水库设计-龙塘水库可行性研究报告书

PAGEPAGE19水库设计龙塘水库可行性研究报告

建设项目的必要性和任务项目建设依据项目区概况沙坝水库位于思南县北部的相溪河上。思南县位于贵州省东北部，铜仁地区西部，乌江中游。地跨东经107°52′22″～108°27′24″，北纬27°31′42″～28°9′24″之间。东、南、西、北分别与印江、石阡、凤冈、德江四县毗邻。东西宽约56公里，南北长约67公里。思南县隶属于贵州省铜仁地区，全县行政面积2230.50平方公里，辖13个镇、14个乡，2011年总人口67.19万人。思南县距贵阳378公里，距铜仁198公里，距遵义210公里。相思溪河为乌江左岸一级支流，位于东经108°7.5′～108°15′，北纬28°04′～28°11′之间，河流发源于鹦鹉溪镇马鞍山，河源自南向北在长干洞接纳左支溪流后于马河坝汇入干流，干流主要河段有马河坝至鹦鹉溪河段、鹦鹉溪以下河段。马河坝至鹦鹉溪河段长8km，左支发育有戴家沟大泉，区间河谷宽阔，两岸台地上分布有成片的水田和村寨，水田为戴家沟泉水的灌区，人口较集中的村寨有马河坝、映山红、干田坝、杨家湾、鹦鹉溪集镇；鹦鹉溪集镇以下河段长9km，河谷狭窄，两岸分布有零星水田，人口集中的村寨有大石训、大屋基、水溪头。目前，对于相思溪河水资源的开发，主要建有戴家沟引水工程、龙灯塘水电站及温塘坝温泉。戴家沟引水工程主要功能是灌溉、供水，设计引水流量1m3/s，灌溉面积6000亩（水田），供鹦鹉溪集镇及周边农村用水。河流上已建大砂坝电站，装机0.16MW；龙灯塘水电站建于孟家湾，引水2km至龙灯塘发电，装机容量0.64MW；温泉位于干流下游河段的温塘坝，为一自然出露温泉，泉水热值较高，当地政府规划作为旅游景点开发。相思溪河流域面积94km2，干流长18.5km，落差450m，河床平均比降24.32‰。依据相思溪河流域邻近的思南气象站水文气象资料统计。思南气象站多年平均气温17.3℃，最冷月1月平均6.1℃，最热月7月平均28℃，极端最高气温40.7℃，极端最低气温—5.5℃。多年平均降水量1146.3mm，其中最大年降水量1765.5mm（1954年），最小年降水量720.8mm（1966年），丰水期4～9相思溪河未发现有可利用的矿产资源，调查无重要的动、植物分布，流域内土壤为水稻土、黄壤、石灰土等。沙坝水库工程枢纽布置是：铺设7250m引水管道至马河坝，建泵房提水75m入库，在库区左建2900m隧洞供水至三洋溪水厂，然后向县城、灌区供水。水库主要功能是向思南县城供水及灌溉石水街～岩关坝子。社会经济现状思南县国土面积2230.5km2，占全省面积17.62万km2的1.27%。全县辖14乡、13镇，5个居委会，168个行政村。2010年末，全县总人口67.19万人，居住有土家族、苗族、仡佬族、汉族、蒙古族等民族，少数民族人口32.00万人，占全县总人口的47.6%；全县城镇人口20万人，城镇化率29.7%；农村人口47.19万人，占全县总人口的70.3全县农业以种植业为主，粮食作物主要有水稻、小麦、玉米、大豆；经济作物主要有烤烟、油菜、蔬菜；全县经济林较少，以散生为主，主要有油桐、乌柏。2010年末全县耕地面积117.82万亩，有效灌溉面积13.39万亩（水田9.80万亩、旱地3.59亩）。全县烟地规划灌面11.00万亩，已解决灌面6.60万亩。县境内地方工业有水电、化工、建材、船舶制造、采煤、酿酒及农副食品加工等。其中水电、化工、建材、采煤及农产品加工是工业经济的主要增长点。近年来，随着乌江干流思林水电站、沙陀水电站及华联矿业、久联化工、广宇水泥、绿色食品的建设，全县工业基础得到增强，工业规模不断扩大，工业经济保持快速增长，2010年全县工业增加值完成53245万元。全县财政收入27068万元，比上年增长46.24%，财政支出159721万元，较上年增长32.32%。全县生产总值（GDP）402366万元，其中，第一产业150900万元，第二产业82483万元，第三产业168983万元，产业结构比37.5:20.5:42。全县农村人口基数多，农村水利、交通等基础设施薄弱是制约农业经济快速发展的主要因素。技术依据⑴主要法律法规（1）《中华人民共和国水法》；（2）《中华人民共和国防洪法》；（3）《中华人民共和国环境保护法》；（4）《中华人民共和国水污染防治法》；（5）《中华人民共和国水土保持法》；（6）《中华人民共和国森林法》；（7）《中华人民共和国城市规划法》；（8）《中华人民共和国水污染防治法实施条例》；（9）《中华人民共和国水土保持法实施条例》；（10）《中华人民共和国河道管理条例》；（11）《中华人民共和国环境影响评价法》（12）《城市供水条例》；（13）《饮用水水源保护区污染防治管理规定》；（14）《水利产业政策》；（15）《水利产业政策实施细则》；（16）《取水许可和水资源费征收管理条例》；（17）《取水许可管理办法》；（18）《取水许可水质管理规定》；（19）《建设项目水资源论证管理办法》；（20）《入河排污口监督管理办法》（2005）；（21）《水功能区管理办法》；（22）《关于加强入河排污口监督管理工作的通知》；（23）《贵州省水功能区划》；（24）《贵州省取水许可和水资源费征收管理办法》。⑵主要技术标准、规程、规范（1）《江河流域规划编制规范》（SL201-97）；（2）《河流水电规划编制规范》（DL/T5042－2010）；（3）《防洪标准》（GB50201-94）；（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（5）《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002）；（6）《地下水监测规范》（SL/T183-96）；（7）《水电水利工程泥沙设计规范》（DL/T5089-99）；（8）《水利工程水利计算规范》（SL104-95）；（9）《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）；（10）《室外给水设计规范》（GB50013－2006），（11）《村镇供水工程技术规范》（SL310－2004）（12）《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）；（13）《水利水电工程环境影响评价规范》（SDJ302-88）；（14）《江河流域规划环境影响评价规范》（SG45-92）；（15）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；（16）《地下水质量标准》（GB/T14848-93）；（17）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；（18）《节水灌溉技术规范》（SL207-98）；（19）《污水综合排放标准》（GB8978-96）；（20）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）；（21）《地表水资源质量标准》（SL63-94）；（22）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）；（23）《泵站设计规范》（GB/T50265-2010）；（24）《城市水系规划导则》（SL431-2008）；（25）《水资源供需预测分析技术规范》（SL429-2008）；（26）《水土保持综合治理规划通则》（GB/T15772-2008）；（27）《水土保持综合治理技术规划》(GB/T16453.4-1996）。⑶相关技术文件（1）《贵州省重点水源工程近期建设规划》；（2）《贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划》；（3）《贵州省地下水利用与保护规划》（4）《贵州省江河湖库提水水源工程规划》（5）《贵州省农村人口人均半亩口粮田水利建设规划》；（6）《贵州省水资源综合规划水资源及其开发利用现状调查评价报告》；（7）《贵州省水力资源复查成果》；（8）《贵州省解决农村饮水安全五年规划》；（9）《思南县第二次土地调查》；（10）《乌江特色产业带规划》；（11）《思南县国民经济和社会发展第十二个五年发展规划》；(12)《思南县县城总体规划（修编）（2002-2020年）》；(13)《贵州思南工业园区发展规划（2011-2020年）》；（14）《思南县农业区划》；（15）《思南县旅游发展规划》；（16）《思南县“十二五”环境保护规划》；（17）《思南县水利电力志》；（18）《思南县志》；（19）《贵州省思南县旅游发展规划》；（20）《乌江思林电站思南县城提水试点工程（初设）》；（21）《思南县水资源综合开发利用规划》。相思溪河水资源开发利用规划依据《思南县水资源综合开发利用规划》，相思河上规划建设沙坝水库，同时鉴于戴家沟泉水未完全开发利用，规划应充分开发利用戴家沟泉水，规划总体布局为引戴家沟泉水入沙坝水库后供水。沙坝水库位于马河坝村上游530m的河谷转弯处，坝址以上集水面积7.13km2，坝址处多年平均流量0.133m3/s，多年平均径流量419万m3。水库正常蓄水位665m，死水位627m；正常蓄水位以下库容318万m3，有效库容309.5万m3戴家沟引水工程为已建的引水工程，地点位于相思溪河左支戴家沟响水洞，泉水枯流0.36m3/s，功能是灌溉、人饮，工程设计灌面6000亩，项目建设的必要性⑴项目建设是解决区域发展和扶贫攻坚的需要思南县地处武陵山区，乌江干流下游，邻近重庆市、湖南省，地理位置优越，是《黔北经济圈发展规划》、《武陵山区经济协作区规划》的重要发展区域，全县农业基础条件好，工业建设、城镇建设、基础设施建设取得较大发展，在《国务院关一步促进贵州经济社会发展又好又快发展的若干意见》（简称“国发2号文件”）、《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》（简称“2011年一号文”）政策指导下，结合思南县经济总量低、脱贫任务重及经济增长与水资开发利用率低的现状，要实现思南县率先走在全省先列跨入小康社会，推动工业化带、城镇化、农业产业化发展，加快以县城为城市中心的城镇化战略发展，加快双塘工业园区、灯油坝工业园区、关中坝工业园区建设，加快农业水利设施建设促进农业产业化发展，从而实现全县经济又好又快发展。然而，水利供水基础设施薄弱与经济社会发展对水资源的需求相矛盾，需建设一批综合性供水工程增加供水满足用水需求。思南县是国家级贫困县，扶贫任务坚巨，水利基础设施薄弱一直是阻碍当地经济社会发展的瓶径，主要表现在城乡供水保证率低、农业抗旱能力低，而“2011年中央一号文”已明确指出水利建设作为基础设施建设的优先领域，给水利建设带来全所未有的机遇。沙坝水库是思南县当政府、水务局一直策划的水库，当地政府、群众对项目的建设期望已久，在《贵州省重点水源工程近期建设规划》（西南五省水源规划）、《贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划》（“三位一体”）、《贵州省水利扶贫规划》中，沙坝水库均作为近期重点水源工程列入实施项目，项目依据充分；在《思南县水资源综合开发利用规划》中，论证了沙坝水库的工程规模、开发任务，使得项目建设的必要性更加充分。沙坝水库的建设能显著提高当地的城乡供水保障能力和农业抗旱能力，为加快城乡一体化提供的水源保障，对改善山区农村用水条件具有实质意义，对促进农村产业化和加快农材脱贫致富具有重要作用，是加快当地脱贫步伐和提升生活水平的重要举措。⑵项目建设是支撑思南城镇化发展和工业发展的需要思南县城位于思唐镇，城市地理位置特殊，位于乌江两岸的“V”字型坡地上，由于乌江河谷的深切，城区高差落差大，城区分布高程在390m～600m之间。依据《思南县县城总体规划（2002～2020）》及《贵州思南工业园区发展规划（2011～2020）》，思南县城2020年城市人口17万人，在城区周边建设双塘、灯油坝、关中坝三个工业园区，工业园区为城市拓展区。思南县城现状供水水源为已建的河西水厂及思林提水工程，河西水厂取水源为县城段的乌江河水，设计日处理规模2万吨/天，取水设施受能力限制，取水规模当前1万吨，河西水厂提水扬程190m，提水扬程大，对于特高区，需提水300m才能供水，水厂运行成本大，且取水口受上游城乡排污影响，根据贵州省水环境监测中心2010年6月10日对思南县城现状供水水源监测结果，根据《地表水资源环境质量标准》（GB3838-2002），取水水源氟化物和磷含量超标，水处理部分大。鉴于原河西水厂提水扬程大、水源受污染的情况，为改善城区用水现状和提高供水保证率，利用城区上游思林大型水库净化能力强和水量有保证的特点，建设思林提水工程作为县城供水水源，该工程于2011年建成使用，日供水规模2万吨/天，取水设施布置在思林大坝上游800m处左岸土坨子，提水扬程145m，取水水位430m（思林库区死水位431m），提水至585m高位水池后，自流到雷火顶水厂（高程575m），然后处理后供县城供水，输水管线长18563m。受河西水厂的取水1万吨/天的限制，思林提水建成后，县成实际供水3万吨/天，供水人口10万人，人均综合用水量0.3m3/人·天，低于《城市给水工程规划规范》（GB50802-98）小城市人均综合用水标准的0.4～0.8的标准，即使在河西水厂取水规模达到2万吨/天后，加上思林提水日供水规模2万吨/天，县城供水规模达到4万吨/天，设计供水人口12.5万人（2012年），人均用水标准为0.32m3/人·天，仍低于标准值。依据《思南县县城总体规划（2002年～2020年）》，思南县城2020年城市人口17万人，需水量3385万m3（工业需水量1680万m3，生活综合需水量1705万m3），城市日供水规模要求9.3万吨/天，现在的河西水厂、思林提水供水规模满足不了城市发展需求，需另建水源增加供水能力。如前所述，在思南县城的城市拓展区建设双塘工业园区、灯油坝工业园区、关中坝工业园区，三个工业园区需水量1680万m3，要求日供水规模4.6万吨/天，因工业用水水质要求低于生活用水水质，河西水厂、思林提水水源水质一直存在氟化物、磷超标的现象（根据贵州省水环境监测中心2010年6月10日对思南县城现状供水水源监测），随着乌江取水口上游污染日益加重的趋势，不宜长期作为县城供水水源，依据水质分区供水的原则，河西水厂、思林提水作为工业园区供水水源，新建沙坝水库作为县城生活综合供水水源。沙坝水库位于县城北面相思溪河上，建坝河段以上无工矿企业、城镇排污污染，水质较好，且有水质较好的戴家沟泉水作为补给水源，水量、水质有保证，是理想的供水水源。水库正常蓄水位665m，死水位627m，引戴家沟泉水调节供水后，年供水量1936万m3，通过在库区建2.9km隧洞后，可自流向城区⑶项目建设是优化当地水资源配置的需要沙坝水库总库容334万m3，工程为小（一）型，水库主要功能是供水、灌溉；戴家沟泉水枯流0.36m3/s，汛期流量1.08m3/s，泉水已开发利用，灌溉面积6000亩，泉水年出水量2145万m3，作为马河水库补给水源。沙坝水库距县城仅3.5km思南县城由于乌江河谷的深切，城区高差落差大，城区分布高程在390m～600m之间。而沙坝水库正常蓄水位665m，死水位627，供水管道出水高程626m，高于城区规划最高高程600m，可自流供水，供水条件相比思林提水要经济得多。相思河为乌江左岸一级支流，流域内仅建戴家沟引水工程、山塘等小微型工程，水资源开发利用率低，沙坝水库的建设，可提高水资源开发利用水平，促进区域经济发展，改善农业生产条件，优化水资源配置。相思溪河已开发利用的代家沟泉水，是鹦溪镇的重要灌溉、供水水源，工程位于相思溪河支流戴家沟响水洞，为一自然出露的岩溶大泉，汛期出水平均流量1.08m3/s，非汛期枯流0.36m3/s，年产水量2145万m3。工程设计灌面6000亩，供水人口5000人，年用水量341万m3，水资源开发利用率15.9%，开发利用率低。戴家沟泉水工程任务主要是灌溉，建设年代久远，由于当初建设质量和管理的诸多原因，干、支渠破损严重，往往最需灌溉的6～8月，渠道引水只到双龙，灌溉面积只有3000亩，灌溉率50%，余下的3000亩灌面因渠系破损和配套问题常年未得到充分灌溉，灌区平均高程580m，而沙坝水库水位死水位627m依据《思南县水资源综合开发利用规划》，沙坝水库具有灌溉、农村人饮供水任务，该水库新增灌溉面积100亩，灌区为马河坝，水库还解决马河坝、大岩底、余家林、映山红、罗家寨、杨家湾等4000人农村人饮。综上所述，建设沙坝水库对于保障县城城市发展、促进农业发展是十分必要的，一是项目规划依据充分，二是供水条件好，三是项目综合性强，具有供水、灌溉功能，项目所在河流水质较好，水量、水质有保证，输水距离较短，供水条件好，早日建成沙坝水库对加快思南县城镇化、工业化、农业现代化是十分必要的。项目建设的任务根据区域经济社会发展的用水需求，沙坝水库建设任务为供水、灌溉，项目建成后可供水量1936万m3，向县城供水1570万m3，向双龙灌区及马河坝人饮供水366万m3。建设条件水文流域概况思南县位于贵州省东北部，铜仁地区西部，乌江中游。地跨东经107°52′22″～108°27′24″，北纬27°31′42″～28°9′24″之间。东、南、西、北分别与印江、石阡、凤冈、德江四县毗邻。东西宽约56公里，南北长约67公里。全县行政面积2230.50平方公里，辖13个乡镇、14个乡，总人口66.03万人，是一个汉、土家、仡佬、蒙等多民族聚居的地方。思唐镇是思南县县政府所在地，是全县政治、经济、文化中心，距贵阳378公里，距铜仁198公里，距遵义210公里。相思溪河是乌江左岸的一级支流，发源于思南县境内张家寨镇马鞍山，发源地高程为1120m，河流由南向北流经马河坝、鹦鹉溪、白盐井等地，于岩门汇入乌江。相思溪河全流域面积94km2，河流18.5km，落差450m沙坝水库位于相思溪河上游段，集水面积为7.13km²，主河道长3.53km，主河道加权平均坡降为74.8‰。戴家沟泉水位于鹦鹉溪镇西面1公里左右。设计流域处于贵州高原的东北部边缘武陵山脉的西北坡地带上，地势呈梯级起伏，东北高，西南低。流域内土壤主要以黄壤为主，是分布最广的地带性土类。石灰土发育于碳酸盐母质上，紫色土主要分布于紫色砂页岩出露地区，水稻土又包括黄泥田、大眼泥田、紫泥田、潮泥田、冷泥田及滥泥田等。流域内植被属中亚热带湿润性常绿阔叶林，组成种类以壳斗科、樟科、山茶科、杜鹃花科、冬青科等为主，常见的是马尾松、柏木等针阔叶混交林。在石灰岩丘陵地区可常见藤刺灌丛以及禾本科草坡等植被类型，全县森林覆盖率为24.35％。由于受人类活动的影响，对流域内水土流失造成了一定的影响。因此，在发展经济建设的同时，需要加强对生态环境的保护。有关流域情况详见流域水系示意图。气象思南县地处亚热带湿润季风性气候区，气候温和、雨量充沛，雨热同期，流域水气主要来自印度洋孟加拉湾，由于地形变化较大，导致气候垂直变化明显，小范围由于地形形成小气候，对水文要素的地区分布规律有一定影响。根据贵州省气候资料中心的《贵州气候资料》统计，思南气象站多年平均气温17.3℃，最冷月1月平均6.1℃，最热月7月平均28℃，极端最高气温40.7℃，极端最低气温—5.5℃根据思南气象站资料统计，多年平均降水量1146.3mm，其中最大年降水量1765.5mm（1954年），最小年降水量720.8mm（1966年），丰水期4～9月占75.4%。降水量≥0.1mm降水日数160.2天，降水量≥10.0mm降水日数33.6天，降水量≥25.0mm降水日数11.0天，降水量≥50.0mm暴雨日数2.9天，多年平均水面蒸发量1196.7mm。主要灾害性天气有倒春寒、夏旱、秋旱、暴雨、冰雹、大风等。水文基本资料参证站选择本工程所处设计流域内无实测水文、降水资料，而邻近地区有思南气象站，其与工程区相距较近且同属乌江流域。经初步综合分析，选择思南气象站为主要参证站。基本资料主要依据思南气象站，结合《贵州省地表水资源》成果综合取值。参证站测验情况思南气象站建于1948年1月，1951年开始记录资料，观测场位于思南县城关镇府后街，东经108°23′，北纬28°01′，该站观测项目较完全，有降雨、气温、蒸发、风速、风向、湿度、日照等项目，属于国家基本气候站，该站具有1951年至今的气象观测统计资料，且历年气象资料经贵州省气象局进行整编，资料精度较高，系列较长，可靠性、一致性、代表性较好。水文系列采用其1951～2008年的连续资料系列。基本资料评价(一)可靠性思南气象站属国家基本站，汛期进行四段制、八段制观测，枯季采用二段制观测，属国家基本测站，汛期均进行四段制观测，枯季采用一段制观测。该站降水观测均按规范要求进行，资料整编的精度也较高，降水资料可靠。(二)一致性思南气象站自建站自今，站点未发生改变，观测的资料均在一致的条件下产生，所处流域内气候条件及下垫面条件基本稳定，根据1951~2008年降水资料分析线（见下图），说明了系列具有一致性。(二)代表性对思南气象站径流资料进行不同系列长度统计参数比较分析，成果见下表。表2-1思南气象站长短系列统计参数分析表资料系列统计参数年份长度（水文年）均值（mm）CvCs/Cv1975～2008331137.20.1921965～2008431136.10.1921951～2008571146.30.192从表中可见，3个系列虽然最大相差24年，但系列的Cv一致，年降水量均值最大也仅相差8.97‰，说明其统计参数稳定，资料具有代表性。从长系列看，丰、平、枯年份比例恰当。思南气象站站年降水累积曲线及差积曲线图见下图。思南气象站资料系列较长，代表性、一致性较好，且所有资料均经贵州省气象局整编刊印，资料精度较高，完全能够满足本阶段水文计算的精度。PAGEPAGE106径流径流计算设计流域的径流均由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，即年际变化小而年内分配不均。根据选择的参证站思南气象站的降水资料，结合《贵州省地表水资源》成果并按照枯水调查分析成果控制，采用降水径流频率相应法作出沙坝水库坝址处的径流成果。依据思南气象站的降水资料系列，按P=m/（n+1）×100%计算1951～2008年（水文年）系列，其多年平均降水量为1146.3mm，Cv＝0.19，Cs＝2Cv。查《贵州省地表水资源附图》，设计地区的多年平均年径流系数在0.55左右，根据所作的降水成果，再查“多年平均径流深等值线图”知沙坝水库所在区域的多年平均径流深在600m左右。径流的变差系数根据《贵州省地表水资源》中的公式计算：Cvy=γ·Cvx/(αm+βLgF)式中：Cvy—年径流变差系数Cvx—年降水变差系数，Cvx=0.19F—集水面积，F﹤100km2时取F=100km2α—年径流系数m、β、γ—地区性经验参数。m=0.7，β=0.04，γ=1.1结合《贵州省地表水资源》上有关等值线图，可得沙坝水库年径流的变差系数0.33，偏态系数Cs取2Cv。坝址处长系列径流过程采用降水径流频率相应法进行计算。根据思南气象站历年降水量的经验频率在年径流深设计频率曲线上查得一径流深，再用年降水量的实测值与同一经验频率查降水频率曲线上的理论值进行修正，即可得到逐年的径流深。关于枯水控制，主要根据贵州省水文水资源局的《贵州省河流枯水调查与统计分析》的“贵州省平均年日、旬、月均最小流量模数图”分析，取本区域多年平均最小日均流量控制模数为3L/s·km2，最小月平均流量控制模数为4L/s·km2，沙坝水库径流分析与计算成果见下表。表2-2沙坝水库径流分析计算成果表水库时段统计参数设计值（万m3）Q（m3/s）CvCs/Cv5%10%50%80%95%沙坝水库水文年0.1330.3320.2120.1910.1280.0950.0710~3月0.0650.3420.1030.0930.0620.0450.033最小月0.0280.352.50.0460.0410.0270.020.014枯水径流设计流域的枯水结合“贵州省平均年最小日流量模数图”，取本地区的最小日平均流量模数为3L/s·km2，最小月平均流量控制模数为4L/s·km2。待下一阶段对设计流域进行枯水调查和枯水测流，进一步对成果的合理性进行验证。设计流域径流的合理性分析设计流域多年平均年降水量1146.3mm，坝址多年平均径流深590mm，径流变差系数为0.33，径流系数0.55，与《贵州省地表水资源》上的有关等值线图相吻合。径流年内分配以思南县气象站实测降水量进行分配并作枯水控制，沙坝水库设计流域最枯月均流量0.028m3/s，对应模数为3.93L/s·km2洪水暴雨洪水特性形成本流域的暴雨天气类型主要是冷风低槽类，由于北方冷气南移，中低纬副热带高压导致冷暖气团交替而形成切变辐合,暖湿气流于冷气团锋面爬升，加上山区地形的影响，促进冷暖湿气流的抬升运动，从而产生暴雨，暴雨主要出现在4～9月，特大暴雨主要出现5～8月份，以6月居多。暴雨特点是雨量集中，历时短，雨强大。设计流域内河流属山区雨源型河流，洪水由暴雨产生，因受岩溶发育的影响，具有陡涨缓落、涨峰历时较长等特点。洪水过程一般与暴雨过程相应，暴雨历时一般在一天左右，且多发生在5、6、7月份，常出现复式洪峰，高峰在前，陡长陡落，峰高量大。设计暴雨设计流域内无气象站及雨量站点，分析思南县思南气象站及周边各雨量站最大一日暴雨资料，用P—III型曲线进行适线，年最大24小时取最大一日降水量的1.12倍。据思南气象站1951年~2008年共57年资料统计，最大一日降水量均值为90.0mm，相应最大24h降水量为101mm，就省内而言，属一般雨区。从《贵州省暴雨洪水计算手册》中最新的有关等值线图上看，设计流域的最大24h降水量在90～100mm左右。根据思南气象站的暴雨统计参数，结合贵州省最新有关的暴雨等值线图，本阶段确定设计流域最大一日降水量均值为85.0mm，最大24h降水量均值为95mm，最大24h降水量Cv为0.5，Cs/Cv为3.5，最大1h降水量均值为44mm，最大1h降水量Cv为0.45，Cs/Cv为3.5。待下阶段进一步对设计流域的面上暴雨进行分析，确定设计流域的面暴雨参数。设计洪水由于各规划水库所控制的集水面积均在“雨洪法”的使用范围之内，且考虑“雨洪法”是我省水利专家根据陈家琦工程师推荐的推理公式法，结合我省实际情况，推导出计算我省中小流域的洪水公式，并采用“流量频率法”和已成水库工程洪水进行检验，计算精度较高，在我省得到了广泛推广应用，为此沙坝水库的坝址设计洪水采用“雨洪法”进行计算。根据《贵州省暴雨洪水计算实用手册》（含修订本）及贵州省水文水资源局的“特小流域雨洪计算公式”的要求，不同的水库流域特征应采用不同的雨洪计算公式，其水库流域特征以流域特征值θ（θ=L/J1/3/F1/4）和集水面积反映。计算中，对于集水面积小于10km2的水库，按“年最大1小时降水成峰、年最大24小时降水成量”控制。经分析计算，设计洪水使用的计算公式为：Qp=0.481r10.571·f0.223·J0.149·F0.890·（C1Kp1）1.143式中：Qp—设计洪峰流量，以m3/s计r1—汇流系数f—流域形状系数，f=F/L2J、L—主河道比降、河长，河长以km计F—流域面积，以km2计C1—洪峰径流系数1—最大1h降水量均值，以mm计θ—流域的几何特征值，θ=L/J1/3/F1/4沙坝水库设计洪水成果见表2-2。表2-3沙坝水库设计洪水成果表计算项目设计频率P（%）备注0.10.20.5125Qp(m3/s)250228198176154125Wp(万m3)21519416614412293.5设计洪水过程线采用“手册”中的概化洪水过程线坐标推算各设计频率洪水过程线，并为洪水调节计算所采用。设计洪水的合理性分析从暴雨统计参数来看，以思南气象站等雨量站气象站的计算成果，结合区域规律确定的暴雨统计参数与贵州省最新的有关暴雨等值线图是吻合的；对于集水面积小于10km2的沙坝水库，按“年最大1小时降水成峰、年最大24小时降水成量”控制原则是可行的；从区域综合分析角度看，沙坝水库设计洪水P=0.05％～20％洪峰模数为47.6～14.2m3/s.km2综上所述，本阶段推求的设计流域洪水成果是合理的。泥沙因流域内无泥沙实测资料，故泥沙参数主要依《贵州省地表水资源》及其附图，结合实地踏勘选取。根据“贵州省多年平均悬移质输沙模数图”，设计流域的多年平均悬移质输沙模数在200~500t/km2区域。根据流域实际情况，取多年平均悬移质输沙模数为300t/km2，推悬比按20%计。根据取定的输沙模数进行泥沙分析计算，其有关参数指标为：沙坝水库多年平均输沙量0.257万t，其中悬移质为0.214万t。地质区域地质沙坝水库位于思南县城北东面的相思溪河中上游，处于贵州高原的东北部边缘、武陵山脉的西北坡地带，地貌分区属黔中丘原山原山地区之黔北山原、中山区。河流自南向北流，地势南高北低，最高海拔高程约1000m，最低约345m（汇入乌江口）。河流主要沿轴向NNE向的中坝背斜轴部及西翼发育，两岸出露地层由奥陶系（O）至三叠系下统（T1）组成，其间缺失泥盆系（D）及石炭系（C），岸坡地层岩性主要为O1m、S2-3区域地层表地层单位代号厚度（m）岩性描述界系统群组段新生界第四系Q0-＞10主要为残坡积砂质粘土夹碎石及冲洪积砂卵砾石、粉土，洞穴灰华等。中生界三叠系下统夜郎组T1y312-340第三段厚度26-50m，为紫、紫红色钙质页岩及泥灰岩。第二段厚度280m，为浅灰、灰色薄层灰岩偶夹钙质页岩及泥灰岩。第一段厚度6-10m，为浅灰色钙质页岩。古生界二叠系上统长兴组P298-141灰、深灰色中厚、厚层细粒灰岩、含燧石结核。吴家坪组P2w88-140灰、深灰色薄层、中厚灰岩、含大量燧石结核。下统茅口组P1130-221上部为灰白色块状灰岩。下部为灰色中厚、厚层灰岩，含燧石结核。栖霞组P1q150-260上部为深灰色中厚、厚层灰岩。下部为灰黑色薄层灰岩夹有机质页岩，含大量燧石结核。梁山组P10-10黄灰色薄层石英砂岩，含黄铁矿及劣煤。志留系中上统韩家店群S2-3hn670-1150第三段厚度40-200m，为黄灰色中厚层粉砂岩夹粉砂质页岩。第二段厚度420-540m，为黄绿色页岩及粉砂质页岩，中上部夹灰岩透镜体。第一段厚度210-410m，为紫红与灰绿色中厚层粉砂岩及粉砂质页岩，下部为灰绿色页岩夹灰岩透镜体。中统石牛栏群S2sh60-220灰色中厚层生物灰岩，下部夹钙质页岩及泥灰岩。下统龙马溪组S1Ln0-200灰色粉砂质、炭质页岩及砂质页岩，中上部夹钙质粉砂岩及砂质灰岩。奥陶系上统五峰组O3w0-6黑色炭质页岩。临湘组O30-10灰色薄层泥灰岩。中统宝塔组O2b2-45灰紫色中厚层泥质灰岩，具龟裂纹。十字铺组O2sh2-24灰色中厚层灰岩夹钙质页岩。下统湄潭组O1250-270灰绿色页岩及钙质页岩，中部夹泥灰岩。红花园组O1h30-65灰色厚层块状生物碎屑灰岩。桐梓组O1t105-154上部为浅灰色中厚层白云质灰岩及含灰质白云岩，下部为灰色薄层生物碎屑灰岩夹钙质页岩。测区大地构造单元属扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区，构造线总体呈NE～NNE走向。主要褶皱有许家坝向斜、中坝背斜、塘头向斜；主要断层有思南断层，为压纽性逆断层。详见相思溪河区域地质图。岩层总体走向总体为NNE向；倾向受褶皱影响，有SE、NW；岩层倾角25～80°不等，在断层带及褶皱轴附近较陡。据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001，该区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.05g（相应地震基本烈度＜Ⅵ度），属中硬场地区，区域构造稳定性较好。岩组有可溶岩及非可溶岩，受构造影响呈NNE向条带状分布。地下水类型有岩溶水及基岩裂隙水，受构造控制，总体流向为NNE向，最低排泄基准面为东部（右岸）的乌江深切河谷。根据区域水文地质资料，可溶岩分布区岩溶水较丰富，泉水或暗河流量多在50L/s以上，较大的岩溶大泉或地下暗河主要发育在P1较纯灰岩区，地下径流模数4～9L/s.km2；非可溶岩分布区含基岩裂隙水，泉水流量多＜3L/s，地下径流模数多＜1L/s.km2。地下水主要靠大气降水补给。可溶岩区，降水通过地表裂隙、溶隙、洼地、落水洞等渗入地下形成岩溶水，储存在裂隙、溶隙、溶洞内，并在其间远距离径流，在地势低洼的沟谷或在运移方向上遇非可溶岩、阻水构造等阻隔，以裂隙、溶隙泉及岩溶大泉、暗河出口等形式流出地表补给地表水。非可溶岩区，降水通过松散层空隙及基岩裂隙渗入地下形成基岩裂隙水，在裂隙内运移，就近在沟谷等低洼地势以裂隙泉、断层泉形式集中流出或分散渗出地表补给地表水。不良物理地质现象主要为岩溶塌陷及浅层滑坡等类型。岩溶塌陷：分布于碳酸盐岩区，由于岩溶作用，加上构造影响，地下岩溶发育，造成地表局部塌陷，形成岩溶洼地、漏斗、落水洞等。滑坡：主要发生在砂、泥岩地层分布区，多为松散堆积体沿基岩面、层面或风化分带界面产生蠕动变形形成。工程地质条件及评价沙坝水库沙坝水库、坝段工程地质条件及评价表工程部位基本地质条件工程地质评价水库水库代表坝段位于鹦鹉溪镇南部相思溪上游侵蚀沟谷内，抬高最大水头约60m。建库河流为乌江左岸的一级支流，沿中坝坝背斜核部及W翼发育，走向NNE向。河谷基本为纵向谷，横断面呈窄“V”型，岸边分布有零星耕地及民房，未发现珍稀动植物及重要矿产分布。两岸地貌主要为侵蚀地貌，分水岭较高大、宽厚。左岸基本为逆向坡，右岸为斜、顺向坡，岩层倾角大于坡角，整体稳定性较好。左岸无低邻谷存在；右岸低邻谷为乌江深切峡谷。地层岩性主要为奥陶系下统湄潭组（O1m）页岩夹泥灰岩。两岸由近至远依次为奥陶系中上统（O2+3）、志留系（S）、二叠系（P）、三叠系（T），岩性为灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、砂岩、泥岩、页岩等相间分布库区位于NNE向中坝背斜核部一带，左、右岸平行分布有许家坝向斜及塘头向斜，左岸坡平行分布一区域正断层，未穿插库盆。岩层分别倾向为NWW（左岸）、SEE（右岸），倾角35～72°。岩组主要为隔水层、相对隔水层，透水性较弱。水库两岸地形封闭条件较好；库盆主要为隔水层、相对隔水层封闭；与右岸乌江深切低邻谷之间有多层可靠隔水层阻隔，不存在邻谷渗漏问题。岸坡岩层陡倾，整体稳定性较好。库区有少量耕地及民房淹没，但无重要矿产、珍稀动植物等淹没。两岸无低洼地势，无浸没问题。岸坡及上游有风化产物，是水库淤积的主要来源。总之，水库不存在影响建库的控制性地质因素，成库条件较好。坝址河谷为侵蚀窄“V”型，两岸岩层陡倾，倾角大于坡角，未发现坡体变形迹象，整体稳定性较好。河床分布冲洪积砂卵砾石、粉土，厚度0～5m。基岩为奥陶系下统湄潭组（O1m坝址位于NNE向田坝坝背斜W翼近核部，岩体未受较大断层构造破坏，完整性较好。岩层为单斜构造，倾向NWW（左岸），倾角70°左右。岩组为裂隙含水层，整体透水性较弱，阻水性能较好，属隔水层。基岩岩质较软，适当处理适宜建坝。岸坡基岩陡倾，稳定性较好。岩组属隔水层，完整岩体可作为防渗边界。右岸老鹰窝山体分布大量P灰岩，距坝址最近距离不足2km，可开采砂石骨料。两岸槽谷、缓坡分布有风化土料。引水线路将戴家沟（响水洞）泉水引至沙坝水库，引水建筑物主要是管道。该泉水已被利用，为上覆三叠系（T）、二叠系（P）岩层地下水沿NNE向、近EW向岩溶管道向东、向深部运移，受下伏志留系中上统韩家店群（S2-3hn）页岩隔水层阻隔，流出地表形成。根据1/20万、1/50万区域水文地质资料分析，且调查地方长期引用泉水情况，其枯季平均流量约为360L/s。引水线路主要沿相思溪河左岸坡延伸，岸坡为侵蚀沟谷地貌，沟谷较为发育。坡体基岩主要为志留系中上统韩家店群砂、页岩，岩质较软，整体为软质岩，亲水性较强，易风化破碎，风化深度较大，坡面风化层较厚。岸坡分布一近SN向正断层，倾向W，倾角59°。岩层走向与渠道走向基本一致，倾向山内（W），倾角大于30°，边坡为逆向坡，整体稳定性较好，局部表层松散层存在塌岸现象，不影响整体稳定。地基主要位于软质岩区，岩体完整性还受断层影响，主要的工程地质问题是为浅层松散层边坡稳定问题。天然边坡为逆向坡，整体稳定性较好，但岩体风化层厚度较大，松散层稳定性较差，边坡开挖会影响松散层的稳定状态。线路沿线分散分布有砂岩，强度较高，可就近取材用作建材，或考虑使用商品料场建材。输水线路将沙坝水库库水经隧洞引至三洋溪水厂后供水。隧洞穿过沙坝水库与三洋溪之间分水岭，最大埋深约320m。进口逆向坡，出口顺向坡，岩层倾角均大于坡角，未发现边坡整体稳定问题，稳定性较好。隧洞穿越地层岩性有O1m、O2+3、S、P及T1y，岩性有砂、页岩、泥灰岩、灰岩等，成互层状分布，隧洞埋深最大处为灰岩。隧洞岩体未受较大规模断层破坏，岩层走向近SN向，与隧洞走向近于直交，倾向E，倾角20～70°进出口基岩以软质岩为主，岩石强度较低，岩体稳定性较差，围岩类别基本为Ⅴ类；洞身段之软质岩段及硬质岩溶蚀风化破碎部分围岩类别以Ⅳ类为主；较完整硬质岩岩体稳定性较好，围岩类别主要为Ⅲ类。可溶岩洞段溶蚀较强，可能存在较大规模溶洞段或岩溶管道。硬质岩洞段埋深大于300m部位的开挖可能遇见岩爆问题。有关建议参数见参数建议表。输水管道沿峰丛谷底边缘缓坡延伸，基岩主要为三叠系下统夜郎组第三段页岩及泥灰岩，岩质较软，亲水性较强，易风化破碎，风化深度较大。岩层走向与渠道走向大部分一致，局部交角较大，边坡主要为顺向坡，岩层倾角大于坡角，未发现整体稳定问题，整体稳定性较好。地基主要位于软质岩区，主要的工程地质问题是为浅层松散层边坡稳定问题。天然边坡整体稳定性较好，但岩体风化层厚度较大，松散层稳定性较差，边坡开挖会影响松散层的稳定状态。线路沿线分散分布砂岩、灰岩，可就近取材用作建材，或考虑使用商品料场建材。有关参数建议参考《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99及《岩土工程手册》有关参数及类似工程地质环境所采用的经验参数提出本阶段建议参数表如下。岩、土（体）有关参数建议表项目硬质岩中软岩软质岩湿抗压强度Rb(MPa)Rb＞4030～40＜30容许承载力[R](KPa)1500～2000800～1200500～800抗剪强度f0.60～0.700.50～0.550.40～0.45c(MPa)000抗剪断强度f′0.80～1.000.60～0.800.55～0.60c′(MPa)0.60～0.900.40～0.600.30～0.40砼/岩体抗剪(断)强度f0.60～0.700.50～0.550.40～0.45c(MPa)000f′0.90～1.100.70～0.900.60～0.70c′(MPa)0.9～1.100.50～0.600.30～0.35抗冲刷系数1.21.3～1.41.4～1.5容许开挖边坡1:0.3～1:0.5(强风化1:0.5～1:0.75)1:0.3～1:0.5(强风化1:0.75～1:1)1:0.5～1:0.75（强风化1:0.75～1:1）围岩类别ⅢⅣⅤfk4～53～41～2k020～2510～125～8结论及建议结论⑴该区地震动峰值加速度为0.05g（相应地震基本烈度为Ⅵ度），地震动反应谱特征周期为0.35s，属中硬场地区，区域构造稳定性较好。⑵水库不存在影响成库的控制性地质因素，具备成库条件。⑶坝址具备建坝条件或局部经工程措施处理后具备建坝条件。⑷输水线路未发现影响方案成立的控制性地质因素。⑸水库砂石骨料分布在右岸老鹰窝一带，储量及质量能满足工程建设要求。输水线路考虑沿线就地取材或使用商品料场建材。建议建议下阶段布置适当的工程地质勘察工作，采用适当的勘探手段查明各建筑物水文、工程地质条件，重点是坝址及隧洞沿线。查明天然建筑材料储量、质量及其开采条件、开采率、交通运输条件等。建设规模程规模工依据《思南县县城总体规划（2002～2020）》及《贵州思南工业园区发展规划（2011～2020）》，2020年，思南县城人口规模17万人，规划双塘、灯油坝、关中坝三个工业园区，工业增加值达到80亿元。依据《思南县水资源综合开发利用规划》，2020年思南县城需水预测见下表（含双塘、灯油坝、关中坝工业园区用水）。表3.1思南县城需水预测计算表水平年城市居民生活需水（万m3）工业需水量（万m3）建筑业需水（万m3）三产需水量（万m3）河道外生态需水

（万m3）总需水

（万m3）城市人口

（万人）毛定额

（L/人·天）小计工业增加值

（万元）毛定额

（m3/万元）小计建筑业增加值

（万元）毛定额

（m3/万元）小计三产增加值

（万元）毛定额

（m3/万元）小计2020年17.00175108680000021168068260201372106211837910433852020年，思南县城需水量3385万m3，包括双塘、灯油坝、关中坝三个工业园区用水量1680万m3，其中：双塘工业园区年用水量801万m3，灯油坝工业园区需水量687万m3，关中坝工业园区192万m3。思南县城被乌江分隔成河西、河东两部份，灯油坝工业园区、关中坝工业园区位于河东，两园区地理位置高程450m～500m，双塘工业园区位于河西，地理位置高程550m，已建的思林提水供水工程雷火顶水厂供水高程575m，供水能覆盖三个工业园区，依据思林提水设计年供水量730万吨的供水能力，需增加思林提水供水规模至1680万m3，日供水能力至4.6万吨/天来满足工业园区用水需求。乌江思林河段一直存在磷超标的现象，由于工业用水对水质要求较低，乌江思林提水可以作为工业供水水源，但作为生活供水水源水处理成本较大，而位于乌江支流上的沙坝水库所在的相溪河水质较好，且供水量1936万m3，水量、水质有保证。思南县城不含工业园区用水量为1705万m3，供水人口17万人。沙坝水库正常蓄水位665m，引戴家沟泉水调节后供水量1936万m3，其中：p=95%城乡生活供水量1590万m3，P=80%灌溉水量346万m3。水库引入戴家沟泉水后，灌溉原有双龙灌区6000亩及下游马河坝灌区100亩，灌溉水量346万m3；水库解决坝下游区马河坝、杨家湾等农村人饮4000人，年供水量20万m3，沙坝水库可向思南县城供水1570万m3，日供水规模4.3万吨。沙坝水库位于鹦鹉溪镇马河坝村，项目位于乌江左岸支流相思溪上，工程选址在马河坝村上游530m的河谷转湾处，坝址以上集水面积7.13km2，坝址处多年平均流量0.133万m3，正常蓄水位665m，死水位627m，总库容334万m3，工程规模为小（一）型；坝高52m，坝顶长度131m，引入戴家沟泉水后年可供水量1936万m3。特征水位选择死水位选择本阶段水库死水位选择主要按满足水库泥沙淤积和取水口的布置要求而定。沙坝水库属小（一）型水库，设计淤沙年限取30年，经计算设计淤沙量为5.82万m3，水平淤积高程为625.66m，沙坝水库死水位取627m，死库容为8.53万m3。正常蓄水位选择沙坝水库位于相思溪河上游，流域面积较小，坝址以上河流为狭长型河流，且河床坡降较大，库容条件较差。依据本区域水资源的配置需求，本阶段结合工程的地质地形条件和淹没状况，并考虑水资源的合理充分利用对沙坝水库进行正常蓄水位初选。经分析，本阶段沙坝水库正常蓄水位按665m进行分析计算。水利计算基础资料（一）径流资料径流调节计算所采用的径流系列为1951～2008年共58年的逐月平均径流量，成果详见水文分析计算部分。(二)库容曲线规划水库的库容曲线，采用1/万地形图上量算，高程系统为黄海高程系统。由于库区内两岸边坡较稳定，未发现库区有大面积的塌方等影响库容变化的情况，量算成果可靠，满足本阶段要求。沙坝水库库容曲线成果见下表。表3.2沙坝水库面积库容曲线成果表高程(m)面积A（万m2）库容V（万m3）617006200.210.216251.814.66302.6615.76353.89326405.35556457.0385.86509.0812665511.317766013.9224066517.231867020.6241267525.1152668029.46662(三)水量损失库损由蒸发和渗漏等因素产生：水库建成后，库区由原来的陆面蒸发变成水面蒸发，水量蒸发损失增大；结合库区地质条件，本阶段的库损量（蒸发和渗漏损失）按水库正常蓄水位相应库容的10%计。（四）环境用水沙坝水库的河道外用水对下游的生态将带来一定的影响，为了解决此问题，需向下游河道排放一定量的环境用水。沙坝水库下游无重要的水生生物和水生植物，为此根据径流分析计算成果，并结合相关规范，本阶段沙坝水库的环境用水按坝址多年平均流量的10%下放。设计水平年及设计保证率依据项目所在地区资料整编情况、水文气象资料及相关规划，设计项目现状水平年为2010年，设计水平年2020年。城乡供水设计保证率95%。根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99，灌溉设计保证率为80%～95%，考虑到社会经济的发展和本区水资源条件，灌溉设计保证率采用80%。灌溉制度设计思南县各灌区的现状为“浅—深—浅”的灌溉制度，现状水平年的复核灌溉用水按此考虑；但根据水利部1998年4月4日发布，1998年5月1日实施的《节水灌溉技术规范》SL207—98，新建、改建、扩建灌溉工程要考虑节水灌溉。因此，各种作物灌溉定额均采用节水的方式，以促进节水技术在各水库灌区的推广，故设计水平年的灌溉用水计算按此考虑。根据灌区农作物种植结构调查，灌区分为田和旱地，田的农作物组成为大季种水稻，小季种油菜，复种指数为1.8；旱地大季种玉米，小季种小麦，复种指数为2.0。1、灌溉实验成果八十年代水稻灌溉试验及水稻、参考作物等值线图的制作：省水利厅1980～1987年组织有关单位在花溪中曹、花溪农场、平坝羊昌河、安顺猫猫洞、六枝白岩脚、遵义龙岩、铜仁谢桥等十五个灌区进行各种不同品种水稻的坑、筒测灌溉用水量试验。同时在花溪农场、平坝羊昌河、余庆团结、思南利民等十二个灌区进行了湿润、浅灌、浅深浅、淹灌等灌溉制度试验，在此基础上配以调查编制了全省水稻灌溉用水量等值线图，并与邻省实现拼接。根据试验成果统计，多种灌溉制度多年平均水稻灌溉定额270m3在同期通过调查、气象资料分析及邻近省份的旱作物灌溉试验资料，编制了参考作物耗水量等值线图，并与邻省实现拼接。九十年代水稻、旱作物灌溉试验：为缓解省内工程缺水矛盾，提高工程建设经济合理性，探索适宜我省自然气候条件下水稻节水、增产、省工的灌溉制度，1997年3月省水科院立项在惠水县和平镇雅羊村开展了3年水稻节水灌溉制度试验。试验区地理位置为东经106°42′，北纬26°02′，海拔高度957.85～957.12m试验的灌溉制度为“科灌”、“间歇灌”、“控灌”、“湿润灌”。试验面积260亩，采用水泵提水、水表计量经水管直接送入每一块田。1999年还在省内松柏山水库灌区、兴义市、遵义市、平坝县、修文县推广了12945亩。经过三年的试验研究，专家评审鉴定认为“科灌”增产为5.5%，灌溉定额（即灌入田间的净用水量）为249.0m32、中稻灌溉制度及灌溉定额计算本次灌区水稻灌溉拟推荐“薄、浅、湿、晒”控制灌溉模式，并且要求节水灌溉工程投入使用后，正常水文年份单位面积用水量节水20%以上。根据搜集的《贵州缺水地区节水灌溉技术应用研究成果报告》及惠水试验站的试验资料，结合邻近省份成果，按《节水灌溉技术规范》SL207—98进行分析计算，确定本灌区的灌溉定额过程。水稻采用“薄、浅、湿、晒”灌溉模式，能够充分满足水稻个体生理和群体生态需水特性的要求，改善土壤中水、气、热状况，调节田间小气候，促进肥料分解，提高肥效，创造一个良好的环境条件，利于水稻的生长发育，使禾苗转青快，分蘖提早、集中，有效分蘖增多，抽穗开花整齐，穗大粒多，谷粒饱满，且不易倒伏，从而提高单产量，促进高产。在广西，“薄、浅、湿、晒”灌溉区早晚两季年亩产可达1050kg，比浅灌结合晒田每亩年增产42kg。“薄、浅、湿、晒”的灌溉模式还能够减少田间耗水量，节约用水。水稻实行“薄、浅、湿、晒”的灌溉模式，在水稻生长过程中，由于田间湿润和晒田而没有水层的天数较长，在田间进行湿润和晒田的情况下，不仅棵间蒸发减少，而且地下渗漏量也相应减少，所以采用“薄、浅、湿、晒”的灌溉模式能够节水。据广西区试验资料，“薄、浅、湿、晒”比浅灌结合晒田每亩早、晚两季年平均减少耗水量33.7m3。根据广西区1992、1993两年灌溉实际情况，累计四季推广2672万亩，总节水量25亿m3，平均每亩每季节水94m总之，为了缓解灌区水资源的供需矛盾，减小工程规模，增加工程经济合理性，提高产量，“薄、浅、湿、晒”是比较适宜推广的灌溉制度，另外，水稻的节水灌溉还有利于环境保护和生态平衡。“薄、浅、湿、晒”灌溉模式的技术要求是:薄水插秧，浅水返青；分蘖前期田间湿润管理，分蘖后期晒田；拔节孕穗期、抽穗扬花期灌薄水；乳熟期灌跑马水；黄熟期湿润落干，穗部勾头前，田间保持湿润，勾头后自行落干，详见表3-2。根据技术要求，拟定灌区灌溉制度见表3-3。泡田期为5月中下旬，共21天，下渗量以2.0mm/日计，黄熟期和完熟期为9月上中旬，共20天，为湿干和干状态，灌溉制度设计全期为5月11日至9月20日，共133天。灌溉定额计算根据我省一些地区的灌溉试验资料，参考邻近省份经验，采用我院分析拟定的灌溉定额计算模式，按逐旬田间水量平衡法推求。M=M泡+M生=（M1+M2+f泡+0.6E20-R）+（Y-Rˊ±ΔH）式中：M：水稻净灌溉定额（mm）M泡：泡田期净灌溉定额（mm）M生：生长期净灌溉定额（mm）M1：土壤饱和水深73.3mmM2：田间水层深30mmf：下渗量，泡田期f泡=2.0mm/日，生长期f生=1.0～2.0mm/日E20：20cm蒸发器蒸发量（mm）R：泡田期有效雨量（mm）X：旬降水量（mm）当X≥100mm时，R=100mm当X<100mm时，R=XY：田间耗水量Y=f生+αE20α：散发系数Rˊ：生长期有效雨量（mm）Rm：最大有效雨量（mm）Rm=1/2（Y±ΔH）当Rm≥X时，Rˊ=X当Rm<X时，Rˊ=RmΔH：田间水层变幅（mm）思南县气象站可代表灌区的气象条件，根据思南县气象站历年降水、蒸发资料求得水稻历年灌溉定额过程。将历年灌溉定额从小到大排队进行频率分析计算，以P—Ⅲ型曲线适线，成果见表3.5。表3.3水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉制度技术要求表作物生长期移植期返青期分蘖初、盛期分蘖后期田间水量控制水层（15—20mm）浅水（30—40mm）无水层，土壤含水率100%落干晒田（7至10天）要求薄水插秧，插完即回灌浅水满足秧苗湿润和生态需水要求3至5天灌一次10mm以下的跑马水，保持田间土壤饱和冷浸田、肥粘田重晒至田边周围坑白；壤土田中、轻晒至田间鸡爪缝；高坑、沙土田只露不晒。要控制土壤含水率下限70%为宜。作物生长期拔节孕穗期抽穗开花期乳熟期黄熟期田间水量控制湿润（10—20mm）水层薄水（5—15mm）3至5天灌一次10mm以下跑马水落干要求回水攻胎，幼穗分化前期灌跑马水浅薄扬花，保持浅薄水湿润灌浆，禾苗青枝腊杆，田间湿润至黄熟表3.4灌区中稻灌溉制度表生长期日期水层深度下渗量散发系数起止天数（mm）（mm/日）返青6月1日6月15日1540—202.0—1.50.8—0.9分蘖6月16日6月30日1520—01.5—1.00.9—1.0拔节7月1日7月15日1510—201.51.1孕穗7月16日7月31日1620—101.51.1—1.2抽穗8月1日8月15日1515—201.5—1.01.1—1.0乳熟8月16日8月31日1610—2011.0—0.9合计6月1日8月31日921.51.013、旱作物灌溉制度和定额根据我省一些地区的旱作物灌溉试验资料，参考邻近省份经验，结合本灌区的实际情况，拟定旱作物的灌溉期和总需水量见表3.5。表3.5旱作物灌溉制度表月份需水量（mm）月份需水量（mm）油菜玉米小麦油菜玉米小麦591.143.81247.728.76190.5147.787.17153.9242.930.8832.9374.7489444.454.283.2101142.628.4合计300522.6350旱作物灌溉定额采用需水量扣除有效雨量法推求，而有效雨量又是降水量与降水利用系数的乘积，不同雨量级雨量的利用系数见表3.6。表3.6不同量级雨量的利用系数表雨量分级（mm）<1010.1~2525.1~5050.1~75利用系数1.00.90.80.7雨量分级（mm）75.1～100100.1～150150.1～200>200利用系数0.60.50.40.3根据思南县气象站1951～2008年逐月降水，应用我院分析拟定的灌溉定额计算公式，求得各种旱作物历年逐月节水灌溉定额（节水率采用20%）。将各种作物历年灌溉定额从小到大排队，并以P—Ⅲ型曲线适线，进行频率分析计算，成果见表3.7。表3.7农作物设计净灌溉定额成果表(规划)项目统计参数Mp（m3/亩）农作物（m3/亩）CvCs/Cv20%50%80%水稻2890.182245286332油菜69.30.22256.368.281.7玉米880.15276.787.398.9小麦71.20.225970.382.84、灌溉需水量计算灌溉需水量根据工程的灌溉面积、田土比例及作物组成，采用相应作物相应年份的灌溉定额进行长系列计算。本次沙坝水库灌溉计算涉及鹦鹉溪镇6000亩灌面（全部为水田）及沙坝水库周边100亩灌面（70亩水田，30亩旱地），根据《灌溉与排水工程设计规范》的有关规定，灌区内渠系水利用系数取为0.75（灌区渠道现已全部衬砌），田间水利用系数0.95，则灌溉水利用系数取0.7。经计算，鹦鹉溪镇6000亩灌面多年平均灌溉用水量为295万m3，P=80%灌溉用水量为341万m3，沙坝水库100亩灌面多年平均灌溉用水量为4万m3，P=80%灌溉用水量为5万m3。兴利调节计算沙坝水库集水面积7.13km2,天然情况下多年平均来水量为419万m3，考虑将戴家沟泉水引部分水量进入沙坝水库库内经行兴利调算。戴家沟泉水位于鹦鹉溪镇西面1公里左右，经过初步水文地质分析，戴家沟泉水可利用流量丰水期4～9月为1m3/s，枯水期10～3月为0.36m3/s。扣除需提供给鹦鹉溪镇生产生活用水58.6万m3/a后，戴家沟泉水可引入沙坝水库的水量为2080万m沙坝水库主要为灌溉和供水功能，农灌用水量根据灌区灌面的组成、各种作物的历年逐月旬灌溉定额过程进行计算，根据水库坝址处长系列径流计算成果（考虑戴家沟泉水入库水量影响），对应的灌溉用水量长系列成果，并计入水库的蒸发、渗漏损失水量，计算时调节时段5～8月为旬，其他月份为月。按“以供定需”的原则进行，以沙坝水库的最大可供水量确定其正常蓄水位。通过调算，沙坝水库的正常蓄水位为665m，对应库容318万m3，死水位为627m，死库容8.53万m3，兴利库容309.47万m3，在保证灌溉功能P＝80％的346万m3的前提下，P=95%设计年可供水量1590万m3，具体见表3.8。表3.8沙坝水库水利计算成果表项目单位沙坝水库集水面积km27.13多年平均流量m3/s0.133多年平均径流量万m3419引戴家沟泉水入库量万m32080正常蓄水位m665死水位m627水平淤沙高程m625.66设计淤积量万m35.82正常蓄水位以下库容万m3318死库容万m38.53兴利库容万m3309.47库容系数%73.9调节性能多年下放环境水量万m341.9承担灌溉面积（田/土）亩6070/30P=80%灌溉需水量万m3346P=95%可供水量万m31590水量利用系数%79.1泥沙淤积计算前已述及，设计流域的泥沙，主要来源于流域内水土流失。因流域内无泥沙实测资料，故泥沙参数主要依据《贵州省地表水资源》及其附图，结合实地踏勘选取。设计流域多年平均悬移质输沙模数本阶段暂取300t/km2，推悬比按20%计，待下一阶段对沙坝水库库区进行纵横断面测量，分析所取泥沙参数及其坝前淤沙高程计算的可靠性，并分析泥沙淤积形态的合理性。沙坝水库泥沙淤积计算根据确定的悬移质输沙模数和推悬比等参数，采用“多年平均排沙比法”计算水库泥沙淤积量，悬移质干容重取1.3t/m3。沙坝水库属小（一）型水库，设计淤沙年限取30年，经计算设计淤沙量为5.82万m3，水平淤积为625.66m。洪水调节计算根据水库工程规模、大坝型式以及有关规范确定大坝设计和校核洪水标准，再根据水工确定的溢洪布置和溢流方式，以水库洪水过程线进行洪水调节计算，确定其洪水位。根据国家《防洪标准》GB50201-94、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及其《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）的规定，确定水库工程等别和大坝等永久性水工建筑物级别，以及大坝设计、校核洪水标准。沙坝水库设计洪水标准为五十年一遇（2％），校核洪水标准为两百年一遇（0.5％）。沙坝水库溢洪道为坝顶设闸控制溢流，溢流孔口尺寸为1孔5×5m（宽×高），堰顶高程660m。水库下游无防洪要求，水库也不预留防洪库容，洪水调节以正常蓄水位665m为起调水位，相应起调库容为318万m3。洪水调节计算所需要的设计洪水过程线以《贵州省暴雨洪水计算实用手册》上的概化过程线推求，按水量平衡方程式逐时段进行调洪演算，调节时段为0.5h。水库调洪成果见表3.9。表3.9沙坝水库洪水调节计算成果表名称沙坝水库校核设计频率（%）0.52起调水位（m）665665起调库容（万m3）318318设计洪峰流量m3/s）198154最大下泄流量m3/s）145126堰顶高程（m）660660闸门尺寸（宽*高*孔数）5*5*15*5*1最大库容（万m3）334325最高库水位（m）665.933665.413主要建筑物布置工程等级及标准沙坝正常蓄水位665m，正常蓄水位对应库容318万m3，校核水位665.93（p=0.5%），对应总库容334万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，本工程规模属于小（1）型，属于Ⅳ等工程，水工建筑物属于4级建筑物，设计洪水为30年一遇，校核洪水为200年一遇。工程选址、选型及总体布置坝址选择相思溪河干流马河坝以上河段，河谷狭窄，耕地较少，无影响成库建坝如溶洞、洼地等地质因素，规划在马河坝村上游530m的河谷转湾处建设沙坝水库，水库正常蓄水位665m。水库选址主要是避开对马河坝村的淹没影响，同时建坝对下游河间田坝具有自流灌溉作用。规划坝段河谷成“U”型，两岸山体雄厚，建坝条件好。坝址位于相思溪上游侵蚀沟谷内，抬高水头约50m。建库河流为乌江左岸的一级支流，沿中坝坝背斜核部及W翼发育，走向NNE向。河谷基本为纵向谷，横断面呈窄“V”型，岸边分布有零星耕地及民房，未发现珍稀动植物及重要矿产分布。两岸地貌主要为侵蚀地貌，分水岭较高大、宽厚。左岸基本为逆向坡，右岸为斜、顺向坡，岩层倾角大于坡角，整体稳定性较好。左岸无低邻谷存在；右岸低邻谷为乌江深切峡谷。地层岩性主要为奥陶系下统湄潭组（O1m）页岩夹泥灰岩。两岸由近至远依次为奥陶系中上统（O2+3）、志留系（S）、二叠系（P）、三叠系（T），岩性为灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、砂岩、泥岩、页岩等相间分布河床分布冲洪积砂卵砾石、粉土，厚度0～5m。岸坡基岩为奥陶系下统湄潭组（O1m）页岩夹泥灰岩。坝址位于NNE向田坝坝背斜W翼近核部，岩层陡倾NWW（左岸），倾角70°坝型选择根据拟定的坝段工程地质、地形条件，经初步分析，拟定坝址适合建混凝土重力坝，坝址附近有量大质好的砂石骨料，满足筑坝建材需求。根据拟定坝址下游河段顺直，基岩裸露，坝两岸无危岩、滑坡体等存在，溢洪道布置在坝体中部，采用坝顶溢流，消能方式为挑流消能。工程总体布置根据拟定坝址地形、地质条件及合理开发利用水资源的要求，沙坝水库供水工程由戴家沟泉水引水工程、沙坝水库组成，工程总体布置方案为：在马河坝上游530m处建坝成库，坝址以上来水受集水面积小的影响，优化水资源配置，引戴家沟泉水至坝前，提水入库后供水，主要建筑物有：坝高52m一座，改造干渠350m，建250m引水隧洞一条，铺设7250m引水管道一条；建设泵房一座，平面尺寸17.5m×21m（长×宽），内置3台机组，装机容量3×500kW；在库左岸建2900m主要建筑物⑴大坝规划坝段河谷成“U”型，两岸山体雄厚，挡水建为混凝土重力坝，坝体填筑材料为C15混凝土，坝基采用1m厚C25钢筋混凝土垫层，坝体迎水面采用1m厚C20混凝土防渗。坝顶高程667m。最大坝高52m，坝顶长131m，坝顶宽5m⑵溢洪道大坝河床段设5m长溢流坝，溢流堰顶高程665m，设1道（宽×高）5m×5m闸门。溢流面为WES曲线，挑流消能，最大挑距23m。⑶取水管道及放空底孔右岸非溢流坝段下部设取水管道,左岸非溢流坝段下部设放空兼冲砂底孔。取水管道断面尺寸1.0×1.0m，取水底板高程626m；放空兼冲砂底孔断面尺寸1.5×2.0m，放空底板高程625m。⑷供水隧洞引水隧洞布置于右岸，取水口底板高程626m，洞长2850m，坡降i=1/3000，隧洞断面为城门洞型，尺寸2m×2.5m（宽×高），顶拱半径R=1m；隧洞衬砌材料为C15钢筋混凝土，厚度a=0.3m，洞内铺钢管，管径R=0.5m⑸戴家沟引水系统引水系由隧洞、钢管、提水泵房组成。隧洞取水口布置在总干渠桩距350m处，取水口底板高程619m，洞长250m，坡降i=1/2000，隧洞断面为城门洞型，尺寸2m×2.5m（宽×高），顶拱半径R=1m，洞身衬砌材料为C15钢筋混凝土，厚度a=0.3m，洞内铺钢管，管径R=0.5m，隧洞出口布置在大沙坝。引水钢管长7000m，断面半径R=0.5m，壁厚a=0.36cm，钢管平均每隔100m设镇墩一个；提水泵房布置在坝前左岸，平面尺寸17.5m×21m（长×宽），内置3台机组，装机容量3机电和金属结构机电设备主要有提水泵站，依据相关计算，装机容量3×500kW，2台正常使用，一台备用。金属结构主要有泄洪闸门、冲砂孔闸门、取水口闸门、引水闸门、供水闸门等，其中：泄洪闸门一扇，为露顶式平板闸门，尺寸5m×5m（宽×高）；冲砂孔闸门一扇，为深水式平板闸门，尺寸1.5m×1.5m（宽×高）；取水孔闸门两扇，为深水式平板闸门，尺寸1.5m×1.5m（宽×高）；引水闸门3扇，为露顶式平板闸门，尺寸1.2m×1.2m（宽×高）；供水闸门3扇，为露顶式平板闸门，尺寸1.2m×1.2m（宽×高）。工程量沙坝水库主要工程量见下表4.1。表4.1工程量表序号名称单位数量一拦河坝工程土方开挖m37004石方开挖m321011土石方回填m319610混凝土m370037帷幕灌浆m3414固结灌浆m4779钢筋制安t210二泄洪工程混凝土m3566钢筋制安t16三供水隧洞洞方石挖m315000混凝土m35400钢筋制安t120四引水工程土方开挖m315960石方开挖m323940土石方回填m316800洞挖石方m31350混凝土m3486钢筋制安t10.8五金属结构供水管道钢材t1618泄洪道闸门及启闭机t10.8底孔闸门及启闭机t3.5引水管闸门套3供水管闸门套3工程施工施工条件对外交通工程位于贵州省思南县县城以北鹦鹉溪镇的相思河上，鹦鹉溪镇距县城20km，鹦鹉溪镇到沙坝水库大坝位置有乡村公路7km到达坝址附近。工程建材供应本工程主要外购材料为水泥、钢材等。离工区最近的供应地为思南县城，距施工现场27km，考虑当地没有钢厂，因此，钢材、钢管由贵阳采购，通过汽车直接运输到施工现场。水泥、生活物资及火工产品由当地市场供应。本工程需要的砂石料在工程区域内无天然砂料、砂卵砾石可利用，须开采石料加工砂石料。经地质调查选择料场位于坝址东面，距坝址约2km处的老鹰窝处，为本工程的砂石料料源。施工电源施工区距离思南县城约为20km，距离鹦鹉溪镇约为7km。工程建成运行时，布置的施工电源将变成泵站的供电电源，因此，施工电源接入思南县城城区电网，采用10kV线路，长度为施工水源工区无现成供水设施，需新建供水系统。生活、生产用水可以选择直接从相思溪引用，枯水期可以直接作为施工用水，汛期经沉淀处理后可作为施工用水。施工导流沙坝水库的集雨面积为7.13km2，多年平均流量为0.133m3/s,坝型为砼重力坝，坝址位于河谷地带，河床较狭窄，因此，本工程均采用一次拦断河床、导流分为两期实施，其中一期采用全段围堰明渠导流，时间