張河灣水庫位於石家莊市井陘縣南部的潭峪鄉和豪庭鄉交界處,庫區位於張河灣村附近的甘濤幹流上,控制流域面積1878km2,主要分布在山西省昔陽縣境內。多年平均徑流量為1。8 ×108m3。水庫的主要任務是調節甘濤河兩岸的農田灌溉和綿友鎮的用水,輔助發電,同時也用於防洪(註:扣除上遊昔陽縣的水盈余後為95 ×106m3)。
張河灣水庫建於20世紀70年代末,設計正常蓄水位486。8m,總庫容8647 ×104m3,最大調節庫容6051。6 ×104m3,調節水量50%+0189。66.
現擬在張河灣水庫建設壹座蓄能電站,以調節新安電廠的供電能力。其基本指導思想是在庫區修建高水位水庫。夜間用電量低時,用新安電廠的電將水庫水抽到水庫,白天用電高峰時放水發電,達到調控電能的目的。
水庫樞紐建築物包括大壩(擋水墻、主溢流壩和副溢流壩)、排水孔、排沙孔、排水孔和防滲墻等。壩型為砌石實體重力壩。大壩總長319m,上遊壩坡1∶ 0。1,下遊壩坡為1∶ 0。7、最大壩高為75m(高出地面),壩基摩擦系數為0。7,地震烈度7度。壩樞紐建築物見圖9-1和圖9-2。
圖9-1壩樞紐(下遊)立面圖
圖9-2大壩樞紐平面示意圖
2.張河灣庫區地質
1.地貌學和水文學
這壹地區位於太行山東麓,地勢中高,山坡陡峭,山谷狹窄彎曲。甘濤河蜿蜒其間,蜿蜒曲折。該地區石英巖巖性堅硬,往往在河流兩岸形成懸崖峭壁,山峰陡峭,海拔較高。壩址河床高程為420m,莊西側西寨山高程為831。3m,相對高差400多米。紫色頁巖夾紅色砂巖,風化能力弱,其上有黃土堆積。在靠近水的壹側,常被水流沖刷切割,常形成次生陡坎。
甘濤河自陜西省昔陽縣由南向北流經本區,流經豪庭,沿莊順流而下。河床坡度為8,部分為10%。常年有水,洪水期水流湍急。河床由砂卵石、礫石和滾石組成,寬100多米,兩岸基巖斷續出露。
村莊下方河谷開闊,河漫灘發育,高出河道1 ~2m。大部分都變成農田了,但是會被大洪水淹沒。張河灣壩址上方,河谷狹窄,河漫灘呈帶狀分布在兩岸。在河灣處,流水的沖刷和堆積是很明顯的。
甘濤河兩岸有壹、二、三級階地,其中二、三級階地殘缺不全,保存較少。第壹級階地分布在南壕亭、北壕亭及壩軸線附近,由河流沖積而成的次生黃土狀粘質粉土組成。階地向下遊傾斜,高出河床5 ~ 8m。沿河的村鎮大多建在第壹級階地上。
2.地層巖性
該區位於山西地臺太行山褶皺帶的東部,有古峪、古生代和新生代三種露頭類型:
(1)新生代
殘積層:由土、礫石和塊土組成,覆蓋在基巖上,厚度壹般為1 ~2m。由崩塌、塌陷或短期水運積而成。該層主要分布在緩坡和山谷中。
沖洪積:分布於河床及河漫灘,主要由砂卵石、礫石、滾石及漂石組成,厚度約5 ~ 10m,分選性差,透水性強。礫石成分是應時砂巖、安山巖、安山巖角礫巖、石灰巖等。第壹級階地和壹些山谷中的次生黃土狀粘質粉土和亞粘土由現代水沖積而成,這些地方大部分已被開墾為農田。
(2)新生代(上更新統馬蘭組)
黃土狀粘質粉土:淺黃色、灰黃色,巖性松散,多孔隙、空洞,含較多鈣質結核,垂直節理發育,局部陡坡含礫石或卵石,底部為1 ~3m磚紅色粘土層,含礫石,位於安山巖之上,主要分布於河流兩岸。
(3)中、下寒武統和長城系常州溝組在本區出露,出露時間為中元古界至古生代。
(4)古元古代
壩址區出露幹洮河群豪庭組下段,上部為灰綠色安山巖,下部為粉砂質泥質板巖和白雲巖。地層走向南北,西傾,分布於包頭溝之上。南寺組四段,上部為變質安山巖,下部為安山巖角礫巖和集塊巖,分布於包頭溝以下的河流兩岸。巖石堅硬,略呈層狀,走向東北10 ~ 15,傾向西北,傾角43 ~ 45。
3.地質構造作用
該區位於豪庭-婁底向斜東翼,褶皺軸近南北。古元古代末期,受呂梁運動的影響,本區地層強烈褶皺。震旦紀以前地層較陡,傾角可達50 ~ 60°,有層間褶皺和反轉。中生代燕山運動期間,該區以斷裂為主,形成壹系列北、東北或南北向平行排列的高角度逆斷層。
上述兩次主要構造運動均受東西向壓應力控制,形成了NE50°~ 70°和SE105兩組剪切裂縫。在壩軸線附近,* * *發育五組裂隙,其中走向SE105、NE50和NE70最為發育,其次為NW340和N-S兩組。
三。庫區含水層
該地區的含水層大致可分為以下三種類型:
(1)分異裂隙含水層:分布於河流兩岸及支流,受大氣降水補給,出露於岸坡裂隙密集帶。比如陽坡、包谷溝常年有水,水量受季節影響明顯。
(2)斷層破碎帶含水層:受歷次構造運動影響,區內斷層縱橫交錯,形成庫區主要含水層,大氣降水補給在蓄水條件較好的部位呈線性出露,如北豪庭山後泉山,流量為0。2t/s。
(3)第四系礫石含水層:分布於壹、二級階地及沿河大峽谷中。含水層巖性主要為透水性強的沖積礫石,受大氣降水補給,沿地形由高向低流動,如莊村壹帶的井,常年不旱,但水量受季節影響顯著。
四、壩址區工程地質評價
壩址區河谷狹窄,河流順直,地層單壹,岸坡平緩,適宜削坡。
變質安山巖在左右岸出露(面向河流下遊確定左右岸)。巖石質地堅硬,巖層傾向上遊,傾角約53° ~ 57°。除左岸445m以上高程被大量坡積物覆蓋外,其余均為裸露基巖。這種覆蓋層薄而松散的狹窄河道適合於工程開挖、導流和排水。
區內構造較少,以南北向擠壓斷層為主,斷層傾角在50°以上,傾向上遊,具有良好的抗滑穩定條件,適合修建重力壩。
壩下基巖的單位吸水率為0。00016 ~ 0.017L/(min·m),屬於不透水或弱透水層。然而,該地區發育的NE向和SE向斷裂可能會導致大壩下方或周圍出現少量滲漏。
庫區發育正斷層(F2),壓水實驗表明單位用水量為0。1 ~ 30L/min,為高滲透斷層,建水庫時應停止。
壩體附近巖體被50、70、105三組裂隙切割。但根據物探和鉆井資料,未發現軟弱結構面,判斷穩定。事實證明,張河灣水庫的設計和選址是成功的。
在張河灣水庫的基礎上,要建壹座蓄能電站,現在大壩要加高30米,庫區水位將大幅擡高,必然導致庫區水文地質和工程地質條件的變化。因此,有必要開展相應的科研工作。