩及第四系（Q）堆积物，现由老到新分述如下：1寒武系中上统（23）：云母石英片岩，灰色灰白色，成分以云母、石英、长石为主，变晶结构，片状构造，岩石抗风化能力差，岩质较软，属较软岩类。分布于左右坝肩及坝基。2第四系松散堆积层（Q）1）中更新统冲洪积层（Q3al+pl）砂卵石：稍密中密，卵石含量约3050%，成分主要以片岩为主，少见灰岩，粒径一般35cm，最大40cm。分布于右坝肩上部缓坡。2）全新统冲洪积层（Q41al+pl）：粉质粘土、砂卵石：上部粉质粘土：棕黄色，硬塑状，土质较匀，以粘粒为主，偶含碎石，含量小于5%，层厚约1.5m；下部砂卵石层：稍密状，卵石含量约3040%，成分主要以片岩为主，少见灰岩，粒径一般24cm，最大30cm。该层分布于上游河道两岸，为湘子河一级阶地堆积物。2）全新统冲洪积层（Q42al+pl）：砂砾石，松散稍密，卵石含量约2030%，成分以云母片岩为主，含量约2030%，粒径一般24cm，最大10cm，磨圆度差，以次棱角状为主，层厚一般0.53m，分布于坝址河漫滩。3）全新统坡积层（Q4dl）碎石土：松散，以碎石为主，部分缓坡段碎石含量较低，均匀性差，碎石含量约5060%，呈碎块或碎片状，成分以云母石英片岩为主，粒径一般0.53cm，最大5cm，粉质粘土含量约3050%，分布于两坝肩边坡顶部缓坡地带。（3）地质构造坝址区岩层为单斜地层，走向3400，倾向NE，倾角8085，岩层倾向下游。左坝肩平硐揭示f 1、f 2两条断层。 f1产状：倾向221，倾角60，断层带宽度约0.51.0m，充填泥质及角砾岩。f 2产状：倾向40，倾角75，断层带宽度约1.01.5m，充填角砾岩、糜棱岩。两断层间距较小，断层间岩体破碎，并伴生揉皱。坝区岩体裂隙发育，按走向可划分为3组，裂隙走向玫瑰图如图3.3-2，各组裂隙特征见表3.3-1。表3.3-1 坝址区裂隙统计表部位组别走向（度）倾向（度）倾角（度）宽度(mm)简要描述坝址1110151NE707825裂面有黄色铁锈斑，较粗糙，充填岩屑，裂隙发育间距0.51.0m，延伸小于5m。23852NW677413裂面有黄色铁锈斑，充填岩粉，裂面较平直，大多闭合，为剪性裂隙，裂隙发育间距1.01.5m，延伸较长58m。3340345SW748313裂面有黄色铁锈斑，裂面较平直，大多闭合，为剪性裂隙，裂隙发育间距1.03.0m，延伸长度1015m。图3.3-2 裂隙走向玫瑰图（4）物理地质现象和岩体风化卸荷特征物理地质现象坝址下游滑坡规模小，属第四系表层滑坡，对工程无影响。坝区主要物理地质现象为崩坡体，规模较小，厚度较薄，对工程影响甚微。岩体风化卸荷特征根据勘测资料分析，左岸受断层影响，强风化带垂直厚度为8.319.3m，水平宽度7.015.0m；河床强风化带垂直厚度为0.81.5m；右岸强风化垂直厚度6.57.4m，水平宽度为7.09.0m。右岸弱风化垂直厚度3444m。河床弱风化带垂直厚度为12.013.0m；右岸弱风化垂直厚度2632m。根据野外调查，两岸卸荷带水平宽度与强风化带下限比较接近。（5）岩（土）体工程地质特征1）粘性土的物理力学性质左岸坝线上游古河道进口底部及右岸坝址上游河湾地块表层分布壤土层，厚度约0.85.6m，根据壤土层物理力学试验成果，建议壤土层承载力建议值fa=140Kpa，渗透系数K=2.510-4cm/s，呈弱透水性。2）砂砾石层物理力学性质根据砂砾石层的颗分试验成果及砂砾石的物理力学性质试验成果，建议砂砾石层承载力建议值fa=200220Kpa，变形模量 E0=45Mpa，渗透系数K=60m/d。3）岩体物理力学性质坝基弱风化云母石英片岩岩体质量分级为级。依据坝基岩体质量分级，建议岩体的物理力学参数如表3.3-2。表3.3-2 坝基岩体物理力学参数建议值表岩性风化程度坝基岩体分类岩石饱和抗压强度砼与基岩接触面岩体与岩体抗剪强度岩体变形模量岩体弹性模量泊松比承载力抗剪断强度抗剪强度抗剪断强 度抗剪强度Rb(MPa)fC(MPa)ffC(MPa)fE0(GPa)Ee(GPa)ufk(MPa)二云石英片岩弱风化33.50.70.30.40.650.50.452.03.00.331.01.23.4建筑材料3.4.1砂砾料工程区沿湘子河分布，沟内砂卵（砾）石层沿湘子河河床分布，河床宽度3.58m，覆盖层厚度26m，分布面积有限，储量不大，不能够满足规范规定的指标要求，开采运输条件很差，需要从石泉县城购买。3.4.2石料工程区河谷上下游多为弱风化云母石英片岩，不宜作为筑坝材料，因此需要从石泉县城购买石料。4 工程规模4.1设计范围、供水对象及设计水平年（1）供水范围和供水人口现状年供水区总人口5万人，石泉县现有城供水工程供水能力7000m3/s。（2）设计水平年根据石泉县县城总体规划（2010-2025），确定石泉县第二水源枢纽工程现状水平年为2010年，设计水平年为2025年。（3）现状年至设计水平年县城供水基本满足要求，期间水库以灌溉为主，灌溉面积2320亩。当供水矛盾突现前，逐渐退水灌溉和养殖，满足城市供水。4.2需水量预测4.2.1设计人口现状年为2010年供水区总人口5万人，设计水平年2025年供水人口8万人。 4.2.2需水量预测石泉县供水水量包括居民生活用水、企业用水、公共建筑用水、管网漏失水量和未预见水量。1.用水标准居民生活用水量现状年居民生活最高日用水量为65L/人d。设计水平年居民生活最高日用水量为100L/人d。依据是室外给水设计规范GB50013（2006年）、城市居民生活用水量标准GB/T50331-2002，陕西省行业用水定额（试行）及石泉县城经济发展状况。现状年和设计水平年2025年最高日居民生活用水量Q1分别为：Q1现5000010065100003250 m3/d；Q1设80000100100100008000 m3/d；工业、企业用水根据规划，石泉县要发展成园林山水性旅游城市，工业、企业以有利于生态环境保护和居民安居乐业，促进经济社会和谐发展的节水、节能、环保企业进驻。对入驻企业用水量指标要求较高。根据陕西省行业用水定额综合比选，现状年和设计水平年工企业用水指标均为20m3/万元。项目区现状年工业总产值为44600万元，设计水平年（2025年）工业总产值为95955万元，现状年、设计水平年工业供水量Q2分别为：Q2现=44600万元20/365=2444m3/dQ2设=95955万元20/365=5258m3/d公共建筑设施用水公共建筑用水量主要包括宾馆、饭店、医院、公共浴池、商业、学校、机关、娱乐场所等用水量。按建筑给水排水设计规范，公共建筑设施用水量一般占居民生活用水量的1025。本设计公共建筑设施用水量按居民生活用水量15的计算。现状年、设计水平年公共建筑设施用水Q3分别为：Q3现325015488m3/d；Q3设8000151200m3/d； 其他用水指标其他用水量含未预见用水量、浇洒道路用水和绿地用水、消防用水及管网漏水损失等。未预见水量和管网漏失水量按县城最高日居民生活用水、公共建筑用水之和的20考虑。现状年、设计水平年其他用水量Q4分别为：Q4现（3200480）20746m3/d；Q4设（80001200）201840m3/d；县城最高日需水量Q5现Q1Q2Q3Q4325024444887466928m3/d；Q5设Q1Q2Q3Q4800052581200184016298m3/d。表4.2-1 石泉县需水预测表序号用水类别现状年（2010年）需水量设计水平年（2025年）需水量人口及产值用水定额日需水量（m3/d）年均需水量人口及产值用水定额日需水量（m3/d）年均需水量（万m3/年）（万m3/年）1居民生活用水5万人65L/人.日3250119 5万人100L/人.日8000292 2工业用水44600万元20 m3/万元244489 95955万元20 m3/万元5258103 3公共建筑第1项的15%48818 第1项的15%120044 4其它12项的20%74627 12项的20%184067 5合计6928253 16298506 4.3供水规模的确定现状年日最高需水量为6928m3/d，与现状年实际供水7000 m3/d的统计数据基本一致，现状年供水能力有余。设计水平年日最高需水量为16298m3/d，与现状供水能力7000 m3/d相比，供水缺口为9298m3/d。水厂自用水量按照最高日用水量的5%计取，则净水厂处理规模W1=9298(1+0.