碧湖水库大坝坝线方案比选分析

郑小东

（江西省水利水电开发有限公司，南昌 330000）

1 工程概况

碧湖水库位于萍乡市湘东区白竺乡会双村境内，洞庭湖水系湘江一级支流渌水支流麻山水中游河段。坝址控制流域面积164km2，多年平均径流量1.565亿m3。水库正常蓄水位184.00m，死水位160m，总库容2181万m3； 上坝址设于张坑河出口下游230m的峡谷河段； 下坝址设于会双大坝上游400m的峡谷河段，两坝址相距1.2km。是一座以城镇供水、灌溉为主，兼顾发电等综合利用效益的中型水库。

2 坝线比选

2.1 坝址确定

上坝址左岸下游40m处有冲沟，植被茂盛，覆盖层厚，不适合建坝，右岸上游山体单薄，顶高程约180m，也不适合建坝。

上坝址坝线处上、下游50m能适合建坝，根据选定坝址布设两条坝线，两坝线左坝肩位置基本相同，下坝线较上坝线绕左坝头逆时针旋转10°，两线在右岸山顶轴线转弯处仅相距40m。上、下坝线位置如图1。

图1 上、下坝线位置

2.2 上坝线

由挡水坝（混凝土重力坝）、坝身溢流坝、坝体右岸坝身取水系统及下游消能防冲系统组成。

（1）水库正常蓄水位184.0m，设计洪水位184.27m（p=2%），校核洪水位186.60m（p=0.2%）。大坝采用常态混凝土重力坝，坝顶高程187.5m，建基面高程127.5m，最大坝高60m，坝长181.0m，坝顶宽7.0m，坝上游面151.0m 高程以上为垂直，151.0m高程以下坡比1∶0.2，坝下游面179.5m高程以上为垂直，179.5m高程以下坡比1∶0.75。左岸非溢流坝段长87.5m，右岸非溢流坝段长59.5m，溢流坝段布置在河床的中间部位，长34.0m，堰型采用WES 实用堰，堰顶高程178.0m，溢流净宽3（孔）×9m，采用3扇弧形门控制，溢流坝采挑流消能。

（2）取水口建筑物布置在大坝右岸，中心线桩号为坝纵0+126.00。进水口长11.5m，闸顶高程187.50m，采用两孔分层取水，第1层底板高程154.00m，第2层底板高程169.00m。单孔孔口尺寸2.0 m×2.0m（宽×高），顺水流方向依次设有拦污栅、检修闸门、工作闸门。坝身预埋1800钢管取水管，长52m，壁厚16mm。取水管在坝后通过钢岔管分别连接供水管（DN1200）和生态流量管 （DN600），其中供水管 （DN1200）长300m，生态流量管（DN600）长25m。

2.3 下坝线

水库正常蓄水位184.00m，设计洪水位184.27m（p=2%），校核洪水位186.60m（p=0.2%）。大坝采用常态为混凝土重力坝，坝顶高程187.50m，建基面高程127m，最大坝高60.5m，坝长191.50m，坝顶宽7.0m，坝上游面151.0m高程以上为垂直，151.0m高程以下坡比1∶0.2，坝下游面179.5m高程以上为垂直，179.5m高程以下坡比1∶0.75。左岸非溢流坝段长92.5m，右岸非溢流坝段长65m，溢流坝段布置在河床的中间部位，长34.0m，堰型采用WES实用堰，堰顶高程178.0m，溢流净宽3（孔）×9m，采用三扇弧形门控制，溢流坝采挑流消能。

供水系统布置同上坝线方案，引水发电系统维持现状。

2.4 坝线选择

2.4.1 地形地质条件

上、下坝线均位于同一构造及地貌单元中，分布的地层岩性基本相同，地质构造相似，工程地质条件亦相近。两坝线地形地质条件如表1。

表1 上、下坝线地形地质条件

分析认为，两坝线相距较近，均适宜修建低水头重力坝，在地层岩性、地质构造、岩体风化及透水性等条件基本相同，下坝线较上坝线右岸山体较为雄厚，稳定性好，泄洪水流条件好，下泄洪水对坝后两岸坡脚冲刷影响小，下坝线略优于上坝线，故推荐下坝线。

2.4.2 工程布置

上坝线坝顶长181.0m，下坝线坝顶长191.5m，上下坝线枢纽布置均为“一”字排开布置，均能满足枢纽建筑物布置的要求。上坝线同下坝线相比，坝轴线略短，但行洪时，水流直冲右岸山体，右岸山体需采用防护措施。故上、下坝线布置相当。

2.4.3 施工条件

两坝线相距较近，枢纽对外交通依靠公路，该工程的外来物资皆可通过公路直接运至坝址。两坝线施工导流条件差不多，导流洞均布置在左岸，最大坝高相同，施工布置条件也大同小异。施工总工期均为35个月，上坝线坝轴线较下坝线略短，工程量及施工强度均比下坝线稍大。就施工条件而言，上、下坝线相当。

2.4.4 运行管理条件

主坝上、下坝线相距较近，上坝线坝轴线略短于下坝线，建筑物布置紧凑，便于布置管理设施及运行维护；从运行管理方面看，上、下坝线条件基本相当。

2.4.5 工程占地与拆迁

主坝上、下坝线相距较近，特征水位也相同。上、下坝线征地拆迁差异主要是两坝线之间的占地面积。

（1）上坝线工程占地拆迁实物指标为：耕地3.6hm2，林地65.77hm2，其他13.31hm2，拆迁房屋面积1152.58m2，搬迁人口5人（基准年人口，下同），淹没总投资8618.42万元。

（2）下坝线工程占地拆迁实物指标为：耕地3.6hm2，林地66.55hm2，其他13.31hm2，拆迁房屋面积1152.58m2，搬迁人口5人（基准年人口，下同），淹没总投资8639.74万元。

从工程占地拆迁方面看，下坝线比上坝线水库淹没投资要多21.32万元。从工程占地与拆迁方面看，上、下坝线条件基本相当。

2.4.6 主体工程量及投资

由于两坝线相距较近，取水建筑物、上坝道路、管理设施布置等均相同，仅取挡水坝、泄水及防冲建筑物的工程量及投资进行比较。根据上、下坝线的工程布置，结合地形地质条件，经计算，主要工程量及工程投资如表2。

表2 上、下坝线工程量及工程投资

续表2

从表2可以看出，下坝线大坝工程投资较上坝线少59.82万元。

2.4.7 工程效益

上、下坝线的供水、发电、灌溉效益均相同，水库可向湘东区年平均日供水12.6万m3，供水保证率为95%；灌溉面积1526.67hm2，灌溉保证率85%；电站装机4.0MW，多年平均发电量1107万kW·h。因此两坝线的工程效益相当。

3 结语

综合对地质、水能、施工、管理、水库淹没及主体建筑工程投资、工程效益等方面比较，两坝线在工程地质、布置、施工、水库淹没及工程效益等方面相当。但下坝线地形条件好，右岸山体较为雄厚，水流条件好，下泄洪水对坝后两岸坡脚基本不产生冲刷破坏，且下坝线大坝工程投资（含移民征地费用）较上坝线少38.5万元，综合比较，下坝线优于上坝线。