“調(diào)水工程”第二級水電站廠房設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目 “調(diào)水工程”第二級水電站廠 房設(shè)計專 業(yè) 水利水電工程 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 2013 年 “調(diào)水工程”第二級水電站廠房設(shè)計摘 要二郎壩水電站位于陜西省寧強縣境內(nèi)，是一項中型跨流域調(diào)水工程，具有灌溉、發(fā)電、工業(yè)供水等綜合利用效益。是引嘉入漢水梯級水電開發(fā)的第二級水電站，由一級天生橋電站尾水穿過5.63km隧洞至二郎壩鄉(xiāng)黃家灣，建二郎壩二級電站，設(shè)計水頭60.90m，設(shè)計流量14.5m3/s，裝機容量0.75萬kw，年發(fā)電量2971萬kw·h，二級電站尾水穿過分水嶺隧洞，經(jīng)4.77km隧洞引水至臥龍臺，建三級臥龍臺電站，二郎壩水電工程充分利用了水資源的優(yōu)越

2、條件。龍頭水庫調(diào)節(jié)性能好，庫容7760萬m3，年調(diào)節(jié)水量2.14億m3，水量利用率可達(dá)89%；電站利用水頭高，梯級電站總水頭高達(dá)418m，為發(fā)電、灌溉、供水提供了可靠的保證。在本次畢業(yè)設(shè)計中，應(yīng)完成的主要工作量為完成水輪機及發(fā)電機和蝸殼，尾水管的選型，廠房的布置及尺寸確定，設(shè)計要合理，布局要緊湊。關(guān)鍵詞：引嘉入漢 梯級水電 調(diào)水工程 跨流域erlangab design of cascaded hydropower stationabstractthe dam hydropower station is located in the territory of ningqiang county

3、in shaanxi province,it is a medium-sized interbasin water transfer project ,with the comprehensive utilization benefit of irrigation, power generation, industrial water supply.she is leading into the second stage hydropower cascade development of hydropower station of han river,by a natural bridge t

4、ail water tunnel through the 5.63km to erlang ba xiang huang jia wan,construction of two hydropower station dam, design head of 60.90m, the design flow of 14.5m3/s, installed capacity of 7500 kw, an annual generation capacity of 29710000 kw · h,two level of tail water tunnel across the watershe

5、d, the 4.77km tunnel diversion to wolong station, built in three level of wolong power plant.the dam hydroelectric project makes full use of the favorable conditions of water resources. leading reservoir regulation performance, capacity of 77600000 m3, 214000000 m3, water regulation, water utilizati

6、on rate of 89%; hydropower station by the high head hydropower stations, total head up to 418m, provides a reliable guarantee for power generation, irrigation, water supply.key words: the jia han into;cascade hydropower;water diversion project;across the river目錄第1章 緒論·····&#

7、183;············································1第2章 基本資料2.1 工程概況及目的··

8、······································42.2 工程基本資料··········&

9、#183;·······························5第3章 工程任務(wù)及工程布置················

10、;···················203.1 工程任務(wù)·····························&

11、#183;···············203.2 工程規(guī)模································

12、83;············213.3 工程布置····································

13、;·········21第4章 水輪發(fā)電機組及輔助設(shè)備選擇···························264.1 水輪機的選擇········

14、3;································264.2 發(fā)電機選擇················

15、;···························324.3 輔助設(shè)備選擇·····················

16、;····················37第5章 主廠房布置設(shè)計···························

17、3;···········385.1 廠房長度確定 ····································

18、83;···38 5.2 廠房寬度確定·········································405.3 廠房高程確定·&#

19、183;·······································405.4 裝配廠布置設(shè)計········&

20、#183;······························41第6章 副廠房布置設(shè)計·················

21、······················42致謝···························&#

22、183;·····························44參考文獻(xiàn)···················&#

23、183;·································455第1章 緒論 水電站廠房是水工建筑物、機械及電氣設(shè)備的綜合體，是水能轉(zhuǎn)化為電能的生產(chǎn)場所，也是運行人員進(jìn)行生產(chǎn)和活動的場所。其任務(wù)是通過一系列工程措施，將水流平順的引入水輪機，使水能轉(zhuǎn)換成為

24、可供用戶使用的電能，并將各種必需的機電設(shè)備安置在恰當(dāng)?shù)奈恢?，?chuàng)造良好的安裝、檢修及運行條件，為運行人員提供良好的工作環(huán)境。水電站廠房設(shè)計的發(fā)展隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷發(fā)展,且隨著人們生活水平的提高有新的發(fā)展趨向,近年向以人為本的方向發(fā)展，廠房設(shè)計的方法隨著計算機的發(fā)展有很大的發(fā)展和改善。 畢業(yè)設(shè)計是我們在校期間的最后一門必修課，也是一次全面性總結(jié)性的實踐環(huán)節(jié)，對我們走向工作崗位起著承上啟下的作用。它是在老師指導(dǎo)下，綜合運用四年來所學(xué)知識和科學(xué)研究的基本內(nèi)容和基本工作程序，樹立較強的工作概念、工程概念、經(jīng)濟(jì)概念，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，完成作為一個工程師的基本訓(xùn)練，是為將來順利走向工作崗位提

25、供業(yè)務(wù)知識和能力的保證。 水電站廠房設(shè)計是水電站主要工程任務(wù)之一，水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。在廠房中安裝的水輪機、發(fā)電機和各種輔助設(shè)備。通過能量的轉(zhuǎn)換，水輪發(fā)電機發(fā)出的電能，經(jīng)變壓器、開關(guān)站等輸入電網(wǎng)送往用戶。所以說水電站廠房是水、機、電的綜合體，又是運行人員進(jìn)行生產(chǎn)活動的場所。水電站廠區(qū)設(shè)計包括： （1）主廠房設(shè)計。布置著水電站的主要動力設(shè)備（水輪發(fā)電機組）和各種輔助設(shè)備的主機室（主機間），及組裝、檢修設(shè)備的裝配場（安裝間），是水電站廠房的主要組成部分。 （2）副廠房設(shè)計。布置著控制設(shè)備、電氣設(shè)備和輔助設(shè)備，是水電站的運行、控制、監(jiān)視、通訊、試驗、管理和運行人員工作的房間。 （

26、3）主變壓器場設(shè)計。裝設(shè)主變壓器的地方。電能經(jīng)過主變壓器升高到規(guī)定的電壓后引到開關(guān)站。 1 （4）開關(guān)站設(shè)計（戶外高壓配電裝置）。裝設(shè)高壓開關(guān)、高壓母線和保護(hù)措施等高壓電氣設(shè)備的場所，高壓輸電線由此將電能輸往用戶，要求占地面積較大。但是由于水電站的開發(fā)方式、樞紐布置、水頭、流量、裝機容量、水輪發(fā)電機組形式等因素，及水文、地質(zhì)、地形等條件的不同，加上政治、經(jīng)濟(jì)、及生態(tài)等因素的影響，廠房的布置方式也各不相同，所以廠房的類型有各種不同的劃分，根據(jù)廠房在水電站樞紐中的位置及其結(jié)構(gòu)特征，水電站廠房可分為以下三種基本類型： （1） 壩后式廠房。廠房位于攔河壩下游壩趾處，廠房與壩直接相連，發(fā)電用水直接穿過壩

27、體引人廠房。 （2） 河床式廠房。廠房位于河床中，本身也起擋水作用，如廣西西津水電站廠房。若廠房機組段內(nèi)還布置有泄水道，則成為泄水式廠房（或稱混合式廠房）。 （3） 引水式廠房。廠房與壩不直接相接，發(fā)電用水由引水建筑物引人廠房。當(dāng)廠房設(shè)在河岸處時稱為引水式地面廠房。水電站廠房設(shè)計是水工任務(wù)中的重中之重,它具有一般水工建筑物的共性,故其設(shè)計有以下的特點: （1）廠房內(nèi)安裝水輪機發(fā)電機組和輔助設(shè)備,以及控制操作和進(jìn)行量測的設(shè)備,主要任務(wù)是發(fā)電,所以廠房設(shè)計必須保證機電設(shè)備的安全運行和提供良好的維護(hù)條件。 （2）水電站廠房是水工、機械和電機以及自動控制、電子設(shè)備的綜合體,在設(shè)計、施工和運行中,必須把

28、幾個方面配合好,使綜合體優(yōu)化。水電站廠房設(shè)計應(yīng)力求緊湊和簡單,使建筑上美觀,運行方便,而不求豪華。 （3）廠房內(nèi)運行管理人員應(yīng)力求精簡,應(yīng)保證他們有良好工作條件和衛(wèi)生環(huán)境。 （4）水電站廠房多建在偏僻地區(qū),而機電設(shè)備一般既大又重,所以必須有較好的對外交通運輸條件。 （5）設(shè)計水電站廠房時,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)和水文條件,既考慮安排好壓力輸水管的進(jìn)水和尾水管的出水條件,又要考慮到廠房與變壓器和開關(guān)站在布置上的配合要求。 由上述特點可見,水電站廠房設(shè)計是比較復(fù)雜的,其中最關(guān)鍵的是要選擇好水輪發(fā)電機組,即要盡可能選用轉(zhuǎn)速高、尺寸小、重量輕的機組,因為廠房尺寸和起重設(shè)備的規(guī)模等都是隨著機組的尺寸而定

29、的。對于一般的地面式廠房,選擇合適的吸出高度也是非常重要的。而且,全廠的機組臺數(shù)不宜太多。總之,在設(shè)計中要做多個比較布置方案,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)、運行管理綜合比較,以選擇確定最優(yōu)設(shè)計方案。 第2章 基本資料2.1 工程概況 基本情況:二郎壩水電工程位于陜西省寧強縣，是一項中型跨流域調(diào)水綜合開發(fā)的水電工程。具有發(fā)電、灌溉、工業(yè)供水、養(yǎng)殖和旅游等綜合效益。 寧強縣地處陜西省漢中地區(qū)西南角與四川、甘肅兩省毗鄰，是入川的門戶，漢江的源頭，寶成鐵路和陽安鐵路穿過縣境，川陜公路通過縣城。 在寧強縣東南隅，嘉陵江的二級支流西流河與漢江一級支流玉帶河在二郎壩鄉(xiāng)附近只有一山之隔，最短直線距離僅5.5km，而兩河流水面

30、高差竟達(dá)229m。二郎壩水電工程就是利用了這一優(yōu)越的自然條件，開鑿隧洞，跨流域引水，綜合開發(fā)利用西流河的水資源，因此有人也將二郎壩水電工程稱之為二郎壩“引嘉入漢”水電工程。二郎壩水電工程包括三個梯級電站。一級電站是在寧強縣水田坪鄉(xiāng)西流河上修建天生橋水庫樞紐，利用水庫形成的落差發(fā)電。電站設(shè)計水頭80m，設(shè)計流量17.19m3/s，裝機1.2萬kw，年發(fā)電量4290萬kw·h。一級電站尾水穿過5.6km引水隧洞至二郎壩鄉(xiāng)黃家灣，建二級電站二郎壩電站。二級電站尾水穿過4.77kw長的分水嶺隧洞引至高塞子鎮(zhèn)臥龍臺，建三級臥龍臺電站。設(shè)計流量14.22m3/s，裝機3.05萬kw，年發(fā)電量12

31、680萬kw·h。二郎壩水電工程充分利用了水資源的優(yōu)越條件。龍頭水庫調(diào)節(jié)性能好，庫容7760萬m3，年調(diào)節(jié)水量2.14億m3，水量利用率可達(dá)89%；電站利用水頭高，梯級電站總水頭高達(dá)418m，為發(fā)電、灌溉、供水提供了可靠的保證。三級電站總裝機5萬kw，年發(fā)電量2億kw·h。 2.2 基本資料2.2.1水文資料1. 流域的自燃地理狀況西流河（下游稱毛壩河或鹽井河）為嘉陵江上游二級支流，發(fā)源于米侖山脈北部之黎坪山區(qū)，流經(jīng)陜西省南鄭縣和寧強縣與四川省旺蒼縣，至雙河場匯入嘉陵江一級支流東河。西流河在陜西省境內(nèi)流域面積852，河道長98km，流域形狀為扇形，支流規(guī)模較小，10以上的支

32、流約14條。河流穿行于崇山峻嶺之間，主河道呈倒鉤形，由南向北流至元壩折向西到二郎壩，再折向南至毛壩河出陜。二郎壩水位站以上流域面積451，主河道長72.4km，距二郎壩以上約8km處即為天生橋水庫壩址?？刂屏饔蛎娣e397，主河道長64.5m，河谷呈v形，兩岸山勢陡峻，最高海拔2312m（石馬山主峰），流域平均海拔高度約1700m。區(qū)域地質(zhì)為強烈侵蝕剝蝕的中山地貌類型。主要巖性為灰?guī)r和砂巖與頁巖。在灰?guī)r地區(qū)沿斷裂層面形成溶洞和溶槽的巖溶地貌。河道兩側(cè)有殘缺不全的侵蝕堆積基座階地，部分岸邊陡峭之下有滑坡和崩塌等物理地質(zhì)現(xiàn)象。流域內(nèi)植被良好，除河谷地帶的二郎壩.水田坪.元壩等地較為開闊且分布有稻田.

33、耕地外，絕大部分為天然林木。屬常綠針葉為主的針闊混交林帶。流域內(nèi)人煙稀少，人類活動對環(huán)境影響不大。水土流失輕微，流水清澈透底，含沙量甚小，水質(zhì)清潔。西流河地處北亞熱帶邊緣，屬山地暖溫帶濕潤季風(fēng)氣候類型。四季分明，夏無酷熱，冬無嚴(yán)寒，春季升溫慢，秋季降溫快，冬春偏旱，秋季多澇，日照偏短，秋封較早。多年平均氣溫13，極端最高氣溫36.2（1974年6月17日），極端最低氣溫-10.3（1977年1月30日）。多年平均降雨量1108mm，多年平均水面蒸發(fā)量1098.6mm，多年平均風(fēng)速1.3m/s，歷年最大風(fēng)速20m/s,盛行西南風(fēng)。多年平均地面溫度14.7，最大積雪深度17cm，最大凍土深度11c

34、m，（上述特征值系寧強氣象站資料）。2. 泥沙西流河無實測泥沙資料，經(jīng)分析下墊面條件，與漾家河相似。借用元墩站1965-1985年多年平均侵蝕模數(shù)632.5t/，乘以天生橋壩址流域面積397，得西流河天生橋多年平均懸移質(zhì)輸沙量25.1萬噸。泥沙主要由暴雨洪水沖蝕形成，元墩站汛期7-9月份占年來沙的76.9%，其中7月份占全年的40.8%。推移質(zhì)估算。參考水庫泥沙一書，取懸移質(zhì)的15%，得天生橋壩址多年平均推移質(zhì)輸沙量為3.8萬噸。年輸沙總量（懸移質(zhì)和推移質(zhì)之和）為29萬噸。2.2.2工程地質(zhì)1. 區(qū)域地質(zhì)概況（1） .地形地貌：該區(qū)處于大巴山脈北山區(qū)，區(qū)內(nèi)群山綿恒，最高山峰為寧勉交界的爛泥溝，

35、海拔高程1982.4米，一般地面高程800-1800米，玉帶河河床最低海拔高程682米，為強烈侵蝕的中山地貌類型。區(qū)內(nèi)河溪較發(fā)育，多呈樹枝狀，侵蝕下切強烈。玉帶河.西流河分別屬于漢江和嘉陵江水系。西流河?xùn)|西橫貫本區(qū)，河谷狹窄，呈“v”字型峽谷地貌。天生橋水庫處于處于本區(qū)的西南角，由于河流下切，從天生橋至周家營為一峽谷型庫容，沿西流河兩岸多處殘留有基座階地，在天生橋處，因巖溶作用河流呈暗河穿山而過，形成“天生橋”及遺棄的古河道。（2） 地層巖性：本區(qū)地層主要由震旦.寒武.奧陶.志留.二迭.三迭及第四系地層組成，依據(jù)本次1:10萬區(qū)測資料，由老至新簡述如下： 震旦系上統(tǒng)燈影組（zbdn）:由淺灰白

36、色砂質(zhì)灰?guī)r夾薄層砂巖組成，厚度410米。 寒武系由下寒武統(tǒng)：石碑組和石龍洞組地層組成。石碑組巖性為褐灰色石英粉砂巖和灰綠色砂巖頁巖組成。石龍洞組由巖性上部為肉紅色砂巖夾紫紅色頁巖；下部為灰色白云巖.砂紙白云巖.白云質(zhì)砂巖夾紫紅色泥頁巖組成。底部為深灰色粉砂巖粘土巖。總厚度達(dá)330米。中寒武統(tǒng)：巖性由紫色及灰綠色砂巖頁巖.灰色砂巖和褐黃色泥沙巖組成。主要分布于元壩附近，厚度60米。 志留系分為下志留統(tǒng)龍馬溪組和中上志留統(tǒng)組成。 下志留統(tǒng)龍馬溪組：巖性為灰綠色粉砂巖。深灰色砂巖頁巖及泥質(zhì)頁巖組成。區(qū)內(nèi)分布很廣，厚度220米。 中上志留統(tǒng)：巖性為灰綠色頁巖，紫紅色頁巖夾生物灰?guī)r透鏡體，灰綠色砂巖頁巖

37、組成。區(qū)內(nèi)分布多而廣，厚度158米。 二迭系由上統(tǒng)和下統(tǒng)組成，下統(tǒng)巖性為深灰色灰?guī)r夾瀝青質(zhì)灰?guī)r.泥灰?guī)r.灰色燧石灰?guī)r.底部有黑色炭質(zhì)頁巖組成。分布于將軍石-天臺山.大竹壩-羅家壩之南，厚度120米。上統(tǒng)下部為黑灰色炭質(zhì)頁巖，鋁土質(zhì)頁巖；上部為深灰色燧石灰?guī)r。厚度93米。 下三迭統(tǒng)：本區(qū)分布極少，多構(gòu)成向斜軸部地層。按巖性分中部和下部。中部為紫色鈣質(zhì)頁巖夾泥灰?guī)r，厚100米；下部為褐黃色泥質(zhì)灰?guī)r夾紫色頁巖，厚度20米。 第四系：全區(qū)均有分布。中下更新統(tǒng)為湖相沉積及洪積層，上更新統(tǒng)為河道兩岸二級階地堆積；全新統(tǒng)為一級階地和漫灘砂礫石堆積。（3）地質(zhì)構(gòu)造 褶皺：二郎壩-水田坪背斜，背斜為nee-sw

38、w向延伸，向sww傾伏，傾角為8°，在天生橋之西，其軸部在寒武系地層消失，而呈單斜地層，在天生橋以東背斜軸基本沿斷層分布，于庫尾蔣家咀一帶匯入二郎壩-水田坪逆斷層中。寧強-將軍石向斜，向斜軸沿將軍石-天臺山呈nee-sww方向延伸，尖滅在天臺山二迭系地層中。西流河-玉帶河之間分水嶺展布在向斜軸的軸部。斷層：羅家壩-水田坪逆斷層（即蒼耳山-漢中-洋縣活動斷層的一段）：系二郎壩至水田坪逆斷層的分支斷層，從天生橋壩址河灣眨和庫尾蔣家咀通過（庫區(qū)編碼f1），斷層走向ne55°-65°，傾向nw或se（斷層面陡直彎曲），垂直位移100-180米，為壓扭性斷層。向西與天生橋河

39、灣砭規(guī)模變小，破碎帶窄，在羅家壩尖滅。二郎壩-水田坪逆斷層（即華山-水田坪逆斷層的一段）：走向nee-sww，傾向nww。傾角70-87°，模穿全區(qū)，切斷震旦.寒武.奧陶.志留系地層。破碎帶30-35米，由混雜的斷層角礫巖.碎屑巖組成。將軍石南側(cè)正斷層：走向ne60-70°，傾向se，傾角85°。切割志留.二迭.三迭系地層，長10余公里。將軍石正斷層：斷層走向ne50-70°，傾向ne，傾角約65°。斷層破碎帶寬達(dá)50-80米，由斷層角礫巖組成。于臥龍臺-二郎壩公路可見，長達(dá)18公里。（4） 區(qū)域穩(wěn)定性及地震烈度 根據(jù)區(qū)域構(gòu)造背景分析，該工程處

40、于地殼活動相對穩(wěn)定的準(zhǔn)地臺區(qū)。距漢中斷陷盆地邊緣40公里，為基巖山區(qū)，本區(qū)主要有蒼耳山-漢中-洋縣活動斷裂帶通過本區(qū)。在漢中盆地中歷史地震活動有記載的大于5級地震有3次，其震中烈度未超過7°。從地震遷徙規(guī)律分析，地震主要活動于漢中-洋縣之間，在1967年8月20日南鄭以西發(fā)生的五級地震，亦未超出漢中盆地。天生橋壩址距發(fā)震點月40公里，強度未超過6°，庫壩區(qū)附近經(jīng)訪問，在壩址東南方向于1973年11月18日發(fā)生過一次1.6級地震，距壩址7公里。 本區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性特征： 該工程場地區(qū)域構(gòu)造是穩(wěn)定性好的山區(qū)，從歷史地震分析其場地地震基本烈度未超過6°。 根據(jù)1：100萬陜

41、西省地震危險區(qū)劃圖，該水庫壩址地震基本烈度為6°。 f1斷層為壓紐性逆斷層，規(guī)模不大，膠結(jié)尚好，遠(yuǎn)離漢中盆地，該區(qū)歷史上從未發(fā)生過中強地震。因此，庫壩區(qū)地震活動是微弱的，可以產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性不大。 庫壩區(qū)巖溶不甚發(fā)育，且發(fā)育深度有限。因此沿其發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能性小，即使發(fā)生，其烈度不會超過3°。 綜上所述，本區(qū)地震基本烈度定為6°是合適的。（5）水文地質(zhì) 本區(qū)屬溫暖代辦濕潤氣候，年平均降雨量1200毫米，地表水系發(fā)育，地下水以潛水的形式存在。地下水高出河床，潛水多以泉的形式出露于地表.流量.水位均受降雨的影響。區(qū)內(nèi)的河水.地下水.礦化度均低，水質(zhì)良好。2.

42、 水庫工程地質(zhì)條件 （1）地層巖性：寒武系下統(tǒng)石龍洞組：該地層因受羅家壩-水田坪斷層（庫壩區(qū)編號為f1）的切斷影響，從天生橋（暗河出口）至河溪砭（f1斷層處）分布高程1000米-1260米，河灣砭至謝家河分布于河床，高程1080-1085米，巖性同區(qū)域中所述。奧陶系：下奧陶統(tǒng)分上下斷層。下斷層為石礫巖。磚紅色，厚層狀。礫石以黑色燧石為主，中等磨圓度。粒徑2-20毫米。硅質(zhì)膠結(jié)，堅硬，強度高，抗風(fēng)化力強，分布于天生橋古河道兩岸及謝家河河床地段，厚約40米，與寒武系下統(tǒng)砂巖呈平行不整合接觸。上斷層為砂巖互層，巨厚層狀，灰綠.肉紅色；中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。成分以石英.長石為主，其中夾薄層燧石礫巖，頂部為3米厚

43、紫紅色泥巖。巖層走向30-45°（大致平行西流河），傾向120-135°，傾角8-25°（傾向水庫左岸）。區(qū)內(nèi)分布很廣，從天生橋壩址f1斷層的上盤起，經(jīng)潘家河，李家咀至熊家壩以上500米，水庫兩岸高程1260-1280米，全為砂巖，頁巖互層；從熊家壩以上500米至1100米砂頁巖在河床左岸零星出露（高程在1180米以下），該地層是良好的隔水層，厚約93米。中上奧陶統(tǒng)的上部為灰綠色頁巖夾砂巖。淺灰色瘤狀灰?guī)r及薄層泥灰?guī)r，厚度小于10米。中部為紫紅色，灰白色龜裂紋灰?guī)r，結(jié)晶灰?guī)r，泥灰?guī)r組成，厚層狀，巖溶發(fā)育。該地層從天生橋壩址f1起至潘家河，分布高程左岸1250米以上

44、，右岸1280米以上；從潘家河之熊家壩分布高程左岸1200米以上，右岸1230米以上；熊家壩至庫尾末端，分布高程左岸1180米以上，右岸局部地段低于1180米。志留系分為下志留統(tǒng)龍馬溪組和中上志留統(tǒng)。下志留統(tǒng)龍馬溪組：為灰綠色砂巖，深灰色頁巖及砂質(zhì)頁巖組成，厚度約220米，廣泛分布于河流的左岸。中上志留統(tǒng)：巖性為灰綠色，淺紅色頁巖，灰綠色砂巖及頁巖，夾鈣質(zhì)頁巖，厚約158米，區(qū)內(nèi)分布面積很廣。第四系：主要為階地和漫灘沖積砂礫石層及崩坡碎石土等組成。（2） 地質(zhì)構(gòu)造褶皺：水庫處于二郎壩-水田坪背斜的南翼，背斜軸向ne50-60°，向西傾伏，巖層傾角8-25°，次一級的小褶皺比

45、較發(fā)育，如高領(lǐng)子大沙河向斜，渾塘傾伏背斜。庫內(nèi)河床高程1200米以下的地層為單斜層，走向280-300°，傾向sw，傾角15-20°（傾向左岸）。斷層：庫區(qū)內(nèi)有大斷層兩條（f1.f2） f1：從天生橋暗河進(jìn)口上游200米處橫切河谷，經(jīng)椑子地北側(cè)至庫尾， 于元壩電站再次橫切河谷伸至庫外，匯入二郎壩-水田坪逆斷層中。斷層走向ne50-65°，傾向nw，傾角55-86°，于庫尾瓦房子處地層明顯逆蓋于地層上。斷層帶寬5-45米，由黃綠色斷層泥.棕紅色斷層角礫巖組成，為一壓紐性逆斷層，斷層帶膠結(jié)尚好，斷面清晰可見。 f2：從老房子經(jīng)潘家河延至七埡子，兩次橫切河谷。

46、斷層走向ne55°，傾向nw，傾角86°。在潘家河河床中斷層帶寬20米，為角礫巖，碎屑巖組成。膠結(jié)良好，為一壓紐性逆斷層，在斷層帶上有泉水出露，斷層長約2公里，兩端均尖滅于志留系地層中。 （3）水文地質(zhì)特征水庫區(qū)年雨量充沛，地表水系發(fā)育，沿河流兩岸溪溝較多。呈樹枝狀，各沖溝內(nèi)，水量豐富，常年有流水匯入河內(nèi)，地下水位一般高出水庫正常蓄水位（1180米），在高程1200米以上多處可見下降泉水及水塘和裂隙出水點，常年不涸。 （4）水庫滲漏問題 據(jù)水庫區(qū)的地形地貌特征。認(rèn)為水庫滲漏有以下三種可能性： 水庫向翁山溝方向產(chǎn)生臨谷滲漏：翁山溝南距西流河庫區(qū)2.1-2.9公里。翁山溝溝底高

47、程1040-1060米，低于正常庫水位（1180米）120-140米。而翁山溝分布的龜裂紋灰?guī)r呈一帶狀，厚層狀，巖溶發(fā)育。但該地表層向南被三條東西向區(qū)域性逆斷層所切割，灰?guī)r向南直接與非可溶性砂巖，砂質(zhì)頁巖接觸，即翁山溝-水庫間之分水嶺為弱透水性，非可溶性地層所組成，水庫區(qū)亦分布該套地層，因此，不存在鄰谷滲漏問題。 水庫區(qū)灰?guī)r地段滲漏問題：水庫區(qū)龜裂紋灰?guī)r分布的范圍為：從天生橋壩址經(jīng)潘家河至熊家壩以上500米，灰?guī)r呈帶狀分布于兩岸山頂部位，高程在1250-1300米以上，遠(yuǎn)高出庫水位。不存在沿灰?guī)r滲漏的問題；從熊家壩以上500米至庫尾，長約0.9公里，灰?guī)r分布于河床及岸坡部位，低于庫水位，灰?guī)r中

48、巖溶發(fā)育，但該段灰?guī)r在右岸及河床部位，下伏地層為砂頁巖，而左岸分布的灰?guī)r，下伏地層，上部被砂頁巖所覆蓋，故不能產(chǎn)生沿灰?guī)r向庫外滲漏。 沿f1斷層破碎帶的滲漏問題：f1斷層于天生橋暗河進(jìn)口上游200米處，橫切西流河，向西通向庫外，在地貌形成陡峭深溝，溝寬10-20米，斷層帶為構(gòu)造碎屑巖和斷泥層，寬1-3米，較密實，影響帶寬約30米左右，巖石破碎，斷層北側(cè)為砂紙白云巖，發(fā)育巖溶，地下水位僅高出河水位3-5米，從目前資料判斷，不僅存在沿可熔巖（白云巖）的滲漏，還存在沿f1斷層破碎帶的滲漏，故有必要進(jìn)行處理，但預(yù)計處理工程量不大。 以上分析說明，水庫蓄水條件良好。 （5）庫岸穩(wěn)定問題 水庫區(qū)為基巖峽谷

49、地貌，岸坡一般陡峭，大部分地段呈直立峭壁，局部有殘余的階地岸坡和崩坡積岸坡，但松散巖層一般較薄。根據(jù)河谷剖面分析，巖層主要傾向左岸傾角一般小于20°，斷層裂隙不甚發(fā)育，因此當(dāng)水庫蓄水后，發(fā)生大型庫岸坍塌的可能性很小，經(jīng)分析，局部的坍塌，滑動式有可能的，如李家廟堂對岸，簸箕灣等處，局部基巖和小體積的坍塌，蓄水后可能發(fā)生，但對壩址建筑物影響甚小。 （6）水庫浸沒問題 水庫區(qū)浸沒地區(qū)較少，也無礦產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)區(qū)，僅在周家營，李家咀，熊家壩有少量農(nóng)田和村莊被浸沒，其他地區(qū)均為山區(qū)峽谷。2.2.3梯級電站廠房地區(qū)的地質(zhì)狀況1.天生橋地形地貌（庫區(qū)）天生橋水庫處于本區(qū)的西南角，由于河流下切，從天生橋至

50、周家營為一峽谷型河谷庫容，沿西流河兩岸多處殘留有基座階地，在天生橋處，因巖溶作用河流呈暗河穿山而過，形成“天生橋”及遺棄的古河道。 地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造（庫區(qū)）本區(qū)地層主要由震旦、寒武、奧陶、志留、二迭、三迭及第四系地層組成。庫壩區(qū)地震活動是微弱的，可以產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能性不在。庫區(qū)（壩區(qū)）巖溶不甚發(fā)育，且發(fā)育深度有限。水庫誘發(fā)地震的可能性小，即使發(fā)生，其烈度也不會超過3°。 壩址的工程地質(zhì)條件天生橋壩址擬封堵暗河以山體當(dāng)壩，蓄水成庫，引水發(fā)電，天生橋暗河處于西流河中游峽谷中，由于巖溶的發(fā)育，河流在天生橋穿山而過，形成了長235米一段暗河，暗河進(jìn)口高程10801078米，河床寬3540

51、米，呈“v”字型，兩岸山頂高程13001350米，相對高差200270米，兩岸山坡陡峻，坡度7080°，暗河寬30.555.5，高2528.5米，暗河內(nèi)水流湍急，比降大。壩址區(qū)分布為下寒武系石龍洞組，下奧陶系和第四系地層。壩址區(qū)的主要斷層有4條：f1屬區(qū)域性壓扭性逆斷層；f2屬壓扭性正斷層；f3屬張性正斷層；f4為壓性扭斷層。壩址區(qū)巖石一般完整，烈隙不發(fā)育，主要發(fā)育有三組裂隙：層面裂隙，走向5070°，走向300325°。暗河封堵段工程地質(zhì)條件為：堵頭段基巖強風(fēng)化厚度：左岸15米，洞頂無強風(fēng)化，右岸13米，河底基巖12米。封堵段的巖體按砼重力壩設(shè)計規(guī)范中關(guān)于基巖石

52、工程分級標(biāo)準(zhǔn)為i至ii級，屬很好的和好的巖石，作為拱壩、重力壩的基礎(chǔ)都是適宜的；壩體封堵后不會因水壓力產(chǎn)生山體變形位移，因此封堵段巖體是穩(wěn)定的。 工程布置特點天生橋壩址利用天然有利條件，封堵暗河以山體擋水形成水庫，與一常見水庫樞紐比較，有其特殊性，主要表現(xiàn)在：砼拱堵頭、山體防滲、及泄洪建筑物的布置?，F(xiàn)將各單項工程介紹如下： 砼拱堵頭：暗河全長約235m，高2530m，寬30.550m，在暗河上游側(cè)修建雙曲砼拱堵頭擋水。拱堵頭為定圓心，定半徑等厚度，變中心角型，堵頭寬度為64m，高39m，厚18m，堵頭頂高程1105m底高程1065.372m，中心高程1089m。 山體防滲帷幕：防滲帷幕軸線全長

53、762m，最大幕深157m，幕壩高程1181.5m，沿帷幕軸線共設(shè)三層灌漿平洞，底層洞長65m，設(shè)計高程1085m，中層洞長612m，設(shè)計高程1129m，頂層洞長326m，設(shè)計高程1187m。 副壩：在右岸古河道埡口處，對原河床進(jìn)行防滲處理，修建砼心墻土石壩。副壩壩頂高程1187m，壩頂寬度15m，底寬147m，副壩全長213m，粘土心墻與砼心墻同厚均為0.8m，心墻深7m與砼防滲心墻相接。砼心墻長214m，最深處達(dá)50m，深入基巖，下部與防滲帷幕相接。帷幕最淺處也達(dá)到16m深。 左岸溢洪洞：布置在左巖，進(jìn)口設(shè)14×17（寬×高）弧形工作閘門，進(jìn)口高程1160.0m，出口高

54、程1089.938m，全長384.27m，包括進(jìn)口引渠段、閘室段、洞身段、出口明槽段四部分，洞身斷面為城門洞型，在上游校核洪水位1185.2m時，最大泄流能力為2765m3/s，單寬流量198277m3/s，落差95.2m，最大流速38m/s。 發(fā)電引水洞：布置在左岸，進(jìn)口設(shè)拉污柵、平板工作閘門、通氣孔等主要設(shè)備，進(jìn)口高程1134.5m，支洞與主洞軸線成55°，將水引入機組。在主洞出口處設(shè)有放空閘門。 廠房、變電站及尾水一級天生橋電站廠房布置在暗河洞處，距洞口130m，總裝機1.2萬kw，電壓等級為35kv送往臥龍臺中心變電站，10kv供近區(qū)，庫區(qū)負(fù)荷用，尾水管通過長輸水洞流入二郎壩

55、電站。二郎壩地區(qū)地質(zhì)地貌（一）二郎壩電站關(guān)山梁引水樞紐工程地質(zhì)條件關(guān)山梁引水樞紐壩址工程地質(zhì)條件分析位置主要地質(zhì)特征主要工程地質(zhì)評價左岸為寒武系的泥砂質(zhì)灰?guī)r，巖層傾向坡外10°左右，中層厚新鮮時堅硬。谷坡近河床部分，坡角70°，其上為高300余米的斜坡。上游150300米有一滑坡，切層滑動。1.壩基為層狀結(jié)構(gòu)的巖體。2.岸坡是穩(wěn)定的。3.上游的滑塌體在水的作用下，可能失去穩(wěn)定性。河床上部為23米的砂礫石層。下部基巖為砂泥質(zhì)灰?guī)r，中厚層，河床可見巖石新鮮完整、堅硬。1.河床松散層應(yīng)當(dāng)清除。2.基礎(chǔ)為層狀結(jié)構(gòu)的巖體。右岸為中厚層的砂、泥質(zhì)灰?guī)r、巖層傾向坡內(nèi)，在壩頂高程以下斜坡較

56、緩，其上高差達(dá)500米。1.壩基為層狀結(jié)構(gòu)的巖體。2.岸坡是穩(wěn)定的。結(jié)論意見： 兩岸在清除強風(fēng)化后，基巖即為弱微風(fēng)化巖體，河閑在清除覆蓋層后，基巖即為微新鮮巖體，按“sdt21-78規(guī)范補充分規(guī)定”為好至中等的巖石（iii級）建議指標(biāo)用ii級，可以作為30米高的砼重力壩地基。 左、右岸在壩頂以上有高差300500m的基巖斜坡，據(jù)目測是穩(wěn)定的，但應(yīng)清除危石。 上游滑體估計方量24萬m3，可能失去穩(wěn)定性。（二）二郎壩電站引水隧洞工程地質(zhì)條件隧洞周圍圍巖分為兩類：1強度較高的堅硬巖，包括白云巖、砂巖、礫巖、灰?guī)r，單位彈性抗力系數(shù)500700kg/cm3，牢固系數(shù)為68（ii類巖石）；2強度較低的軟巖

57、，單位彈性抗力系數(shù)5060 kg/cm3，牢固系數(shù)為2。二郎壩水田坪逆斷層橫切隧洞附近，破碎帶寬10余米，傾角7080°，需加強支護(hù)。（三）二郎壩站址工程地質(zhì)條件站址位于胡家壩附近，已成渠道右岸。巖性較單一，為砂質(zhì)頁巖，站址有出露，覆蓋層為坡洪積物含碎塊石粘土、壤土。覆蓋層和強風(fēng)化層厚度35m。廠房基礎(chǔ)坡洪積物較厚，為軟塑狀或流塑狀粘土。 臥龍臺電站工程地質(zhì)條件 廠房：位于玉帶河一級階地上，地形平坦，上部為松散層，主要為人工堆積粘土、碎石，厚49m，下部為砂卵石、礫石、厚44.5m，（即覆蓋層厚9.0¬10.0m），基巖面高程746748.5m，東西向高程相等，南北高差2.

58、6m，頁巖強風(fēng)化厚約2.0m，其下為弱風(fēng)化，廠房置于弱風(fēng)化頁巖上，因此基礎(chǔ)開挖深度應(yīng)按15m考慮，臨時坡比按1:1.5，地下水高程752756.5m（深34m），高于基礎(chǔ)需基坑排水。 管坡：位于土梁上，基本呈一直線，總廠611m，廠房后側(cè)坡高110米，為基巖坡，巖坡下部高30m，坡度較陡為50°，上部高40m，坡度較緩為39°，其它地段坡度較緩，土復(fù)坡積層厚58m，下部為頁巖，強風(fēng)化23米，無地下水，平緩段有農(nóng)田，灌溉季節(jié)有水，管基可置于弱風(fēng)化頁巖上，整體坡是穩(wěn)定的，但頁巖易風(fēng)化而影響其長期穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)防護(hù)層，基礎(chǔ)開挖深度約10米，建議基巖開挖坡比為2:1，上部土層坡比為1

59、:1.25。 前池：位于基滑坡體上，滑坡體經(jīng)初步驗算處于極限平衡狀態(tài)，開挖前池后處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)設(shè)擋土墻支擋，據(jù)鉆孔揭露，基巖高程為9991012m，東西高差9m，南高北低相差13m?；A(chǔ)可置于弱風(fēng)化頁巖上，開挖深度約25m左右，以土層為主，建議土層開挖坡比用1:2，基礎(chǔ)開挖坡比用2:1。地下水位埋深為49m，需基坑排水。2.2.3環(huán)境的影響及評價 1.水庫環(huán)境影響評價及對策經(jīng)調(diào)查，天生橋水庫無礦藏，無文物古跡，無地方病，水質(zhì)潔凈無污染。水庫建成后，將在崇山峻嶺中形成一個廠14.9km， 面積3630畝的湖泊，碧波蕩漾，兩岸蔥郁，優(yōu)化了生態(tài)環(huán)境。在閉塞的山區(qū)建設(shè)一座水庫及梯級電站，對促進(jìn)當(dāng)?shù)?/p>

60、的交通，經(jīng)濟(jì)，文化的發(fā)展，將起到巨大作用。水庫兩岸高山陡坡，地下水位高于正常蓄水位，庫盆多為不透水的碎屑巖類，水庫建成后，不會在庫外出現(xiàn)沼澤，鹽堿化現(xiàn)象。水庫僅為年調(diào)節(jié)水庫，消落深度大，死庫容小，庫內(nèi)不易滋生細(xì)菌，水藻，厭氧微生物等，但在庫盆清理時，將細(xì)致發(fā)清林木。水庫運用時注意水質(zhì)監(jiān)測，可防治水質(zhì)惡化。兩岸山勢雖陡，但無大體積的塌岸問題，仍擬在庫區(qū)設(shè)立20余個監(jiān)測斷面，定期觀測。對壩址上游200米左右有橫切河谷的區(qū)域斷層（f1）通過，水庫可能誘發(fā)地震問題，認(rèn)為該區(qū)歷史上從未發(fā)生過中強地震，庫壩區(qū)地震活動微弱，可能性不大，f1斷層與水庫相交僅350米，斷層帶膠結(jié)尚好，滲漏是可以采取工程措施預(yù)防

61、的。2. 跨流域引水環(huán)境影響評價及對策在武侯鎮(zhèn)以上漢江河源區(qū)內(nèi)，干支流上均無較大調(diào)水水庫，本工程將西流河水調(diào)節(jié)后，平均每年將2.14億立方米水量跨流域調(diào)入玉帶河，匯流漢江（占漢江武侯鎮(zhèn)斷面平均年凈流量的16%），其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。 天生橋水庫以下，西流河仍在深山峽谷中穿行，至毛壩河鄉(xiāng)陜川省姐處止，河段長33.5km,區(qū)間流域面積455.2，區(qū)間平均年凈流量2.75億立方米，沿河人口稀少，耕地，住戶都分散在緩坡上和支溝中，生產(chǎn)生活用水依靠眾多的支流的豐沛的降雨量解決，對干流河水沒有使用要求。因此，寧強縣在其水資源與區(qū)劃中，只將西流河水量視為過境客水，并未將其計入本縣的水資源總量中。

62、本工程跨流域引水后，西流河平均每年仍有近3億立方米的水量流入四川省旺蒼縣，旺蒼是米倉山的一個山區(qū)縣，境內(nèi)相當(dāng)長的河段情況與寧強縣相似，在旺蒼縣城以北約20km,即有東河的另一分支寬灘河與西流河（旺蒼縣境內(nèi)稱為鹽井河）匯流而成東河，縣境內(nèi)水量充沛，東河旺蒼水文站控制流域面積為2701，多年平均流量70.6m³/s，多年平均凈流量22.24億m³，上游天生橋水庫流域面積占其流域面積的14.7%，調(diào)入漢江的水量僅約占該站水量的9.6%左右。 旺蒼縣郭家壩處，東河上建有容量3000kw的國華電站，為一徑流式電站，設(shè)計流量37.5m³/s，保證流量（p=90%）8.94m&

63、#179;/s，設(shè)計水頭10.5m，年發(fā)電量1585萬千瓦時，天生橋壩址多年平均流量7.62m³/s，90%保證量（未調(diào)水前）僅1.3m³/s，調(diào)水后對改電站的保證出力和發(fā)電量影響甚小。而且，對該電站的影響，實際上主要源于1975年動工興建的臥龍臺（一期）跨流域引水徑流電站。臥龍臺一期工程，設(shè)計引水流量4.4m³/s，（p=39.5%），保證流量（p=90%）1.45m³/s。設(shè)計水頭240m,裝機容量8000kw，平均年發(fā)電量5000萬千瓦時，年平均引入漢江水量1億m³（年平均流量3.1m³/s）。天生橋水庫只是在此一期工程的基礎(chǔ)上

64、，進(jìn)一步調(diào)節(jié)利用了壩址以上的洪水流量，并沒有擴(kuò)大對下游已建工程的影響程度。 總之，從西流河上游跨流域引水，對其下游的用水和生態(tài)環(huán)境并沒有突出的影響。 3.綜合評價 現(xiàn)將環(huán)境影響列出清單并用模糊語言評價，以求一目了然，看出他的利弊。環(huán)境因子清單及模糊言語評價表 環(huán)境影響評價因子很有利有利一般有影響不利發(fā)展農(nóng)田灌溉水力發(fā)電漢鋼供水促進(jìn)寧強工業(yè)發(fā)展改善人民生活水庫淹沒土地遷徙人口，安置移民淹沒房屋賠償庫周人群健康對供水地區(qū)人群健康對水田坪，二郎壩，臥龍臺村鎮(zhèn)繁榮對漢江梯級電站對西流河下游用水（陜西）對西流河下游用水（四川）對下游防洪施工期和建成后增加副業(yè)勞動力就業(yè)施工臨時占地建筑物永久占地水庫調(diào)蓄對

65、水質(zhì)影響水庫蓄水對庫尾淤積上延庫區(qū)植物群落庫區(qū)動物庫區(qū)水生生物庫區(qū)微生物庫區(qū)局部氣候庫區(qū)土壤基巖對庫水水質(zhì)影響水庫滲漏水庫塌岸水庫誘發(fā)地震施工期對臥龍臺電站運行影響施工期噪聲對居民及施工人員的影響 二郎壩引嘉入漢工程的開發(fā)，對促進(jìn)“老，少，邊，窮”地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展很有必要，建設(shè)這一工程主導(dǎo)方面是很有利的，至于一些不利影響除不可逆轉(zhuǎn)外，均可采取措施加以減小或免除。第3章 工程任務(wù)及工程布置3.1 工程任務(wù)二郎壩電站的主要任務(wù)是發(fā)電，是引嘉入漢跨流域調(diào)水工程中的一個重要的水力資源的合理開發(fā)，電站站址處于偏遠(yuǎn)山區(qū)，電站建成后對該地區(qū)的交通，副業(yè)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了良好的機遇，并且對周邊地區(qū)輸送了電能

66、，為國家的西部建設(shè)貢獻(xiàn)了自己的力量。二郎壩引嘉（陵江）入漢（江）水電站，位于陜西省寧強縣境內(nèi)，是一項中型跨流域調(diào)水工程，具有灌溉、發(fā)電、工業(yè)供水等綜合利用效益，多年平均調(diào)水量2.14億m3。灌溉面積12.2萬畝，其中擴(kuò)灌4萬畝，電站分三級開發(fā)，總裝機容量5萬kw，保證出力1.36萬kw（p=80%），多年平均發(fā)電量2億kwh，年利用小時數(shù)4000h。  嘉陵江的二級支流西流河與漢江一級支流玉帶河之間，僅一嶺相隔，直線距離5.5km，水面高差229m，具有跨流域開發(fā)的條件，本工程就是利用這一優(yōu)越自然條件，開發(fā)利用西流河的水力資源。  1984年10月12日曾將西流河

67、水調(diào)入玉帶河建成了臥龍臺一期電站，裝機8000kw，年發(fā)電量5000萬kwh，保證出力0.35萬kw（p=80%），年利用小時3689h。  1988年11月寧強縣正式委托本院對二郎壩引嘉（陵江）入漢（江）水電站進(jìn)行全面勘測設(shè)計， 1989年10月張定陸、白靜清、秦贊平等人完成陜西省寧強縣二郎 壩引嘉（陵江）入漢（江）水利工程設(shè)計任務(wù)書，經(jīng)省工程咨詢公司，在省、地、縣參與下，對設(shè)計任務(wù)書進(jìn)行審查，會議原則同意總體布置和梯級開發(fā)方案。  1990年本院首先以天生橋水庫樞紐布置為主導(dǎo)，由張定陸等人開展初步設(shè)計。專家對初設(shè)審查意見認(rèn)為：開發(fā)方案合理，三級電站開發(fā)水量利用

68、率達(dá)82%，電站總水頭418m，尤其是第三級電站水頭253m，并為灌溉、供水發(fā)電提供了可靠保證。  該工程包括三個梯級電站。工程實施方案是在寧強縣水田坪鄉(xiāng)西流河上封堵天然暗河，形成以山體擋水的天生橋水庫。壩址以上流域面積401km2，西流河多年平均徑流2.5億m3，水庫總庫容7800萬m3，其中：興利庫容5030萬m3，調(diào)洪庫容1930萬m3。水庫樞紐由混凝土拱型堵頭、副壩及古河道截滲墻、山體防滲帷幕、右岸溢洪洞、左岸泄洪洞、左岸壓力輸水隧洞和一級天生橋電站等七項工程組成。庫區(qū)基巖強度高、巖溶滲漏范圍小，采取防滲措施是可行的，庫區(qū)不存在鄰谷滲漏和庫岸坍塌問題，蓄水條件良好。天生橋電站設(shè)計水頭80 m，設(shè)計流量17.19m3/s，裝機容量1.2萬kw，年發(fā)電量4350萬kwh，一級電站尾水穿過5.63km隧洞至二郎