碧湖水庫大壩壩線方案比選分析

鄭小東

（江西省水利水電開發(fā)有限公司，南昌 330000）

1 工程概況

碧湖水庫位于萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)白竺鄉(xiāng)會雙村境內，洞庭湖水系湘江一級支流淥水支流麻山水中游河段。壩址控制流域面積164km2，多年平均徑流量1.565億m3。水庫正常蓄水位184.00m，死水位160m，總庫容2181萬m3； 上壩址設于張坑河出口下游230m的峽谷河段； 下壩址設于會雙大壩上游400m的峽谷河段，兩壩址相距1.2km。是一座以城鎮(zhèn)供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用效益的中型水庫。

2 壩線比選

2.1 壩址確定

上壩址左岸下游40m處有沖溝，植被茂盛，覆蓋層厚，不適合建壩，右岸上游山體單薄，頂高程約180m，也不適合建壩。

上壩址壩線處上、下游50m能適合建壩，根據選定壩址布設兩條壩線，兩壩線左壩肩位置基本相同，下壩線較上壩線繞左壩頭逆時針旋轉10°，兩線在右岸山頂軸線轉彎處僅相距40m。上、下壩線位置如圖1。

圖1 上、下壩線位置

2.2 上壩線

由擋水壩（混凝土重力壩）、壩身溢流壩、壩體右岸壩身取水系統(tǒng)及下游消能防沖系統(tǒng)組成。

（1）水庫正常蓄水位184.0m，設計洪水位184.27m（p=2%），校核洪水位186.60m（p=0.2%）。大壩采用常態(tài)混凝土重力壩，壩頂高程187.5m，建基面高程127.5m，最大壩高60m，壩長181.0m，壩頂寬7.0m，壩上游面151.0m 高程以上為垂直，151.0m高程以下坡比1∶0.2，壩下游面179.5m高程以上為垂直，179.5m高程以下坡比1∶0.75。左岸非溢流壩段長87.5m，右岸非溢流壩段長59.5m，溢流壩段布置在河床的中間部位，長34.0m，堰型采用WES 實用堰，堰頂高程178.0m，溢流凈寬3（孔）×9m，采用3扇弧形門控制，溢流壩采挑流消能。

（2）取水口建筑物布置在大壩右岸，中心線樁號為壩縱0+126.00。進水口長11.5m，閘頂高程187.50m，采用兩孔分層取水，第1層底板高程154.00m，第2層底板高程169.00m。單孔孔口尺寸2.0 m×2.0m（寬×高），順水流方向依次設有攔污柵、檢修閘門、工作閘門。壩身預埋1800鋼管取水管，長52m，壁厚16mm。取水管在壩后通過鋼岔管分別連接供水管（DN1200）和生態(tài)流量管 （DN600），其中供水管 （DN1200）長300m，生態(tài)流量管（DN600）長25m。

2.3 下壩線

水庫正常蓄水位184.00m，設計洪水位184.27m（p=2%），校核洪水位186.60m（p=0.2%）。大壩采用常態(tài)為混凝土重力壩，壩頂高程187.50m，建基面高程127m，最大壩高60.5m，壩長191.50m，壩頂寬7.0m，壩上游面151.0m高程以上為垂直，151.0m高程以下坡比1∶0.2，壩下游面179.5m高程以上為垂直，179.5m高程以下坡比1∶0.75。左岸非溢流壩段長92.5m，右岸非溢流壩段長65m，溢流壩段布置在河床的中間部位，長34.0m，堰型采用WES實用堰，堰頂高程178.0m，溢流凈寬3（孔）×9m，采用三扇弧形門控制，溢流壩采挑流消能。

供水系統(tǒng)布置同上壩線方案，引水發(fā)電系統(tǒng)維持現(xiàn)狀。

2.4 壩線選擇

2.4.1 地形地質條件

上、下壩線均位于同一構造及地貌單元中，分布的地層巖性基本相同，地質構造相似，工程地質條件亦相近。兩壩線地形地質條件如表1。

表1 上、下壩線地形地質條件

分析認為，兩壩線相距較近，均適宜修建低水頭重力壩，在地層巖性、地質構造、巖體風化及透水性等條件基本相同，下壩線較上壩線右岸山體較為雄厚，穩(wěn)定性好，泄洪水流條件好，下泄洪水對壩后兩岸坡腳沖刷影響小，下壩線略優(yōu)于上壩線，故推薦下壩線。

2.4.2 工程布置

上壩線壩頂長181.0m，下壩線壩頂長191.5m，上下壩線樞紐布置均為“一”字排開布置，均能滿足樞紐建筑物布置的要求。上壩線同下壩線相比，壩軸線略短，但行洪時，水流直沖右岸山體，右岸山體需采用防護措施。故上、下壩線布置相當。

2.4.3 施工條件

兩壩線相距較近，樞紐對外交通依靠公路，該工程的外來物資皆可通過公路直接運至壩址。兩壩線施工導流條件差不多，導流洞均布置在左岸，最大壩高相同，施工布置條件也大同小異。施工總工期均為35個月，上壩線壩軸線較下壩線略短，工程量及施工強度均比下壩線稍大。就施工條件而言，上、下壩線相當。

2.4.4 運行管理條件

主壩上、下壩線相距較近，上壩線壩軸線略短于下壩線，建筑物布置緊湊，便于布置管理設施及運行維護；從運行管理方面看，上、下壩線條件基本相當。

2.4.5 工程占地與拆遷

主壩上、下壩線相距較近，特征水位也相同。上、下壩線征地拆遷差異主要是兩壩線之間的占地面積。

（1）上壩線工程占地拆遷實物指標為：耕地3.6hm2，林地65.77hm2，其他13.31hm2，拆遷房屋面積1152.58m2，搬遷人口5人（基準年人口，下同），淹沒總投資8618.42萬元。

（2）下壩線工程占地拆遷實物指標為：耕地3.6hm2，林地66.55hm2，其他13.31hm2，拆遷房屋面積1152.58m2，搬遷人口5人（基準年人口，下同），淹沒總投資8639.74萬元。

從工程占地拆遷方面看，下壩線比上壩線水庫淹沒投資要多21.32萬元。從工程占地與拆遷方面看，上、下壩線條件基本相當。

2.4.6 主體工程量及投資

由于兩壩線相距較近，取水建筑物、上壩道路、管理設施布置等均相同，僅取擋水壩、泄水及防沖建筑物的工程量及投資進行比較。根據上、下壩線的工程布置，結合地形地質條件，經計算，主要工程量及工程投資如表2。

表2 上、下壩線工程量及工程投資

續(xù)表2

從表2可以看出，下壩線大壩工程投資較上壩線少59.82萬元。

2.4.7 工程效益

上、下壩線的供水、發(fā)電、灌溉效益均相同，水庫可向湘東區(qū)年平均日供水12.6萬m3，供水保證率為95%；灌溉面積1526.67hm2，灌溉保證率85%；電站裝機4.0MW，多年平均發(fā)電量1107萬kW·h。因此兩壩線的工程效益相當。

3 結語

綜合對地質、水能、施工、管理、水庫淹沒及主體建筑工程投資、工程效益等方面比較，兩壩線在工程地質、布置、施工、水庫淹沒及工程效益等方面相當。但下壩線地形條件好，右岸山體較為雄厚，水流條件好，下泄洪水對壩后兩岸坡腳基本不產生沖刷破壞，且下壩線大壩工程投資（含移民征地費用）較上壩線少38.5萬元，綜合比較，下壩線優(yōu)于上壩線。