1 ·工程概况
广志水库位于长治市武乡县洪水镇下黄岩村附近,蟠洪河支流广志河中游,水库控制流域面积40.4 km2,坝址以上主河道长13.04 km。工程分为水库枢纽工程和供水管线两大部分,其中水库枢纽工程建筑物包括大坝、泄水建筑物以及供水管线的进水塔和坝下埋管段,泄水建筑物包括导流泄洪洞、岸边溢洪道。工程建设任务为满足武乡县广有集中供水工程供水区农村人畜饮水,提高供水保证率,兼顾防洪和旅游开发。
2 ·工程地质条件
广志河为蟠洪河支流,发源于榆社县讲堂乡东部的毛古沿村附近。广志河自北向南流经讲堂乡的上村、骆驼村、柳泉村、上石墙村后进入武乡县,再经上黄岩、下黄岩、上广志、下广志、洪水镇后,于寨坪村附近汇入蟠洪河。河道长20.04 km,流域面积58.5 km2,河道比降15.44‰。
广志水库坝址位于广志河流域中游,坝址以上主河道长13.04 km,平均纵坡17.51‰,其中武乡县境内长度7.5 km。坝址控制流域内为砂页岩灌木山地,灌木生长茂密,河道内常年有清水出流。
根据广志水库工程任务,考虑流域面积、供水规模、库容、建坝的地形地质条件,结合枢纽工程就近布置的因素,以下黄岩村为界,分别选择下黄岩村上游和下游的河段进行分析。
下黄岩村上游坝段河床高程1 160~1 195 m,河谷宽200~300 m,河段长1.5 km,两岸基岩裸露,河道较窄,库容条件满足要求;河段内村庄稀少,无工矿企业,水库淹没损失很小,是该区内最适宜建坝的河段。
下黄岩村下游坝段河床高程1 106~1 160 m,河谷宽350~500 m,河段长6 km,两岸地形大多为黄土台地,建坝条件较差;因河道较宽,库容条件虽能满足要求,但明显加大了大坝工程量。由于该河段内村庄、耕地较多,沿河还有一些企业分布,水库建设后的淹没损失较大。
因此,经分析比较选择下黄岩村上游约1.5 km 河段作为广志水库兴建枢纽工程的河段。
在上述所选的河段内,根据地形地质条件,选择了上下两个坝址(均位于下黄岩村上游附近)进行比较。上坝址距下黄岩村约0.5 km,下坝址位于下黄岩村北端约0.1 km,两坝址相距约0.4 km。
经水库兴利调节及洪水调节计算,两坝址在正常蓄水位时的供水量均为71 万m3,均能满足水库规划对供水规模的要求。
3· 坝址比较
3.1 库容和供水条件
分析供水条件的前提是:供水区缺水比较严重,要求水库提供尽量多的供水,即在工程投资较小,且经济合理的条件下,水库能够提供尽量大的兴利库容。根据上述前提,在供水规模基本相同的条件下对两坝址进行调节,从两坝址入库径流水量、库容和供水情况看,上下坝址相差400 m,上下坝址多年平均入库径流量均为286 万m3;下坝址在最经济的兴利水位1 177.0 m 下,水库最大实供水量为71 万m3,总库容185 万m3;上坝址在最经济的兴利水位1 185.0 m 下,水库最大实供水量为71 万m3,总库容193 万m3。
3.2 坝址地形地质条件
上坝址位于上下黄岩村北约500 m 的广志河谷上。该段河谷流向S13°E,河谷底宽250 m。主河槽靠左岸,主河槽宽40~50 m,谷底高程1 162~1 165 m。右岸为较宽阔的Ⅰ级基座阶地,阶面高程1 170~1 174 m,阶面宽160~200 m,顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1 185.0 m 高程处河谷宽约290 m。左岸岸坡下陡上缓,山顶高程在1 250 m 以上,右岸岸坡较陡,山顶高程在1 300 m 以上,相对高差90~140 m,属低中山区。两岸主要为基岩岸坡,岸坡坡度25°~30°,河谷断面呈“U”型谷。
下坝址位于下黄岩村北约100 m,距上坝址约400 m。该段河谷流向S25°E,河谷底宽175 m。主河槽位于河谷中间,主河槽宽50m,谷底高程1 158~1 160m。两岸为Ⅰ级基座阶地,阶面高程1 165~1 170 m,阶面宽50 m 左右,顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1 178.6 m 高程处河谷宽约230 m。两岸主要为基岩岸坡,左岸岸坡坡度25°~30°,山顶高程在1 220 m 以上,在左岸坝轴线上游约150 m 发育一冲沟,冲沟走线与河谷进垂直。右岸岸坡坡度20°~25°,山顶高程1 210m。坝址河谷与山顶相对高差50~60 m,属低中山区。河谷断面呈“U”型谷。下坝址右岸发育一邻谷,为广志河支流,走向约为S75°E,在坝址下游约500 m 与广志河交汇,在坝址右岸形成河间地块。该处山顶高程1 210 m,两河谷在坝轴线方向相距200 m 左右。
广志水库上下坝址均位于广志河中下游,相距约0.4 km。根据上下坝址的工程地质条件,两坝址建坝地形条件相近,适宜的坝型为面板堆石坝型或碾压均质土坝。
综合分析,上坝址河谷较宽,坝基覆盖层厚0~5 m,左右岸主要为基岩岸坡,岸坡较陡。下坝址河谷相对较窄,坝基覆盖层厚0~7.2 m,左右岸主要为基岩岸坡,且岸坡相对较缓。两坝址均具备建坝条件,且地层岩性相近,但下坝址左岸地形条件有利于溢洪道和泄洪导流洞的布置。故下坝址略优于上坝址,从地质角度建议优先考虑下坝址方案。
3.3 工程布置条件
两个坝址场地条件相似,布置大坝建筑物的条件差别不大。下坝址河谷较窄,坝体填筑与两岸岸坡基岩面衔接条件较上坝址有利。下坝址与上坝址相比,大坝长度少52 m,最大坝高低3.50 m,相应的下坝址坝基开挖工程量及坝体填筑工程量明显小于上坝址,投资相应小于上坝址。
两坝址导流泄洪洞均布置在大坝左岸山崖上。两坝址引渠段长度相差不大,上坝址洞身段长175.5 m,下坝址洞身段长270 m,下坝址比上坝址长94.5 m。下坝址洞出口处覆盖层较厚,为便于与下游河道水面衔接,需开挖明渠,下坝址出口段较长,土石方开挖工程量大,下坝址导流泄洪洞投资较大。
两坝址溢洪道均布置在大坝左岸山崖上,上坝址岸坡顺河道较顺直,溢洪道和导流泄洪洞进出口布置场地条件较为紧张,下坝址有突出的山体,便于布置。受地形条件和建筑物布置影响,溢洪道上坝址长176.0 m ,下坝址长134.4 m,上坝址溢洪道石方和土方开挖量较大,故投资较大。
两坝址施工场地比较开阔,便于施工布置,从施工条件看差异不大。
供水线路坝址位于上坝址时,供水管道长1 345 m;位于下坝址时,供水管道长977 m,下坝址供水管道长度明显小于上坝址供水管道。同时,由于上坝址左岸场地条件限制,供水管道取水口进水塔只能布置于右坝头,不利于枢纽建筑物配电布置和集中管理。
3.4 淹没补偿及移民安置投资
汛限水位确定后,对两坝址进行回水计算,两坝址淹没耕地范围相差不大,上坝址回水水位较高,淹没上黄岩村部分村庄,需移民。上下坝址淹没指标包括梯田、河滩地、荒地、林地、树木等农村项目和公路、电信设施、输变电设施等专业项目,且上坝址淹没指标中还包括移民及其安置费用。下坝址较上坝址少淹没耕地1.33 hm2;上坝址回水水位较高,淹没部分村庄,需移民20 人。综合比较,项上坝址较下坝址增加淹没补偿和移民安置费用227.20 万元。
4· 结论
综上所述,两个坝址在供水规模相同的条件下,上坝址坝长较大,供水线路较长,且需移民搬迁安置,投资较下坝址大,因此推荐下坝址方案作为本次坝址方案。
广志水库位于长治市武乡县洪水镇下黄岩村附近,蟠洪河支流广志河中游,水库控制流域面积40.4 km2,坝址以上主河道长13.04 km。工程分为水库枢纽工程和供水管线两大部分,其中水库枢纽工程建筑物包括大坝、泄水建筑物以及供水管线的进水塔和坝下埋管段,泄水建筑物包括导流泄洪洞、岸边溢洪道。工程建设任务为满足武乡县广有集中供水工程供水区农村人畜饮水,提高供水保证率,兼顾防洪和旅游开发。
2 ·工程地质条件
广志河为蟠洪河支流,发源于榆社县讲堂乡东部的毛古沿村附近。广志河自北向南流经讲堂乡的上村、骆驼村、柳泉村、上石墙村后进入武乡县,再经上黄岩、下黄岩、上广志、下广志、洪水镇后,于寨坪村附近汇入蟠洪河。河道长20.04 km,流域面积58.5 km2,河道比降15.44‰。
广志水库坝址位于广志河流域中游,坝址以上主河道长13.04 km,平均纵坡17.51‰,其中武乡县境内长度7.5 km。坝址控制流域内为砂页岩灌木山地,灌木生长茂密,河道内常年有清水出流。
根据广志水库工程任务,考虑流域面积、供水规模、库容、建坝的地形地质条件,结合枢纽工程就近布置的因素,以下黄岩村为界,分别选择下黄岩村上游和下游的河段进行分析。
下黄岩村上游坝段河床高程1 160~1 195 m,河谷宽200~300 m,河段长1.5 km,两岸基岩裸露,河道较窄,库容条件满足要求;河段内村庄稀少,无工矿企业,水库淹没损失很小,是该区内最适宜建坝的河段。
下黄岩村下游坝段河床高程1 106~1 160 m,河谷宽350~500 m,河段长6 km,两岸地形大多为黄土台地,建坝条件较差;因河道较宽,库容条件虽能满足要求,但明显加大了大坝工程量。由于该河段内村庄、耕地较多,沿河还有一些企业分布,水库建设后的淹没损失较大。
因此,经分析比较选择下黄岩村上游约1.5 km 河段作为广志水库兴建枢纽工程的河段。
在上述所选的河段内,根据地形地质条件,选择了上下两个坝址(均位于下黄岩村上游附近)进行比较。上坝址距下黄岩村约0.5 km,下坝址位于下黄岩村北端约0.1 km,两坝址相距约0.4 km。
经水库兴利调节及洪水调节计算,两坝址在正常蓄水位时的供水量均为71 万m3,均能满足水库规划对供水规模的要求。
3· 坝址比较
3.1 库容和供水条件
分析供水条件的前提是:供水区缺水比较严重,要求水库提供尽量多的供水,即在工程投资较小,且经济合理的条件下,水库能够提供尽量大的兴利库容。根据上述前提,在供水规模基本相同的条件下对两坝址进行调节,从两坝址入库径流水量、库容和供水情况看,上下坝址相差400 m,上下坝址多年平均入库径流量均为286 万m3;下坝址在最经济的兴利水位1 177.0 m 下,水库最大实供水量为71 万m3,总库容185 万m3;上坝址在最经济的兴利水位1 185.0 m 下,水库最大实供水量为71 万m3,总库容193 万m3。
3.2 坝址地形地质条件
上坝址位于上下黄岩村北约500 m 的广志河谷上。该段河谷流向S13°E,河谷底宽250 m。主河槽靠左岸,主河槽宽40~50 m,谷底高程1 162~1 165 m。右岸为较宽阔的Ⅰ级基座阶地,阶面高程1 170~1 174 m,阶面宽160~200 m,顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1 185.0 m 高程处河谷宽约290 m。左岸岸坡下陡上缓,山顶高程在1 250 m 以上,右岸岸坡较陡,山顶高程在1 300 m 以上,相对高差90~140 m,属低中山区。两岸主要为基岩岸坡,岸坡坡度25°~30°,河谷断面呈“U”型谷。
下坝址位于下黄岩村北约100 m,距上坝址约400 m。该段河谷流向S25°E,河谷底宽175 m。主河槽位于河谷中间,主河槽宽50m,谷底高程1 158~1 160m。两岸为Ⅰ级基座阶地,阶面高程1 165~1 170 m,阶面宽50 m 左右,顺河向延伸较长。设计正常蓄水位1 178.6 m 高程处河谷宽约230 m。两岸主要为基岩岸坡,左岸岸坡坡度25°~30°,山顶高程在1 220 m 以上,在左岸坝轴线上游约150 m 发育一冲沟,冲沟走线与河谷进垂直。右岸岸坡坡度20°~25°,山顶高程1 210m。坝址河谷与山顶相对高差50~60 m,属低中山区。河谷断面呈“U”型谷。下坝址右岸发育一邻谷,为广志河支流,走向约为S75°E,在坝址下游约500 m 与广志河交汇,在坝址右岸形成河间地块。该处山顶高程1 210 m,两河谷在坝轴线方向相距200 m 左右。
广志水库上下坝址均位于广志河中下游,相距约0.4 km。根据上下坝址的工程地质条件,两坝址建坝地形条件相近,适宜的坝型为面板堆石坝型或碾压均质土坝。
综合分析,上坝址河谷较宽,坝基覆盖层厚0~5 m,左右岸主要为基岩岸坡,岸坡较陡。下坝址河谷相对较窄,坝基覆盖层厚0~7.2 m,左右岸主要为基岩岸坡,且岸坡相对较缓。两坝址均具备建坝条件,且地层岩性相近,但下坝址左岸地形条件有利于溢洪道和泄洪导流洞的布置。故下坝址略优于上坝址,从地质角度建议优先考虑下坝址方案。
3.3 工程布置条件
两个坝址场地条件相似,布置大坝建筑物的条件差别不大。下坝址河谷较窄,坝体填筑与两岸岸坡基岩面衔接条件较上坝址有利。下坝址与上坝址相比,大坝长度少52 m,最大坝高低3.50 m,相应的下坝址坝基开挖工程量及坝体填筑工程量明显小于上坝址,投资相应小于上坝址。
两坝址导流泄洪洞均布置在大坝左岸山崖上。两坝址引渠段长度相差不大,上坝址洞身段长175.5 m,下坝址洞身段长270 m,下坝址比上坝址长94.5 m。下坝址洞出口处覆盖层较厚,为便于与下游河道水面衔接,需开挖明渠,下坝址出口段较长,土石方开挖工程量大,下坝址导流泄洪洞投资较大。
两坝址溢洪道均布置在大坝左岸山崖上,上坝址岸坡顺河道较顺直,溢洪道和导流泄洪洞进出口布置场地条件较为紧张,下坝址有突出的山体,便于布置。受地形条件和建筑物布置影响,溢洪道上坝址长176.0 m ,下坝址长134.4 m,上坝址溢洪道石方和土方开挖量较大,故投资较大。
两坝址施工场地比较开阔,便于施工布置,从施工条件看差异不大。
供水线路坝址位于上坝址时,供水管道长1 345 m;位于下坝址时,供水管道长977 m,下坝址供水管道长度明显小于上坝址供水管道。同时,由于上坝址左岸场地条件限制,供水管道取水口进水塔只能布置于右坝头,不利于枢纽建筑物配电布置和集中管理。
3.4 淹没补偿及移民安置投资
汛限水位确定后,对两坝址进行回水计算,两坝址淹没耕地范围相差不大,上坝址回水水位较高,淹没上黄岩村部分村庄,需移民。上下坝址淹没指标包括梯田、河滩地、荒地、林地、树木等农村项目和公路、电信设施、输变电设施等专业项目,且上坝址淹没指标中还包括移民及其安置费用。下坝址较上坝址少淹没耕地1.33 hm2;上坝址回水水位较高,淹没部分村庄,需移民20 人。综合比较,项上坝址较下坝址增加淹没补偿和移民安置费用227.20 万元。
4· 结论
综上所述,两个坝址在供水规模相同的条件下,上坝址坝长较大,供水线路较长,且需移民搬迁安置,投资较下坝址大,因此推荐下坝址方案作为本次坝址方案。