工程地质及水文地质实习报告.docx

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工程地质及水文地质实习报告

工程地质及水文地质

实验报告

姓名：

廖阳

班级：

农业水利工程201404

学号：

20140993

时间：

2016.12.14—2016.12.15

地点：

汉源县瀑布沟水电站，汉源县城边坡治理；名山区百丈水库及红光水库，牛碾坪万亩茶园，生态湿地

一，汉源县瀑布沟水电站

简介：

瀑布沟水电站是国电大渡河流域水电开发有限公司实施大渡河“流域、梯级、滚动、综合”开发战略的第一个电源建设项目，它是国家"十五"重点建设项目，也是西部大开发的标志性工程。

是四川省灾后重建中和本世纪以来投产的单机和总装机容量最大的水电站，同时也是大渡河下游的控制性水库，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。

水文条件及地质条件[1]：

坝址区多年平均气温17.8℃，多年平均降雨量748.4mm，多年平均相对湿度68%；多年平均流量1230m3/s，年径流量388亿m3；河水多年平均含沙量0.832kg/m3，年输沙量3150万吨，汛期平均含沙量1.21kg/m3，推移质平均输沙量53万吨。

工程区位于川滇南北构造带北段东侧，南北向汉源-昭觉断裂和宜坪-美姑断裂切割的相对稳定的瓦山断块上，在区域构造上属相对稳定区。

地震基本烈度为Ⅶ度，大坝按8度设防。

枢纽区位于大渡河由南北向急转为东西向的“L”形河湾段。

枯水期河水水面高程676~678m，宽度60~80m，水深7~11m，河谷两岸山体雄厚，谷坡陡峻，自然坡度35°~50°。

左岸有较宽的Ⅱ级台地，右岸下游近尼日河口处受河流切割，山体较单薄。

枢纽区岩体由澄江期花岗岩、前震旦系浅变质玄武岩、震旦系下统苏雄组流纹斑岩及流纹质凝灰岩组成，均属坚硬岩体。

中粗粒花岗岩为块状构造，岩体呈块状-整体结构，广泛出露于枢纽左岸；玄武岩致密坚硬，局部具杏仁状、气孔状构造，主要分布于河床底部及右坝肩一带；流纹斑岩致密坚硬性脆，桩状节理发育，分布于枢纽区下游两岸；凝灰岩节理裂隙发育，岩体呈镶嵌-碎裂结构，分布于右坝肩一带。

枢纽区地质构造以断裂构造为主，无活动性深大断裂分布，但次级小断层较发育，规模较大的主要有三条。

裂隙发育以高倾角为主。

坝基河床覆盖层深厚，且夹有砂层透镜体，层次结构复杂，厚度变化大，颗粒大小悬殊，缺5~0.5mm中间颗粒，局部架空明显，存在坝基不均匀变形、渗漏、渗透稳定及地震时砂土液化等工程地质问题。

河床覆盖层属强透水层，临界坡降为0.10~0.22，最大为0.65，渗透坡降过大时会发生管涌破坏，破坏坡降为0.35~0.51，最大为1.1。

电站大坝：

该电站大坝为砾石土心墙堆石坝，据工作人员介绍，该种类型大坝防渗体位于坝轴线处，两侧放置堆石坝，因此具有防渗性能好，施工简单，抗震性能好等优点。

坝轴线走向N29°E，坝顶高程856.00m，坝顶宽14m，长540.50m。

大坝最低建基面高程670.00m，最大坝高186m。

大坝上游坝面高程795.00m处设一宽5m的马道，马道以上坝坡为1∶2，以下坝坡为1∶2.25，上游围堰与坝体结合。

下游坝坡均为1∶1.8，并设“之”字形上坝公路，公路路面宽12m，纵坡8%～10%。

坝基覆盖层上采用两道厚度为1.2m的混凝土垂直防渗墙防渗，上游墙采用插入式，下游墙采用廊道式与心墙连接，下游墙位于坝轴线，两墙中心线相距14m，防渗墙最大深度约80m。

两岸及防渗墙下采用帷幕灌浆防渗，帷幕灌浆深入3Lu基岩以下5m。

最大坝高186米，坝顶高程856米，坝体填筑量约为2300万立方米，为国内最高砾石土心墙堆石坝。

水库正常蓄水位850m，汛限水位841m，死水位790m，总库容53.37亿立方米，其中调洪库容10.53亿立方米，调节库容38.94亿立方米，具有不完全季调节能力，干流回水至石棉县城过河大桥处，回水长72km，水库面积84.14km2。

水电机组：

瀑布沟水电站有6台发电机组，每台60万千瓦，共360万千瓦。

工程于2004年3月开工建设，2009年底首批两台机组发电，2010年4月7日第三台机组发电，6月29日第四台机组发电，12月23日第五台机组投产，12月26日第六台机组投产，至此，瀑布沟水电站360万千瓦机组于2010年底前全部投入的目标完成。

电站最大水头181.7m，最小水头114.3m，额定水头154.6/156.7m；装机总容量360万千瓦，保证出力926兆瓦，多年平均发电量147.9亿千瓦时。

溢洪道：

溢洪道紧靠左坝肩布置，进口闸轴线走向为N24°E。

设3孔12m×17m（宽×高）的开敞式进水闸，堰顶高程833.00m，堰底长40m，堰后接两段底坡分别为0.05和0.21的矩形泄水陡槽，在桩号溢0+090.00～0+240.00段槽宽由48m渐变为34m，出口采用挑流消能，挑流鼻坎坎顶高程793.26m。

溢洪道总长约575m，最大泄量6941m3/s，最大流速约38m/s。

泄洪洞：

深孔无压泄洪洞由进口、洞身（含补气洞）、出口三部分组成。

进口为岸塔式，塔顶高程856.00m，进口底板顶高程795.00m，采用有压短管进口。

进口岸塔内设事故检修闸门和工作闸门各一道，工作闸门为弧形闸门，孔口尺寸为11.0m×11.5m（宽×高），进口塔顺水流向长52.0m。

洞身段长约2024.82m，采用同一底坡，坡度为0.058，最大泄量3380m3/s，最大流速约40m/s；采用圆拱直墙式断面，宽12.0m，洞高15.0～16.5m。

隧洞沿线设有掺气槽，掺气槽间距200m；在桩号（泄）0+931.00处设置一补气洞。

出口位于瀑布沟沟口附近，扭曲挑流鼻坎坎顶高程687.88m，挑角30°7′32″，挑流水舌冲坑靠河床左岸。

放空建筑物：

放空洞设于右岸山坡，进口在坝轴线上游约400m处，出口水流泄入大渡河与尼日河的汇口段，隧洞总长1114.4m。

进口高程730.00m，工作闸门尺寸7.0m×8.0m，工作门前为有压洞，门后为无压洞，最大泄量1431m3/s。

放空洞承担施工期导流洞下闸封堵后向下游供水，保证下游龚嘴和铜街子电站发保证出力的用水需要。

引水发电建筑物：

电站采用单机单管引水的首部式地下厂房长尾水隧洞方案。

引水发电系统由6条引水隧洞、地下厂房、主变室、尾水闸门室和2条无压尾水隧洞组成。

引水隧洞内径9.5m，长414.24～550.334m，单洞最大引用流量417m3/s；地下厂房深埋于左岸山体内，埋深220～360m，距河边约400m，厂区围岩多为质量较好的Ⅱ、Ⅲ类岩体，厂房纵轴线方向N42°E。

主厂房内安装6台单机容量550MW的水轮发电机组，主厂房尺寸208.6m×26.8m×70.1m（长×宽×高），进厂交通采用公路隧洞，直接与汉（源）乌（斯河）公路相接。

在主厂房的下游平行布置主变室和尾水闸门室，尾水闸门室后设2条无压尾水隧洞，断面尺寸20m×24.2m（宽×高）。

开关站设于地下厂房顶部的山坡上，高程约910m，电器布置采用SF6全封闭组合电器。

尼日河引水工程[2]：

尼日河系大渡河的一条支流，多年平均流量128m3/s，年径流量40.4亿m3，在坝轴线下游右岸约700m处汇入大渡河。

为了充分利用尼日河的水力资源，经综合比较，采取在尼日河上建低闸，用引水隧洞将尼日河水引入瀑布沟水库的方案，枯期引用流量为80m3/s，可增加瀑布沟水电站保证出力60MW、年发电量5.4亿kW·h。

首部枢纽布置在开建桥坝址，距尼日河口16km，主要建筑物有挡水坝、泄洪闸、引水隧洞取水口。

无压引水隧洞布置在尼日河左岸，隧洞断面尺寸5.2m×6.2m（宽×高），隧洞总长约1.3km。

二，汉源县边坡治理技术

 工程概况

 地形地貌：

 场地区属构造剥蚀中低山斜坡地貌，脊岭总体走向约320°，长约10公里,宽约2～3公里,总体地势北西高，南东低，主干道及次干道范围处在860～1180米间,相对高差约320米，位于脊岭北东侧流沙河右岸的斜坡地段,总体坡向60～70°,地形坡度多在10～20°之间，前缘地形坡度30～50°以上。

坡面植被不发育,多为岩石裸露或浅埋,局部覆盖层堆积被辟为农地[3]。

场地区内发育大小冲沟十多条,沟向总体与地形坡向一致,少数支沟大角度斜交。

冲沟多切割浅、规模小,上段多呈树枝状,几乎无明显沟床,横向上呈宽缓的微凹状;中段沟床切割较浅,两侧多无明显的高陡沟壁;中下段沟床切割相对较深而窄,多呈V型,沟壁及沟床基岩大多裸露或浅埋。

冲沟均属季节性冲沟,雨季有流水。

沟床坡降较大,多大于10%。

做边坡治理，就要做好边坡监测：

1.地面点位及张裂缝测量；2.岩体内部的变形测量；3.水压检测及气象记录。

 排水工程 

暴雨及地表雨水的渗透作用是促使边坡不稳定发展的主要因素，因此，为彻底根治斜坡稳定性的问题，必须在斜坡上设置完善的排水系统，使地表水能顺利排出，减少降雨对坡面的冲刷及渗透。

设计在斜坡顶设置截水沟，并尽量利用坡面上现有的冲沟布设纵向排水沟，加快地表水的排泄速度。

 斜坡支挡工程 

根据设计要求，在滑坡区采用普通锚杆+片石砼挡墙+三维网+植草绿化进行加固防护；交接点处，施工抗拔力92KN（双芯180KN）的Φ32mm锚杆及100×100。

三，名山区红光水库

名山区红光水库又名青衣湖，是四川省29个湿地公园之一。

红光水库地处北纬30度7分39秒至8分46秒，东经103度8分46秒至9分56秒，所在流域为灵犀河流域，水库总面积54hm2。

水库库容有404万立方米，属于小二型水库。

结合青衣湖生态湿地的打造，水利部门投资了400多万，对红光水库进行病险整治。

水库有三个主要水工建筑物，分别是大坝、溢洪道和放水设施。

红光水库大坝绝对高程是810m，位于东经103°9′23″，北纬30°8′8″，水库总面积54hm2。

大坝除险加固上游坝坡采用复合土工膜防渗。

下游坝坡采用C20现浇砼框格护坡，框格内采用草皮护坡。

下游坝坡脚增设贴坡排水，并设置排水沟。

拆除重建溢洪道泄洪闸启闭机房350平方米及溢洪道末端3.0米高重力式护坡挡墙160米，拆除重建放水竖井。

大坝坝坡是六边形

石砖，结构致密，防水性能好。

水库采取贴坡排水的方式，目前大坝面临的主要问题是白蚁治理和渗漏。

对大坝进行白蚁治理，坝顶上游侧增设1.2米高青石栏杆（在防浪墙顶端开槽安置栏杆）。

拆除重建溢洪道上交通桥，对溢洪道末端河道清淤。

增设大坝安全监测设施及水库动态监管预警系统。

溢洪道采用九墩八孔的形式，溢洪道在大坝左岸。

金属结构及电气更换溢洪道9扇平板钢闸门，更换竖井放水闸阀、放水涵洞后左右干渠上的分水闸和左干渠上的泄洪闸。

此外我们还看到了下方有一深潭，应为消力池，这是一种低流消能的设施。

此外还有两道渡槽，将水流送到需要灌溉的地方。

防水设施是建在水上的像塔。

大坝两边有防浪墙、溢洪沟等，流经溢洪道的水，经过消力池，然后在城门状的渡槽流出，灌溉农田。

在渡槽后，有两个闸门，分别连接两个明渠，可通过闸门来控制水的流量，对下游农作物进行灌溉。

清水工程采用排污管处理方式，铺设HDPE截污干管1条，管径为DN600，总长2650米，将污水集中排入大坝下游。

到2014年水质达到不低于《地表水环境质量标准》（GB3838-20025）Ⅲ类水标准。

名山区水土保持设施灾后恢复重建工程：

治理水土流失面积3.09km2，其中：

经果林3.09hm2，修建排灌沟渠618.27m，沉沙池9个。

四，名山区百丈水库

名山区百丈湖水库：

百丈湖水库位于玉溪河灌区（四川省特别重要的一个库区，总灌溉面积是62万亩，建于1978年，总的干渠和支渠的长度是1148公里）引水主干渠末端，地处名山区百丈镇上游临溪河上，水库总库容2080万立方米，有效库容1960万立方米，是一座以灌溉为主，兼有发电、养殖、旅游等综合效益的中型水利工程。

1978年玉溪河引水主干渠建成通水后，年入库径流总量达到3.61亿立方米，灌溉名山，蒲江，邛崃三县（市）农田37.38万亩。

枢纽工程由大坝溢洪道，放水洞及水库电站组成，大坝为均质土坝，坝顶长507米，坝顶宽5.6米，最大坝高28米，坝顶高程697.3米，正常蓄水位695.06米。

水库防洪按百年一遇设计，千年一遇校核。

工程与1957年11月动工，1958年7月建成，由于各种原因，建成后多次发生滑坡、裂缝。

虽经多次放缓坝坡、抛石固脚等应急处理，仍属病险水库。

经上级有关部门批准与2003年4月至次年4月，对水库工程进行了除险加固[4]，建设内容为大坝内外坡整治，右坝肩帷幕灌浆、溢洪道放水洞闸门及启闸机更换，溢洪道交通桥及上坝公路修建等。

整治后水库安全运行，效益更加显著。

以前水库网箱养鱼[5]很厉害，最近两年要彻底的解决这个问题，因为这是一个重要的水源地，所以禁止网箱养鱼，但是现在蓝绿藻现在还是有，冬季蓝绿藻还是很轻微的，没想到还是那么严重，说明这个地方的污染很厉害，这种蓝绿藻主要是氮磷，面源污染，一到夏天的时候更厉害，会发臭。

水库大坝：

大坝为均质土坝，坝顶长507米，坝顶宽5.6米，最大坝高28米，坝顶高程697.3米，正常蓄水位695.06米。

大坝坝坡由高到低，逐渐变缓，且坝坡是有六边形拼组而成，结构紧致，无缝隙。

坝底有大量石块，防止坝基的渗漏变形。

溢洪道：

溢洪道紧靠左坝肩布置，是“八孔九墩”的形式。

它的闸门是平板闸门，其中闸墩的设计采用流线型的方式，尽量

的消能让水流高速的通过。

它是由正坡、反坡、变坡这几个段组成的，在溢洪道下游顺坡段，左右两边的边坡支护，最后会汇入原河道里。

③放水建筑：

放水建筑连接发电站，进行水利发电。

进水池可以使水中的泥沙静置沉降，然后可以减少这样的损害，放水设施里的进水池，用竖井的方式引到下游电站，灌溉发电。

采用泄水管道镇墩把水输送到电站中，可以把管道箍住免得它受到高速水流抖动，发电后的尾水可以回原河道。

放水建筑：

放水建筑连接发电站，进行水利发电。

三角堰计算大坝渗漏：

其中Q=流量（L/s）；h=水面读数（cm）；C=h变化的系数，一般取0.0142。

所以根据h=5.25cm得Q=0.8967814224L/s。

或

qv：

流经三角堰的流体流量g：

重力加速度

h：

上游液位θ：

三角形的顶角

h=5.25cmθ=90°求解得：

qv=28.4031L/s

五，牛碾坪观光茶园

名山区中峰乡万亩生态观光茶园，是名山主要的产茶区之一，该茶园地处名山县蒙顶山山脉西北部，经过近年来的精心建设，万亩生态观光茶园已经建设成为一处环境优美、旅游功能齐备、设施优良的现代化茶叶生产基地。

雾喷灌技术：

是雾化灌溉的简称。

是近年来新发展的一种灌溉技术，是通过低压管网将首部加压的水输送到田间，再通过特别的雾化喷头将水喷洒成雾状进行灌溉的方法。

系统组成：

水源、首部枢纽、干管、支管、毛管、微管和雾化喷头组成。

系统设计与微灌系统基本相同。

雾灌有省水、调节作物株间小气候等优点。

雾灌时作物处在云雾覆盖之中。

水分能直接被叶片吸收，增强作物的抗逆性。

尤其在干旱高温季节，雾灌能提高株间湿度30%。

降低株间和叶面温度3～5℃，叶片相对含水量增加10%一15%，从而可以减轻或消除作物光合作用的“午睡”现象使作物获得高产。

雾灌[6]是通过有压管网将加压的水输送到田间，再经过特制的雾化喷头将水喷洒呈雾状进行灌溉，雾灌雨滴直径小于0.5mm，洒水如“牛毛细雨”，使作物处于云雾覆盖中，既补充了土壤水分，同时又可增加作物的株间湿度，调节株间温度，改善田间小气候。

雾灌能促进茶树生育,增加发芽密度与百芽重,明显地提高鲜叶产量,同时鲜叶的质量也相应的提高。

雾灌还能使茶树在高温于旱的气候条件下得到正常的水分和养分供应,因此,在幼龄茶园进行雾灌能促进幼龄茶树快长、快发,二年生茶树高及根、茎、叶的重量均有明显地增加。

雾灌处理与对照相比,树高平均增长12%,每株干重增加52%。

雾灌能有效地改善茶园的小气候,在高温干旱季节,降温增湿效果尤为显著,如在中午前后进行。

短期间歇降温雾灌一般可使茶园温度保持在30℃左右,空气相对湿度可提高20%左右。

这是雾灌能够促进茶树生长、提高鲜叶产量和质量的主要因素。

六，名山区面源污染的生态湿地治理

随着名山区养殖业的发展，出现了很多污染问题，已影响了人们的生产环境和生活质量。

为此，名山区人大常委会将农业面源污染治理问题纳入2013年监督工作重点，不留情面，较真逗硬，强力追踪督办，使全区农业面源污染治理显出新成效。

名山区农业面源污染主要来源于畜禽养殖排泄物和施用农药化肥，其中群众对养殖业污染反映尤其强烈。

湿地去除污染物、净化水体的功能很早就被认识到,但对其

作用机理的认识则要晚了很多。

湿地的物理、化学环境严重影响湿地生态系统的生物过程,而同时湿地中发生的生物过程也反馈作用于湿地的物化环境。

土壤、植物和微生物是湿地的主要组成部分,三者能够协同进行面源污染的净化作用。

面源污染常用的湿地的类型有：

人工湿地、工程湿地及自然湿地。

芦苇湿地[7]能够截留地表径流64%的总氮和92%的总磷。

水塘湿地系统能够显著降低地表水体的氮素负荷。

工程湿地是指基于污染物降解功能而建造的工程化的湿地系统,也是目前被广为接受的人工湿地的狭义定义,其营建的目的是利用湿地生态系统中的物理、化学、生物的过程协同进行污水的处理，效果优于天然湿地。

七，实习感想

这两天的实习，无论是瀑布沟水电站的宏伟大坝，还是牛碾坪万亩茶园的精细农业都使我的内心极大地受到触动，也使我的眼界极大地得到了拓展。

作为一名农水的学生，我深知农业水利关乎国家之根本。

老师与工作人员的细心讲解，自己的认真观察与认真查找文献都使我对本专业的很多感性认识升华为了理性认识，特别是在生态湿地治理园的参观中，更让我意识到，现在高速发展的农业中问题依然还很多，亟待我们这一代人成长之后去治理。

水利人工作环境恶劣，工作中却又容不得一丝松懈。

我深知“为中华之崛起而读书”并非一句空话，十年苦读考进川农，之所以选择这个专业就是希望能在年轻时为祖国的山山水水做出自己的一份贡献，就像在瀑布沟时，一位工作人员给我们讲的，“在年轻的时候能够干这样一个大工程，这一生都不后悔！

”

参考文献：

[1]：

大渡河瀑布沟设代处.大渡河瀑布沟水电站工程建设近况[J].水电站设计，2009，

（1）：

107-107

[2]：

大渡河瀑布沟设代处.大渡河瀑布沟水电站工程建设近况[J].水电站设计，2009，

（1）108-108

[3]：

梁宇.汉源新县城萝卜岗场地乱石岗滑坡区稳定性研究[D].西南石油大学，2013

[4]：

吴之茂，彭泽华.百丈水库除险加固的主要工程措施[J].四川水利，2006,27（6）：

38-39

[5]：

范林君.网箱养鱼对红光水库和百丈水库水质影响的研究[D].西南大学，2006

[6]：

胡竹君.德国温室雾喷和喷灌装置[J].节水灌溉，1983

（1）

[7]：

白军红，王庆改，丁秋神，高海峰.不同芦苇沼泽湿地土壤全氮季节动态变化和氮储量研究（简报）[J].草业学报，2008,17

（2）：

162-165