德江朝溪水库工程建设坝址比较分析

2014-04-02陈刚

黑龙江水利科技 2014年1期

关键词：坝址河床风化

陈刚

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

德江朝溪水库工程建设坝址比较分析

陈刚

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

现如今社会发展中，水库大坝的作用越来越重要。不仅有利于农田灌溉、养殖，而且更多的使用于人们的饮用水，起着关键性作用。笔者根据自身工作经历，对大坝的选址和修建进行详细实例分析。朝溪水库坝址位于冷溪河上游河段，上、下坝址相距0.3km。文章主要对德江朝溪水库工程建设中坝址比较及存在的问题进行分析和评价。

水库；坝址；比较；朝溪水库；工程地质；分析

1 工程概况

朝溪水库位于德江县泉口土家族乡冷溪河上游，属长江流域乌江水系，为乌江左岸的一级支流马蹄河的左岸支流。朝溪水库位于泉口乡大湾村，主要灌区位于本县高山乡，主要安全饮水村寨位于高山乡、长丰乡。工程所在地泉口乡，农村经济十分落后。而主灌区高山乡，且仅有水利工程3处，其中2座小(2)型水库，总容积合计51万 m3，小(1)型水库1座，总库容147万 m3，共有设计灌溉面积480hm2，有效灌溉面积314hm2，耕地灌溉率仅为11.3%。区域内耕地多集中在沿河两岸的台阶上。区域内旱灾对农业生产危害性最大，平均每两年发生1次，因此，迫切需要解决区内农业灌溉用水困难[1]。

2 坝址工程地质条件

2.1 地形地貌

坝址区位于冷溪河上游段河道，长约1.5km，河流呈“蛇”型弯曲，总体由NW往SE流，河床宽10～20m，主要为不对称“V”型横向谷及斜向谷，上坝址至下坝址之间的河谷主要为横、斜向谷，常年水位1018.1～1021.5m，平水期水深0.2～1.0m，局部有河漫滩发育。左岸1050～1080m高程为缓坡，地形平缓，1050m高程以下地形坡度40°～60°，局部为陡崖，冲沟较发育，但长度不大，切割深度较小。右岸地形坡度40～65°。

2.2 地层岩性

两岸坡第四系残坡积层广布，主要为黏土及碎石，据钻孔、物探及坑槽探揭露，一般厚0.5～2m，最厚达4.2m(上坝址ZK4号钻孔)，主要分布在冲沟底部及台地；左岸局部岸坡有崩塌堆积体分布，主要为块石及黏土混杂堆积，上坝址左岸厚1～5m，下坝址左岸厚1～2m。河床第四系覆盖层广布，主要为冲洪积的砂卵砾石层，砾石成分主要为灰岩及灰质白云岩，磨圆度一般，粒径以5～10cm为主，级配较好，据坝址河床钻孔(ZK2及ZK5)揭露及物探测试，厚0～2.4m。基岩为志留系中统石牛栏组第二段(S2Sh2)灰色钙质粉砂岩夹灰绿色砂质页岩和砂岩。厚度>200m，主要分布坝区及两岸坡[2]。

2.3 地质构造及结构面

坝址区无断层通过，构造较简单，为单斜构造，岩层产状稳定，岩层产状N 10°E/SE∠5°，倾下游略偏左岸。据坝区地表节理裂隙统计，岩体中主要发育的裂隙有下列2组：①SN/E<75°，线密度0.5～0.7条/m，地表可见长度约7～8m，平直闭合；②N35°W/NE<80°，线密度1条/m，地表可见长度约10m左右，平直闭合。

2.4 水文地质条件

据钻孔水位观测资料，左岸：ZK1钻孔水位1019.52m(孔口高程1050.42m)、ZK2钻孔水位1019.38mm(孔口高程1019.93m)；右岸：ZK3钻孔水位1021.64m(孔口高程1051.84m)，地下水位比河水高，地下水位变化较平缓，随地形抬升水位逐渐变高，水力坡降变陡，平均水力比降1%～20%。综上所述，坝区地下水类型主要为覆盖层孔隙水及基裂隙水，水量较小，地下水主要在强、弱风化带岩体中运移，且随地形抬升水力比降呈逐渐变陡的趋势，两岸地下水位高于河水位，地下水补给河水。

3 坝址比较分析

工程坝址选择主要受地形地质条件控制，经现场勘查，在冷溪沟上约3.0km的河段上两岸地形高度、地质条件好，本阶段选择3个坝址作初步比较。本工程是“以需定供”工程，其次是淹没损失太大，因此推荐上、下坝址作为设计方案进行比较。

3.1 从上下坝址地形地质条件方面

3.1.1 上坝址工程地形地质条件

上坝址河段为一不对称的"V"形河谷，左岸地形坡度30°～55°；右岸地形坡度45°～50°。正常高水位1056.00m时，河谷宽高比3.23。河床覆盖层厚0～0.8m，成分为冲洪积的砂卵石层。下伏基岩为志留系中统石牛栏组(S2sh)灰色薄至中厚层钙质粉砂岩夹少量泥岩。两岸基岩零星出露。岩体强风化厚度：左岸4～6m；右岸4～6m；河床4～5m。

弱风化厚度：左岸20～22m；右岸19～21m；河床18～20m。岩体中主要结构面是层面及裂隙面，岩层产状： N 10°E/SE<5°。岩体中主要发育的裂隙有下列2组：①SN/E<75°，线密度0.5～0.7条/m，地表可见长度约7～8m，平直闭合；②N35°W/NE<80°，线密度1条/m，地表可见长度约10m左右，平直闭合。

水文地质条件：两岸地下水位高于河水位，属补给型河谷；岩体透水性除强风化外，弱风化以下岩体透水性弱，地下水位比正常蓄水位低，存在裂隙性绕坝渗漏问题，防渗帷幕线沿坝轴线布置，往两岸延伸接正常蓄水位与<5Lu透水率岩体交点，河床帷幕下限为<5Lu透水率岩体，帷幕线长约343m。

3.1.2 下坝址工程地形地质条件

下坝址河段为一不对称的“V”形河谷，左岸地形坡度45°～55°；右岸地形坡度45°～50°。正常高水位1052.00m时，河谷宽高比3.30。河床覆盖层厚0～2.4m，成分为冲洪积的砂卵石层。下伏基岩为志留系中统石牛栏组(S2sh)灰色薄至中厚层钙质粉砂岩夹少量泥岩。两岸基岩零星出露。岩体强风化厚度：左岸4～6m；右岸4～6m；河床4～5m。弱风化厚度：左岸20～22m；右岸19～21m；河床18～20m。

岩体中主要结构面是层面及裂隙面，岩层产状： N 10°E/SE<5°。岩体中主要发育的裂隙有下列2组：①SN/E<75°，线密度0.5～0.7条/m，地表可见长度约7～8m，平直闭合；②N35°W/NE<80°，线密度1条/m，地表可见长度约10m左右，平直闭合。

水文地质条件：两岸地下水位高于河水位，属补给型河谷；岩体透水性除强、弱风化外，弱风化以下岩体透水性弱，地下水位比正常蓄水位低，存在裂隙性绕坝渗漏问题，防渗帷幕线沿坝轴线布置，往两岸延伸接正常蓄水位与地下水位交点，河床帷幕下限为<5Lu透水率岩体，帷幕线长约383m。

3.2 水库淹没方面

选取的两坝址之间河段，中间有少量约0.33hm2左右耕地分布；上下坝址正常蓄水位相差4.0m，其库区内无在大面积耕地，也无直接淹没的村寨。

3.3 施工条件方面

两坝址地形地质条件相差不大，交通条件基本相同，根据料场及碴场位置的不同，两坝址材料运距稍有差距，工程选取的料场位于左岸下游，上坝址距料场约8.36km，下坝址距料场约8.1km。弃碴运输，工程初步选取的堆碴场位于下坝下游，去弃碴场的运距下坝址比上坝址近0.26km。综合来看，在砂石料的运输上，下坝址略占优。

3.4 工程投资方面

上坝址面板堆石坝方案大坝枢纽工程投资为3116.99万元，下坝面板堆石坝方案大坝枢纽工程投资为3051.75万元，从投资来看，下坝址较优。