城固縣畢家河水庫壩址比選

程麗榮

（陜西水環境工程勘測設計研究院，陜西 西安 710018）

0 前言

畢家河水庫位于漢中市城固縣老莊鎮畢家河村，距城固縣縣城38 km，壩址位于文川河中游河段，千山水庫壩址以上6.5 km處，文川河為漢江北岸一級支流，發源于城固、漢臺、留壩三縣（區）交界處的鵝鳳包，流經城固縣老莊、文川、崔家山、龍頭、柳林以及沙河營等六個鎮，于沙河營鎮梁家庵村注入漢江。

水庫的開發建設主要任務是解決城固縣老莊鎮、航空智慧新城（包括陜飛公司、崔家山鎮、柳林鎮）等村鎮居民及廠礦企業的生產生活用水，兼有灌溉、防洪攔沙等綜合效益。水庫建成后，增加可供水量288 萬m3，與下游千山水庫聯合調度運行，兩水庫每年平均供水量可達到875 萬m3，提高流域的水資源開發利用率，解決現狀供水工程供水量不足和供水保證率低下等問題。通過畢家河水庫的建設為智慧新城的建設和發展提供基本保障，既促進了當地經濟社會發展，又可減輕下游的防洪壓力以及減輕下游千山水庫淤積，有效延長千山水庫的使用壽命。

本文根據地形、地質條件，工程總體布置、庫區移民與淹沒耕地、投資等因素對水庫壩址進行優選。

1 壩址溝道位置選擇

文川河流域面積和徑流量均較大，水量豐沛；流域地形北高南低，上游地貌屬土石山區，山高谷深，人煙稀少，森林覆蓋率高。文川河流域內除擬建水庫壩址下游6.5 km 處建有千山水庫為Ⅳ等小（1）型水庫，上游無其它水利水電工程，人類活動影響較小，水質較好；壩址處河床順直、較窄，寬度約150 m，兩岸山體完整，巖石出露較高，壩址上游河谷開闊庫盆條件較好；庫區內居民較少，且滿足自流輸水。因而，文川河干流有較適宜的建庫條件和選址條件。初擬壩址2 處，上壩線位于兩河溝入匯口上游850 m 處，位于千山水庫壩址上游6.5 km 處，下壩線位于兩河溝入匯口下游500 m 處，距上壩址約1.3 km。

2 壩址選擇

2.1 地形地質條件

上壩址區地處兩河口至原大木廠村村委會之間，距離兩河口約1 km。地貌形態屬中高山區,壩址區兩岸沖溝較發育,切割較深的沖溝內有長年溪流，流量隨季節變化較大。壩址區河谷呈深切“Ⅴ”型，谷底寬度30 m～35 m，高程670 m～675 m。左岸山坡地形相對較緩，天然坡度37°～40°，右岸地形上緩下陡,780 m 高程以上天然坡度約35°,下部天然坡度約55°，局部達65°以上。壩區地形相對完整，兩岸坡植被茂盛，邊坡大部分基巖裸露。坡面零星分布有殘、坡積堆積碎石土，厚度0.5 m～3.0 m。上壩址區出露地層主要為石炭系略陽組（C）l二云石英片巖以及第四系松散堆積層。

下壩址區位于兩河口下游約0.5 km 處河道。壩址區河谷呈深切“Ⅴ”型，谷底寬度20 m～25 m，高程638 m～640 m。左岸山坡地形相對較緩，天然坡度36°～38°，右岸地形上緩下陡730 m 高程以上天然坡度約35°, 下部天然坡度約43°，局部達50°以上。壩區地形相對完整，兩岸坡植被茂盛，邊坡大部分基巖裸露。坡面零星分布有殘、坡積堆積碎石土，厚度0.5 m～3.0 m。壩址區出露地層主要為石炭系略陽組（Cl）二云石英片巖以及第四系松散堆積層。兩壩址地質地形條件比較詳見表1。

表1 兩壩址工程地質條件比較表

從工程地質條件綜合比較分析認為：上下壩址均不存在對工程影響較大的區域性斷裂，出露二云石英片巖的飽和抗壓強度48.1 MPa～59.9 MPa，飽和變形模量E0＝5 GPa，壩基弱風化巖體級別為Ⅲ類，均具有修建混凝土壩的地形地質條件。上壩址庫區河道順直，岸坡對稱，兩岸地形完整，庫區淹沒、浸沒影響不大，庫區岸坡幾乎全部為基巖岸坡，塌岸方量小。下壩址庫區為兩河交匯位置，地形較為開闊，覆蓋層岸坡占比較大，庫區塌岸方量較大。上壩址巖層與河谷走向垂直，為橫向谷，兩壩肩邊坡穩定性好，左壩肩下部分布的卸荷松動體規模不大。下壩址巖層與河谷近于平行，左岸邊坡雖整體穩定，但表層裂隙切割巖塊易沿層面形成順層不穩定體，對邊坡穩定影響較大，右岸為反向坡，邊坡整體穩定性好，但表層巖體受裂隙切割易形成小型崩塌體，特別是壩線上游段右岸邊坡表層巖體崩塌劇烈，形成大范圍的崩坡積，對壩肩邊坡穩定影響較大。基于以上分析，上壩址地質條件優于下壩址。

2.2 庫容條件

依據千分之一庫區測量資料，上、下壩址庫容曲線見表2。

表2 上下壩址水位、庫容曲線表

由水位庫容條件來看，相同壩高條件下，上壩址庫容大于下壩址庫容，上壩址庫容條件優于下壩址。

2.3 徑流條件

上壩址控制流域面積63.5 km2，年徑流量2065 萬m3；下壩址控制流域面積76.1 km2，年徑流量2474 萬m3。從徑流條件來看，下壩址流域面積較大，徑流條件較好。但由于下游千山水庫距離兩壩址均較近，兩水庫聯合調節水量，徑流條件影響相對較小，因此，兩壩址徑流條件基本相當。

2.4 樞紐布置

由于壩型采用重力壩，泄洪建筑物和輸水建筑物均可布置與壩身，工程總體布置受地形條件影響較小，兩壩址工程布置型式基本相同。

2.4.1 上壩址

依據水庫調節計算章節，滿足受水區需水量要求時，上壩址總庫容 440 萬 m3，興利庫容 280 萬 m3，死庫容 80 萬 m3，滯洪庫容 80 萬 m3。

水庫樞紐工程由擋水壩段、溢流壩段及輸水放空洞三部分組成。

擋水壩采用自密實混凝土重力壩，最大壩高62 m，壩頂高程722.00 m，壩頂上游面設1.0 m 高防浪墻，墻頂高程723.00 m，壩頂長155.0 m，壩頂寬度7 m。溢流表孔布置在主河槽段，過水斷面凈寬30 m，堰頂高程718.16 m，溢流面采用WES 實用堰型，壩腳河床設30 m 長防沖護坦，護坦厚度2.0 m。輸水放空管道為有壓泄管道，布置在左側非溢流壩段（縱軸線樁號為B0+053.50 m），溢流表孔左側。輸水放空洞全長15.50 m，進口底板高程694.00 m，進口孔口尺寸為2.2 m×2.4 m，孔口設置攔污柵，攔污柵后接檢修門一道。輸水放空洞末端采用壓力鋼管形式，放空管道采用DN1600 螺旋焊縫鋼管。導流洞布置在左壩肩，全長230 m，進口底板高程675.00 m，出口底板高程為666.95 m，縱比降3.5%。斷面型式為圓拱直墻型，斷面尺寸采用最小施工斷面進行控制，B×H=1.8 m×2.0 m。

2.4.2 下壩址

依據水庫調節計算章節，滿足受水區需水量要求時，下壩址總庫容 483.30 萬 m3，興利庫容 275 萬 m3，死庫容 105 萬 m3，滯洪庫容103.3 萬m3。

水庫樞紐工程由擋水壩段、溢流壩段及輸水放空洞三部分組成。

擋水壩采用自密實混凝土重力壩，最大壩高67.5 m，壩頂高程694.50 m，壩頂上游面設1.0 m 高防浪墻，墻頂高程695.50 m，壩頂長212.70 m，壩頂寬度7 m。溢流表孔布置在主河槽段，過水斷面凈寬30 m，堰頂高程690.37 m，溢流面采用WES實用堰型，壩腳河床設30 m 長防沖護坦，護坦厚度2.0 m。輸水放空管道為有壓泄水管道，布置在左側非溢流壩段（縱軸線樁號為B0+089.20 m），溢流表孔左側。輸水放空洞全長20 m，進口底板高程668.00 m，進口孔口尺寸為2.2 m×2.4 m，孔口設置攔污柵，攔污柵后接檢修門一道。輸水放空洞末端采用壓力鋼管形式，放空管道采用DN1600 螺旋焊縫鋼管。導流洞布置在右壩肩，全長260 m，進口底板高程645.00 m，出口底板高程為620.00 m，縱比降1.2%。斷面型式為圓拱直墻型，斷面尺寸采用最小施工斷面進行控制，B×H=1.8 m×2.0 m。

經比較，下壩址較上壩址壩頂長度要長57.7 m，且壩高高5.5 m，工程量投資相對較大。因此，從樞紐布置來看，上壩址優于下壩址。

2.5 施工條件

上下壩址施工條件從施工導流、臨時交通及施工場地等方面比較如下：

從兩壩址地形條件及導流建筑物布置來看，導流建筑物尺寸及布置基本相同，均單獨布設導流洞進行導流，施工導流較為容易，各建筑物施工干擾也較小。兩壩址施工條件基本相當。

從施工交通來看，兩壩址均可利用左岸交通道路，且路面均已硬化。從施工場地來看，上壩址施工場地狹窄，不利于施工布置，施工條件相對較差。下壩址施工場地相對開闊，且距離下游村莊較近，施工布置等方面較為有利。

從施工條件綜合來看，下壩址要優于上壩址。

2.6 水庫淹沒

上壩址淹沒面積297 畝，其中坡耕地約69 畝，淹沒區人口30 人。下壩址淹沒面積325 畝，其中坡耕地約74 畝，淹沒區人口46 人。從水庫淹沒情況來看，上壩址優于下壩址。

2.7 運行管理條件

下壩址距現有道路較近，運行管理道路較上壩址短，且距千山水庫較近，兩水庫聯合運行管理方便。從運行管理條件來看，下壩址優于上壩址。

2.8 工程投資

下壩址較上壩址壩頂長度要長57.7 m，且壩高高5.5 m，從投資方面分析，下壩址投資要較上壩址多1349 萬元。

2.9 壩址確定

經過對上、下壩址地形地質條件、樞紐總體布置、水庫淹沒損失、施工條件、工程投資等方面進行綜合分析比較，上壩址要優于下壩址方案，故本階段擬推薦上壩址。

3 結論

1）在水庫工程建設過程中，水庫壩址選擇是決定水庫成功的關鍵因素，應對水庫壩址進行全面的選擇分析論證，綜合分析比較推薦最優壩址。

2）兩處壩址在地形地質條件、樞紐總體布置、徑流等因素相差不大的情況下，上壩址水庫淹沒損失、工程投資明顯優于下壩址，因此，推薦上壩址建庫方案。