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1、1 1 综合说明综合说明 1.1 概述概述 巴东县小溪东圩口水电站工程取水坝位于小溪河茶园汇合口以下 40m，用约 2.623km 隧洞引至红鳟鱼养殖场取水坝上游 40m 建厂发电。小溪电站取水坝坝址以 上流域面积为 16.9 km2，坝址以上河道长 4.8km，加权平均坡降 240。厂址以上流 域面积为 21.5km2，厂址以上河道长 7.0km，加权平均坡降 220。 2012 年，巴东县人民政府将小溪电站水电开发权出售，由巴东县明珠电业有限 公司购买开发权，2012 年 4 月巴东县明珠电业有限公司委托我院进行巴东县小溪东 圩口水电站工程的初步设计工作，按照上级主管部门批复意见和业主的要
2、求，我院 多次组织各专业技术人员进行现场查勘，完成了大量勘测、试验及内业分析计算工 作，收集了相关资料，通过多方案综合比较分析论证，按照小型水电站初步设计 报告编制规程 （SL/T17996）的要求，编制本报告。 本工程属等小（2）型工程，主要由渠首工程、发电引水系统、地面式厂房和 户外式变电站等组成。渠首建筑物由底栏栅取水坝，节制闸等组成。底栏栅坝坝顶 高程 640.00m，溢流堰顶高程 640.30m，坝顶长 61.40m，最大坝高 14.40m。引水隧 洞长 2623m，电站装机 2.4MW。 枢纽主要工程量：土石方明挖 8520m3，石方洞挖 12584m3，土石方填筑 3069m3，
3、混凝土浇筑 2820m3，模板 2792m2，钢筋（钢材）100t，主体工程总工时为 32.7389 万工时。 1.2 水文水文 1.2.1 流域概况流域概况 小溪为沿渡河左岸一级支流。小溪发源于小神农架南麓，海拔 2820m，源头分 为东西两支，西支流经西湾，东支流经东沟，于茶园汇合后由东北向西南流至东圩 2 口，海拔 255m，汇入沿渡河。全流域面积 23.4km2，干流全长 7.3km，流域加权平 均坡降 220。流域内地形北高南低，山高林密，坡陡谷深，河道沿岸有少量房屋和 耕地。流域水流落差大，尚未进行水电开发，无水利工程。 1.2.2 气象特性气象特性 小溪流域处北半球亚热带暖湿季风
4、气候区，其气候特点为冬夏季风更替明显， 四季分明，光照充足，雨量充沛，春暖多变，初夏多雨，伏秋多旱，冬天寒冷，具 有山地气候特征。流域河谷交错，地势多样，地形复杂。河谷区域气候稳定，无霜 期较长，高山区域则降水较多，热量偏少，雪霜期长，水文气象要素呈明显的垂直 分布，形成一种同流域而不同气候的特定环境。 1.2.3 径流径流 小溪流域内无水文测站，小溪电站坝址天然径流计算以参证站径流系列为基础， 采用流域面积比并用年降水量进行修正的方法进行推求。采用其下游干流有沿渡河 水文站。沿渡河属山溪性河流，径流主要由降雨所致，两者同属白水河流域，具有 相同的地理、植被条件和相同的水文气象特征，两者年径流
5、系数可认为相同。故小 溪电站径流可利用沿渡河水文站实测径流资料采用面积比拟法加降雨量修正的办法 求得。 小溪电站坝址以上天然积水面积多年平均流量 0.618m3/，多年平均径流深 1156mm，相应年径流量 1953 万 m3。 1.2.4 设计洪水设计洪水 本阶段坝址设计洪水采用暴雨途径的方法和沿渡河水文站实测资料两种途径进 行洪水计算。进行计算，即根据湖北省暴雨径流查算图表 （以下简称图表 ） 中推荐的瞬时单位线方法进行计算。 两种方法推求的洪水成果对比于表 1.1。用暴雨推求的洪水比用流量资料推求的 3 洪水略大，这是正常的。因为沿渡河站来水面积大，流程长，河道坡降相对较小， 汇流时间长
6、。用它作参证站，推求的洪水较小，而用暴雨推求的洪水，是依据本流 域的汇流条件而推求的，更加符合流域的实际情况，因此本次设计推荐以暴雨方式 推求的设计洪水。小溪电站设计洪水成果如表 1.2。 表表 1.1 设计洪水计算成果对比表设计洪水计算成果对比表 单位：单位：m m3 3/s/s 频 率 （%） 坝 址 0.5123.33510 暴雨推求坝址洪水 258231203191159134 流量推求坝址洪水 231207183167151126 表表 1.2 小溪电站设计洪水成果表小溪电站设计洪水成果表 频率（%） 0.5123.33510 坝址 258231203191159134 厂房 323
7、289255240199168 1.2.5 分期设计洪水分期设计洪水 小溪电站所在流域枯水期为 11 月至 3 月。以沿渡河水文站作参证站，采用水文 比拟法计算坝址、厂址 11 月至次年 3 月、12 月至次年 3 月的洪峰流量。计算成果见 表 1.3。 表 1.3 小溪电站枯期洪水成果表 单位：m3/s P(%) 位置 面积 (km2) 5102033.350 坝址(11-3) 16.917.614.711.89.87.7 厂址(11-3) 21.520.717.213.911.79.0 坝址(12-3) 16.911.29.17.25.64.6 4 厂址(12-3) 21.513.410.
8、98.47.05.5 1.2.6 泥沙泥沙 小溪流域流域及附近无泥沙观测资料，借用清江恩施站泥沙实测成果。恩施站 流域面积 2928km2，1959 年1992 年的多年平均输沙模数为 526.64t/km2。年均悬移 质含沙量 0.539kg/m3，推移质按悬移质的 20%估算，则小溪流域全流域多年平均悬 移质输沙量为 1.415 万 t，多年平均推移质输沙量 0.278 万 t。悬移质泥沙容重取 1.3t/m3，推移质泥沙容重取 2t/m3，则 50 年总输沙量为 15.91 万 m3。流域内人类活 动对环境的影响很小，为无明显侵蚀地区。 1.2.7 设计断面水位流量关系设计断面水位流量关
9、系 小溪坝址附近及上下游均无实测水位流量资料，本阶段采用水力学曼宁公式 计算坝址水位流量关系，根据纵横断面资料，采用水力学公式法，推求坝址和厂址 水位流量关系曲线。河道糙率选用 0.05，洪水波降近似河床坡降，坝址河段取 0.12，厂址河段取 0.04。 1.3 工程地质工程地质 1.3.1 区域地质概况区域地质概况 小溪属沿渡河溪流域左侧一级支流，流域范围属于神农架山脉的南西端，山峦 连绵起伏，山体雄伟，山峰高程一般 l000m 以上，属构造侵蚀的中高山区。山体顶 部地形平缓，比较开阔，形成高山台地；随着海拔高度的降低，山体遭受强烈的切 割，地形陡削，形成“V“型深切河谷。山体坡度一般在 3
10、050之间，局部地段 在 80以上，形成陡崖和坡麓。小溪由分别发源于西湾和伍子坪的两条小冲沟汇合 而成，其中西湾源头海拔高程约 800m，冲沟流向南东，坡降相对较小，地形相对宽 缓；伍子坪源头海拔高程约 1300m，冲沟流向为南西，坡降较大，地形狭窄，局部 5 地段为陡坎，两冲沟汇合处为茶园村，该处河床高程约为 640m，河流往下游经茶园 流向南西，于东圩口位置汇入沿渡河，河床高程约 255m，该段河谷以“V”形为主， 宽度 10150m 不等，两侧基岩大多直接出露，局部覆盖少量残坡积碎石土，植被茂 盛，山体总体较完整。 区内出露的主要地层有：元古界（神农架群、震旦系）和下古生界（寒武系、 奥
11、陶系）地层，第四系坡积物和洪积物。 小溪流域（沿渡河流域）大部分范围，属神农架断穹（四级构造单元） ，又称神 农架穹窿状背斜南翼，其北翼以九道一阳日断裂为界，与青峰台褶束相接，东南以 新华断裂与黄陵（背斜）断穹分隔，南部以一组斜列褶皱与秭归台褶束相过渡，该 断穹呈穹窿状，地貌特征十分明显，成为长江与汉江的分水岭，河流由穹窿中部向 四周流淌分别注入香溪河、沿渡河、南河和堵河，穹窿的核部由神农架群构成基底， 并组成两个背斜和一个向斜，自西向东为神农顶短轴背斜，木鱼坪向斜和梨花坪背 斜，上部被马槽园群和震旦系以不整合所覆盖，震旦系和下古生界环绕基底周缘分 布，并向四周倾斜。穹窿背部宽平，残留的震旦系
12、产状水平，北翼地层产状平缓， 倾角小于 20。南翼地层产状较陡，倾角在 20以上，穹窿南缘是寒武系至三叠系 组成的一组斜列的边幕状褶皱，褶皱轴向北东或北北东方向，该断穹的长轴呈近东 西向，但断穹内部则有北西、北北东和近东西向三组构造方向的次级背、向斜和断 裂存在、反映了该区经历多期构造运动的特点。 本区的地震强度和频率都较低，属于基本稳定地区。根据 2001 年中国地震动 参数区划图GB18306-2001，设防水准为 50 年超越概率 10%的地震动参数：地震动 反应谱特征周期为 0.35s（按 l 区中硬场地考虑）：地震动峰值加速度为 0. 05g。 工程区地下水埋藏类型有松散层孔隙潜水和
13、裂隙水二种。孔隙潜水主要分布于 第四系地层中其中全新统(Q4)冲积的砂砾石层，结构松散，补给条件好，富水性好， 水量丰富，为强透水层。裂隙水又分碎屑岩裂隙水与岩溶裂隙水，其中碎屑岩裂隙 6 水水量较小，为相对不透水层；岩溶裂隙水则赋存于碳酸盐岩风化裂隙及岩溶裂隙 中，受岩石完整性和岩溶裂隙发育规模控制，分布不均匀。上述地下水均主要受大 气降水补给，并以泉水、分散水流等形式向小溪河排泄。 1.3.2 库区工程地质条件及评价库区工程地质条件及评价 一、库区工程地质条件 库区出露地层较为简单，从坝址至库尾，分布地层主要有：寒武系下统天河板 组（1t） ；第四系松散堆积物（Q4al+pl 及 Q4co
14、l+dl） 。 库区一带总体属单斜构造，地层产状 50802555。断裂构造不发育，局 部发育小规模褶皱。岩体发育完整，岩体主要发育两组裂隙(节理)，一组产状为 3403506070，另一组产状为 50703055，平均约 48 条/m。 2、库区工程地质评价 库区山峦叠嶂，库岸地表分水岭标高均在 1600m 以上。库盆岩石为粉砂岩夹灰 岩、粉砂岩与页岩互层，属隔水相对隔水层，透水性弱；地层垂向除浅表部风化裂 隙发育带弱含水外，其余隔水，水库通过岩层渗漏可能性甚微。虽岩石裂隙较发育， 右岸松散堆积层渗透性较大，但可通过清基及防渗灌浆进行处理；库区内无贯通性 导水断层通过，库水通过断层渗漏至库外
15、的可能亦不存在。库区范围小，成库条件 良好，不存在向库外和邻谷渗漏问题。 水库区岸坡均为崩塌堆积体，右岸较缓，左岸较陡，目前整体稳定性尚好，库 区蓄水后，松散堆积体前部将淹没，易出现塌岸，塌岸宽度估算为 510m。这些不 良地质作用规模不大且可通过工程措施予以避免，故对整体工程的运行影响不是很 大。 该水库属小型水利工程，坝高和库容都很小。库区处于地震烈度区，构造活 动相对稳定，库区内没有活动断层通过。水库蓄水后没有诱发破坏性地震的可能性。 7 1.3.3 坝区工程地质条件及评价坝区工程地质条件及评价 本阶段在坝区选择了两个坝址进行比较，上坝址在汇合口下游 40m 处，下坝址 在汇合口以下 2
16、00m。 一、上坝址工程地质条件： 上坝址位于汇合口下游 40m 处，深切河谷地貌，坝址位置两岸坡角均大于 30， 坝址河谷为不对称的“”型横向谷，山顶与谷底的最大高差在 700100m 间。沟谷 走向近南北向，左肩地形陡峭，坡度 45以上，上部基岩祼露，下部为崩坡积层， 植被发育；右肩为陡坡斜坡地形，坡度 3040左右，分布有崩坡积层，厚度 010.8m，分布于斜坡下部地段。河床高程 630640m，坝基范围水深 0.21.0m，河 床为卵石夹漂石层，少量砂砾覆盖，厚 15.0m。坝址区节理裂隙较发育，主要发育 两组：产状 3403506370，密度 4 条/m，隙长 0.501.80m 左右，隙面 平直粗糙，闭合微张；产状 60704355，密度 2 条/m，隙面平直粗糙， 闭合。地下水类型及水化学特征：小溪电站坝轴线冲洪积物赋含孔隙水，赋存于漂、 卵石间的空隙和冲填砂土中。根据钻孔揭露情况，仅在 ZK2
