德?？h扶平水庫(kù)工程壩址選擇

甘文寧

（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

1 工程概況

德?？h扶平水庫(kù)是一座以鄉(xiāng)村供水、灌溉為主的綜合利用水庫(kù)，主要由擋水壩、溢流壩、放水設(shè)施、人飲供水管道及附屬建筑物等組成，總庫(kù)容109.6 萬(wàn)m3，有效庫(kù)容66 萬(wàn)m3，為?。?）型水庫(kù)，IV等工程。擋水壩壩型為混凝土重力壩，最大壩高47 m，壩頂總長(zhǎng)166 m。大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，正常蓄水位為925 m，設(shè)計(jì)洪水位928.14 m，校核洪水位928.75 m。對(duì)村鎮(zhèn)最大供水流量為0.012 m3/s，日均供水量795 m3/d，受益人口6206 人；農(nóng)田灌溉用水最大引水流量0.14 m3/s，總灌溉面積為2600畝。工程靜態(tài)總投資1.08億元。

2 工程選址原則

（1）由于本工程的主要任務(wù)是為扶平村及周邊村屯提供人飲及農(nóng)田灌溉所需要的水源，所以優(yōu)先在該受水區(qū)內(nèi)的河流選擇水源點(diǎn)（水庫(kù)）。

（2）選擇水量充沛且能滿足供水要求、供水保證率高、水質(zhì)較好的水源點(diǎn)。

（3）選擇距離本工程受水區(qū)較近的水源點(diǎn)。

（4）選擇地質(zhì)條件好、工程建筑物布置安全、合理、經(jīng)濟(jì)性較好的壩址。

（5）選擇施工條件較好、淹沒(méi)影響較少的壩址。

3 擬建水源點(diǎn)（水庫(kù)）所在河流基本情況

根據(jù)西南五省（區(qū)）重點(diǎn)水源工程建設(shè)規(guī)劃，比較適合建庫(kù)的位置位于扶平村扶平河上，故稱為扶平水庫(kù)。扶平水庫(kù)壩址位于百色市德?？h扶平村上游，距百色市約153 km，下距扶平村駐地約6.3 km，上距扶平河上游支流匯合口約1.3 km。

根據(jù)地形地勢(shì)條件，從扶平村駐地往上游至扶平河河谷出口班合屯河段，河床較平坦、開(kāi)闊，從河谷出口班合屯下游開(kāi)始進(jìn)入扶平村主要的水稻耕作區(qū)，在該河段建壩工程量大，淹沒(méi)土地較多，投資也大，不適宜建壩；從扶平河河谷出口班合屯往上游至支流匯合口河段，兩岸地形較陡，河床寬度亦較小，河段蜿蜒曲折，縱坡約4%。而匯合口以上的扶平河干流的縱坡更大，達(dá)5%以上，若在支流匯合口以上建壩，河谷較狹窄，地形不利于形成較大的庫(kù)容，如要達(dá)到同樣的興利庫(kù)容，則需建更高的攔河壩，且淹沒(méi)會(huì)更大。因此，在兩支流匯合口至扶平河河谷出口河段約2 km 范圍內(nèi)選擇擬建水庫(kù)壩址是比較合適的。

經(jīng)過(guò)對(duì)需水區(qū)的功能規(guī)劃、水庫(kù)規(guī)模、地形地質(zhì)條件及樞紐初步布置等多方面的綜合考慮，可選擇的壩址主要有兩處，一是上壩址：扶平河扶平村上游約6.3 km處（扶平河上游兩支流匯合口下游約1.3 km處），河床地面高程約887 m；二是下壩址：扶平河扶平村上游約4.8 km 處，河床地面高程約850 m。上、下兩壩址相距約1.5 km。扶平水庫(kù)上、下壩址位置示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 扶平水庫(kù)上、下壩址位置示意圖

4 上壩址

4.1 基本情況

上壩址位于扶平～念歸村級(jí)公路邊，距離扶平村約6.3 km。河谷兩岸屬中低山地貌，植被茂盛。河谷呈“V”字型，兩岸地形基本對(duì)稱，左岸山頂高程為1 028.8 m，自然邊坡18°～40°，右岸山頂高程為1 294.4 m，自然邊坡15°～35°，扶平～洞站村級(jí)公路位于左岸，扶平～念歸村級(jí)公路位于右岸，其內(nèi)側(cè)人工開(kāi)挖邊坡較陡，大部分邊坡超過(guò)60°。壩址河床寬約30 m，自北向南方向流，河床底部高程約888 m，右岸局部見(jiàn)有基巖裸露。

壩址區(qū)出露地層為三迭系中統(tǒng)百逢組第二段（T2b2）及第四系殘坡積層（Qedl）、沖積層（Qal）。透水性受地形、巖性、構(gòu)造及風(fēng)化程度的影響，往深部具遞減趨勢(shì)，左壩肩強(qiáng)風(fēng)化巖體屬中等透水，弱微風(fēng)化巖體以弱透水為主，河床弱風(fēng)化以弱透水為主，右壩肩強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化均以弱透水為主。

壩區(qū)無(wú)斷層通過(guò)，在壩址上游發(fā)育一背斜并穿過(guò)左壩肩。兩壩肩節(jié)理構(gòu)造較為常見(jiàn)，以NW、NE為主，傾角較陡?？傮w來(lái)看，壩區(qū)構(gòu)造單元較為簡(jiǎn)單，地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。壩址區(qū)左壩肩巖體強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深4～13 m。河床部位巖體弱風(fēng)化基巖出露，下限埋深6～8 m，右壩肩強(qiáng)風(fēng)化帶下限埋深4～13 m。

上壩址兩岸山體均較雄厚，覆蓋層較淺，左岸邊坡相比右岸邊坡略緩，可布置溢洪道，總的來(lái)說(shuō)，上壩址地形和地質(zhì)條件可滿足重力壩和土石壩的建壩要求。

4.2 代表壩型選擇

選定的壩址處地形較狹窄，山體雄厚，覆蓋層較淺，左岸邊坡相比右岸邊坡略緩，如選用土石壩，雖可將溢洪道布置在左岸，但會(huì)造成高邊坡開(kāi)挖，不適宜作為上壩址代表壩型。

從地質(zhì)條件來(lái)看，河床大部分弱風(fēng)化基巖出露，兩岸覆蓋層較淺，無(wú)明顯不利的地質(zhì)條件，且河寬較窄，選用混凝土重力壩并不會(huì)增加較大的工程量，適宜作為上壩址代表壩型。

綜合考慮，上壩址以混凝土重力壩為代表壩型。

4.3 工程布置

樞紐建筑物主要由攔河壩和輸水系統(tǒng)組成，根據(jù)河床寬度和泄洪要求，溢流壩段布置在河床中間。水庫(kù)正常蓄水位925 m，設(shè)計(jì)洪水位928.14 m，校核洪水位928.75 m，總庫(kù)容109.6 萬(wàn)m3，有效庫(kù)容66萬(wàn)m3。

攔河壩采用混凝土重力壩，由左、右岸非溢流壩段和溢流壩段組成，壩頂總長(zhǎng)166 m。壩頂高程931 m，頂寬4.5 m，最大壩高47 m。溢流壩段長(zhǎng)42 m，設(shè)3 個(gè)表孔，單孔寬度為12 m，采用無(wú)閘開(kāi)敞式實(shí)用堰，堰頂高程925 m。左、右岸非溢流壩段分別長(zhǎng)56、68 m，上游壩坡896 m 高程以上鉛直，896 m高程以下為1∶0.2；下游壩坡926 m 高程以上垂直，926 m高程以下為1∶0.75。

輸水系統(tǒng)采用重力式自流引水，進(jìn)水口布設(shè)在右岸非溢流壩段內(nèi)，進(jìn)口高程906 m，在上游直立壩面進(jìn)口設(shè)事故檢修閘門(mén)和攔污柵，在壩內(nèi)設(shè)置2 m×2.5 m 的檢修廊道，廊道內(nèi)敷設(shè)直徑為1.0 m 的放水鋼管，至廊道出口沿壩坡面埋設(shè)，在大壩下游壩腳處分別設(shè)置人飲、發(fā)電、灌溉及環(huán)境基流控制閥，其中現(xiàn)有扶平水電站發(fā)電引水流量為1.3 m3/s，灌溉引用流量為0.14 m3/s，人飲管道流量為0.012 m3/s，環(huán)境基流0.066 m3/s。引水管道總長(zhǎng)8.88 km。

根據(jù)地形、地質(zhì)條件及建筑物布置情況，施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流方式，即一期采用明渠導(dǎo)流，二期采用壩體底孔導(dǎo)流。導(dǎo)流底孔設(shè)在右岸非溢流壩段內(nèi)，采用圓洞，直徑3 m，上游進(jìn)口設(shè)封堵閘門(mén)，導(dǎo)流任務(wù)完成后進(jìn)行封堵。

5 下壩址

5.1 基本情況

下壩址位于班合屯上游約350 m，距離扶平村約4.8 km，上距上壩址1.5 km，地處峽谷出口處，河床寬約20 m，水深約0.5 m，自北西流向南東，河床底部高程約為850 m。壩址下游河床開(kāi)闊平坦，兩岸地形均為中山，左岸山頂高程為1021 m，自然邊坡40°～50°，右岸為山腳的緩坡地帶，覆蓋層較厚，自然邊坡20°～30°。

壩址區(qū)出露地層為三迭系中統(tǒng)百逢組第二段（T2b2）及第四系殘坡積層（Qedl）、沖積層（Qal）。壩區(qū)構(gòu)造單元較為簡(jiǎn)單，無(wú)斷層及構(gòu)造通過(guò)，地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。

5.2 代表壩型選擇

選定壩址處地形左岸邊坡較陡，右岸邊坡較緩，無(wú)天然埡口，如選用土石壩，將溢洪道布置在左岸，會(huì)造成高邊坡開(kāi)挖，布置在右岸，則泄槽需要設(shè)置彎道，由于離心力及彎道沖擊波作用，將造成彎道內(nèi)外側(cè)橫向水面差，流態(tài)十分不利，應(yīng)盡量避免。故土石壩不適宜作為下壩址代表壩型。

從地質(zhì)條件來(lái)看，無(wú)明顯不利于修建混凝土重力壩的條件，適宜選用混凝土重力壩作為下壩址代表壩型。

綜合考慮，下壩址以混凝土重力壩為代表壩型。

5.3 工程布置

下壩址樞紐布置圖與上壩址相似，主要由攔河壩和輸水系統(tǒng)組成，溢流壩段布置在河床中間。水庫(kù)正常蓄水位881 m，設(shè)計(jì)洪水位884.14 m，校核洪水位884.76 m，總庫(kù)容115萬(wàn)m3，有效庫(kù)容66萬(wàn)m3。

攔河壩采用混凝土重力壩，由左、右岸非溢流壩段和溢流壩段組成，壩頂總長(zhǎng)186 m。壩頂高程887 m，頂寬4.5 m，最大壩高46.5 m。溢流壩段長(zhǎng)42 m，設(shè)3 個(gè)表孔，單孔寬度為12 m，采用無(wú)閘開(kāi)敞式實(shí)用堰，堰頂高程881 m。左、右岸非溢流壩段分別長(zhǎng)56、88 m。輸水系統(tǒng)布置基本與上壩址相同。

6 壩址比較

壩址比較按等效益（同等興利庫(kù)容）原則進(jìn)行：

6.1 地形、地質(zhì)條件比較

上壩址地形狹窄，下壩址地形較上壩址開(kāi)闊，上、下壩址均滿足混凝土重力壩方案的泄洪布置要求，各建筑物布置較緊湊。上壩址上游有一形似“大肚子”的洼地地形，對(duì)庫(kù)容形成比較有利。下壩址距離下游的班合屯較近，泄洪時(shí)對(duì)其影響較大，存在一定的安全隱患。上壩址處覆蓋層薄、巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件良好；下壩址右岸為山腳的緩坡地帶，覆蓋層較深厚，對(duì)修建混凝土重力壩來(lái)說(shuō)開(kāi)挖量較大。從地形、地質(zhì)條件分析，上壩址優(yōu)于下壩址。

6.2 庫(kù)區(qū)淹沒(méi)比較

同等效益（同等興利庫(kù)容）原則下，上壩址方案的水庫(kù)淹沒(méi)補(bǔ)償投資比下壩址方案少678.25 萬(wàn)元（上、下壩址庫(kù)區(qū)淹沒(méi)投資分別為495.53 萬(wàn)元和1 173.78 萬(wàn)元），兩壩址方案均不涉及人口搬遷，但下壩址淹沒(méi)農(nóng)田面積比上壩址明顯增多（上、下壩址淹沒(méi)耕地面積分別為10.73 畝和86.06 畝），其征地實(shí)施難度比上壩址方案大；同時(shí)下壩址右岸扶平～念歸村級(jí)公路有長(zhǎng)約1 km 的路段被淹沒(méi)，需進(jìn)行復(fù)建。從庫(kù)區(qū)淹沒(méi)角度分析，上壩址優(yōu)于下壩址。

6.3 供水工程比較

上、下壩址方案總供水人口相同，兩方案均無(wú)輸水隧洞。下壩址的人飲供水管線長(zhǎng)度比上壩址減少1.5 km，減少投資約31 萬(wàn)元（按管徑為150 mm的球墨鑄鐵管估算，單價(jià)為207 元/m），但下壩址新增灌溉面積比上壩址少128 畝。從效益上看，上壩址優(yōu)于下壩址。

6.4 施工條件比較

上壩址下游兩岸地形相對(duì)較陡，施工場(chǎng)地布置困難。下壩址下游右岸地形相對(duì)平緩，場(chǎng)地平整相對(duì)容易，適宜施工場(chǎng)地的布置。兩壩址兩岸都有鄉(xiāng)村公路通過(guò)，對(duì)外交通道路便利，從施工條件上看，上、下壩址基本相當(dāng)。

6.5 工程投資分析

上壩址主要建筑工程投資相比下壩址少1065萬(wàn)元（見(jiàn)表1），初步分析兩壩址方案的機(jī)電設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備投資相差不多，移民及環(huán)境部分投資上壩址比下壩址少，故工程總投資方面上壩址方案較優(yōu)。

表1 壩址主要工程量、主要建筑工程投資比較表

7 壩址選擇

綜上，上壩址在地形地質(zhì)條件、庫(kù)區(qū)淹沒(méi)及庫(kù)區(qū)征地實(shí)施難度、工程總投資等方面均優(yōu)于下壩址方案，因此本工程確定上壩址作為推薦壩址。