威宁县龙姑水库工程建坝河段比选分析

威宁县龙姑水库工程建坝河段比选分析

熊璐 ,苏军 ,陈天虹

（毕节市勘测设计研究院，贵州　毕节　551700）

摘要：建坝河段的比选分析是水库工程设计中较为关键的一个环节，需结合地形地貌、成库条件、天然来水量、效益区需水量、技术经济等多方面综合确定。文章以威宁县龙姑水库为例，探讨了山区小型水库建坝河段的选择，为类似工程提供了参考。

关键词：建坝河段；集雨面积；可供水量；头道水沟；龙姑海子

1工程概况

龙姑水库位于贵州省威宁县雪山镇高营村，工程区涉及威宁县的雪山、龙街、云贵三个乡镇，坝址距雪山镇镇政府所在地27km，距龙街镇镇政府所在地12km，距云贵乡政府所在地23km，距威宁县城67km，有778县道贯穿工程区，与威宁县、毕节市区均有省道及高速公路相通，交通便利。水库所在河流为长江流域金沙江水系洛泽河一级支流拖洛河右岸三级支流头道水沟，坝址以上集雨面积7.0km2，多年平均径流量301万m3，多年平均流量0.095m3/s。水库校核洪水位2283.91m，总库容149万m3，正常蓄水位2282.00m，正常水位以下库容128万m3，兴利库容90.4万m3，死水位2269.00m，死库容37.6万m3。水库规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等。

水库工程任务为集镇、农村人畜饮水及产业供水并兼顾灌溉用水，水库建成后可提升龙街集镇以及龙街镇大寨社区、中心社区、高峰村、营合村，雪山镇高营村、大发村、红旗村，云贵乡高发村、马街村、平原村、仙水村共11村（社区）共22536人（其中集镇2000人）、大小牲畜16227头、1450亩蔬菜基地、180亩蔬菜大棚、规模为1000头的恒大养牛场供水保障以及兼顾解决云贵乡平原村、高发村2025亩灌溉用水。可供水量158.9万m3，下放生态环境水量30.1万m3。

2建坝河段比选

2.1　建坝河段选择原则

（1）集水面积和库容足够大，建坝工程量较小，水库库容满足区域供水用水量的要求，水质达到国家生活饮用水标准；

（2）水库地质条件基本满足成库要求；

（3）坝址选择尽可能减少水库淹没和避开两岸堆积体、滑坡体；

（4）坝址区地质条件应能适应建坝要求，地质条件满足首部枢纽布置要求。

2.2　建坝河段条件分析

龙姑水库位于威宁县雪山镇高营村境内，所在河流为长江流域金沙江水系洛泽河一级支流拖洛河右岸三级支流头道水沟。头道水沟发源于雪山镇高营村小海冲子，河源高程为2371.1m，自东向西流入龙姑海子，在龙姑海子张家堡堡山脚处潜入地下汇入白岩脚沟伏流。潜入点以上明流区河长约2.54km，平均坡降为24.75‰，控制集雨面积15.9km2。距离潜入点约990m处的主河道左岸有支流二道水沟汇入，汇口高程2245.95m，汇口以上控制集雨面积4.4km2。左岸支流二道水沟河源高程2345m，明流区河道总长700m，该支流控制集雨面积2.6km2。

结合地形地质条件以及控制集雨面积分析，本阶段拟将该条河流分为三段：从河源至支流二道水沟汇口以上为第一河段，从支流二道水沟汇口至龙姑海子起点为第二河段，从龙姑海子起点至张家堡堡山脚的潜入点为第三河段。建坝河段地形如图1所示：

图6.3-1           建坝河段平面地形图

2.3　第一河段

第一河段明流区河道长1550m，控制集雨面积为4.4km2，其中明流区1.1km2，闭流区3.3km2。河流蜿蜒曲折，河床较陡，河床坡降59.22‰，河床平均宽度约为12m。该河段两岸分水岭高大雄厚，河谷两岸对称性较好。出露地层为：左右岸覆盖层厚度约为0～2.0m，成份为残坡积、冲洪积粘土夹碎石等；河床部位为砂砾石，覆盖层厚度为1.0～3.0m；下覆地层为石炭系下统大塘组上司段（C1ds）：岩性为浅灰、深灰色中厚层、厚层灰岩夹白云岩及燧石灰岩、泥灰岩和灰绿、紫红色泥页岩，页岩互层较多，含裂隙岩溶水，泥页岩为相对隔水层。上部呈强风化状，河床部位强风化层厚4.0～6.0m；两岸部位强风化层厚6.0～9.0m。浅层基岩节理发育，无破坏性地质构造通过，无滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象。岩层含裂隙岩溶水，泥页岩为相对隔水层，灰岩、白云岩及泥灰岩为岩溶含水层，地表水大部以地表径流形势排向河流，部分地表水经地表覆盖层孔隙和基岩裂隙下渗后，形成地下潜水，补给型式为地下水补给河水。

从地形地貌地质条件来看，第一河段基本具备建坝修库条件，但若在本河段建坝，水库将损失2.6km2集雨区。该河段拟选坝址可选择汇口以上100m处，此处天然多年平均来水量为189.2万m3，当正常蓄水位为2284m时达到最大可供水量108.8万m3，此时对应库容为86.8万m3。根据对效益区需水预测分析，效益区设计水平年需水量为158.9万m3，故本河段可供水量不满足水库效益需求。而且本河段河床较陡，单方水对应的坝体工程量大、投资高，经济上不合理。因此不考虑在第一河段建坝修库。

2.4　第二河段

第二河段总长70m，控制集雨面积为7.0km2，其中明流区1.3km2，闭流区5.7km2。河流顺直，河床相对平缓，河床坡降为26‰，河床平均宽度约为15m。

该河段两岸地貌主要为侵蚀切割形成的平缓脊状山岭与浑圆状缓丘地貌，河谷为宽“V”型谷，两岸分水岭高大雄厚，河床相对平缓，谷底高程在2245.60m左右，两岸山顶高程在2360～2400m之间，切割深度约120m左右。坝址左岸2275.00m高程以下山体向河谷外凸，坡角在20～30°之间，束窄了该段河谷，2275.00m高程以上岸坡成倒“八”型向左岸扩散，坡角在10～20°之间，河谷骤然变宽；坝址右岸2270.00m高程以下坡角在20～30°之间，2270.00m以上岸坡变缓，坡角在10～20°之间。

河床覆盖层较薄，左右岸覆盖层厚度约为0～2.0m，成份为残坡积、冲洪积粘土夹碎石等；河床部位为砂砾石，覆盖层厚度为1.0～3.0m；下覆地层为石炭系下统大塘组上司段（C1ds）：岩性为浅灰、深灰色中厚层、厚层灰岩夹白云岩及燧石灰岩、泥灰岩和灰绿、紫红色泥页岩，互层较多，上部呈强风化状，强风化层厚4.0～6.0m。浅层基岩节理发育，无破坏性地质构造，无滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象。岩层含裂隙岩溶水，泥页岩为相对隔水层，灰岩、白云岩及泥灰岩为岩溶含水层,地表水大部以地表径流形势排向河流，部分地表水经地表覆盖层孔隙和基岩裂隙下渗后，形成地下潜水，补给型式为地下水补给河水。据地表调查工作结果，该河段内水文地质与工程地质条件良好，具备建坝蓄水条件。

该河段拟选坝址选择汇口以下15m处，此处天然多年平均来水量为301万m3，当正常蓄水位为2282m时对应库容为128万m3，可供水量158.9万m3。根据对水库效益区需水预测分析，可满足效益区设计水平年需水量158.9万m3，故本河段可供水量能满足水库效益需求。

2.5　第三河段

第三河段总长920m，控制集雨面积为15.9km2，头道水沟进入龙姑海子后地形开阔、平坦，河段为岩溶盆地地貌为主。出露地层为：盆地内覆粘土夹碎石层及砂砾石层，厚度可达5～20m；下覆地层为石炭系下统大塘组上司段（C1ds）：岩性为浅灰、深灰色中厚层、厚层灰岩夹白云岩及燧石灰岩、泥灰岩和灰绿、紫红色泥页岩，页岩互层较多，河段经长期溶蚀、侵蚀作用，形成岩溶盆地，在盆地底部及边缘出水泉点、地下暗河等零星分布，河水从底部消水溶洞进入地下暗河。河段整体岩溶通道发育，地表水补给地下水，不具备成库条件，因此该河段不适合建坝。

2.6　综合比选

通过以上分析，第一河段控制集雨面积小，供水量有限；河床较陡，单方水坝体工程量大、投资高，经济上不合理，因此不考虑在该河段建坝；第二河段河床总体较平缓，两岸山体雄厚，地形、地质封闭条件好，适宜建坝。第三河段控制集雨面积虽较前两段河段要大一些，但河道左岸地形开阔平坦，河段整体岩溶通道发育，地表水补给地下水，不具备成库条件，因此该河段不适合建坝。

综上，头道水沟适合建坝河段为第二河段，即从支流二道水沟汇口至龙姑海子起点之间河段。

3　结语

本文针对龙姑水库所在河流头道水沟的具体情况，将该河流分为三段河段进行分析，结合地形地貌、成库条件、天然来水量、效益区需水量、技术经济等方面进行综合比较，最终分析得出头道水沟适合建坝河段为第二河段，即从支流二道水沟汇口至龙姑海子起点之间河段，对类似的山区水库有参考作用。

参考文献：

[1]《水利工程水利计算规范》:SL104-2015 [S]，中华人民共和国水利部，2015.

[2]《中小型水利水电工程地质勘察规范》:SL55-2005 [S]，中华人民共和国水利部，2005.

[3]《水工建筑物》[M]：麦家煊，清华大学出版社，2008.

[4]《水工设计手册（第2版）》[M]：中国水利水电出版社，2011.

作者简介：

熊璐（1990-）女，彝族，贵州毕节人，本科，中级工程师，主要从事水利水电工程工作。