某生态水库可行性研究报告.docx

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1、某生态水库可行性研究报告 某生态水库可行性研究报告 1综合说明 1.1绪言 西峡县位于河南省西南部，系豫、鄂、陕三省交汇处的“金三角”地带，是豫西南的重要门户。资源丰富，景色秀丽，森林覆盖率76.8，是河南省资源大县和区域大县，被誉为“绿色王国”和“天然药库”。西峡县地处长江流域，丹江的两大支流老鹳河和淇河流经全县，具有丰富的水电资源，人均水资源量3200m3，是全省平均水平的6倍，水力资源可开发量8.5万千瓦，居全省县级第二位，是国务院确定的电气化试点县。 然而，据统计，2022年西峡水电发电量只占全县总用电量的23.3%，年缺电量达2.3万kw.h，所缺电量占全县用电量的76.7%，全部通

2、过外购。随着国民经济的持续发展，电力需求必将大幅增长，如果现在不新建并投入一批小水电站，将难以满足后负荷发展的需要。 另外，根据西峡现状用水分析，西峡县城区现状年供水能力1250万m3，2022年规划水平年规划可供水量可达到4890万m3，2022年规划水平年规划可供水量可达到5390万m3。严重的供水不足也将成为城市发展的重要瓶颈。 按照西峡县的城市发展规划，西峡近几年要实现“经济强县、生态大县、旅游名县”的战略目标，然而对于县城而言，作为城市灵魂的水环境却与城市定位不甚协调，由于自然条件和人为因素的影响，河流的自然功能、社会服务功能退化严重，水系存在问题极大地损害了城市形象，与城市发展定位

3、不相适应。在城市发展的过程中，如何通过水系的合理规划和 利用，修复、保护和改善城市生态系统，提高城市应对自然灾害的能力，使水系为城市经济发展提供支撑，也是西峡县水利工程治理的重要目标。 因此，必须通过工程的建设来从根本上改变西峡现状“守着电能没电用、枕着鹳河没水用，环山绕水不旅游”的面貌。龙湾湖水库的规划正是应以上几点需求而进行的，通过龙湾湖的实施，使小水电这一清洁可再生的绿色环保能源得以合理开发利用，提高了水资源的综合利用效益，促进了人水和谐相处。大坝的蓄水，保证了城市的供水需求，改善了城市生态、景观、文化、宜居条件，可以拉大城市框架，大幅度提升县城品位。同时，湖面形成的5km2的依山傍水带

4、，亲水临路，交通便利，环境优美，可谓河南乃至整个中原少有的紧临城区的“仙山奇水”、“人间仙景”。 1.2水文 老鹳河流域位于河南省西南部，伏牛山北麓，介于东经1110111146，北纬33053348之间，系丹江的一级支流。龙湾湖电站拦河坝以上流域面积3456km2，主河长254km，河道平均比降为0.52%。本区属北亚热带季风区大陆性气候，由于受北部天然屏障的阻挡，加之林木防护作用，年平均风速 2.1m/s。但是受地形影响，山谷风明显，年内90%以上的时间是白天刮东南风，夜间多西北风，年均无霜期为236天，平均相对湿度为69%。 老鹳河流域平均气温在42-14.2，多年平均气温15.1，多年

5、平均降水量约925mm，降水量在时间和空间上的分布很不均匀，一般是深山多于浅山、丘陵区，南坡多于北坡；降水量的63%集中于69月，其中78月占降雨量的40%，流域内光照充足，年均日照为2022小时，占可照时数的46%。 老鹳河流域的径流主要来源是降水。影响河川径流的主要因素是降水和蒸发。根据西峡站45年（19541998年）径流系列统计，多年平均流量27.9m3/s，多年平均径流深258mm，多年平均年径流量8.806亿m3，多年平均年径流模数为8.17L/（S.km2）。 径流的年内分配与降雨的年内分配基本一致，每年4月起径流随降雨的增大而增大，7、8两月水量最丰，9月份次丰，11月后由于降

6、水量的减少，地下水补给的比重渐渐增大，径流逐渐以地下水补给为主，稳定退水至翌年3月。径流在年内的分配不均匀，丰水期（510月）多年平均流量为46m3/s，占年径流量的81%，其中79月占年径流的58.5%，枯水期（114月）多年平均流量为10.6m3/s，占年径流量的19%，最枯段（13月）三个月多年平均流量为7.1m3/s，只占年径流的 6.2%。径流在年际间的变化较大，最大年平均流量为93.8m3/s（1964年），最小年平均流量为8.0m3/s（1978年），分别为多年平均流量的3.4和0.3倍。年最小流量一般出现在1、2月份，多数出现于2月。 石门水库位于西峡水文站上游16km处，龙湾

7、湖水库坝址位于西峡水文站下游7km处，坝址处均无实测水文资料，但在两坝址之间及上游有西峡和米坪水文站，米坪水文站从1956年5月开始有水文资料至今，西峡水文站字1954年元月开始有水文资料至今。两水文站的观测项目有水位、流量、输沙率等，观测次数、方法符合水文测验要求，资料精度较高，已整编成册，可用于工程规划设计。分区径流采用西峡径流系列通过水文比拟法推求，即按集水面积和径流深比计算。 经过对龙湾湖水库年径流系列及洪水系列（19541998）进行频率计算，确定出统计参数及设计值见表1.2-1。 表1.2-1 石门、龙湾湖水库年径流分析计算成果表 石门龙湾湖区间洪峰均值用西峡站洪峰均值按面积比的0

8、.5次方计算，不同时段洪量均值按面积比计算，并考虑面积差异及暴雨时面深关系，用不同修正系数进行修正。 分区计算成果见表1.2-2。各频率洪水设计值见表1.2-3。 表1.2-2 龙湾湖坝址以上分区洪峰、洪量频率计算成果 表1.2-3 龙湾湖水库坝址以上分区各频率洪水设计值 1.3工程地质 工程区位于伏牛山南麓，属低山丘陵区，山体总体走向北西南东，山体雄厚，山势陡竣，坡角多在40-60，地势西高东低，海拔多在400m 以上，相对高差150-250m，最高点霄山，海拔960.4m。 该区属于长江流域汉水水系老鹳河中下游地段，发源于洛阳市栾川县冷水乡南泥湖村，经栾川县的冷水、三川、叫河、卢氏县的汤河

9、、朱阳关等乡，于西峡县西北部的桑坪镇四道河西入西峡县境，经石界河、米坪、军马河、双龙、五里桥，到回车乡挡子岭村，在淅川县境内双河镇入丹江，鹳河全长254km，流域面积4219km2。鹳河在西峡县境内流长114.9km，河床宽50350m，比降1/3001/200。 沿途有河流或沟谷注入，500km2以上的河流有丁河、蛇尾河；200km2以上的有烟镇河、军马河、古庄河，在西峡县城附近，老鹳河左岸发育有一、二级阶地，阶地不连续亦不对称，零星分布于凸岸。 该区植被发育，草木茂盛，水土保持较好，不良地质现象主要为冲沟及小型 边坡坍塌和崩塌体，沟谷多呈“U”型，切割较深，未见较大规模的不良地质现象。 经

10、过地质勘察，工程区地质结论如下： 区域构造稳定性 龙湾湖水库区域地层由元古界秦岭群、陡岭群及侵入岩组成，构造较复杂，区域稳定性较好，库盆内地震极少，坝址区没有潜在的地震危险区。根据2022年国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图（1/400万），工程区处于地震基本烈度度和小于度区之交界部位，故确定基本烈度按度考虑，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。 从本区地壳结构、断裂规模及其活动性等因素综合分析，库坝区属于稳定区，构造稳定条件较好。 库区环境工程地质问题 渗漏：库区为低山丘陵及剥蚀垄岗区，地层岩性为角闪片岩及云母石英片岩、元古代晋宁期石英闪长岩及第四系中更

11、新统粘土，岩体完整，裂隙较发育，但裂隙倾角大，延伸不远，第四系中更新统粘土属弱透水。两侧山体及垄岗雄厚，且无深切谷，故库区不存在库水渗漏问题。 塌岸：库周无高岸坡，且岸坡平缓，仅局部库岸可能产生小规模塌岸，水库蓄水后，受库区形态控制，风浪较小，浪蚀作用不大，对岩体作用甚微；两岸垄岗粘土及两岸坡积裙零星地段库岸可能再造。总体来说，库岸基本处于稳定状态，不存在塌岸问题。 淤积：库岸平缓，无大量坍塌物质入库，由于老鹳河上游有石门水库及老鹳河三级橡胶坝，且植被发育，固体迳流量来源少，因此库区淤积量不大。 浸没：库周边地下水位，均高于库水位。根据库周边的地形、地貌、 地层结构、岩性以及水文地质条件，在水

12、库蓄水后，库周农田、村镇不会产生浸没问题。 坝址工程地质 坝长308.0m，坝轴线走向177、河流走向74。左坝肩山头与右岸相比稍单薄些，山体呈混园状，近东西走向，坡度较缓，自然坡度约40-55。岩性为互层状的角闪片岩及云母石英片岩，强风化厚度 4.5m，岩石透水率23.50Lu，中等透水，弱风化岩石厚度15.5m，岩石透水率37.20-59.70Lu，中等透水，以下为微风化新鲜岩石，岩石透水率4.37-8.46Lu，弱透水，因强风化及弱风化岩石属中等透水，因此左坝肩存在绕坝渗漏问题。 右坝肩山体走向近南北向，山体雄厚，山坡坡度75-80，岩性为角闪片岩，岩石呈弱新鲜状态，弱风化厚度5.6m，

13、岩石透水率16.53Lu，中等透水，微风化厚度10.9m，岩石透水率37.20-59.70Lu，中等透水，岩石透水率18.19-12.78Lu，中等透水，以下为新鲜岩石，岩石透水率3.75-8.43Lu，弱透水。因此右坝肩存在绕坝渗漏问题。 该坝肩上游发育有F2断层，但规模不大，断层角砾岩胶结尚好，对工程影响不大，断裂两侧岩石呈弱风化状态，完整性较好，因此坝肩的稳定性较好。 河槽段：宽205.0m，上部为第四系全新统砂卵石，厚 1.0-3.5m，渗透系数K=122.3m/d，为强透水，施工时应注意基坑排水，并保证边坡的稳定性；下部岩性为互层状的角闪片岩及云母石英片岩，其中桩号0+0450+12

14、0段，上部分布有强风化的角闪片岩及云母石英片岩，厚度3.73.8m，岩石透水率13.81-17.71Lu，中等透水，其余部位为弱新鲜的角闪片岩及云母石英片岩，弱风化厚度2.7-7.1m，岩石透水率12.65-45.20Lu，中等透水，微风化岩石厚 5.0-10.6m，岩石透水率10.32-15.85Lu，中等透 水，以下为新鲜岩石，岩石透水率 2.86-9.61Lu，弱透水，因此河槽段存在坝基渗漏问题。 由于该水库大坝为中坝，坝基强风化岩石应予以清除，弱风化及微风化岩石属中等透水，存在坝基渗漏及两坝肩绕渗问题，建议对坝基及两坝肩做帷幕灌浆处理。 电站站址位于老鹳河右岸山坡上，压力管道及厂房位于

15、弱风化岩石中，在基槽开挖中，应对两岸边坡进行削坡处理，施工边坡允许坡度值：强风化岩石采用1:0.75，弱风化岩石采用1:0.5。尾水直接泄入老鹳河，尾水渠底板岩性为弱风化的角闪片岩及云母石英片岩，裂隙不发育，岩石较完整，抗冲刷能力强，工程地质条件较好。 1.4工程任务与规模 龙湾湖水利水电枢纽位于西峡县境内的丹江支流老鹳河上，坝址在西峡县城以下10km处，老鹳河是西峡县最大的河流，也是河南省水利资源较丰富的河流之一，水能资源蕴藏量18.0万kw，可开发量为11.35万kw，其中西峡县境内理论蕴藏量9.0万kw，可开发量为6.3万kw，已开发2.0万kw。 老鹳河干流从西峡县城西侧经过，是西峡县

16、主要水利资源。 上游开发的石门水库距县城14km，原规划任务有防洪、城市工业供水、发电及灌溉，目前主要是防洪和发电及城市供水，从下游发电尾水中有部分引水灌溉。 龙湾湖水库总库容为4560万m3，按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定龙湾湖水库为中型水库，枢纽工程为等工程，主要建筑物为3级建筑物，据此确定主坝、副坝、溢洪道、放水管为3级建筑物。 按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的规定，主坝防洪标准为50年一遇设计，500年一遇校核，消能防冲设计防洪标准为30年一遇洪水设计，水库上游回水区河道防洪标准按20年一遇设计。本电站为小型水电 站，水电站厂

17、房工程洪水标准：设计标准为20年一遇，校核标准为50年一遇。 根据确定的水库任务、功能，兴利和防洪调节计算结果，初拟龙湾湖水库的调度运用方式如下： 死水位：205m； 汛期限制水位：210m； 兴利水位：214m； 水位低于205m时，停止工业供水； 水位超过210m，溢洪道自由泄流。 50年设计、500年校核洪水位，汛期计算结果分别是215.39m、217.75m，非汛期计算结果分别为216.87m、218.33m。 1.5工程布置及建筑物 1.5.1浆砌石坝 本次设计浆砌石坝全长308m，分溢流坝段和非溢流坝段：其中溢流坝段位于主河槽，全长210m，顶宽14m，坝高26.1m（不含橡胶坝）

18、，坝顶高程210.00（不含橡胶坝），上游边坡为1：0.15，用C25混凝土防渗面板锚固，坝基础铺设C15混凝土垫层，平均厚1.0m，下游坡为溢流面，采用50cm厚C25钢筋混凝土锚固，坡面为WES曲线，消能型式为挑流消能，坝顶通过设置橡胶坝溢流过水，本次共设置四座橡胶坝，每座净宽50m，总过水宽度200m，橡胶坝高4m，坝顶高程214.00；非溢流坝段位于左右坝肩，其中左坝肩段长68m（坝顶布置橡胶坝管理房），右坝肩段长35m，坝顶高程均为218.30，上游侧设1.2m高混凝土防浪墙，墙顶高程219.80m，坝体上游侧结构型式同溢流坝段，下游侧边坡1：0.7。 在坝体内靠近上游侧距坝基7.5

19、m高处平行于坝轴线布置一排灌浆排水廊道，钢筋混凝土结构，净尺寸2.5m3.5m（宽高），在廊道内对坝基进行帷幕灌浆，灌浆深度20m。另在距上游坡面2.5m处布置一排竖直排水管，为直径20cm 的无砂混凝土预埋管，间距3m，贯穿排水廊道并伸入坝基，在排水廊道底高程处布置一排水平排水管，将水排至坝下游，间距3m，底坡1/100。 发电洞和冲砂洞均位于左坝肩非溢流坝段，其中发电洞进口底高程为205.0m，直径1.8m，3根，钢筋混凝土结构，负责向下游电站引水；冲砂洞位于输水洞右侧3m处，进口底高程为203.0m，为直径2.5m的钢筋混凝土有压洞。 1.5.2橡胶坝 坝址处坝前高程209.8m。为防止

20、河道泄洪期间推移质过坝对坝袋磨损及底板检修需要，将底板抬高0.2m，坝底板顶高程210.0m。坝长应与溢流坝泄流宽度相适应，坍坝时满足溢流坝设计行洪要求，单跨坝长满足坝袋制造、运输、安装、检修以及管理要求。结合泄洪要求及溢流坝长，拟定橡胶坝长200m，分为4跨，单跨50m。根据设计坡降以及橡胶坝回水长度要求，确定坝底板高程为210.0m，坝高4.0m，坝顶设计高程214.0m，在运行过程中，正常挡水位为214.0m。 橡胶坝的坝身结构形式及断面拟定，主要根据坝袋设计、坝体稳定及龙湾湖水库泄洪要求确定。橡胶坝坝袋采用双锚固线形式锚固，锚固槽设置为暗槽，锚固槽回填后与坝底板齐平，以减小坍坝时夹裹泥沙对坝袋的磨损。坝袋上下游及堵头均采用外锚固。 为了节约投资和方便交通，控制室布置在橡胶坝左岸，矩形结构，平面轴线间尺寸为4.27.8m。控制室采用普通用房，房内设阀门井，用来控制橡胶坝的充胀和排空坍落。 1.5.3县城防洪工程 工程蓄水后，回水会对县城产生一定影响，根据防洪标准（GB5021-94）和堤防工程设计规范（GB50286-98）的规定，结合西峡县城市总体规划，考虑西峡县城区总体规划要求，新建堤防一步到位，