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文檔簡介
PAGEPAGE1水利樞紐水電項目可行性研究報告水利樞紐水電項目可行性研究報告(此文檔為word格式,下載后您可任意修改編輯!)1總則1.1項目背景與概況1.1.1項目名稱:某某省某某市水利樞紐1.1.2承辦單位概況某某市水利樞紐的建設單位為某某省某某市水利開發有限責任公司。該公司于1996年8月8日經廣西壯族自治區人民政府批準成立,是自治區人民政府直接領導下,作為百色水利樞紐的業主單位,負責工程建設、經營和管理。該公司經過一年多籌備,于1997年7月29日正式掛牌運行。隨著水利部參股,1999年7月17日改為股份制公司,由某某水利水電開發公司、廣西水利電力有限公司、南寧市投資開發公司等單位參股,公司名稱不變。1.1.3可行性研究報告編制依據(1)國家計委計土(1985)1075號文“關于珠江流域西江水系郁江綜合利用規劃報告審查意見的批復”。國家計委在批復中指出:郁江流域應以防洪、航運、發電為主,兼顧灌溉、供水、水產及其他方面需要,進行綜合開發、綜合治理;百色水利樞紐是開發治理郁江的關鍵工程,應及早進行可行性研究。(2)水利部珠江水利委員會和廣西壯族自治區水利電力廳于1986年4月28日聯合發出的“關于下達百色水利樞紐工程可行性研究任務的通知”。(3)國家計委計農經[1998]311號“印發國家計委關于審批某某省某某市水利樞紐工程項目建議書的請示的通知”,通知指出,百色水利樞紐項目建議書業經國務院批準,國家計委關于審批某某省某某市水利樞紐工程項目建議書的請示中指出:百色水利樞紐是一座以防洪為主,兼有發電、灌溉、航運、供水等綜合效益的大型水利工程;工程建設分二期進行,把通航建筑物作為二期工程建設;請據此編制可行性研究報告。1.1.4項目提出的理由(1)防洪百色水利樞紐的防洪任務首先是提高廣西首府南寧市的防洪能力。百色水利樞紐建成后,水庫總庫容56.6億m3,預留防洪庫容16.4億m3,可使南寧市的防洪標準由目前的二十年一遇提高到五十年一遇。其次,還可以使某某市沿岸的百色、田陽、田東、平果、隆安等五個縣市基本上免除五十年一遇以下洪水災害;結合南寧以下郁江沿岸已按十年一遇洪水標準建設的防洪堤,可使郁江沿岸的邕寧、橫縣、貴港、桂平等縣市的防洪能力達到二十年一遇以上的防洪標準。(2)發電百色水利樞紐水電站裝機容量54萬kW,年發電量17.01億kWh,枯水期保證出力12.3萬kW,枯水年調峰電量占年發電量的64%以上,可緩解廣西電網峰谷差和電力供需矛盾。另外,百色水庫建成后,在它的調蓄作用下,將使下游9個梯級枯水期電能增加3.67億kWh。(3)灌溉和供水百色水庫建成后,可為下游的某某市盤地農業灌溉及沿江城鎮、工礦企業的生產、生活用水提供水質、水量和電量的保證。(4)航運郁江和西江是珠江流域中通航最好的河流,但是,在南寧至百色河段目前僅為六級航道,只能通航120t級船舶,而且枯水期還要減載運行,百色以上河段現在無營運性通航。百色水利樞紐建成后,經過水庫對枯水期流量的調節,可使百色至田東段通航300t級船舶,達到五級航道;田東至南寧段通航500t級船舶,達到四級航道;水庫渠化干流108km,支流200km,形成庫區深水航道,通過百色水利樞紐2×300t級的通航建筑物,就可以使滇東南地區的貨物直接從水路運至廣西及出海口,為發展某某市航運創造條件。百色水利樞紐地處滇桂交界地區,是小平同志創建的某某市老革命根據地。多年來,由于歷史和地域的原因,某某市革命老區的經濟發展緩慢,人民生活水平較低,屬于國家級的貧困地區。百色水利樞紐的建設,對促進滇桂地區的經濟發展、改變某某市老革命根據地的貧窮落后面貌,將起到巨大的推動作用。1.1.5項目擬建地點百色水利樞紐是國家計委批準的郁江流域規劃的第一梯級,是郁江的龍頭水庫,是郁江流域綜合利用開發的關鍵工程。擬建的百色水利樞紐位于百色市上游22km的下平圩村的某某市河段上,離南寧市288km,離323國道僅1.5km,水陸交通方便。百色水利樞紐處于云貴高原與廣西盆地過渡的斜坡帶,水庫兩側為中低山峽谷地形,山地高程一般在600~800m之間,屬于構造侵蝕地貌,庫區內無重要城鎮和礦產資源,淹沒耕地和搬遷人口相對較少,具備了良好的建庫條件。該樞紐的主壩區所在河段為V型斜向谷,平水期河床寬45~110m,水深0~12m,主壩擬建在厚度120m,寬度為150m左右的輝綠巖上。堅硬的輝綠巖為建設130m高壩提供了良好的基礎。1.1.6項目預期目標百色水利樞紐是一座以防洪為主,兼顧發電、灌溉、航運、供水等綜合利用的大型水利樞紐。該樞紐壩址以上集雨面積19600km2,多年平均流量m3。工程開發預期目標有:(1)防洪效益與南寧市防洪堤相結合,使南寧市防洪標準近期達到50年一遇,遠期與下游即將興建的老口水利樞紐聯合調度,使南寧市的防洪標準達到100年一遇;某某市百色市及以下河段城鄉防洪標準達到50年一遇;南寧市下游郁江沿岸城鄉防洪標準達到20年一遇。保護人口187.3萬人,保護耕地109.2萬畝,多年平均防洪效益7.75億元。(2)發電效益水電站裝機容量54萬kW,年發電量17.01億kWh,其中70%是枯水期電能,可緩解廣西電網峰谷矛盾,同時增加下游已建的3個梯級電能1.5億kWh。發電效益為7.22億元。(3)灌溉和供水效益水庫可改善和擴大某某市河谷農田的電力提灌面積和灌溉效益,擴大和改善灌溉面積15.61萬畝,增加丘陵地水果灌溉面積11萬畝,并可使下游沿岸城鎮及工礦企業的生活和生產用水提供水量和水質的保障。(4)航運效益渠化上游航道300km;增加下游枯水期流量,提高下游航運標準,將為開辟一條溝通云、貴、桂、粵的出海通道創造條件;當下游渠化后,百色至南寧可通航300t級至500t級的船舶。年均航運效益為2.1億元。1.1.7項目建設條件(1)業主單位廣西壯族自治區人民政府于1996年8月8日批準成立了某某省某某市水利開發有限責任公司,負責百色水利樞紐工程建設、經營和管理。后來因國家水利部參股,于1999年7月17日建立股份制公司,公司名稱不變。(2)資金籌措百色水利樞紐一期工程總投資50.66億元,其中資本金20億元,國內銀行貸款30.66億元。①資本金20億元由水利部和廣西分別出資12.5億元和7.5億元。②國內銀行貸款30.66億元已經國家開發銀行承諾,貸款年利率為6.21%,還貸期為20年。(3)前期工作①百色水利樞紐的勘察設計工作始于1957年,1961年完成第一份初設報告后陷于停頓。1986年再次開展可行性研究。②1994年1月,能源部水利部水利水電規劃總院以水規水[1994]0006號文提出《某某市百色水利樞紐工程可行性研究報告的審查意見》并上報水利部。③1996年6月,廣西水利電力勘測設計研究院編寫了《某某市百色水利樞紐項目建議書》由廣西區計委上報國家計委。1998年3月5日,經國務院批準,國家計委以計農經[1998]311號文批準立項。④國家環保局以(91)環監字第146號文《關于某某市百色水利樞紐環境影響報告書》的批復,原則同意廣西水電設計院編制的該工程環境影響評價。(4)施工準備百色水利樞紐施工準備工程自1997年10月正式開工,正在實施的工程建設項目有:導流洞工程、某某市平圩大橋、左右岸進場二級公路、3.5kV和11.0kV送變電工程,百林和平圩兩個移民新村建設等。1.2主要經濟技術指標百色水利樞紐是以防洪為主,兼有發電、灌溉、航運、供水等綜合效益的大型水利樞紐。水庫總庫容56.6億m3,其中調節庫容26.2億m3(防洪庫容16.4億m3),屬不完全多年調節水庫。水電站裝機54萬kW,最大出力58萬kW,年發電量17.01億kWh,枯水期調峰量占年發電量的63.8%。百色水利樞紐主要經濟技術指標詳見表1-2-1《百色水利樞紐工程特性表》。表1-2-1百色水利樞紐工程特性表序號名稱單位數量備注一水文1流域面積某某市流域Km241200壩址以上Km2196002利用的水文系列年限年621937~2000年斷續3多年平均年徑流量108m382.94代表性流量多年平均徑流量m3/s2631946~1988年調查歷史最大流量m3/s112001880年實測量大流量m3/s90001937年實測最小流量m3/s10.51958年設計洪水流量(P=0.2%)m3/s13700校核洪水流量(P=0.02%)m3/s18700施工導流洪水流量(P=10%)m3/s139010月15日~5月15日
續表1-2-1序號名稱單位數量備注5洪量設計洪量(7天)108m329.6設計洪量(15天)108m350.6校核洪量(7天)108m337.3校核洪量(15天)108m363.76泥沙多年平均輸沙量104t512多年平均含沙量kg/m30.616二水庫1水位PMF庫水位m233.73校核洪水位(P=0.02%)m231.49設計洪水位(P=0.2%)m229.66百年一遇洪水位(P=1%)m228.5防洪高水位m228正常蓄水位m228汛期限制水位m214死水位m203初期運行死水位195m最高通航水位m228最低通航水位m2032正常蓄水位時水庫面積km21333正常蓄水位時回水長度km108干流4水庫庫容總庫容108m356.6正常蓄水位時相應庫容108m348調洪庫容108m316.4調節庫容108m326.2死庫容108m321.85庫容系數0.3166調節特性不完全多年調節7水量利用系數%90三下泄流量及相應下游水位1PMF下些泄流量m3/s13737壩下水位m136.66
續表1-2-1序號名稱單位數量備注2校核洪水下泄流量m3/s11542壩下水位m135.233設計洪水下泄流量m3/s9961壩下水位m134.084百年一遇洪水下泄流量m3/s9021壩下水位m133.315五十年一遇洪水下泄流量m3/s3000控泄壩下水位m126.576電站額定流量m3/s692相應電站尾水位m122.077電站最低尾水位m120.57單臺機發電8航道出口最高通航水位m119.319航道出口最低通航水位m113.4四工程效益指標1防洪效益保護人口104人187.31994年水平提高南寧市防洪標準庫堤結合,由抵御二十年一遇洪水提高到抵御五十年一遇洪水。保護耕地km27281994年水平2發電效益電站裝機容量MW540最大出力580MW枯水期保證出力MW123多年平均發電量GW·h1701年利用小時數H3150增加已建三個梯級及同步建設的那吉梯級枯水期電能GW·h1873航運效益渠化庫區航道km108提高下游航運等級由六級提高到四級4可改善與擴大電灌面積km2386五淹沒損失及工程永久占地1淹沒人口人234001999年其中云南省人76092搬遷人口人269691999年其中云南省人9519
續表1-2-1序號名稱單位數量備注3淹沒房屋104m292.94其中云南省104m234.224淹沒耕地畝60915毛面積其中云南省畝16314毛面積5淹沒林地畝88513其中云南省畝191936淹沒公路桿公里153.8其中云南省桿公里53.77淹沒通信線路桿公里295其中云南省桿公里1668淹沒輸電線路桿公里458.9其中云南省桿公里159.89淹沒小水電處178其中云南省處4410淹沒文物古跡處16其中云南省處1011淹沒鄉鎮個2其中云南省個112淹沒工廠企業個9其中云南省個113淹沒國營茶場個114工程永久占地畝10272包括平圩上屯淹沒數六主要水工建筑物1主壩壩型碾壓砼重力壩地基特性輝綠巖壩頂高程m234壩頂寬度m10最大壩高m130壩頂長度m7202泄水建筑物型式壩上溢流表孔堰頂高程m210表孔孔數孔4表孔尺寸(寬×高)m14×18
續表1-2-1序號名稱單位數量備注渲泄最大流量m3/s13737中孔進口底高程m167.5中孔孔數孔3中孔尺寸(寬×高)m4×7消能方式表孔寬尾墩—中孔跌流—底流式消力池聯合消能3引水發電系統進水口型式岸塔式底坎高程m179引水道型式壓力隧洞引水道數量條4壓力隧洞長度m最短195.5,最長266.8引水洞直徑m6.5最大經凈水頭m107.6廠房型式地下式主廠房尺寸(長×寬×高)m147×20.7×49機組安裝高程m115.2開關站型式地下式開關站尺寸(長×寬×高)m93.79×12.8×24.84航運過壩設施型式有中間渠道的兩級垂直升船機級數級2線路總長m4337.93過船噸位t2×300年過壩能力(雙向/單向)萬t540.96/270.48承船廂有效尺寸(長×寬×水深)m77.5×10.2×1.7最大通航流量m3/s1500總提升高度m115第一級總提升高度m25第二級總提升高度m90第一級承船廂運行速度m/min9第二級承船廂運行速度m/min15船只過壩時歷min26.85日過閘次數次495副壩銀屯副壩型式土心墻土石壩
續表1-2-1序號名稱單位數量備注地基特性全、強風化砂巖壩頂高程m235壩頂寬度m7最大壩高m39壩頂長度m375香屯副壩型式均質土壩地基特性全、強風化砂巖壩頂高程m235壩頂寬度m7最大壩高m26壩頂長度m96七電站機電設備1水輪機臺數臺4型號HL230-LJ-430最大工作水頭m107.6最小工作水頭m71額定水頭m88單機容量MW138最大148MW轉輪直徑m4.3額定流量m3/s1732發電機臺數臺4型號SF135-36/9200單機容量159/135功率因數cosφ0.85電壓kV13.83主變壓器型號SSPSZ9-160000/220臺2型號SSP9-160000/220臺24廠內起重機臺數臺1型號2×2500kN雙梁橋式起重機跨度m18.5主鉤起升高度m22
續表1-2-1名稱單位數量備注副鉤起升高度m22最大輪壓t68八施工1主壩區主體工程工程量明挖土石方104m3324.77洞挖石方104m331.97填筑土石方104m38.93常態混凝土104m369.31碾壓混凝土104m3211.62固結灌漿104m14.85回填灌漿104m22.08接觸灌漿104m21.67帷幕灌漿104m5.031基礎排水孔104m7.84鋼筋及鋼材t24842.82金屬結構t2980.82導流工程主要工程量明挖土石方104m332.85洞挖石方104m314.70填筑土石方104m336.66常態混凝土104m310.89碾壓混凝土104m38.39固結灌漿104m1.41鋼筋及鋼材t45.88金屬結構t4013副壩工程量明挖土石方104m323.43洞挖石方104m30.14填筑土石方104m384.37常態混凝土104m30.74接觸灌漿104m20.02帷幕灌漿104m1.04鋼筋及鋼材t65.5金屬結構t5
續表1-2-1序號名稱單位數量備注4航運過壩建筑物工程量明挖土方石104m3689.36洞挖石方104m31.4填挖土石方104m333.47常態混凝土104m323.46固結灌漿104m1.31帷幕灌漿104m0.45基礎排水孔104m0.1鋼筋及鋼材t12400金屬結構t82305一期工程永久房屋建筑104m2197206一期工程主要材料用量水泥104t29.89鋼材104t2.87炸藥104t0.49木材104m30.917一期工程所需勞動力總工日104工日740最高峰工人數人4605,其中主壩區4185,副壩區4208一期工程施工臨時房屋104m27.499施工動力及來源一期工程供電kW1826010一期工程永久交通距離km22.511施工導流型式隧洞導流隧洞進口高程m119隧洞尺寸(寬×高)mφ13.2圓形斷面導流設計標準流量m3/s1390渡汛設計標準流量m3/s6930上游圍堰型式碾壓混凝土圍堰上游圍堰最大高度m32.8下游圍堰型式土石過水圍堰下游圍堰最大高度m9.3導流底孔尺寸mφ2圓形斷面導流底孔高程m130.5
續表1-2-1序號名稱單位數量備注12一期工程施工占地104m213施工期限主壩區工程準備工期年2第一臺機組發電工期年4年8個月主壩區竣工工期年6二期航運建筑物工期年4設計總工期年6(其中主壩岸基開挖至竣工工期5年)九經濟指標1工程靜態投資108元53.47其中一期工程45.12其中:水庫淹沒處理賠償費108元16.65建筑工程108元17.66其中一期工程13.83機電設備及安裝工程108元5.09其中一期工程4.14金屬結構設備及安裝工程108元2.54其中一期工程0.59臨時工程108元4.19其中一期工程3.73其他費用108元4.46其中一期工程3.772工程總投資108元59.89其中一期工程50.66價差預備費108元0建設期利息108元6.42其中一期工程5.54建設期產出108元0.813綜合利用經濟指標(一期工程)水庫單位有效庫容投資元/m31.93水電站單位千瓦投資元/kW9381單位電能投資元/kW·h2.98經濟內部收益率%27.22財務內部收益率FIRR%4.73上網電價元/kW·h0.26貸款償還年限年201.3問題和建議(1)百色水庫淹沒云南省富寧縣耕地1萬畝,遷移人口9千多人。屬于廣西地方興建的水利工程,要解決省際間的淹沒和移民問題,如果處理不好,就會影響工程的實施。(2)百色水利樞紐的防洪效益十分顯著,并兼有發電、灌溉、航運、供水等綜合利用效益。工程建成后,將進一步促進桂、滇邊境少數民族和百色革命老區的經濟發展,是一項廣西最大的扶貧工程,建議盡快開工建設。2市場預測2.1防洪目前南寧市已建防御20年一遇洪水的防洪堤,郁江沿岸城鎮也分別建成了防御10年一遇洪水的堤防。2.1.1百色水庫對南寧市防洪的作用以防洪為主的百色水利樞紐主要防洪對象是下游377km的廣西首府南寧市,洪水傳播時間54小時左右,百色水利樞紐建成后,南寧市的防洪標準可提高到50年一遇,再興建老口水利樞紐,南寧市就可以防御100年一遇的洪水。百色水利樞紐在郁江上游某某市的平圩村(百色市上游22km),控制集水面積19600km2,占南寧市集水面積73700km2的26.6%。百色水利樞紐下游的百色市有澄碧河匯入某某市,澄碧河建成澄碧河水庫,控制集水面積2000km2,總庫容11.3億m3。百色水庫與澄碧河水庫聯合對下游防洪,兩者的集水面積為21600km2,占南寧市集水面積的29.3%。從澄碧河與某某市匯合口向下游沿程經過田陽、田東、下顏三個天然滯洪區,把上游來的洪峰流量進行調蓄(某某市的暴雨中心在百色和剝隘一帶),使某某市沿程流量不顯著增加,這種情況可由某某市歷史上發生的大洪水得以證實,詳見表2-1-1和表2-1-2。表2-1-1某某市上下游歷史洪水情況表測站集水面積(km2)歷史洪水流量(m3/s)1880年1913年1915年1926年1937年百色(三)站217201160010500880082509300田陽站253051130010400890083009700田東站291011230010400910083609980下顏站31756110009070820068508670-5.17-13.6-6.5-17.0-6.8表2-1-2某某市上下游各頻率洪峰流量表測站集水面積(km2)均值CvCs/CvP(%)m3/s125百色壩址1960031400.604.001030088406930下顏水文站3175035900.474.00955088406930從表2-1-1和表2-1-2不難看出,某某市歷史大洪水流量從百色向下游是逐漸減少的,說明百色的流量基本上控制了某某市下游的流量,所以百色水利樞紐加上已建的澄碧河水庫聯合防洪,可控制某某市流域面積42500km2以上的洪水。某某市集水面積占南寧市以上集水面積的57.7%,說明控制了百色水庫和%集雨面積的洪水,這就是百色水庫對南寧防洪的作用。再從1936~1997年62年實測流量資料分析,凡是南寧出現大洪水,都有來自百色的洪水。建百色水利樞紐減少百色洪水的下泄流量,就能減少南寧的洪峰流量。南寧以上的某某市和左江,不管是哪一條江單獨發生大洪水,都構不成南寧20年一遇的洪水,只有兩條江都同時漲水,才構成南寧20年一遇以上的洪水。由于南寧市以上洪水的特性,所以無論在左江或某某市上建設防洪水庫,都能對南寧市起到削減洪峰的作用。左江上游發源于越南,中下游沿江地勢平坦,居民密集,不宜建高壩大庫;某某市能建高壩大庫也唯獨百色水利樞紐。廣西首府南寧市的防洪,只有建設百色水利樞紐,這是無可替代的。2.1.2百色水庫對南寧以下郁江的防洪作用修建百色水利樞紐后,可把南寧下游的郁江防洪標準由現在的10年一遇提高到20年一遇。根據南寧市與下游的貴港市的實測洪水資料和設計成果可以看出,郁江的洪峰流量是由上游向下游遞減的,詳見表2-1-3。表2-1-3南寧與貴港各頻率年最大流量表項目集水面積(km2)均值CvCs/CvP(%)12510南寧最大流量(m3/s)7370094400.354.0020300184001590013900貴港最大流量(m3/s)8633395000.324.0019200176001570013600從表2-1-3可以看出郁江的洪水是從南寧向下游遞減的,這就說明百色水利樞紐不僅對南寧市防洪的重要性,也說明了百色水利樞紐對郁江沿岸城鎮的防洪作用巨大。2.1.3百色水利樞紐對某某市防洪作用百色水庫建成后,當南寧發生50年一遇洪水時,百色水庫發生同頻率的洪水為8840m3/s,經百色水庫調蓄后限泄最大流量為3000m3/s,對某某市沿岸的防洪是明顯的,可免除了50年一遇洪水的威脅。2.2發電廣西電網水電比重較大,又缺乏調峰庫容,電力負荷峰谷差較大,而且系統調峰容量不足。百色水庫調節性能好,可承擔調峰任務,并與電網中的徑流式電站補償發電,減少徑流電站的棄水量。另外,百色水利樞紐還可以增加下游梯級枯水期出力和電量的作用。2.2.1百色水電站對廣西電網調峰作用廣西巖灘、天生橋二級電站投產后,1996年廣西主網裝機為500萬kW。在廣西電力系統中,只有水電和火電兩種電源,水電比重超過60%,而且大部分為徑流電站,既沒有調節性能較好的高壩大庫,也沒有抽水蓄能電站,系統電源比較脆弱,在龍灘水電站投產以前,百色水電站的調節作用可緩解廣西電網峰谷矛盾和枯水期電能的緊缺。詳見表2-2-1。表2-2-1廣西主網電力平衡表(8月與12月)單位(萬kW)項目8月12月附注系統負荷1620.01490.02010年用電水平系統峰荷530.7524.5同上抽水蓄能電站承擔峰荷60.050.0規劃階段天生橋高低壩電站峰荷60.950.8一級多年調節裝機32.8,二級日調節裝機48.1,總裝機80.9。巖灘電站峰荷131.0121.0日調節裝機166.0季調節與年調節電站峰荷24.825.2龜石、澄碧河、西津、合面獅、天湖總裝機37.04。龍灘電站峰荷114.8145.0初設裝機210.0百色電站峰荷44.546.0已施工裝機54.0瓦村電站峰荷16.7821.0規劃裝機26.0日調節電站峰荷39.9862.7大化、拉浪、葉茂、洛東、麻石、大埔、巴江口、昭平、貴港、桂平、京南、那吉、左江、長洲、總裝機219.91。徑流式電站峰荷37.2628.6百龍灘、惡灘水電裝機108.12。火電電站峰荷0.71902.2.2百色水電站對增加下游梯級枯水期電能的作用百色水庫正常蓄水位為228m,死水位203m,初期(庫區港口建成前)運行死水位195m。初期運行與正常運行(庫區港口建成后),采用1936~1986年徑流代表段計算其對下游的作用,計算結果見表2-2-2。表2-2-2百色水庫電站對下游梯級的作用分析表項目單位初期正常期附注正常蓄水位m228228黃基死水位m195203正常蓄水位相應庫容億m348.048.0調節庫容億m331.826.2裝機容量萬kW54.054.0百色電站枯水期(12~4月)電量億kW·h8.237.49百色(12~4月)平均出力萬kW22.620.5增加西津與桂平電站(12~4月)出力萬kW3.863.37已建成二梯級增加西津與桂平電站(12~4月)電量億kW·h1.411.2312~4月5個月電量增加下游9梯級(12~4月)出力萬kW17.815.1增加下游9梯級(12~4月)電量億kW·h6.485.5012~4月5個月電量從表2-2-2可以看出,百色水利樞紐建成后可增加下游梯級枯水期出力17.8~15.1萬kW,增加枯水期電量4.48~5.50億kWh。2.2.3百色水電站對跨流域徑流電站補償的作用廣西電力系統徑流式電站比重很大,到2010年日調節和徑流式電站總裝機為447.07萬kW,占廣西2010年系統水電站裝機1081.02萬kW的41.1%。由于徑流電站基本上沒有調節年內水量的能力,每年的枯水期發電出力很少。百色水庫調節庫容26.4億m3,水電站裝機54萬kW,庫容系數為38.2%(近期),通航港口建成后庫容系數也有31.5%,水庫調節性能好,屬于不完全多年調節。徑流電站豐水期電量多,電量賣不掉,造成嚴重的棄水,廣西主網1996年和1997年棄水電量如表2-2-3。表2-2-3廣西主網棄水電量表單位:億kWh內容6月7月8月9月10月合計1996年01.813.703.740.028.871997年1.813.203.522.900.7812.21廣西電網豐水期棄水,枯水期又沒水發電。百色水電站建成后,可與其他徑流電站補償發電,緩解電網的供需矛盾。現列舉融江上的麻石、浮石、大埔和龍江上的拉浪、葉茂、洛東六座電站與百色水電站的補償情況,詳見表2-2-4。
表2-2-4平水年(1973~1974年型)六電站與百色電站補償情況表年月(1)拉浪等6電站(2)百色電站(3)六電站加百色聯合運行附注1973.529.88.8038.65~10月百色限制水位運行,只能作月補償,此期廣西主網多電,6電站無調節能力,自然發電;每年11月到次年4月,廣西主網缺電,百色可全枯水期補償發電。1973.629.021.250.21973.729.521.751.21973.832.016.348.31973.926.723.350.01973.1024.617.041.61973.1126.79.9032.21973.128.4124.832.21974.17.4224.032.21974.210.922.732.21974.36.8321.532.21974.49.9020.032.2合計萬kW241.76231.2477.96年電量億kW·h17.6516.934.53裝機萬kW38.3954.092.39利用小時h459831303736表2-2-4中,拉浪等6電站和百色電站的各月出力,是根據各電站1973年徑流(1973年為平水年)計算的,用來代表多年平均值。百色電站與六電站聯合發電后,月出力穩定,運行平穩,在枯水期(11~4月)平均出力為32.2萬kW,百色水電站的補償作用明顯。2.3航運百色水庫回水到云南省的富寧縣境內,渠化干支流33多km。百色水庫最小下泄流量為100m3/s,澄碧河水庫最小下泄流量為30m3/s,再加上百色水庫壩址到百色港的區間最小流量為10m3/s,就能確保百色港以下通航流量不小于140m3/s。確保百色至南寧全年可通航300t級船舶,滇東南的物資可通過庫區和某某市航道直達南寧、廣州或沿海各港口,這對云貴桂三省區交界處的貧困地區和革命老區經濟發展將起到很好的作用。根據某某市沿岸和庫區腹地國民經濟發展規劃,考慮南昆鐵路、盤百公路和324國道的物資分流后,規劃到2010年百色樞紐過壩的貨運量為287萬t/年。2.4灌溉百色水利樞紐的灌溉作用主要體現在,為某某市河谷已建的電灌站提供可靠的電源和水量的保證。計劃擴大和改善灌溉面積26.61萬畝。2.5供水百色水利樞紐對某某市沿岸城鄉的供水作用主要是提供水量和水質的保障。
3郁江流域水資源開發利用條件郁江是珠江流域西江水系的最大支流,位于廣西的西南部,從發源地云南省廣南縣聽弄村至桂平市區匯入潯江,全長1145km,總落差1655m,平均坡降1.41‰。流域面積89357km2(其中;云南9723km2,廣西68055km2,越南11579km2)。郁江在廣西境內水力資源理論蘊藏量297.63萬kW,可開發容量192.43萬kW,年發電量89.63億kWh。郁江開發分為10個梯級,詳見表3-1-1。1985年7月15日,國家計委關于珠江流域西江水系郁江綜合利用規劃報告審查意見的批復稱:(一)郁江流域規劃應以防洪、航運、發電為主,兼顧灌溉、供水、水產及其他方面的需要,進行綜合開發,綜合治理;(二)南寧市防洪近期可提高到20年一遇洪水標準,百色水庫建成后可提高到防御50年一遇洪水標準;(三)百色水利樞紐是開發治理郁江的關鍵工程,應及早進行研究,如地方財力可能,可考慮列為地方建設工程;(四)在規劃擬定的庫區范圍,應立即制定相應措施,控制工礦、城鎮建設和人口遷入,以免增加工程興建的困難。郁江梯級開發情況是:(一)已建的梯級有:桂平、貴港和西津三個梯級;(二)正在進行的初步設計的梯級有:那吉和金雞兩梯級;(三)正在進行可行性研究的有老口梯級。表3-1-1郁江干流梯級開發方案水電站指標表項目單位瓦村百色東筍那吉魚梁金雞老口西津貴港桂平合計壩址控制面積平方公里11506195421959023937294943250672368809018514889335多年平均流量1332821360149316011613正常蓄水位米350233120.21149688786342.530.9利用水頭米128122613111013211412單獨運行保證出力萬千瓦7.510.80.330.661.891.322.384.653.381.5134.42裝機容量萬千瓦264023.7553.251223.44144.65134.09年發電量10.215.30.601.732.31.862.710.95.931.6553.17年利用時數小時3920383030004610460057202250465042403550元160413402450274724004862170878123641505聯合運行保證出力萬千瓦7.511.51.011.891.891.92.386.634.832.241.73裝機容量萬千瓦264025561223.44144.65138.09年發電量10.216.41.072.32.32.63.9213.67.712.5562.65年利用時數小時3920410053504600460043303270580055105480元160413402450206024002633170878123641505庫區淹沒耕地畝428317986122433465901176807600154482遷移人口人33322200623566250893233827280127374工程總投資億元4.175.80.491.031.21.582.051.833.312.523.96水庫死水位米311190.3117.2112845941.6總庫容億立方米23.361.433.5303.53防洪庫容億立方米17.3調節庫容億立方米13.842.61.260.36PAGEPAGE974水文氣象4.1流域概況郁江是珠江流域西江水系的最大支流,流域面積為90800km2,位于廣西西南部,在東經104°41′~110°22′,北緯21°30′~24°38′之間,整個流域地勢是西北高、東南低。百色以上與云貴高原相接,為高原斜坡地貌,屬中低山峽谷地形。百色以下至老口段為低山丘陵與盆地相間,南寧以下為廣闊的紅土丘陵平原。支流左江源于越南,經平宜關進入廣西,至龍州水口鎮與水口河匯合后稱為左江,左江流域多呈巖溶峰林谷地和弧峰平原地貌。郁江水系大致呈樹枝狀,干流全長1152km,總落差1655m,平均比降為1.41‰。干流上游稱馱娘江,發源于云南省廣南縣楊梅山,經廣西西林、田林兩縣與西洋江匯合后稱剝隘江,至百色后稱某某市。某某市在邕寧縣宋村與左江匯合后稱郁江。某某市全長727km,流域面積41200km2。郁江流經南寧市、邕寧縣、橫縣、貴港市、桂平市,至桂平市區注入潯江。潯江至梧州與桂江匯合后稱為西江。4.2氣象某某市流域多年平均降雨量為1200mm,各地降雨量一般多集中在汛期(6月至9月),約占全年降雨量的65%,11月至次年月為枯水期,降雨量少于全年降雨量的20%。百色壩址以上各雨量站多年平均降雨量為1077.1mm。在雨季,暴雨天氣較頻繁,主要受到副熱高壓、熱帶低壓、臺風及西南低渦氣旋所致,實測本區域最大降雨量為1967年8月在百色平塘站的24小時降雨量461.3mm。百色以上流域多年平均年蒸發量在1370mm至1674mm,年變化為1月至7月逐漸增大,最大月蒸發量達200mm,7月至12月逐月減少;百色以上流域內受地形影響,各地平均氣溫在16.7~22.1℃之間,年內5月至9月氣溫高,多年平均氣溫為22.1℃,逐月平均氣溫在26℃以上,極端最高氣溫達42.5℃,極端最低氣溫為-5.6℃,但一般都在0℃以上。百色水利樞紐壩址氣象情況見表4-2-1;百色以上流域相對壩址所在地屬于季風區,夏季盛行南風,風速在0.8~1.2m/s,春季較大,秋季較小。極端最大風速為40m/s。表4-2-1百色水利樞紐壩址平均氣溫表月份123456789101112全年平均氣溫(℃)13.315.119.223.726.628.028.527.926.222.818.614.822.14.3徑流壩址徑流分析計算,是以壩址下游的百色水文站實測徑流資料為依據,考慮集水面積的差異及澄碧河水庫的影響(水文站設在壩址以下的某某市與澄碧河匯合口下游)來推求壩址徑流。4.3.1測站郁江流域共有水文、水位觀測站29個(不含水庫站),其中水文站24個,水位站5個,多數是在1949年以后建立的,最早觀測的南寧水文站是從1907年開始,已有將近百年的歷史。郁江干、支流上主要水文站有瓦村站、汪甸站、百色站、田東站、下顏站、龍州站、瀨湍站、南寧站、貴港站、平圩站等。其中在某某市干流上有瓦村站、汪甸站、百色站、田東站、下顏站。以上各水文站都有刊印的成果。1995年3月,在百色水利樞紐壩址下游350m處增設了平圩壩址臨時水位站觀測至今,以控制壩址水位流量關系曲線低水位部分,提高壩址水位流量關系曲線的精度。4.3.2壩址歷年徑流計算將壩址下游的百色(一)、(三)站徑流資料換算到百色(二)站(百色水文站由百色(一)、(二)、(三)站組成),然后統一移置到壩址,并求得1937~設計年徑流系列。4.3.3壩址徑流代表段分析壩址徑流成果是采用1937~設計年的徑流資料系列,經P-Ⅲ型配線后采用多年平均流量。(1)系列延長分析從以上分析可知,百色水利樞紐壩址徑流在1908~1936年可能是偏豐水為主的豐水段。(2)壩址徑流代表段選擇從百色水文站的實測徑流成果和利用降雨以及下游南寧水文站資料進行延長的水情分析成果,得出百色壩址的徑流規律,并確定豐水段為1946~1951年,豐水段平均流量為379m3/s;較長的枯水段為1955~1967年,枯水平均流量為195m3/s;平水段為1968~1986年;歷年最大平均流量為545m3/s。歷年最小平均流量124m3/s。從以上結果說明各代表段已包含有一個完整的水文周期,具有較好的代表性。設計采用1946~設計年連續徑流作為百色壩址代表徑流系列。(3)壩址徑流成果根據1946~設計年徑流系列,進行P-Ⅲ配線后,經分析計算,多年平均流量為263m3/s,徑流年內分配見表4-3-1。表4-3-1百色壩址多年平均各月徑流表月份123456789101112全年平均流量(m3/s)75.061.452.659.41414305247045262891731032634.4洪水4.4.1洪水特性郁江洪水由暴雨組成,7~9月為臺風盛行期,西南低渦也是形成最大暴雨的主要天氣系統,多發生在5~8月間。某某市流域年均暴雨日數為2.8~7.0天,其中西林站最少,只有2.8天,凌云站最多,達到7.0天,某某市河谷為3.6~4.1天。一次天氣降雨過程多為3天左右,主要暴雨集中在1天內,如1958年、1968年、1979年、1986年的暴雨,1天降雨量占3天降雨量的80%左右。根據百色水文站多年實測資料可知,某某市洪水多為單峰型,洪水漲洪歷時較短,洪水從起漲到峰頂僅2天左右,峰頂滯時5~8小時,峰后退水歷時較長,一般為6天左右。一場洪水過程一般為7~10天。4.4.2歷史洪水及重現期通過進行大量的歷史洪水調查,獲得歷史洪水的洪水痕跡有1880年、1913年、1915年、1926年、1937年等,并得出某某市歷史洪水順位為1880年、1913年、1937年、1915年、1926年。按照1880年洪水為第一位進行頻率計算,到2000年其重現期為N1880=2000-1880+1=121年,對于1913年、1937年、1915年、1926年的洪水重現期,則按1880年以來第2到第5位確定,計算其重現期分別為N1913=60.5年,N1937=40.3年,N1915=30.3年,N1926=24.2年。有關1880年洪水重現期,根據百色河段調查的農家善老人祖輩的年齡估算,農家善老人到2000年為101歲,他爺爺比他大60歲,他爺爺的父親比他爺爺大30歲,而且這幾代人都傳說1880年洪水,因此1880年洪水重現期可能延伸的時間為N1880=101+60+30=191年。綜合以上分析,百色壩址1880年歷史洪水重現期為N1880=121~192(至2000年),其他1913年、1937年、1915年、1926年洪水重現期同樣按照1880年以來的第2、第3、第4、第5等排位確定。在洪水頻率適線時,考慮了各種方法的歷史洪水重現期相應的點子位置,以及他們與點群的關系,綜合權衡,優選出洪水的頻率曲線得出的壩址歷史洪水成果見表4-4-1。表4-4-1百色壩址歷史洪水成果表項目1880年1913年1915年1926年洪峰流量(m3/s)112001020087008200重現期N=121~1914.4.3洪峰及洪量頻率計算百色水利樞紐壩址以上集水面積為19600km2,在下游的22km處的百色水文站有60多年水文資料(1936年建站,分別于(一)、(二)、(三)站施測)。壩址設計洪水計算是以百色水文站和澄碧河水庫站為依據,推算出壩址1937~設計年洪峰、洪量系列,其洪峰、洪量成果見表4-4-2。表4-4-2百色壩址洪峰與洪量頻率計算成果表項目系列均值CvCs/Cv頻率(%)0.010.020.10.212510洪峰洪量(m3/s)N=121~191n=62,a=531400.60420200187001520013700103008840693055207天洪量(億m3)N=121~191n=62,a=59.790.45339.637.331.929.624.121.618.315.715天洪量(億m3)N=121~191n=62,a=516.740.45367.663.754.650.641.237.031.326.84.4.4壩址設計洪水過程線根據百色水文站1937~設計年實測洪水過程線,選出代表不同類型的1937年、1942年、1968年洪水過程線作為模型。(1)1937年型洪水過程線是洪峰大、洪量也大的年型,過程線尖瘦。(2)1968年型洪水過程線,是近幾十年來最大的一場洪水,百色站實測最大流量為5490m3/s,最大峰前有一小時洪水,有一定代表性。(3)1942年型洪水過程線為肥胖形狀,百色站實測最大流量為2940m3/s,洪水持續時間較長。采用分時段同頻率放大法求得各頻率壩址設計洪水過程線如圖4-4-1。4.4.5可能最大洪水可能最大洪水(PMF)按單位線法、典型洪水放大法和區域歷史洪水外包法進行推算。計算結果表明,用上述三種方法推求的PMF成果相差不大,最后推薦采用單位線法計算成果。三種方法計算的PMF成果及推薦成果見表4-4-3。表4-4-3可能最大洪水成果表項目QPMF(m3/s)W7(億m3)附注區域歷史外包法2520048.7單位線法2420048.5典型年放大法2370048.3采用成果2420048.3Q0.01%=20200m3/s;W7(0.01%)=39.6億m3。4.4.6入庫洪水入庫洪水選擇三個典型年進行分析,三個典型年分別是1968年、1992年、1994年。計算方法采用流量疊加法和流量反演算法,分析計算得典型年入庫洪水與壩址洪水的關系如表4-4-4。表4-4-4典型年入庫洪水與壩址洪水關系表典型年壩址洪峰流量(m3/s)入庫洪峰流量(m3/s)洪峰比值入庫洪量與壩址洪量比值入庫洪峰較壩址洪峰提前(小時)24小時72小時7天1968年516056201.091.0421.0151.00061992年253026801.061.0381.0001.00081994年344037001.081.0501.0001.0006采用系數1.081.0501.0201.0006按表4-4-4利用壩址典型年設計洪水過程線,放大求得入庫設計洪水過程線,計算結果如表4-4-5。圖4-4-1
表4-4-5百色水庫入庫設計洪水計算成果表項目放大系數壩址洪水入庫洪水附注0.02%洪峰流量(m3/s)1.081870020200入庫洪峰較壩址洪峰提前6小時。0.02%3天洪量(億m3)1.0226.0026.520.02%7天洪量(億m3)1.0037.3037.304.4.7南寧設計洪水南寧市是百色水庫的主要防洪對象。南寧水文站有實測洪水系列72年,再加入1881年歷史洪水,采用矩法公式計算洪水系列的多年平均洪峰流量為9270m3/s,7天洪量46.7億m3,15天洪量為83.0億m3。南寧市洪水頻率計算成果見表4-4-6。表4-4-6南寧洪水頻率成果表項目系列(年)均值CvCs/CvP(%)0.010.112510洪峰流量(m3/s)N=286n=7294400.35143220026300203001840015900139007天洪量(億m3)N=286n=7247.80.39316613710696.683.272.615天洪量(億m3)N=286n=7283.00.4133042481911731491294.4.8南寧到百色區間設計洪水南寧水文站集水面積為73700km2。百色水庫壩址以上集水面積19600km2,僅為南寧集水面積的26%。百色水庫對南寧的防洪作用的大小,主要看區間洪水地區組成。南寧設計洪水地區組成,設計采用典型年地區組成法和同頻率地區組成法進行分析計算,選擇了1937年、1942年、1968年洪水為模型。典型年法是以南寧斷面的設計洪量為控制,以固定時段同倍比放大法來放大典型洪水過程線。同頻率地區組成法分為兩種情況,一是以南寧與百色發生同頻率洪水,區間發生相應洪水;二是南寧與區間發生同頻率洪水,百色發生相應洪水。此外,還采用了典型年峰量兼控法、變時段同倍比法和變時空同倍比法進行分析,選擇南寧實測洪峰流量不小于11000m3/s的11場洪水為模型進行分析,并得出50年一遇設計洪水地區組成成果如表4-4-7。表4-4-7中各種洪水組成均用于防洪調度計算,并以最不利洪水組成來確定百色水庫的防洪庫容為16.4億m3。表4-4-7設計洪水地區組成計算成果表序號典型洪水放大方法設計成果南寧區間百色壩址Q(m3/s)W15(億m3)Q(m3/s)W15(億m3)Q(m3/s)W15(億m3)1典型年洪量組成19371650017314000142911032.9219421690017314300145333028.3319681660017312900138642035.44峰量兼控193718400173156301431020030519421840017315880145363028.1619461840017314140140834033.4719551840017315800156297016.6819581840017313960140547032.8919681840017314700138714035.11019711840017314200139513034.51119851840017314600144491029.41219861840017315200146360027.41319921840017315380148317025.31419941840017315800151305022.015南寧與百色同頻區間相應19371840017315070137884037.01619421840017314900148884037.01719681840017314470137884037.018南寧與區間同頻百色相應19371840017315000139860038.41919421840017315000139430037.42019681840017315000139800038.74.4.9施工洪水根據百色水文站的實測資料分析,流域的洪水主要發生在5~9月份,若發生在10月,也主要在10月上旬。施工洪水分析計算是結合施工組織設計要求進行,按年最大值法選擇,對各分期洪水系列進行頻率計算,并選擇6個不同枯水時段作為施工洪水時段。(1)施工洪水設計洪峰流量根據《水利水電工程設計洪水計算規范》(SL44-93)的有關規定,采用年最大值法在施工時段內按跨期5天進行選擇。歷年洪峰流量的計算方法,根據百色水文站的水位、流量資料,求得壩址63年洪水系列,采用P-Ⅲ型適線,然后選取經驗頻率和配線成果兩者的最大值,并經綜合平衡協調后采用成果如表4-4-8。表4-4-8施工時段設計洪峰流量成果表序號時段洪峰流量Qp(m3/s)P=5%P=10%P=20%P=50%110月~次年5月282021501510872210月15日~次年5月243017701280754310月15日~次年3月19401260792409410月15日~次年5月15日19201390956556510月20日~次年2月15301080742369611月~次年5月185014901260673(2)施工洪水設計洪水過程線根據各施工時段的設計洪峰流量及百色水文站的實測洪水資料,選擇此期間洪水量比較接近設計值的年型作為典型,采用倍比法進行放大,最后提出較為不利的年型作為調洪計算的典型年,推薦年型的洪水放大成果如表4-4-9。表4-4-9施工時段設計洪水過程線放大成果表時段年型典型P=10%Qm(m3/s)W7(億m3)Qm(m3/s)W7(億m3)10月15日~次年5月15日194812105.6413906.484.5壩址水位流量關系曲線-1。表4-5-1壩址水位流量關系成果表水位H(m)119.8120120.5121121.5122123124125126流量Q(m3/s)30621633054756651100159021002650水位H(m)127128129130131132133134135137流量Q(m3/s)3260392046905570652075408650986011200144504.6泥沙4.6.1懸移質輸沙量百色水文站有多年懸移質泥沙觀測資料,通過建立年徑流與輸沙量關系,并插t。分析歷年來水、來沙過程,得出壩址的來水與來沙過程關系較好的結論,并推薦與年徑流系列代表段相同的1946年至1986年作為輸沙量系列代表段,其平均年輸沙量為512萬t。百色壩址懸移質泥沙情況如表4-6-1。表4-6-1壩址多年平均懸移質泥沙情況表項目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月多年平均0.0300.0310.0430.1060.5261.1090.760.8370.5020.3130.1320.0700.616月平均輸沙量(kg/m3)2.271.932.246.3274.147741258926490.622.87.22162月平均輸沙量(萬t)0.610.470.601.6419.812411015868.424.35.91.9512根據代表段年輸沙量進行頻率計算,其均值為512萬t,Cv為0.74,采用Cs/Cv=3.0,則各頻率輸沙量如表4-6-2。表4-6-2壩址年輸沙量頻率表項目系列(年)均值(萬t)CvCs/Cv輸沙量(萬t)0.5%1%2%5%10%20%50%輸沙量1946~1986n=415120.74322001920164012709987283864.6.2推移質輸沙量郁江流域各水文站均沒有推移質輸沙量實測資料。為了推求百色壩址以上流域推移質輸沙量,分別在百色入庫站和百色水文站采用坑測法和推移質采用器法進行了推移質輸沙量觀測。觀測成果為1.76t/a~52.4t/a,分別占當年懸移質輸沙量的0.14%~11.2%,多年平均推移質輸沙量為35.3萬t。4.6.3水庫泥沙淤積估算某某市屬于少沙河流,壩址處多年平均含砂量為0.616kg/m3,多年平均推移質輸沙量%。4.7水面蒸發根據百色以上流域8個觀測站的實測蒸發量資料得知,庫區多年平均蒸發量最小的西林站為1370mm,最大的富寧站為1674mm,平均為1500mm。百色水庫為高壩大庫,正常高水位228m時的水面面積為133000m2。年蒸發損失水量為133000m2×1.5m=199500m3。蒸發損失對于56億m3的百色水庫來說,實在是微不足道。
5工程地質5.1區域地質本區位于云貴高原與廣西盤地過渡的斜坡帶,為低山峽谷地形,地勢西北高東南低,以某某市為界兩岸呈階梯狀上升,山地高程一般在600~800m之間,走向與構造線基本一致,屬構造侵蝕剝蝕地貌。在構造上位于華南準地臺的桂西印支褶皺系中的桂西坳陷內,是一個多旋回構造區。本區內出露最古老的地層為寒武系中上統碳酸鹽巖,泥巖和砂巖,分布在某某市上游剝隘和富寧以北地區。在加里東運動初期本區隆起,晚期復淪為海,接受泥盤至三迭系的連續沉積,既有濱海沉積,又有“桂西型”沉積。沉積了具復理式或類復式特性的碎屑巖,是本區分布最為廣泛的地層。由于燕山運動連續隆起,發生褶皺和斷裂,沿某某市斷裂發育成百色、平果等幾第三系斷陷,坳陷盤地,沉積了一套湖相含煤砂沙巖地層,從而奠定了本區大地構造輪廓。喜馬拉雅山運動使第三系地層輕微褶曲、傾斜,并有小斷裂產生。第四系地層,主要在河流階地堆積。按近期以大面積間歇性抬升為主,差異性運動不明顯。桂西坳陷位于廣西山字型構造的西翼,通過壩區附近的主要斷裂帶有:巴馬──博白斷裂帶、某某市斷裂帶和靖西──崇左斷裂帶,另外還F4斷層。對壩區影響較大的主要是某某市斷裂帶和F4斷層。某某市斷裂西北起自隆林,經田林、百色、平果、隆林直抵南寧,長約360km,往東南斷續向合浦延伸。該斷裂總體產狀為N40~50°W,NE60~80°,為高角逆沖斷裂,切割深度10~15km,切割地層從第三系至上古生界,為蓋層斷裂,破碎帶寬數十米至二百余米。沿某某市斷裂帶自1751年以來,共記載4.75級以上的地震3次,最大為1977年10月19日平果的5.0級地震。從近百年的地震記錄看,壩區30km范圍內未發生過4級以上的地震,而近期的地震活動主要集中在田東和平果之間,這說明某某市斷裂帶的地震活動是不均衡的。某某市斷裂是一條活動的走向滑移斷裂,有發生大地震的可能,但屬弱活動性斷裂(滑移速率為0.1~0.01mm/年),地震重現期將很長(1萬年~10萬年)。F4斷層通過熱釋光等測試結果表明,最晚一次活動至少在25~30萬年以前,不具備發生地震的構造背景條件。國家地震局烈度評審委員會審定,百色水利樞紐地震基本裂度為7度。5.2水庫區工程地質條件水庫落在云貴高原與廣西盆地之間的斜坡地段內,地勢西北高東南低,山地高程一般在600~800m之間,兩岸山體雄厚。近主壩東側,在銀屯溝和香屯溝溝尾有兩個地形埡口,高程分別為197.0m和216.6m,需建副壩。正常蓄水位228m時,庫水沿某某市和馱娘江干流回水長約110km,沿樂里河、者仙河、谷拉河和者寧河等大支流延伸15~35km,為樹枝狀峽谷水庫。5.2.1庫水滲漏庫區構造線主要為北西向和近東西向,構造形跡表現為緊密線狀褶皺和壓紐性斷裂。庫區地層巖性主要有三迭系中下統砂、泥巖,分布面積占庫區總面積的三分之二以上,其次為石炭系灰巖、硅質巖,以及泥盤系砂巖、泥巖、硅質巖和華力西期輝綠巖。之些巖層除部分灰巖外,均為非可溶巖層,隔水性能良好,庫水滲漏可能性不大。5.2.2水庫誘發地震經水利水電科學研究院抗震研究所的研究結果認為,百色水庫不具備誘發強烈水庫地震的條件,誘發弱至中等強度的水庫地震的可能性也較小,并低于壩區地震基本烈度7度值。5.2.3庫巖穩定庫區兩岸為中低山地,河谷為較寬闊的V型谷。岸坡一般為30~40°,碳酸鹽類巖石組成的岸坡較陡,約60~80°。岸坡以巖質邊坡為主,局部為殘坡積的含碎石土質邊坡,無較大規模的滑坡體和崩塌體:庫岸條件良好。再經水利部長江勘測設計研究所對近壩庫岸段的航、衛片及側視雷達的分析研究,均未發現有較大的滑坡和潛在的不穩定體,并認為庫岸是穩定的,基本無不穩定庫岸。5.2.4水庫淹沒百色水庫為峽谷型水庫,兩岸階地不發育,岸坡主要由基巖組成。正常蓄水位228m以上無大片耕地,以下無工礦企業及有開采價值的礦床。農田浸沒主要出現在各支流的庫尾局部地段,根據庫區淹沒實物指標調查結果,受淹沒影響的農田63畝。5.3壩址及樞紐主要建筑物工程地質條件百色水利樞紐主要建筑物有:主壩、副壩、水電站和通航建筑物。設計將上述建筑物分為:主壩樞紐區、副壩區和通航建筑物。5.3.1主壩樞紐區工程地質條件5.3.1.1地形地貌壩區河段為較平直開闊V型斜向谷,河水自北向南流,平水期水面高程為119.5m,河面寬45~110m,水深0~12m,河床砂卵礫石層原為0~15.6m,基巖頂板高程100~120m。壩區河段兩岸沖溝主要沿軟弱巖帶或軟硬巖界面發育,沖溝不對稱,岸坡不整齊,左岸較完整,岸坡24~38°,山頂高程271~331.5m,右岸受4#溝深切,上游為三面臨空的右壩肩,山頂高程為334.6m,坡度20°。兩岸坡殘積層厚度一般為0.5~7.0m。5.3.1.2地層巖性壩區地層主要有泥盆系中統羅富組(D21)及上統榴江組(D31)、石炭系、二迭系、三迭系下統和華力西期輝綠巖。其巖性、厚度等詳見表5-3-1。壩區出露的輝綠巖體,規模較大的有5條,分布于泥盆、石炭及二迭系地層內,大部分與圍巖平行展布,少部分與圍巖斜交,均與圍巖產生同步褶皺。輝綠巖巖性均一,相變特征不明顯,其礦物粒度以中細粒為主,由邊緣至中心,粒度由細變粗,為漸變過渡關系。壩區的水工建筑物主要坐落在輝綠巖體和泥盤系上統地層內,其涉及巖層按巖性和工程特性可分為三個工程地質巖組,即堅硬輝綠巖組、中等堅硬至堅硬的硅質巖、灰巖和泥質灰巖組、軟弱的泥巖組。表5-3-1壩址巖層簡表系巖層代號厚度(m)主要巖性及特征三迭系T1>15中厚層泥巖、鈣質泥巖和粉砂質泥巖夾少量灰巖、泥灰巖和粉砂巖二迭系P2>100上部為中厚層粉砂質泥巖、硅質泥巖,中部為薄層泥巖硅質泥巖,下部為薄層鈣質泥巖、厚層狀硅質泥巖P1m32~67頂部為礫狀灰巖、硅質灰巖,中下部為硅質粒屑灰巖P1q40薄層含錳灰巖夾硅質巖及含錳硅質灰巖石炭系C332~40中厚層狀灰巖、硅質灰巖夾硅質條帶C230~64薄層(局部中厚層)狀灰巖、硅質灰巖夾硅質條帶C156~80薄層硅質巖夾薄層硅質灰巖D3l1013~17深灰色薄層~中厚層狀硅質巖D3l927~43上部為黑色薄~極薄層狀硅質巖夾極薄層狀炭質泥巖,下部為黑色薄~中厚層狀碳酸鹽化生物碎屑硅質巖夾極薄層硅質巖、炭質泥巖D3l8-250~55上部為薄~極薄層狀硅質巖、含炭硅質巖、硅質泥巖夾薄~中厚層白云質灰巖,下部為薄層狀硅質巖夾薄~極薄層含炭硅質巖、硅質泥巖D3l8-128灰黑色薄~極薄層狀硅質巖泥D3l7-228青灰色薄~中厚層狀泥巖,局部為鈣質泥巖D3l7-132青灰色中厚層狀泥巖與黑褐色含鐵錳泥巖(風化色)互層,其上部夾2~3m厚薄層狀硅質巖D3l613~36青灰~灰白色薄~中厚層狀泥質灰巖,含硅質粉晶灰巖盆D3l52~7青灰色薄~中厚層狀硅質泥巖、含錳鈣質泥巖D3l48~13D3l320~23系D3l2-27~10薄層~中厚層狀含黃鐵礦晶體硅質泥巖,強~弱風化巖體洞穴發育(左岸較右岸發育)D3l2-1(2)6~13薄~中厚層狀含黃鐵礦晶體硅質泥巖夾薄~極薄層狀含粉砂含鈣質泥巖、硅質巖D3l2-1(1)0.6~3.8灰黑色薄~極薄層狀硅質巖D3l1-46~10灰黑色薄~極薄層狀含炭硅質巖夾薄~中厚層狀深灰色硅質泥巖D3l1-38~17灰黑色中厚層~厚層狀硅質泥巖、泥巖夾極薄層狀含炭硅質巖。D3l1-228~33灰黑色薄~中厚層狀硅質泥巖夾極薄層狀硅質泥巖、含炭硅質巖。D3l1-130~40灰黑色薄層狀含炭泥巖夾灰色極薄層狀硅質泥巖、硅質巖、薄層含鈣泥質砂巖。頂部有2~3m厚的極薄層含炭硅質巖。D2l226~60頂部為中厚層~厚層狀石英砂巖夾薄層狀炭質泥巖;下部為淺灰色~肉紅色厚層~巨厚層狀石英砂巖、硅化石英砂巖及灰白色砂巖D2l180灰~青灰色鈣質泥巖、砂巖夾薄層狀灰巖、泥質灰巖
5.3.1.3地質構造壩址位于坡平頂背斜南西翼(下游)和F4斷層下游(上盤)。巖層產狀較為穩定,為N50~70°W,SW∠38~60°,走向與河流呈55~65°交角,傾向下游偏右岸。(1)斷層。壩區地面測繪和平垌勘探共發現大小斷層(包括層間擠壓帶)30條。歸納起來可分為北西向和北東向兩組,北西向組較北東向組發育,規模也較大。現將區內工程地質意義較大的斷層列于表5-3-2。(2)節理裂隙。壩區巖體節理裂隙發育,一般短小而相對密集。根據地面和平垌統計,壩區節理裂隙發育程度可分為4組。詳見表5-3-3。
表5-3-2壩址主要斷層特征表斷層編號產狀破碎帶寬(米)影響帶寬(米)斷層性質充填物特征F4N35~60W,SW6016~2030~50壓扭角礫巖、糜棱巖、斷層泥、構造片狀巖、碎塊巖及擠壓破碎石英脈F6N14~20E,SE70~852~4張扭輝綠巖部位鉆孔巖心為灰白色粉狀砂粒狀巖屑及巖塊,個別鉆孔有棕褐色斷層泥。巖礦鑒定表明,灰白色砂粒狀物質為斜黝簾石,含量達30~40%;硅質巖部位主要為鐵質膠結角礫巖F7N30E,NW850.8張扭輝綠巖破碎角礫,方解石脈網狀充填,沿斷層帶局部有洞穴發育F8N28E,NW440.5張扭斷層面有擦痕,破碎帶巖石硅化并有角礫巖F9N50W,SW55~601.52~4壓充填糜棱狀巖屑及擠壓透鏡體F10N58W,SW650.6~1.4壓扭充填角礫及砂狀泥質物,松軟F11N50W,SW551.5~2壓扭充填角礫及砂狀泥質物,松軟F15N38W,NW60~700.2~0.250.3~0.4張充填鐵質淋濾透鏡體、角礫碎塊和鐵錳質風化物、泥膜等。影響帶寬0.3~0.4m,低速帶寬9.5m,Vp=3360m/s(兩側Vp=4657~5700m/s)F16N40E,NW850.1~0.43.5張充填圍巖碎屑及褐黃色粘土影響帶寬3.5m,Vp=1800m/s,(兩側Vp=4770~5930m/s)F20N50~67W,SW701.6壓扭層間擠壓破碎,帶內組成物為圍巖碎塊,泥質,松散F28-1N38~40W,SW57~630.5~1.01~3壓扭斷層糜棱狀角礫夾硅質巖或輝綠巖碎塊及斷層泥、黃色砂質粘土,巖石強烈風化,F28-2交于F28-1F28-2N50W,SW620.5~0.6F45N25~30E,NW75~850.2~0.352.0張扭破碎角礫、糜棱巖、褐黃色泥質、鐵錳質等,膠結差,易崩解。影響帶寬2.0m,Vp=2000m/s,(兩側巖體Vp=3230~5450)F46N30E,NW800.35張扭黃色、灰白色粘土,糜棱巖F47N30E,SE800.35張扭糜棱巖、含少量泥F48N60W,SW60~65(層間擠壓帶)3~4壓扭極薄層狀炭質泥巖夾極薄層狀含炭硅質巖,石英脈發育,巖層扭曲,巖體破碎表5-3-3壩區節理裂隙特征表組別產狀地質特征ⅠN60~75∠45~65沉積巖中以層面裂隙或泥化夾層為主。裂隙平直光滑,層面裂隙多閉合或稍張,泥化夾層寬0.2~8cm,裂隙產狀較為穩定,傾角多在50~60°;輝綠巖則表現為似層面節理裂隙,規模較大,但多被走向為NE的裂隙切割,延伸長度一般5~8m,最長12~15m,裂面平直粗糙,多數充填1~2cm厚的巖屑或方解石、石英等,少數閉合ⅡⅡ1N20~70∠40~85延伸長一般5~10m,少數15~20m。裂面平直粗糙,多數充填全蝕變石榴石矽卡巖、少數充填巖屑。Ⅱ2N30~60E,NW15~30延伸長一般3~5m,少數8~15m。裂面平直粗糙,多數充填方解石脈,少數充填巖屑或綠泥石。ⅢN0~30E∠50~85延伸長一般3~5m,少數8~15m。裂面平直粗糙,多數充填全蝕變石榴石矽卡巖、少數充填巖屑。ⅣN30~60∠15~60延伸長度一般3~5m,少數10~20m,裂面平直光滑,多數充填方解石脈,少數充填巖屑或綠泥石。(3)輝綠巖接觸蝕變帶。輝綠巖與圍巖接觸面蝕變嚴重,風化強烈,巖體破碎,形成具有一定規模的軟弱層帶,在主壩區主要有4條。該蝕變帶又可細分為風蝕變帶、接觸帶。內蝕變帶寬度為0.5~8.0m不等,巖石顏色變淺并大理巖化,為變余輝綠結構或其他形狀結構,礦物成分以方解石為主,強風化帶下限埋深20~60m;接觸帶一般表現為裂隙狀或擠壓帶,寬度一般為1~5cm,局部10~20cm,充填物為泥夾巖屑或石英脈。5.3.1.4巖體風化壩區巖體風化受巖性、構造、地下水和地形等控制。具有以下幾個特點:(1)輝綠巖全風化帶存在球狀風化現象,一般地形較緩部位巖體風化深,地形較陡部位巖體風化淺。(2)輝綠巖兩側硅質巖和泥巖的強風化和弱風化帶內普遍含有洞穴,并呈串珠狀沿層面分布。(3)泥化夾層發育。(4)構造風化較為普遍。(5)堅硬完整的輝綠巖抗風化能力強,風化埋深淺;完整性差的堅硬硅質巖及軟弱的泥巖類巖石抗風化能力弱,風化埋深大。5.3.1.5水文地質條件壩址巖層的含水類型,除D3L2-2、D3L3的部分風化層為洞穴潛水外,其余均為裂隙潛水,水量不甚豐富。壩區共鉆孔126個,僅在河床上游壩線ZK203#孔20
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