1、西昌學院畢業設計目 錄1 概述11.1 基本情況11.2 工程任務和建設必要性12 水文32.1 水文32.2 水位流量關系93 工程地質113.1 區域地質概況113.2 水庫區工程地質條件113.3 樞紐區工程地質條件123.4 首部樞紐區工程地質條件123.5 天然建筑材料134 工程規模164.1 水利動能計算164.2 洪水調節及防洪特征水位184.3 正常蓄水位擬定184.4 死水位擬定195 工程布置及建筑物205.1 設計依據205.2 樞紐布置235.3 擋水建筑物255.4 泄洪建筑物406 結語50參考文獻51致謝詞52獨撰聲明53某水電站首部樞紐可行性設計摘 要：該設計

2、是盤河口水電站的首部樞紐可行性設計。我們根據水文、泥沙資料確定了該水電站的防洪特征水位，擬定了正常蓄水位、死水位。根據指導老師提供的地質、地形資料確定了該水電站的工程級別，并選擇了混凝土閘壩；壩型尺寸的確定、進水閘、沖沙閘、取水口的設計都嚴格按照水工設計規范手冊的相關規定；大壩的地基處理按照水工地基處理相關方法進行；大壩的穩定分析、滲透計算都按照水工建筑物中的經驗公式進行。關鍵詞：首部樞紐 閘壩設計 地基處理 穩定分析the feasibility design of first hub for a hydropower stationming-yuan tang yong yang yu-q

3、in zhou abstract: the feasibility design of first hub for pan he kou hydropower station was completed. according to the hydrological data and sediment conditions, the restricted stage for flood prevention of this hydropower station, the normal high water level and dead water level were determined. t

4、his hydropower stations grade of project and the concrete sites dam were selected according to the guidance of geological and topography information that provided by the teacher. the dam type size, inlet sluice, flush sluice and the intakes were designed in strict accordance with the relevant provis

5、ions of the hydraulic design specification manual; the treatment of dam foundation was achieved in accordance with the relevant hydraulic foundation treatment methods; the dams stability analysis and the seepage calculation were calculated in accordance with the experience of the formula of hydrauli

6、c structures.key words: head hinge gate dams design foundations treatment stability analysis 1 概述1.1 基本情況南汀河是怒江左岸的一級支流，發源于臨滄博尚水庫西側涼山。臨滄市位于云南省西南部，東經9840 10034，北緯23052502之間，全市國土面積24469 km2。臨滄市東部、東南部與思茅市相鄰，東北部與大理市相連，西北部緊靠保山市，西部和西南部與緬甸接壤。全市南北最大長度約200.4 km，東西最大寬度約176.4 km，全境98為山區，壩區僅占2。市政府設在臨翔區，距云南省會昆明市公

7、路距離573 km。盤河口水電站位于幸福壩子馬鹿田壩下游盤龍河口河段，本河段水電站開發受幸福壩子淹沒控制，水電站水庫正常蓄水位以不影響幸福壩子為上限。該河段長13.54 km，集中落差102 m，平均比降約為7.53，河段比降較為均勻，并有耿清公路從右岸通過，宜采用混合式開發。具有日調節性能，該電站設計水頭84.5 m，裝機容量32 mw，多年平均發電量1.4706億kwh，保證出力0.3012萬kw，多年平均年利用小時數4595 h。幸福壩子馬鹿田壩高程在910.000 m930.000 m，最低建筑物高程在950.000 m以上。因此，電站正常蓄水位以不淹沒幸福壩子馬鹿田壩為前提確定為90

8、2 .000 m，正常蓄水位902.000 m以下庫容101.58萬m，調節庫容44.13萬m，庫容系數0.04%，電站具有日調節性能，為南汀河梯級規劃的龍頭水庫馬鹿田水庫。盤河口水電站對外交通目前有二級公路，根據現場及現有公路狀況，電站對外交通路線：昆明楚雄祥云云縣羊頭巖幸福盤河口水電站，公路總里程約568 km。從昆明祥云為高等級公路；祥云云縣羊頭巖幸福盤河口水電站為二級公路。1.2 工程任務和建設必要性1.2.1.開發任務 盤河口電站規劃河段內無重大的村莊、工農業設施，無防洪要求；支流發育，無大面積壩子，沿江農田的灌溉取水可以從支流取水，無灌溉要求。因此，盤河口電站無航運、過木等要求；電

9、站為河道引水徑流式開發，無承擔下游防洪、灌溉、供水等綜合利用的能力；開發的任務單一，河段的開發任務是以水力發電為主要任務，同時在開發建設過程中兼顧一定的生態用水。1.1.2.建設的必要性為了滿足臨滄市20102015年用電負荷的需求，本次開發將閑置的水能資源得到充分利用。并且盤河口水電站的建設符合云南省關于加快建設一批中小水電站的戰略決策，同時也符合臨滄市的能源建設思路。確保電力建設的持續發展，使臨滄市的水能資源優勢轉化為經濟效益，并拉動社會經濟發展。盤河口水電站將成為臨滄市電網的骨干電站，將提供優質、穩定的電能，促進地方經濟發展。因此，建設盤河口水電站是十分必要的。2 水文2.1 水文2.1

10、.1.流域概況南汀河是怒江左岸的一級支流，發源于臨滄博尚水庫西側涼山，河源高程2320 m。南汀河流域面積8097 km2，多年平均流量為201 m3/s。河道長約273 m，天然落差1860m，平均比降6.8，水力資源理論蘊藏量平均功率為462.3 mw，年電量為40.5億kwh。南汀河干流沿途流經臨翔區、云縣、永德縣、鎮康縣、耿馬縣及滄源縣。上游由眾溪流匯合而成，過博尚水庫后由南向北流入臨翔區境內，經云縣，轉向西南流，出云縣后為永德縣與耿馬縣的界河，后為鎮康縣與耿馬縣界河，在耿馬縣孟定農場東北進入耿馬境內，過孟定壩在耿馬縣清水河農場以南出境，出境處高程約460 m，入緬甸后匯入薩爾溫江。南

11、汀河自源頭至羊頭巖為上游段，從羊頭巖至河底崗河與干流匯口為中游段，河底崗河匯口至南汀河出口為下游段。從地震動峰值加速度區劃及外圍地震震中分布圖中可以看出，本規劃河段處于耿馬一瀾滄強震帶內，其外圍被保山一龍陵強震帶、中甸一大理強震帶及思茅一普洱強震帶所包圍。根據國家質量技術監督局發布的 1:4000000中國地震動參數區劃圖(gb18306-2001)確定工程區地震動峰值加速度為0.2g，對應的地震基本烈度為度。本電站開發河段位于南汀河中游，云縣鎮，擬定的盤河口水電站壩址集水面積為1505 km。廠址以上集水面積為262 km。南汀河流域水見圖2-1。2.1.2.氣象概況南汀河流域氣候類型主體屬

12、南亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，降雨豐沛，干濕季節分明，多年平均氣溫1722，降水量年內分配不均勻。流域水汽主要來源于西部印度洋的孟加拉灣，其次為南海的北部灣，多年平均降雨量為1502 mm，降雨分布由西南向東北遞減，其變化范圍一般為1200 mm2000 mm。降水量由上游往下游逐漸增大，大文站多年平均降水量為1191 mm，姑老河站多年平均降水量為1894 mm。多年平均氣溫從上游往下游逐漸升高，如上游的臨滄氣象站多年平均氣溫為17.5 。圖2-1 南汀河流域水系圖下游的耿馬氣象站多年平均氣溫為19 ，匯口附近的孟定氣象站多年平均氣溫達21.7；極端最高氣溫以下游的孟定氣象站最高，為41.

13、2。南汀河及鄰近流域氣象站氣象特征值統計成果見表2-1。18表2-1 南汀河及鄰近流域氣象站氣象特征值統計成果表站名測站地理位置降水量(mm)溫度()相對濕度(%)蒸發量(mm)日照時數(h)風速(m/s)經度緯度高程(m)多年平均6月10月占(%)一日最大年平均極端最高極端最低多年平均最小多年平均最大臨滄1000523531502.4116378.597.47.534.1-1.37261773.42105.31.111974.8.271979.6.11974.1.2永德 991424021606.21270.572.591.97.531.706941810.5 2246.12.1161980

14、.6.301979.5.231986.3.3耿馬992423331104.41338.275.3118.8936.6-3.27881647.3 2207.80.914.71982.6.131979.5.311974.1.2孟定99052334511.41530.480.11491.741.22.28091626.3 2140.50.7252.1.3.徑流南汀河徑流補給來源主要是降水。徑流的年內分配與降水量的年內分配基本一致，如姑老河站6月10月徑流量占全年徑流量的69.6%，以臨滄氣象站為代表，其同期降水量占全年降水量的75.3。徑流年內分配不均勻，汛期比例大，枯期比例小，以大文水文站為例，6

15、月10月徑流量占全年徑流量的67.8。徑流的年際變化比較穩定，大文站實測年平均流量最大值與最小值之比為3.4。隨著流域面積的增加，徑流的年際變化亦越趨穩定，姑老河站實測最大年平均流量與最小值之比為2.6。大文站與姑老河站年徑流頻率計算參數值亦反映了此變化規律。降水量從上游往下游逐漸增大，流域的單位面積產水模數隨流域面積的增加而增大，例如大文站單位面積產水量為67.2萬m/ km，姑老河站單位面積產水模數為69.3萬 m/ km。本階段推算電站壩址徑流，主要依靠大文水文站及姑老河水文站的流量資料并參照相似工程的設計成果和地區綜合分析成果來進行驗證。大文水文站及姑老河水文站皆位于南汀河流域內，資料

16、條件較好、系列長，具有較好的代表性，故此次設計采用大文水文站及姑老河水文站為參證站。盤河口水電站設計年徑流量通過水文比擬法與等值線法兩種方法計算。并對成果進行合理性分析，選擇最優方法，即水文比擬法進行計算。壩址徑流計算：(1)圖表查算法壩址徑流計算通過查云南省水利廳2007年6月出版的云南省水資源綜合規劃水資源調查評價專題報告(水資源四級區)及配套降水、徑流深等值線圖，查得盤河口水電站壩址以上多年平均年徑流深為613.6 mm，折算為多年平均流量29.3 m3/s。(2)水文比擬法壩址徑流計算盤河口電站壩址位于大文站與姑老河站之間，其壩址徑流系列的推求采用大文站與姑老河站徑流系列根據面積內插推

17、求得到，其計算公式為：q壩 = q姑(q姑q大)/(f姑f大)(f姑f壩) (2-1)將下列各參數代入公式2-1，即可計算出盤河口水電站壩址多年平均流量32.7 m/s。q壩 盤河口電站壩址多年平均流量；q姑 姑老河水文站多年平均流量，92.0 m/s；q大 大文水文站多年平均流量，14.0 m/s；f姑 姑老河水文站集水面積，4185 km；f大 大文水文站集水面積，657 km；f壩 盤河口水電站壩址以上集水面積，1505 km；其多年平均月徑流成果見表2-2。分析計算結果見表2-3。 表2-2 盤河口水電站壩址多年平均流量成果表 單位 ：m3/s月678910111212345年均流量2

18、5.956.972.661.8 52.4 37.9 23.417.714.3 10.6 8.111.2 32.7 %6.6014.4818.4815.72 13.35 9.65 5.954.503.65 2.71 2.062.86100 表2-3 盤河口水電站壩址設計徑流成果表位置流域面積(km)統計參數 設計年徑流(m/s)q均值(m/s)cvcs/cv10%50%90% 平均大文65714.00.242.018.413.79.89 10.50姑老河418592.00.222.0 11990.567.292.23盤河口150532.70.222.0 42.232.223.932.7設計年徑流

19、年內分配采用典型年同倍比放大法分配到日。典型年選取實測徑流資料完整、徑流年內分配符合本地區的徑流特性、對電站未來運行較為不利的年份。經分析比較，在姑老河水文站實測徑流系列中選取1999年6月2000年5月作為豐水代表年(p = 10%)，1996年6月1997年5月作為平水代表年(p = 50%)，1988年6月1989年5月作為枯水代表年(p = 90%)。將3個典型年的日平均流量縮放后得到本電站壩址的設計年徑流日分配過程盤河口水電站壩址設計平水年逐月平均流量計算結果見表2-4。2.1.4.洪水根據水利水電工程設計洪水計算規范(sl 44-2006)中的要求，壩址及其上、下游地點具有30年以

20、上實測資料和插補延長洪水資料，并有調查歷史洪水時，應采用頻率分析法計算設計洪水。 表2-4 盤河口水電站壩址設計平水年逐月平均流量表 單位： m/s保證率6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月年10%14.951.590.996.649.775.536.124.619.413.810.423.042.250%18.650.488.060.751.141.121.115.514.311.99.24.5632.290%11.536.156.550.341.627.419.614.310.87.465.385.8323.9我們采用姑老河水文站1980年2010年(31年)的洪水資料進

21、行頻率分析計算，推算出姑老河水文站頻率洪水計算成果。盤河口水電站壩設計洪水成果的推求以姑老河水文站頻率洪水計算成果為基礎，按照面積比的0.5次方搬到壩址。通過計算得出壩址設計洪水成果，見表2-5。 表2-5 盤河口水電站壩洪水成果表 單位： m/s斷面頻率p()0.050.10.20.5123.351020壩址1615 1485 1356 1184 1053 923 826 749 617 484 為滿足盤河口水電站大壩施工要求，施工洪水計算分期時段為12月1日翌年4月30日。通過分析計算得盤河口水電站壩址施工設計洪水成果，見表2-6。 表2-6 盤河口水電站壩址施工洪水成果表 單位： m/s

22、壩址頻率p()5 10 20 33.3 姑老河站181 156 128 107 盤河口水電站91.5 78.9 64.7 54.1 2.1.5.泥沙 南汀河干流大文、姑老河站均有泥沙觀測資料。根據兩站實測輸沙率系列進行統計分析，南汀河流域泥沙空間分布不均勻，總的趨勢是上游小下游大，大文站含沙量為1.48kg/m，姑老河站為3.24 kg/m。泥沙年內變化較大，主要集中在汛期，據大文站多年 資料系列統計表明，汛期6月10月沙量占全年沙量的85.4，4月份最小，僅占l；而姑老河站汛期6月10月沙量占全年沙量的90.1，最小月4月僅占0.275。泥沙年際變化大，大文站實測最大年沙量為119.8萬t

23、(1966年)，實測最小年沙量為10.35萬t (2003年)，兩者之比為11.6；姑老河站實測最大年沙量為2450萬t (2000年)，實測最小年沙量僅為256萬t (1967年)，兩者之比為9.57。經計算，大文站實測懸移質多年平均輸沙量為68萬t，多年平均輸沙模數為1035 t/k m；姑老河站實測懸移質多年平均輸沙量為1068萬t，多年平均輸沙模數為2551 t/k m。盤河口水電站壩址處的懸移質多年平均來沙量，以姑老河站和大文站的分析成果為依據，用面積內插法推求，考慮到南汀河流域內螞蟻堆附近支流頭道水河等屬泥石流高發區，則推移質按懸移質的20計算，盤河口水電站壩址年輸沙量成果見表2-

24、7。壩址以上流域侵蝕模數為2267 t/kma。表2-7 盤河口水電站壩址年輸沙量成果表項目懸移質(萬t )推移質(萬t )總輸沙量(萬t )盤河口水電站284.3256.86341.192.2 水位流量關系盤河口水電站壩址所在位置無實測水位、流量資料。壩址水位流量關系曲線，是根據河道縱剖面、橫剖面資料，采用水力學公式計算，公式如下：q = n-1 r2/3 j1/2a (2-2)式中: q 洪峰流量，m3/s； a 有效過水斷面面積，m2； n 河床糙率； r 水力半徑，m； j 水面比降。根據河道形狀、河床組成、水流情況、邊壁條件，壩址河段選定糙率為0.04。經計算，壩址水位流量關系曲線見

25、表2-8及圖2-2。表2-8 盤河口水電站壩址、廠址水位流量關系表壩址廠址斷面匯口以下較窄斷面水位(m)流量(m/s)水位(m)流量(m/s)水位(m)流量(m/s)887.30.00806.550.00802.270.0088826.78075.278034.0488919880844.080447.7890513809112805210891923810252806481892142081145080783589319918127568081265894263181311298091767895333481415688102337896409581520098112974897490981

26、626138123676898576981732848134443 圖2-2 盤河口水電站壩址水位流量關系曲線本次水位流量關系受資料條件限制，精度不高，建議在壩址河段進行臨時性的、不同水位級的水位、流量觀測，積累一定資料后，下階段在實測大比例縱、橫斷面資料的基礎上對水位流量關系進行復核。3 工程地質3.1 區域地質概況南汀河流域處于滇西縱谷山區之臨滄中山盆地亞區與保山巖溶中山盆地亞區地貌單元的交接地帶。工程區位于南汀河中段，地貌形態為侵蝕、溶蝕中高山深切峽谷及構造斷陷盆地地貌。區內物理地質現象發育，主要表現為河流深切、巖體風化、中小型滑坡、崩塌、泥石流等。其中以中上游段兩岸及沖溝兩側淺表滑坡、

27、崩塌、泥石流較為發育。幸福鎮兩岸支流及沖溝泥石流較為嚴重，電站工程區范圍內僅引水系統地表淺部見小型崩塌和滑坡，規模不大，其余地段物理地質現象總體較發育。本區地層出露較全，沉積巖除白堊系外其余各時代地層均有出露；侵入巖、噴出巖及變質巖在區內也廣泛分布。工程區及周圍地層以下古生界瀾滄群：絹云片巖、二云石英片巖、微晶片巖夾變質砂巖、變粒巖及第四系沖積、沖洪積、坡積、殘坡積、崩積、泥石流堆積沉積的砂、卵、礫石巖層為主。工程區大地構造單元主要隸屬于昌寧-孟連褶皺帶。區內地質構造以北東向的斷裂為主體，其次為北西向的斷裂，以及近南北向斷裂構造。受區域地質構造影響，工程區地殼運動劇烈，地震地質環境十分復雜。根

28、據國家技術監督局發布的中國地震動參數區劃圖(gb18306-2001)，盤河口水電站工程區的地震動峰值加速度為0.2g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，相對應的地震基本烈度為度，區域穩定性較差。3.2 水庫區工程地質條件擬建電站攔河壩最大壩高約21.0 m，規劃電站無蓄水調節庫容，壩前回水長度約2.084 km。回水范圍內兩岸山體穩定，坡度較緩，不良地質現象不發育，右岸振清公路邊坡存在棄、掛渣，水庫蓄水后可能發生塌滑，對公路可能有一定影響。建議對近壩區水庫右岸 (公路外邊坡) 進行適當范圍的擋墻處理，保證公路運行安全；擬建水庫區存在一定的淤積，以上游庫區段淤積量大，近壩區較小，對水庫的正常

29、運行有一定影響；庫區未分布有文物古跡、旅游風景區、具開采價值的礦產，無耕地、民居點，故無淹、浸沒問題及壓覆礦產、移民搬遷問題，不具有誘發地震條件。庫區總體工程地質條件好。3.3 樞紐區工程地質條件工程區位于南汀河中游，引水系統及廠房布置于河流右岸。南汀河屬當地最低侵蝕基準面，河谷深切，呈“v”字型，兩岸山體坡陡山高，地勢南北兩側高中間低，大勢呈東高西低之特征。樞紐區以構造侵蝕中山地貌為主，河谷中為河流侵蝕堆積地貌。巖性僅分布有下古生界瀾滄群 (pzlln) 變質巖地層；河床及階地分布沖洪積層；山坡淺表局部分布坡積、坡崩積層。工程區地處南汀河斷裂構造帶內，位于東、西支主干斷裂的夾持地帶，距離西支

30、較近，約8 km；東側邊緣有屬南汀河斷裂的次級組成斷裂總河口斷裂通過；引水隧洞后段有南汀河斷裂西支主干斷裂的次級組成斷裂f12通過，地質構造十分復雜，根據地面泉水調查和工程區勘探資料，兩岸地下水均高于河水，地下水補給河水，層間地下水的水力聯系差，巖層富水性弱中等。工程樞紐及庫區物理地質現象主要表現為巖體風化、小型滑坡、泥石流等。區內主要不良物理地質現象的分布，多集中于引水隧洞區間的公路沿線人工邊坡、山溝上部山坡及庫區上游區外圍，對工程建設影響較小。3.4 首部樞紐區工程地質條件壩區近河床兩岸高度20 m以下段強、弱風化基巖出露，兩壩肩處分布第四系坡積含碎石粉質粘土薄層，厚度約12 m；河床中分

31、布沖積漂卵礫砂層，厚度15 m17.5 m。壩區基巖為下古生界瀾滄群上段 (pz1lnc) 變質巖，巖性為砂質板巖、二云母石英片巖，分布于全壩區，以f101斷層為界，河床及左岸分布片巖、右岸分布板巖。壩區共分布有3條斷層，其中：f101寬度約2 m，自壩區上游的右岸山坡處延伸進河，在壩址處沿河床分布，于壩下游側過河，延伸至左岸山坡，屬級結構面，對壩址工程影響較大的斷層；f102、f103寬度均小于0.3 m，主要見于右岸邊，與f101斷層相交，均屬級結構面，對壩址工程影響較小。壩區除上述3條斷層外，無其它較大地質構造，以分布級以下小斷層、擠壓帶及節理裂隙為主，節理裂隙發育，巖石破碎。左岸壩址上

32、游出露基巖分布一小褶皺，巖層揉皺較明顯，傾角變緩，倒轉傾向下游側，對壩基穩定不利。右岸據公路開挖揭露也分布一小型褶皺，褶皺附近巖體破碎，級結構面的小斷層發育。壩區存在壩基及繞壩滲漏，壩基巖體完整性較差、巖(土)體強度偏低、存在滲透穩定及抗滑穩定問題，建議進行防滲處理及壩基固結灌漿處理。防滲形式可采用帷幕灌漿及上游鋪蓋防滲，灌漿深度須深入弱透水層頂板2 m3 m以下，長度應向兩側山體延長20 m25 m。本工程兩岸壩肩均不存在大面積開挖邊坡情況。兩岸強、弱風化基巖出露，巖層傾向有利于邊坡穩定，天然穩定性較好，故無兩岸壩肩邊坡穩定問題。右岸振清二級國防公路通過，為保證公路安全運行，開挖邊坡應及時進

33、行支護。3.5 天然建筑材料引水隧洞開挖出的微風化至新鮮基巖通過機械加工后可以作為混凝土的粗骨料。基巖主要為薄至中層狀石英片巖，夾變質砂巖、板巖等，強度可以滿足要求。可用的洞渣料占35%開挖料(約13萬m) 。經地質調查，壩、廠區南汀河及盤河中天然砂礫料非常豐富，儲量巨大，通過對現場的實地調查共查明2個砂礫石料場，一個位于首部樞紐附近，另一個位于廠區附近。1號天然砂礫料場位于首部樞紐區的上游，現在為兩個不連續的河漫灘沿河分布。河漫灘高程為890.000 m。砂礫料母巖為板巖、片巖及千枚巖，卵礫石含量占55%左右，較堅硬的卵礫石以次圓狀扁平狀為主，軟弱的卵礫石以不規則片狀扁平狀為主。由于受上游沖

34、溝的影響，砂中泥含量高。砂礫料層厚3 m4 m。砂礫料的平均含砂率為28.5，砂的細度模數(f.m)為2.60，平均粒徑為0.371 mm，屬中砂，顆粒級配見表3-1和圖3-1。試驗成果表明砂礫料的含泥量超標(7.3%)，需進行適當的加工處理。其它主要質量指標符合作混凝土細骨料的基本要求。該料場加工過程中需篩選不穩定的、巖性較軟的礫石料，同時對砂料進行清洗處理。卵礫石可以用來加工粗骨料，干凈的河床砂及細礫可以作為細骨料。2號天然砂礫料場位于4號支洞下游900 m，距廠房1.3 km的南汀河右岸。砂礫料場分布高程810.000 m820.000 m。砂礫料母巖為片巖、變質砂巖，卵礫石含量約占50

35、%，卵礫石以次圓狀為主。砂礫料的平均含砂率為29.9，砂的細度模數(f.m)為2.63，平均粒徑為0.390 mm，屬中砂，顆粒級配見表3-1和圖3-1。試驗成果表明砂礫料的含泥量超標(7.7%) ，需進行適當的加工處理。其它主要質量指標符合作混凝土細骨料的基本要求。該料場的加工可以向廠區及隧洞工程提供粗細骨料。圖3-1 天然砂礫料顆分曲線圖南汀河中游流域兩岸下游巖耿三級站附近分布良好的建筑石料場田房石料場及光木林石料場。田房石料場，為修建振清公路廢棄石料場，現剩余儲量520萬m,巖性為凝灰質灰巖，中至厚層狀，距盤河口水電站廠房約25 km左右，交通便利。在開采時，由于料場位于臨近公路的高處，

36、開挖時盡可能選擇靠近山內一側，防止滾石等因素影響公路運行。壩址開挖邊坡穩定坡比建議值如下：地表覆蓋層及全風化巖體邊坡 1:1.2強風化巖體邊坡 1:0.751:1.1弱風化巖體邊坡 1:0.31:0.5表3-1 天然砂礫料試驗成果匯總表取 粗樣 度編 模號 數顆粒級配細 平 吸 孔 表 堆度 均 水 隙 觀 積模 粒 率 率 密 密數 徑 (%) (%) 度 度f.m dm(mm) (g/cm3) (g/cm3)吸水率(%)空隙率(%)表觀密度(g/cm3)堆積密度(g/cm3)粒徑(mm)5.02.5 2.51.25 1.250.63 0.630.315 0.3150.16 0.16篩余百分

37、率(%)1號料 7.35 19.3 20.6 13.0 13.1 16.5 17.5 2.60 0.371 1.3 44.3 2.68 1.51場7.3519.320.613.013.116.517.52.600.3711.344.32.681.512號料 7.30 17.8 21.0 15.6 14.3 13.9 17.4 2.63 0.390 1.8 43.1 2.69 1.52場7.3017.821.015.614.313.917.42.630.3901.843.12.691.52 4 工程規模4.1 水利動能計算4.1.1.徑流調節計算盤河口水電站為日調節徑流式開發，徑流調節計算時采用

38、三個代表年的日平均流量資料進行計算。基本資料(1)設計保證率根據小水電水能設計規程(sl 76-2009)和電站供電范圍電力系統的具體情況，盤河口水電站設計保證率取90%。(2)徑流系列盤河口水電站壩址徑流采用1960年2009年共49年的徑流系列，壩址多年平均流量為32.7 m/s。通過對長系列徑流過程各年的年平均流量、枯期11月次年5月平均流量和連續最枯五個月平均流量分析，綜合選擇豐、平、枯三個代表年為：豐水年(p=10%): 1999.62000.5平水年(p=50%): 1996.61997.5枯水年(p=90%): 1988.61989.5豐、平、枯三個代表年的年平均流量分別為42.

39、2 m3/s、32.2 m/s、23.9 m3/s，三年平均流量為32.8 m3/s，與長系列多年平均流量32.7 m3/s相差不大。鑒于盤河口水電站工程為日調節徑流引水式電站，徑流調節計算采用三個代表年日平均流量進行計算。(3)非發電用水盤河口水電站開發任務單一，主要為水力發電，電站開發方式為閘壩式開發，徑流調節計算只需扣除多年平均流量的10%(即3.27 m/s)的生態用水。(4)出力系數根據盤河口水電站擬選水輪機組的相關資料，出力系數暫取8.6。(5)上游水位盤河口水電站為日調節徑流引水式電站，由于壩前水位消落深度不大，雖然設置可消落的死水位，但由于盤河口水電站流量小，運行時上游水位盡量

40、維持在正常蓄水位，徑流調節計算時，不像一般常規類似情況上游水位采用正常蓄水位與死水位之間的平均水位，而是上游水位直接采用正常蓄水位，其計算按日流量來水發電。(6)庫容曲線根據本階段實測1/1000的電站庫區地形圖量算，盤河口水電站水位容積曲線圖見圖4-1。圖4-1 盤河口水電站水位庫容曲線圖4.2 洪水調節及防洪特征水位根據防洪標準(gb50201-94)和水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準(dl5180-2003)擬定盤河口水電站工程等別為等小(1)型工程，取水閘、引水隧洞、調壓井、壓力鋼管道、主副廠房及升壓站為4級建筑物；尾水邊墻等次要建筑物為5級建筑物。臨時性建筑物為5級。取水壩按50年

41、一遇洪水設計，500年一遇洪水校核。水電站首部確定設計洪水位和校核洪水位主要是為了確保首部攔河閘壩的安全。水電站首部樞紐各頻率洪水對應洪水位見表4-1。表4-1 盤河口水電站各頻率洪峰對應洪水位表設計洪水校核洪水消能防沖頻率(%)20.25洪峰流量(m3/s)9231356749洪水位(m)902.600903.600902.150由表4-1可知，盤河口水電站設計洪水位為902.600 m，校核洪水位為903.600 m。4.3 正常蓄水位擬定正常蓄水位是水電站水庫的重要特征值，它直接影響整個工程的規模以及有效庫容、調節流量、裝機容量、綜合利用效益的指標。它直接關系到工程投資、水庫淹沒損失、移

42、民規劃以及地區經濟發展等重大問題。現根據正常蓄水位與綜合利用各水利部門效益間的關系以及有關的工程技術和經濟問題及水庫淹沒面積情況。經調查，上壩軸線處壩右岸的二級路路面高程為905.000 m左右，庫區正常蓄水位可到902.000 m左右，而下壩軸線處壩右岸的二級路路面高程僅為895.000 m左右，考慮到公路的安全，庫區正常蓄水位只能到892.000 m左右。從本電站總體經濟效益出發，選擇上壩軸線作為推薦的壩軸線。因此，從減少庫區淹沒、方案經濟性及差額投資收益、減小風險等方面綜合分析，又能合理利用河段水能資源的條件下，推薦盤河口水電站正常蓄水位為902.000 m。4.4 死水位擬定盤河口水電

43、站采用引水式開發，工程任務為發電。水庫死水位應在滿足電站開發任務要求的基礎上選擇，選擇的死水位既能滿足電站進水口取水要求，又能滿足電站進行日調節的要求。(1)電站進水口取水要求根據水工專業進水口設計成果，采用有壓引水，正常蓄水位902.000 m時，為有壓引水引水隧洞不進氣、并能滿足電站滿發流量過流，進水口必須滿足最小淹沒深度，經計算最小淹沒深度為2.36 m，考慮安全因素，取2.5 m，進水口孔口尺寸為5 m5 m閘底高程為890.500 m，則死水位應不低于898.000 m。(2)日調節運行要求根據盤河口水電站的開發任務及供電對象的供電要求，需設置一定的日調節庫容，滿足電站進行日調節的要

44、求，電站枯期按日調節方式運行，以提高枯季電力供應的保證率，緩解枯季電力短缺狀況。日調節庫容應根據日調節計算反推，并考慮水庫庫尾泥沙淤積庫容損失等因素。根據盤河口水電站成庫條件及壩址多年平均來水情況，考慮設置一定的日調節庫容，枯期按日調節方式運行，以提高枯季電力供應的保證率，緩解枯季電力短缺狀況。采用3個典型年組成的日徑流系列中保證率為90%的日徑流量進行日調節計算，按照20 mw、32 mw的調峰容量調峰運行，可分別工作4 h和2 h，約需32萬m3的日調節庫容。考慮庫容損失及庫尾泥沙淤積庫容損失等因素，為增加電站日調節運行的靈活性，本階段日調節庫容暫按35萬m3左右考慮。按照上述死水位擬定原

45、則及要求，擬定盤河口水電站正常蓄水位為902.000 m，死水位不低于898.000 m，相應日調節庫容為44.13萬m3。5 工程布置及建筑物5.1 設計依據5.1.1.工程級別和建筑物級別盤河口水電站(即南汀河一級水電站)壩址位于南汀河上，廠址位于盤河左岸，為引水式開發。裝機容量216.0 mw，多年平均發電量1.4706億kwh，裝機容量年利用小時4595 h。擋水建筑物最大壩高21.0 m，額定水頭84.5 m，設計引用流量44.0 m/s。根據水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準(dl5180-2003)的規定，盤河口水電站裝機容量32.0 mw，工程規模為小(1)型，工程等別為等，主

46、要建筑物為4級，次要建筑物、臨時性水工建筑物級別均為5級。5.1.2.洪水標準根據永久性水工建筑物級別和結構類型，確定各主要建筑物設計保證率和特征水位及相應洪峰流量，見表5-1。表5-1 主要建筑物特征水位及流量 建筑物洪水設計保證率(%)洪峰流量(m/s)上游水位(m)下游水位 (m)壩址正常蓄水位902.000設計洪水位2923902.600891.001校核洪水位0.21356903.600891.872消能防沖建筑物5749902.150890.5765.1.3.地震烈度根據1:400萬中國地震動參數區劃圖(gb18306-2001)，盤河口水電站 (即南汀河一級水電站)工程區的地震動

47、峰值加速度為0.2g，地震動反應譜特征周期為0.45 s，相對應的地震基本烈度為度。5.1.4.設計參數(1)氣象、水文南汀河流域屬高亞熱帶濕潤氣候，氣候溫和，降雨豐沛，干濕季分明，多年平均氣溫1722。流域水汽主要來源于西部印度洋的孟加拉灣，其次為南海的北部灣，多年平均降雨量為1502 mm，降雨分布由西南向東北遞減，其變化范圍1200 mm2000 mm。多年平均氣溫從上游往下游逐漸升高，如上游的臨滄氣象站多年平均氣溫為17.5 ，下游的耿馬氣象站多年平均氣溫為19 ，匯口附近的孟定氣象站多年平均氣溫達21.7 ；極端最高氣溫以下游的孟定氣象站最高，為41.2 。多年平均輸沙量341.19

48、萬t，壩址斷面多年平均徑流量32.7 m/s。(2)地質壩區河流由北西南東流向，河床寬度43 m50 m，河床縱坡小于5%，兩岸山坡體基本對稱，右岸略陡，自然坡度2564，近河床陡峻，為陡坎或陡崖，斷面呈“v”型，地貌單元為構造侵蝕斜坡地貌及河床堆積地貌。工程區位于南汀河中游，引水系統及廠房布置于河流右岸。南汀河屬當地最低侵蝕基準面，河谷深切，呈“v”字型，兩岸山體坡陡山高，地勢南北兩側高中間低，大勢呈東高西低之特征，河流由北東轉北北西流向，引水隧洞截彎取直布置。區內海拔最低點為盤河口804 m，最高點為工程區北側的山頂1500 m，谷峰高差約700 m。地貌形態屬淺中等切割中山地貌。樞紐區巖

49、 (土) 體物理力學參數建議值，見表5-2各類壩基巖體力學參數建議值、表5-3隧洞圍巖物理力學參數建議值。表5-2 各類壩基巖體力學參數建議值巖體類別混凝土與巖體抗剪斷及抗剪強度巖體抗剪斷及抗剪強度變形模量e0(gpa)允許承載力r 0(mpa)fc(mpa)f fc(mpa)f 0.71.00.71.00.600.500.60.950.71.20.55462.03.50.70.550.40.60.500.400.400.600.30.50.401.54.01.52.00.450.550.10.20.400.300.300.400.050.100.300.50.30.5表5-3 隧洞圍巖物理力

50、學參數建議值圍巖類別密度(g/cm)內摩擦角()凝聚力c(mpa)變形模量e (gpa)泊松比單位彈性抗力系數k0 (mpa/cm)2.52.735400.7c1.52e80.230.2920k0502.42.630350.1c0.30.5e1.50.290.355k0202.430c0.1e0.50.35k055.1.5.壩址確定 5.1.5.1 壩址地形地質條件壩區河流由北西南東流向，河床寬度43 m50 m，河床縱坡小于5%，兩岸山坡體基本對稱，右岸略陡，自然坡度2564，近河床陡峻，為陡坎或陡崖，斷面呈“v”型，地貌單元為構造侵蝕斜坡地貌及河床堆積地貌。壩區近河床兩岸高度20 m以下段

51、強、弱風化基巖出露，兩壩肩處分布第四系坡積含碎石粉質粘土薄層，厚度約1 m2 m；河床中分布沖積漂卵礫砂層，厚度15 m17.5 m。壩區基巖為下古生界瀾滄群上段 (pz1lnc) 變質巖，巖性為砂質板巖、二云母石英片巖，分布于全壩區。以f101斷層為界，河床及左岸分布片巖，右岸分布板巖。片理產狀。左岸：走向n 20 e，傾向se，傾角12，傾向下游偏左側山體；右岸：走向n 60 e，傾向nw，傾角46，傾向上游偏向山內。河床中分布厚度17.5 m沖積漂卵礫石夾砂層，稍密中密。其強度基本可滿足建壩要求，但存在滲漏及滲透穩定，須進行防滲及固結灌漿處理；河床中縱向分布有寬度約2.0 m的斷層f101，其破碎帶及兩側巖體完整性差，強度偏低，須進行固結灌漿處理。5.1.5.2 壩址選擇 本電站為低水頭電站，壩軸線的選擇考慮兩處，在上壩軸線處壩右岸的二級路路面高程為905.000 m左右，庫區正常蓄水位可到902.000 m左右，而下壩軸線處壩右岸的二級路路面高程僅為895.000 m左右，考慮到公路的安全，庫區正常蓄水位只能到892.000 m左右。從本電站總體經濟效益出發，因此選擇上壩軸線作為推薦的壩軸線。考慮各方面要求、以及指導老師工程經驗，統一認為在馬鹿田壩河口