1综合说明1.1工程概述竹篙滩水利水电枢纽工程位于我省洞庭湖区沅水水系酉水支流花垣河下游，距河口26km。即东经1092752，北纬283540。花垣河（又名酉乡河）是我州境内酉水最大的一条支流，发源于贵州省松桃县境内东北角上的三阳乡三角塘村的白马泉。全长183.3km，流域面积2742.5km2。流域呈一长弧型，地势西高东低，源地至松桃平均海拔800m，中游500m，下游300m左右。竹高滩坝址位于花垣县城边河湾顶部，控制积水面积2151km2，干流长度156.4km，平均坡降20.8。竹高滩水利水电枢纽工程地理位置得天独厚，距花垣县城1.5km，距220kv花垣变电站4km，输电距离短，工程施工条件好，交通方便，仅需扩建1.5km公路与207国道相接，是我州开发条件较好的一座中型电源点。解放50多年来，省、州、县水电部门多次对花垣河流域进行了勘测规划，提出了五级开发，综合整治利用方案。经州计委审查后，以州计字（1991）第371号批准分期实施。五级电站总装机6.57.5万kW，竹篙滩水利水电枢纽工程属五级中的第三级。它的兴建，对缓和我州电力供需矛盾，巩固和发展地方电网，加快发展我州地方民族经济建设十分必要。根据湘西州移民局2004年对竹篙滩电站水库库区的淹没实物指标调查报告：共需搬迁人口4371人（保靖县2839人，花垣县1532人），淹没土地8746.8亩，（保靖县4245.9亩，花垣县4500.9亩），还有其他设施。按湘西州政发200131号文及碗米坡电站水库淹没处理的补偿标准计算，共需淹没补偿总投资23872.8万元。由于库区淹没补偿投资太大，这些年来，州内外有多家想建竹篙滩电站的机构，看了后最终都没有搞成功。为了充分利用花垣河的水能资源，减少库区淹没，提高电站的经济效益。2006年经州水利局重新对竹篙滩电站流域进行规划，将竹篙滩电站由一级开发改为三级开发。即在原坝址进行一级开发，在竹篙滩上游16.9km的杨家坪进行二级开发，在杨家坪上游5.5km处进行三级开发。本次设计为竹篙滩原坝址一级电站设计。经初设选定水利水电枢纽工程规模是：以发电为主，兼有灌溉养殖，库区航运等综合效益的中型水利水电工程。水库正常水位以二十年一遇洪水回水不淹保靖县毛沟田土房屋为控制，选定为259.0m，（黄海，以下同）相应库容为3370万m3，属日调节水库。五百年一遇校核洪水位261.71m，相应总库容4184万m3。保证出力3894kw，总装机31.1万kw，多年平均发电量1.0359亿kw.h。经比较，电站采用右岸坝后式，尾水位为229m，与下游狮子桥电站正常水位相衔接，拟选水轮机型号为轴流旋浆式ZZ920-LH-220，发电机型号为SF11000-18/3250。枢纽主要建筑物有大坝，消力池、钢筋混凝土压力管及厂房。升压站设在电站厂房大门的右侧。大坝坝型采用100号小石子混凝土砌块石重力坝，坝顶设六扇1010.3米弧形钢闸门，溢流堰顶高程为249m，最大泄洪单宽流量96.217m3/s。采用底流消能。本工程拟定建设年限为2.5年。主要工程量有：土石方开挖10.618万m3。浆砌石8520.5m3。混凝土及钢筋混凝土6.1554万m3。主要建筑材料用量水泥2.5697万t，钢材及钢筋2816.7t，木材307.8m3，工程静态总投资20712.77万元，每kw装机投资6276.6元，每kw.h电能投资1.999元。1.2水文气象1.2.1流域概况竹篙滩电站位于酉水一级支流花垣河下游，距花垣县城1.5km。上游为骑马坡电站，下游为狮子桥电站。坝址控制集雨面积2151km2，干流长度156.4km，干流平均坡降2.8，多年平均流量57.35m3/s，多年平均产水量为18.08亿m3。狮子桥电站正常水位为230.0m，骑马坡电站尾水位为284.5m。1.2.2气象坝址处多年平均气温16.0，最低气温-15.5，最高气温39.3。多年平均降雨量1421.7mm，最大年降雨量1818.7mm，最小年降雨量1026.3mm。多年平均蒸发量1108.1mm，最大年蒸发量1381.1mm，最小年蒸发量928.2mm。多年最大平均风速12.2m/s，多年最大风速20m/s。1.2.3水文基本资料花垣河干流上有松桃水文站、茶洞水文站、岩板滩水文站，竹篙滩电站位于茶洞与岩板滩水文站之间。本次设计以茶洞、岩板滩水文站作为参证站，直接引用岩板滩和茶洞水文站1957年2005年的径流资料。1.2.4径流与洪水引用岩板滩水文站的径流系列，用三个代表年法，按面积比的一次方计算竹篙滩电站的径流。竹篙滩电站水库总库容4184万m3，电站装机31.1万kw，大坝设计洪水为50年一遇，校核洪水为500年一遇，电站厂房设计洪水为50年一遇，校核洪水为100年一遇。岩板滩水文站有1957年1987年31年的实测洪峰资料，茶洞站有1981年2005年25年的实测洪峰资料，并有四次历史洪水调查资料。采用统计频率分析法计算，岩板滩、茶洞站的洪峰与频率，将茶洞和岩板滩站的洪峰按面积比的0.63次方换算到竹篙滩水库。成果如下表P（%）0.20.5123.335102050Q（m3/s）603451764541388935263057243918211058施工导流洪水标准，采用枯水时段的3年一遇洪水，洪水流量为402m3/s。1.2.5泥沙泥沙计算采用酉水干流保靖站的泥沙实测资料，多年平均侵蚀模数为230t/km2，计算得到竹篙滩水库的年输沙量为49.5万吨，50年后，淤积库容为1176万m3，相应水位为248.9m。因此，大坝应设冲沙底孔。1.3工程地质1.3.1库区地质库区两岸山体雄厚，库盆多由碳酸盐类岩石组成，个别地段岩溶虽较发育，但岩溶水系统上游水位高于水库正常蓄水位且均向花垣河排泄，故水库无漏水之虑。经湖南省地矿局405队地质资料证实，水库正常水位以下未发现有开采价值的矿床。库区基岩广布，库岸多陡坡，地形起伏变化大，两岸无广阔平地，不存在浸没问题。水库两岸边坡稳定条件较好。据历史记载，本区域地震少，烈度小，地震活动微弱。水库库容小，类比已建工程，没有水库蓄水诱发地震的事例。1.3.2枢纽工程地质枢纽分布地层有：（一）志留系下统龙马溪组（s1L），为深灰色至黄绿色页岩，夹中厚层细砂岩，下部为深灰色砂质页岩，分布于坝址上游及左岸垭口部位与下伏奥陶系呈整合接触。（二）奥陶系（0）：上统五峰组，临湘组分布于枢纽上游及左岸山顶部位。中统（O2）宝塔组（O2b）、枯牛潭组（O2g）在河床及左、右岸坝基部位出露，为坝基持力层。下统（O3）大湾组（O1d）红花园组（O1h）、分乡组（O1f）、南津关组（O1n）与下伏寒武系整合接触，分布在枢纽下游地区。坝址下游存在软弱夹层，但远离坝址，且岩层倾向上游，倾角3550，对坝基抗滑稳定无影响。坝基抗滑稳定计算，抗剪断指标建议值：混凝土与新鲜岩体抗剪断强度：f=1.0，c=1.0MPa，砼与弱风化带下部岩体：f=0.9，c=0.8MPa，新鲜岩体：f=1.1，c=1.6MPa，弱风化带下部岩体：f=1.0，c=1.1MPa，枢纽属相对稳定地区，根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）与现行建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本地区地震动值加速度小于0.05g，地震反应谱周期为0.35s，可不作抗震设防。1.4工程任务和规模1.4.1工程规模竹篙滩电站水库总库容4184万m3，属中型水库，电站总装机33000kw，属小型电站。工程的主要任务是发电，兼有防洪、养殖、改善库区航运等综合功能。电站设计装机33000kw，年发电量10400万kw.h，保证出力3894kw，对缓解县电网供需紧张局势，发展当地经济，提高人们生活水平具有积极意义。1.4.2特征水位及装机容量确定（1）正常水位确定水库正常水位主要是根据库区淹没情况确定，水库尾水到达保靖毛沟镇，20年一遇洪水不淹毛沟镇的主要建筑，经比较，确定正常水位为259.0m，相应库容3370万m3。（2）死水位确定死水位确定主要是根据水库淤积高程及电站机组最小发电水头确定，经计算，确定水库死水位为249.0m，相应库容 为1220万m3。（3）装机容量确定经水能计算，装机容量比较了39000kw、310000kw、311000kw三个方案，各方案的计算成果如下表：装机容量方案比较表装机（kw）指标39000310000311000年发电量（万kw.h）100621015210359保证出力（kw）389438943894年利用小时372733843139为了充分利用水能资源，设计推荐311000kw方案。1.4.3调洪演算调洪方案比较了堰顶249.0m为起调水位、正常水位259.0m为起调水位等三个方案，取上述三个方案的大值为设计值，成果如下表。水库调洪计算成果表项目频率来水洪峰（m3/s）最高洪水位（m）最大库容（万m3）最大泄流量（m3/s）0.2%6034261.71418457730.5%5176260.59377749971.0%4541259.66352143662.0%3889259.0337038893.33%3526259.0337035265.0%3057259.03370305750.0%1058259.0337010581.5工程布置及建筑物1.5.1坝址选择竹篙滩电站水库的坝址选择进行坝址（丰和坝址）和坝址（竹篙滩坝址）两个坝址的比较，丰和坝址位于竹篙滩坝址的上游2.5km处。丰和坝址地形条件较好，两岸山势雄伟，岸坡整齐，河床较窄，大坝的工程量比竹篙滩坝址小。但该坝址基岩卡斯特沿层面强烈发育，地质条件复杂，岩溶渗漏严重，处理工程量大。河床水位较深，施工导流比竹篙滩坝址困难，以前未做详细地勘工作。竹篙滩坝址基岩为牯牛潭组瘤状泥质灰岩，卡斯特不发育，岩层走向与河流正交，向上游倾斜，倾角4045，对于大坝的抗滑稳定及基础防渗均较为有利。河床基岩出露，两岸风化层较薄，水文地质条件单一。1992年湖南省地矿局湘西工程地质勘察处已在该坝址做了详细的勘察工作，建坝条件较好。通过地形地质、建坝材料、施工条件、交通条件、枢纽布置方案等多方面比较，确定在竹篙滩坝址建坝。1.5.2枢纽布置方案比较根据工程的地形、地质、交通、施工等技术经济条件，枢纽布置做了左岸引水式厂房、左岸坝后式厂房、右岸坝后式厂房三个方案的比较。通过比较，右岸坝后式厂房方案在水流条件、对外交通、施工条件、运行管理、工程投资方面均优于其他两个方案，因此，确定，采用右岸坝后式厂房枢纽布置方案。1.5.3大坝设计通过对砌石实体重力坝、砌石空腹重力坝、碾压式钢筋混凝土面板堆石坝三种坝型的比较，确定采用砌石实体重力坝。为了避开河床软弱泥化层对大坝的影响，坝轴线在平面上呈折线布置，即河床中间的溢流坝段在原钻孔线位置向上游移30m，两岸非溢流坝向下游折转12、13，沿两岸山脊线布置。中间溢流坝段长74m，布置6扇1010m钢质弧门。经计算，坝顶高程262.90m，坝基高程按地质情况确定为225.5m。最大坝高37.4m。坝顶厚5.0m，溢流坝段底厚30.431m，非溢流坝段最大底厚为28m