积石峡水电站设计基本资料-2Word文件下载.doc
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50
75
90
95
703
0.24
2
926
840
690
583
497
450
1919~2000
2.5洪水
2.5.1洪水特性及成因
黄河上游大洪水是由大尺度天气系统所造成的长历时，大面积连续降雨所形成的，局部暴雨对造洪影响不大。
黄河上游洪水特性一般是暴雨特性在地面上的反映，所形成洪水多由大面积降雨所致，洪水涨落较缓，一次洪水过程约40天左右，洪型矮胖，历时较长，峰形多以单峰为主，峰、量关系对应较好，在实测的较大洪水中洪峰出现在9月份占40%，出现在7月份占36%。
1946、1967、1981年洪峰都出现在9月份，1964年和调查的1904年历史洪水洪峰出现在7月份。
2.5.2循化水文站天然设计洪水
根据循化水文站1946~2000年延长后的洪水系列，加入1904年历史洪水，1981年洪水作特大值处理，采用P-III型曲线适线，再次对循化站洪水进行复核，得出循化水文站天然设计洪水成果表2-2。
表2-2循化水文站天然设计洪水成果表
项目
备注
0.01
0.02
0.05
0.1
0.2
1
5
Qm
2520
0.36
4
8820
8340
7680
7180
6680
5520
4990
4280
W15
26.7
0.34
88.2
83.6
77.2
72.4
67.6
56.2
51.1
44.2
64.6
0.33
207
196
182
171
160
133
122
106
2.5.3区间洪水
贵~循区间洪水是龙~积区间洪水的主要部分。
区间洪水采用特征河长法与马斯京根法进行流量演算和用贵德、循化站水文站每场洪水错开传播时间相减法计算贵~循区间洪水，使区间洪水考虑河槽调蓄作用与洪水传播时间后更为准确合理。
贵德、循化站水文资料延长十年后设计成果与原成果基本一致。
贵~循区间洪水成果见表2-3。
项
目
均
值
Cv/Cs
备注
400
0.76
3
3080
2850
2300
2070
1540
1310
1010
788
Q日平均
230
0.68
1530
1420
1160
1050
798
688
543
433
W15d
0.52
0.65
3.26
3.03
2.49
2.26
1.73
1.50
1.19
0.96
W3d
1.59
0.62
9.38
8.73
7.22
6.58
5.07
4.42
3.55
2.88
表2-3贵~循区间洪水成果表
公~积区间洪水计算：
采用贵~循区间及龙~李区间设计洪水按面积比折算法综合确定，见表2-4。
表2-4公~积区间设计洪水成果表
项目
备
注
1060
800
661
603
464
404
327
267
W1
0.350
0.325
0.266
0.240
0.183
0.158
0.124
0.10
李~积区间洪水计算：
采用贵~循区间洪水按面积比直接推得李~积区间洪水，见表2-5。
339
2610
2410
1950
1750
1300
1110
855
667
195
1200
982
889
668
460
367
0.44
2.76
2.57
2.11
1.91
1.47
1.27
1.0
0.8
表2-5李~积区间洪水成果表
2.5.4受上游水库调蓄后的积石峡水库频率洪水
龙羊峡水库为一巨型多年调节水库，其投入运行后已使下游天然设计洪水特性发生较大变化。
李家峡水库、公伯峡水库都具有一定的调洪能力，所以积石峡坝址以上洪水受到龙、李、公三个水库的调蓄影响。
考虑龙、李、公三个水库的调蓄影响后，积石峡水电站不同频率入库洪水的洪峰流量见表2-6。
0.5
7550
6050
5850
5600
5400
3160
表2-6积石峡水电站不同频率入库洪水洪峰流量表
2.5.5入库设计洪水过程线
积石峡水库设计洪水受上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库调洪影响，所以其设计洪水不但要考虑龙羊峡水库而且要考虑李家峡、公伯峡两库的调洪作用。
由于李、公、积三库防洪库容均较小，用日平均流量调洪难以反映其调洪能力，因此区间最大3天洪水过程采用逐时过程。
经综合分析比较，采用1964年洪水作为典型，考虑上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库的调洪作用，得到积石峡水电站的入库设计洪水过程线见表2-7。
表2-7积石峡入库设计洪水过程线流量：
m3/s
时间（月.日.时）
p=0.2％
p=0.02％
8.4.0
5579
7200
8.5.13
5625
7260
8.4.1
5594
7220
8.5.14
8.4.2
5687
7340
8.5.15
5610
7240
8.4.3
5672
7320
8.5.16
8.4.4
5656
7300
8.5.17
8.4.5
5618
7250
8.5.18
8.4.6
5548
7160
8.5.19
5587
7210
8.4.7
5540
7150
8.5.20
5571
7190
8.4.8
5532
7140
8.5.21
5556
7170
8.4.9
5517
7120
8.5.22
8.4.10
5509
7110
8.5.23
8.4.11
5525
7130
8.6.0
8.4.12
8.6.1
8.4.13
8.6.2
8.4.14
5501
7100
8.6.3
8.4.15
8.6.4
8.4.16
8.6.5
8.4.17
8.6.6
8.4.18
8.6.7
8.4.19
8.6.8
8.4.20
5563
8.6.9
8.4.21
8.6.10
8.4.22
8.6.11
8.4.23
5602
7230
8.6.12
8.5.0
8.6.13
8.5.1
8.6.14
8.5.2
8.6.15
8.5.3
5649
7290
8.6.16
8.5.4
8.6.17
8.5.5
8.6.18
8.5.6
8.6.19
8.5.7
8.6.20
8.5.8
8.6.21
8.5.9
8.6.22
8.5.10
8.6.23
8.5.11
8.7.0
5494
7090
8.5.12
21
2.5.6施工导流及渡汛流量
积石峡施工期分为三个阶段，第一阶段导流洞开挖，岩坎挡水，渡汛标准为10年一遇洪水；
第二阶段导流洞导流，围堰挡水，导流标准为20年一遇洪水；
第三阶段为坝体挡水，渡汛标准为100年一遇洪水。
积石峡水电站的施工洪水为10年一遇洪水2380m3/s，20年一遇洪水2530m3/s，一百年一遇洪水3260m3/s.
对于非汛期，积石峡施工期达不到设计水平年，所以采用上游李家峡水电站机组过流能力1460m3/s作为积石峡非汛期施工洪水设计值，见表2-8。
月份
洪水标准（%）
1~6
/
1460
7~10
3260
2730
2530
2380
11~12
表2-8积石峡分期施工洪水成果表
2.6泥沙
本工程以循化水文站作为设计依据站。
水库入库泥沙由上游公伯峡水库的出库沙量及公~积区间来沙量两部分组成。
2.6.1入库悬移质泥沙及特性
积石峡上游公伯峡水库多年平均出库沙量为34×
104t。
公伯峡和积石峡区间无大支流汇入，区间悬移质输沙量由区间输沙模数和区间积水面积计算，公伯峡和积石峡坝址区间多年平均输沙量为683×
则积石峡水库多年平均入库悬移质沙量为717×
积石峡入库沙量年内分配很不均匀，主要集中在汛期，汛期6~9月沙量占全年入库沙量的91.9%。
多年平均含沙量为0.34kg/m3，泥沙干容重采用1.16t/m3。
积石峡水库入库泥沙颗粒级配采用循化站实测资料统计结果，其悬沙的中值粒径为0.013mm，平均粒径0.029mm。
2.6.2入库推移质泥沙
公伯峡及上游的梯级水库拦截了黄河干流的推移质泥沙，积石峡入库推移质泥沙仅来自于公伯峡~积石峡坝址区间。
采用干流区间推移质输沙模数计算得积石峡年入库推移质沙量为22.9×
推移质泥沙干容重采用1.8.t/m3。
3工程地质
3.1区域地质概况
3.1.1地层岩性
本区出露地层有前震旦系、白垩系、第三系和第四系等。
（1）前震旦系（AnZ）：
仅出露上亚群，分布于库区锁通坡及坝址区以南关门至马尔坡一带。
岩性以暗绿色黑云角闪片岩、斜长角闪片岩为主，偶夹石英岩及不纯的大理岩。
（2）白垩系（K）：
仅出露下统河口群，分布于坝址区和索通至循化川一带，是库坝区的主要地层。
岩性为紫红~紫灰色砾岩、含砾砂岩、砂岩夹泥质粉砂岩、砂质泥岩等。
（3）第三系（R）：
仅出露上新统临夏组（N2），分布于甘循川和丹阳川等地，岩性为砖红色~浅红色砂砾岩、含砂砾岩、砂岩、砂泥质岩及粘土质泥岩等，局部夹有石膏层。
（4）第四系（Q）：
①中、下更新统（Q1+Q2），分布于循化以南堂方庄至文都大寺一带，由砾岩夹1~2m厚的砂岩组成，呈条带状，属河湖相堆积；
②上更新统（Q3），分布于高阶地及山顶，为含粘土质粉砂及亚粘土，下部夹有砂砾石层；
③全新统（Q4），分布于河床、漫滩、Ⅰ、Ⅱ级阶地上的冲积层及洪积物。
3.1.2地质构造和地震
3.1.2.1地质构造
本区在大地构造单元上隶属于与松潘、甘孜印支褶皱系交界地带的祁连—加里东褶皱带的拉脊山优地槽内，南与双朋西—清水隆起带为邻，北与拉脊山褶皱带相连，阿勤卡金山—当蕊五台山隆起带以NW345°
方向恒于地区中部，东侧为民和—临夏盆地，西侧为化隆盆地。
区域内构造线方向以NWW向和NNW向为主，且河西系构造行迹表现尤为明显，控制着库址区构造发育的方向和规模。
NWW向断裂主要有拉脊山活动断裂带和隆务河—大夏河断裂，全新世以来无明显的活动迹象或断裂活动显著减弱。
NNW向断裂主要有大河家—关滩断裂、马尔坡—乌龙沟断裂、协拉断裂、循化断裂，自晚更新世中晚期以来活动性已明显降低。
3.1.2.2场址区域构造稳定性研究
积石峡工程场址位于化隆与临夏两盆地之间当蕊五台山隆起中。
对关门断层和锁通断层距坝址较近，对工程区稳定有重要意义，为此进行专门的研究。
关门断层（F15）位于坝址下游1.3㎞的关门忖附近，总体走向SNW∠65°
~70°
北端被北西向断裂所截，延伸长约20余㎞。
断层破碎带宽数十米，岩性破碎，挤压特征明显。
该断裂晚更新世以来无明显活动。
锁通断层（F13）位于坝址上游约5㎞处锁通坡，总体走向NW300°
，呈一向南西凸出的弧形，可见长度不足10㎞。
该断层规模较小，与北邻两条断层组成一小型“帚”状构造，涉及范围仅13㎞2。
该断层自晚更新世以来已进入相对稳定的状态。
综上所述，对坝址区构造稳定性评价如下：
（1）区域内晚近期构造运动主要表现为大面积间歇性上升为主，地貌上反差强烈，展现出断陷盆地与高耸隆起山岳相间分布，相对高差数百米。
峡谷区黄河自中更新世以来深切达数百米，发育有多级基座阶地。
山麓冲积扇重叠，且坡度较大；
河床覆盖层薄；
河道水力坡降大，差异性升降运动表现强烈。
（2）本区大断裂普遍切割上新统地层，均未见到切割晚更新世地层，表明在上新世末，更新世早中期曾有过强烈活动。
在中更新世晚期以来，即距今11~26万年间，多数在20万年左右，活动迹象不明显，基本处于稳定状态。
（3）坝址区所处部位地震地质环境相对较好。
距；
离较近的关门断层和锁通断层的规模相对较小，活动的强度较低，控震作用不明显，无中强震孕震能力，自中更新世晚期以来无新活动迹象。
从构造活动性分析，坝址区范围是相对安全、构造稳定性较好的地区。
（4）坝址区为地震活动水平较低的弱震区。
有史以来，沿关门断层和锁通断层无强震记录，也无地震现象。
区内地震频度小，小震震中分布零散，预期近期内不会出现地震增强的趋势，场址仍主要受外围远场强震的波及影响，工程区为区域构造基本稳定区。
3.1.2.3地震基本烈度
积石峡工程基本场址地震基本烈度为七度，坝址50年超越概率5%和100年超越概率2%的基本水平加速度峰值分别为0.159g和0.288g。
3.2库区工程地质条件
3.2.1库区地质概况
当正常蓄水位1856m时，水库回水全长约37.23㎞，库盆由峡谷和川地两部分组成。
峡谷段全长20㎞，主要地层为前震旦系变质岩和白垩系砂砾岩。
库岸陡峭，岸坡多大于45°
，河流蜿蜒曲折，平均水力坡降2.4%。
两岸冲沟、崩塌及滑坡等较发育。
川地段长17㎞，分布于库尾，由循化川地组成，宽约1—4㎞.库盆主要由上第三系红层构成，漫滩及阶地发育。
3.2.2水库渗漏及固体径流
积石峡电站水库两岸山体雄厚，无通向下游的大断裂，无低于库水位的邻谷和低地。
黄河为区域最低排泄基准面，两岸地下水补给河水。
周边均为不透水岩层，封闭条件良好。
水库蓄水后不存在永久性渗漏问题。
库内固体径流主要来自于上游及区间支流携带泥沙和库岸再造所提供的物质。
其固体物质的搬运量有限。
水库蓄水后，岸坡再造，部分滑坡堆积物、残坡积和洪积物塌滑入库，其量有限，对水库正常运行无大的影响。
3.2.3水库诱发地震
库区内无发真构造的地质背景，属外围地震波及影响区。
除库尾有循化冲断层分布外，库区其它部位无区域性断裂通过。
循化断层历史上也不是发震构造，破碎带挤压紧密，阻水性较好，不利于深部渗透。
库尾水位抬高仅4m多，且库容不大，水头不大于100m，类比黄河上游已建水库的地震资料，认为该水库产生危及工程安全的水库诱发地震的可能性不大。
3.2.4水库主要工程地质问题
库岸稳定和水库区的浸没、塌岸问题是水库两大主要的工程地质问题。
（1）库岸稳定问题
库区发育有7处较大的滑坡，分布在峡谷段，其中库首段有Ⅰ＃、Ⅱ＃滑坡，库中段分布有Ⅲ＃、Ⅵ＃Ⅴ＃、Ⅵ＃及Ⅶ＃滑坡。
从滑坡表面地形、滑床形态、物质组成、剪出口位置、稳定计算等方面综合分析认为：
水库蓄水后，库区滑坡是整体稳定的，但岸边再造不可避免，破坏方式均以小方量的崩塌形式为主，在水库内不可能形成大的涌浪及二道坝。
即使按极端情况考虑，假定Ⅲ＃、Ⅵ＃、Ⅵ＃及Ⅶ＃滑坡一次性最大方量崩塌同时入库，产生的水库涌浪传递到坝时的最大浪高只有3.36m，对大坝的安全不构成危害。
库尾段地形平坦开阔，两岸Ⅰ、Ⅱ阶地发育，水库回水大都到Ⅰ级阶地前缘，除在加入村及循化县城两处有塌岸问题需采用防护措施外，不存在其他边坡稳定问题。
（2）水库浸没问题
浸没区主要分布于马尔坡上、下滩、东门尕庄、波浪滩、草滩坝和加入六个区，均位于黄河低阶地及高漫滩区。
当正常蓄水位1856m时，库区淹没总面积0.44㎞2。
3.3坝址区工程地质条件
3.3.1地形条件
积石峡选定上坝址，积石峡峡谷出口河道转弯处，该处河流流向自SW200°
转向SE160°
，形成左凸右凹的河湾，河湾下游河道相对顺直。
坝址区河谷断面呈开阔“V”字，两岸不对称，右岸陡峭，自然边坡60°
~80°
。
左岸较缓，除Ⅰ坝线处岸坡较陡外，其余部位都较缓，自然边坡30°
~60°
，残留Ⅱ、Ⅲ级侵蚀阶地的台面，其高程1800~1820m，宽约100m。
平水期河水位1783~1782m，水面宽60~70m，水深9~17m，正常蓄水位1856m时，河谷宽255~291m。
坝址区两岸山顶岩石高出水面200~400m。
河床覆盖层厚度变化较大，中间0~8m，河边回水区4~10.7m，上坝址左岸沿河流方向有一呈弧形展布的纵向深槽，该深槽纵向长度约160m，上游宽10~20m，下游宽20~50m，覆盖层厚度达14.6~30.6m。
基岩面最低高程1758m。
3.3.2地层岩性
坝址区出露基岩主要为白垩系下统河口群，按岩性组合共分五大层（K11~K51）。
岩层走向NE24°
~30°
，倾向SE，倾角11°
~12°
，在坝址区呈平缓皱曲，上坝址倾左岸偏下游。
K11层：
深灰色杂色砾岩，上部夹粗中粒砂岩。
主要分布在上游木场村一带。
K21层：
紫红色中细砂岩，砖红色泥质粉砂岩，砖红色泥铁质粉砂岩，灰色砾岩。
该层岩性软弱，力学强度较低，软弱夹层及裂隙较发育，主要分布于坝址区河床及两岸较低部位及木场村一带。
K31层：
紫红色、青灰色中细砂岩夹紫红色砾岩，紫红色、紫灰色砾岩，局部夹泥质粉砂岩，单层厚25~40cm。
该层强度中等，软弱夹层及裂隙中等发育，主要分布于坝址区两岸。
K41层：
砖红色、紫红色泥质粉砂
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