某水库可行性研究报告代初步设计.doc

可行性研究报告
(初步设计)

目 录
1 概述 5
1.1 工程概况 5
1.2 水文 5
1.3 工程地质 10
1.4 工程任务和规模 17
1.5 工程设计 19
1.6 施工组织设计 20
1.7 工程管理 23
1.8 人工湖淹没处理及工程占地 24
1.9 水土保持和环境影响评价 25
1.10 节能降耗 27
1.11 投资估算 27
1.12 项目招标方案 28
1.13 经济评价 28
1.14 结论及建议 29
2 水文 32
2.1 流域概况 32
2.2 气象 32
2.3 水文基本资料 33
2.4 径流 34
2.5 洪水计算 35
2.6 调洪演算 40
2.7 泥沙 43
3 工程地质 44
3.1 地形地貌 44
3.2 地震 44
3.3 库区工程地质 44
3.4 枢纽工程地质条件评价 46
3.5 岩土物理学指标 49
3.6 坝址主要工程地质问题及评价 52
3.7 溢洪道主要工程地质问题及评价 52
3.8 放水设施工程地质问题及评价 53
3.9 建筑材料料场评价 53
3.10 结论及建议 53
4 工程任务和规模 55
4.1 工程任务 55
4.2 工程规模 56
4.3 人工湖运行方式 58
5 工程布置及主要建筑物 59
5.1 设计依据 59
5.2 工程总体布置 61
5.3 设计计算 68
5.4 人工湖安全监测设计 78
6 施工组织设计 80
6.1 施工条件 80
6.2 施工导流 81
6.3 主体工程施工 81
6.4 施工总布置 83
6.5 施工进度安排 84
6.6 工程验收与资料整理 84
7 工程管理 86
7.1 管理机构及人员编制 86
7.2 工程管理范围 86
7.3 工程管理设施 86
7.4 工程管理维护费用 86
8 人工湖淹没处理及工程占地 87
8.1 人工湖淹没处理 87
9 水土保持和环境影响评价 89
9.1 水土保持 89
9.2 环境影响 89
10 节能降耗 91
10.1 概述 91
11 投资概算 98
11.1 编制说明 98
11.2 施工临时工程 101
11.3 独立费用 101
11.4 预备费 101
11.5 概算表及附件 101
12 项目招标方案 102
12.1 招标范围 102
12.2 招标组织形式 102
12.3 招标方式 102
12.4 招投标要求 102
12.5 招投标要求 103
13 经济评价 104
13.2 国民经济评价 104
14 结论及建议 105

- III -
1 概述
1.1 工程概况
富顺县地处自贡平原东北部，东经104°20′37″～104°52′56″，北纬30°29′10″～30°57′41″之间。县境东邻中江县，西连自贡市青白江区、龙泉驿区，南靠乐至县、简阳市，北接广汉市、中江县。县境东西平均宽36.9km，南北长68km，幅员面积1156km2。县城距自贡市中区30km。成金快速通道从此通过，交通便利。
富顺县龙泉山脉“百湖计划”水源工程规划覆盖该县官仓、栖贤、三星、福兴、赵家、淮口、三星、三星、赵镇等9个乡镇，辖45个村，935个组，总人口128052人。幅员面积约320 km2，其中耕地面积15.47万亩。
石河子湖工程是富顺县风江村沟村种养业发展规划、居民供水、建设森林旅游和建设休闲之乡促进地方经济发展的重要工程。富顺县风江村沟旅游区位于富顺县城东北部，龙泉山脉支系。山区地形，土壤条件为紫色土。属盆地亚热带湿润季风气候区中的盆地西部区，主要气候特点：气候温和，雨水充沛，日照较丰富，四季分明，大陆性季风气候显著，春季气温回升早，无霜期长（280~320天），年平均气温16.7度，与县城赵镇温差2~5度，日照时间1300小时，热量丰富，农作物生长期长，能一年两熟或三熟。年降雨量962毫米，水资源较丰富，水利布局较为合理。
　石河子湖正常蓄水位487.0m，相应库容5.1万m3；设计洪水位488.99m，校核洪水位489.65m，正常蓄水位人工湖水面面积28亩。人工湖枢纽工程由挡水建筑物、泄水建筑物、放空建筑物等组成。工程总工期为7个月，其中准备工期1个月，主体工程施工期5个月，竣工收尾工期1个月。本工程的投资业主为四川省富顺县水务局，其工程投资资金来源为县级资金，工程概算总投资555.88万元。
1.2 水文
1.2.1 流域自然地理概况
流域地处四川盆地向川中丘陵的过渡地带，在构造上以断裂构造为主，褶皱构造次之。岩层受强烈挤压、变形，节理、片理非常发育，岩体破碎，易风化剥蚀。流域为丘陵农垦区，人类活动频繁。
本工程以上河流的集雨面积为2.08km2.，河长为1.3km，平均比降为11.69‰。
1.2.2 水文基本资料
沱江流域内支流上设有汉王场、高景关、关口水文站，在干流上设有三皇庙、登赢岩、李家湾等水文站，测站基本资料情况见表1-1。
表1-1 沱江干支流测站基本资料一览表
河名
站 名
集水面积
(km2)
距河口
(km)
主要观测项目
观测年份
绵远河
汉王场
410

水位、流量、降雨
1956至今
石亭江
高景关
629

水位、流量、降雨
1956至今
湔江
关口
626

水位、流量、降雨
1956至今
沱江
三皇庙
6590
489
水位、流量、泥沙、降雨
1942至今
沱江
登瀛岩
14484
287
水位、流量、泥沙、降雨
1952至今
沱江
李家湾
33283
99.8
水位、流量、泥沙、降雨
1942至今
支流上的汉王场、高景关、关口水文站，为山区河流，其水文特性与设计流域相差较大，干流上的三皇庙、登赢岩、李家湾水文站，控制流域与设计流域相差较大，故这些水文站点均无法作为本水文计算的参证站。设计流域的水文计算只能采用《四川省水文手册》和《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》。
表1-2 石河子湖水位库容关系曲线
高 程（m）
库容（万m3）
备 注
高 程（m）
库容（万m3）
备 注
480
0.0400

487
5.1000
正常蓄水位
481
0.4768

488
6.2042

482
1.0090

489
7.4038

483
1.6365

490
8.6987

484
2.3594

491
10.0889

485
3.1776

492
11.5745

486
4.0911

493
13.1554

1.2.3 径流
根据《四川省水文手册》查得设计流域多年平均径流深为350mm，Cv值为0.6，Cs=2Cv，流域集雨面积为0.48Km2。由根据《四川省水文手册》将流域多年平均径流深化为多年平均年径流量用以下公式计算：
Qo=0.0000317*h*F
式中：Qo——年平均流量，以秒立方米计；
h——年径流深，以毫秒计；
F——集水面积，以平方公里计。
将上述各值带入上述公式求的改流域的年平均径流量为16.79 万m³/年。根据P-Ⅲ型频率曲线查出50%，75%，90%的模比系数Kp。计算相应保证率下的年径流量见下表1-3：
表1-3 相应保证率下的年径流量
保证率
50%
75%
90%
Kp
0.87
0.52
0.31
年径流量(万m³)
63.32
37.85
22.56
1.2.4 洪水计算
1.2.4.1 防洪标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），石河子人工湖划定为Ⅴ等工程，主要永久水工建筑物为5级，次要建筑物为5级。由于地处丘陵区所以按山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准。其设计洪水标准重现期为20年（P=5%），校核洪水标准重现期为200年（P=0.5%）。
1.2.4.2 设计暴雨
设计流域的暴雨多发生在5~8月，尤以7、8月居多，7、8月为高温多雨季节，大气常处于不稳定状态，西风带高空低压槽活动增加，冷锋活动频繁，正值西太平洋副热高压带发散的暖湿气流与北来冷空气的交锋地带，常形成大雨、暴雨的天气过程，造成洪涝灾害。据青白江气象站实测资料统计，年最大24小时暴雨为243.6mm(1982年7月8日)。
由于设计流域面积较小，加之周围无这种小流域参证站点，根据设计洪水计算规范，可采用水文手册法进行洪水计算。
表1-4 流域设计暴雨采用成果表
历时t（h）
均值（mm）

(mm)
P=0.5%
P=5%
1/6h
17
0.30
3.5
35.03
26.61
1h
45
0.39
3.5
111.66
78.92
6h
80
0.45
3.5
222.92
150.47
24h
100
0.52
3.5
316.63
203.06
考虑到石河子人工湖流域面积仅2.08km2，定点定面折算系数接近于1.0；因此，石河子人工湖以设计点雨量代替设计面雨量使用。
1.2.4.3 设计洪峰流量
根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL42-2006）的有关规定，当流域面积小于1000km2，无实测洪水资料的地区，可以采用暴雨资料推求设计洪水。因此，本工程的入库洪水采用中国水利水电科学研究院推荐的推理公式（即“水科院法”），采用暴雨资料来计算。
表1-5 流域洪峰流量成果
频 率
P=0.5%
P=5%
洪峰流量（m3/s）
56.58
37.05
按《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》单峰洪水概化过程线模型，利用设计洪峰流量及设计洪水总量推求设计洪水过程线，再加上基流量，即得设计洪水过程线。根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》关于基流量的地区综合成果，沱江流域基流量按公式计算。设计及校核洪水过程线见图1-1和表1-6。

图1-1 洪水过程线图
表1-6 设计洪水过程线表
P=0.5%
P=5%
（h）
（m3/s）
（h）
（m3/s）
0.000
0.107
0.000
0.107
0.526
2.937
0.509
1.960
0.684
5.766
0.662
3.813
0.894
11.424
0.865
7.518
1.052
22.740
1.018
14.929
1.315
34.057
1.273
22.340
1.630
45.373
1.578
29.750
1.972
53.860
1.909
35.308
2.367
56.689
2.291
37.161
2.577
53.860
2.494
35.308
2.866
45.373
2.774
29.750
3.261
34.057
3.156
22.340
3.787
22.740
3.665
14.929
4.707
11.424
4.556
7.518
5.522
5.766
5.345
3.813
6.259
2.937
6.058
1.960
8.152
0.107
7.890
0.107
1.2.4.4 施工分期设计洪水
工程施工设计洪水计算以汉王场水文站为参证站。
为了合理划分分期洪水的时段，点绘了汉王场水文站月最大流量散步图，结合暴雨洪水特性分析可知，河流洪水随降雨变化，有明显的季节性，每年5月进入汛前过度期，洪水量级显著增大，6～9月为主汛期，10月为汛后过度期，11月至翌年2月为稳定的退水期。
根据洪水年内变化规律，结合施工要求，将全年划分为1-2月，3月， 4月，5月，6-9月，10月，11月、12月八个分期。主汛期（6-9月）采用年最大洪峰流量计算成果，其余各分期按年最大值独立选择，分别进行频率计算，其成果见表2-11。
本工程坝址按面积比的n次方直接移用汉王场水文站分期设计洪水成果，主汛期采用年最大流量计算成果，5月，10月过渡期分期设计洪水采用面积比的2/3次方移用，12月～3月采用1次方移用，其余采用0.80次方移用。计算成果见表2-11。
把各分期洪水的均值及各频率的设计值，点绘在洪水年内分布图上，其季节性变化规律与实际相符。各分期洪水频率曲线与年最大流量频率曲线不相交，相互之间保持合理差距。
表1-7 工程坝址施工设计洪水成果表 单位：m3/s
站 名
分期
频率
1-2月
3月
4月
5月
6-9月
10月
11月
12月
汉
王
场
P=5%
6.44
26.6
100
105
2150
81
46.3
10.7
P=10%
6.12
22.6
70.8
84.5
1670
66.8
36.9
9.79
P=20%
5.74
18.3
44.9
64.3
1200
52.9
27.8
8.74
P=50%
5.08
11.8
18.3
38.1
587
34.2
16.6
7.06
坝
址
P=5%
0.033
0.135
1.460
3.100
31.381
2.392
0.676
0.054
P=10%
0.031
0.115
1.033
2.495
24.375
1.972
0.539
0.050
P=20%
0.029
0.093
0.655
1.898
17.515
1.562
0.406
0.044
P=50%
0.026
0.060
0.267
1.125
8.568
1.010
0.242
0.036
1.2.5 设计水位
洪水入库过程详见上节计算结果：起调水位为487.0m，在P=5%的设计洪水条件下，入库最大洪峰流量为37.16m3/s，溢流堰最大下泄流量为36.87m3/s，滞洪库容为2.30万m3，设计洪水位488.99m，相应库容为7.40万m3；在P=0.5%校核洪水条件下，入库最大洪峰流量56.69m3/s，溢流堰下泄最大流量为56.38m3/s，滞洪库容为3.14万m3，校核洪水位489.65m，相应库容为8.24万m3。
表1-8 调洪演算成果表
项目
值
备注
溢流堰顶高程（m）
487

起调水位（m）
487

设计洪水（5%）
入库洪峰流量（m3/s）
37.16

入库洪水总量（万m3）
33.93

滞洪库容（万m3）
2.30

总库容（万m3）
7.40

最大库水位（m）
488.99

最大下泄流量（m3/s）
36.87

校核洪水（0.5%）
入库洪峰流量（m3/s）
56.69

入库洪水总量（万m3）
53.52

滞洪库容（万m3）
3.14

总库容（万m3）
8.24

最大库水位（m）
489.65

最大下泄流量（m3/s）
56.38

1.3 工程地质
1.3.1 勘测工作方法及工作量
（1）库区工程地质调查
比例尺1：1000，面积约1.1km2，用穿越法进行地形地貌、地质、水文地质、工程地质基本情况调查。
（2）钻探
对坝区进行钻探，共布设勘探孔3个（两岸坝肩和坝体中段分别布置1个钻孔，钻孔深为20.60~25.40m），均采用全取芯回转钻进。
（3）取样及试验
取原状土样1组，进行常规土工试验；取岩样5组，进行单轴极限抗压强度试验；地表水与地下水各1件，进行水质检测。检测工作由四川省地质工程勘察院岩土水质检测中心进行。
（4）钻孔压水试验
对沿坝轴线上的钻孔进行了压水试验，试验段长度5m左右，按三级压力5个阶段进行，三级压力分别为0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa，按P1-P2-P3-P4(=P2)-P5(=P1)进行压水。由于孔浅，未计算管道压力损失。勘察工作完成的工作量见表1-9。
表1-9 勘察工作完成主要工作量统计表
序号
工作项目
单位
工作量
备注
1
1：1000库区工程地质测绘
km2
1.1
－
2
钻 探
m/孔
69.8/3
其中控制孔2个，一般孔1个
3
取样及试验
原状土样
组
1
土常规试验
岩 样
组
5
天然及饱和抗压、抗剪试验
水 样
件
2
地表水1件
地下水1件
4
钻孔压水试验
段次/孔
9/3
-
1.3.2 区域地质概况
1.3.2.1 地形地貌
工程区位于龙泉山麓的红层丘陵地区。库区所在的富顺县太平乡区域地势由西北向东南微倾。龙泉山脉中段纵卧区境东南部，境内地貌主要由低山、浅丘、平坝组成。工程区内有一条混凝土路，满足附近居民日常生活与生产。该人工湖的左右两岸为低山，库区内为农田和菜地。
1.3.2.2 地层岩性
库区表面为红色粘土，出露地层主要有第四系全新统植物层（Q4pd）及第四系全新统冲积层（Q4pl）和白垩系下统天马山组（K1t）砂岩和砾岩。具体分述如下：
（一）第四系（Q）
1、全新统植物层（Q4 pd）
为深度0.5m~1.5m的红色粘土，富含有机质，稍湿。广泛种植农作物和果树，可塑～硬塑，稍湿～湿。分布在库区范围内的地表处。
2、全新统冲积层（Q4pl）
主要为灰白色块状砾石层，松散堆积，透水率大，钻孔揭露厚约1.60m，分布在河床中部。
（二）白垩系下统天马山组（K1t）
岩性主要为薄～中厚层状红色、灰白色泥岩、砂岩及砾岩。红色为砂岩，岩芯呈块状，较密实，岩质均匀；灰白色为强风化砾岩，较密实，岩质均匀。钻孔至中风化岩层以下，钻孔揭露出的岩层厚度约为18.5～23.9m。
1.3.2.3 地质构造及地震
工程区位于扬子准地台四川中台坳，川中台拱和川西台陷的过渡地带，构造体系属新华夏系第三沉降带四川盆地川中褶皱带，龙泉山背斜西翼。龙泉山背斜西翼出露地层主要为侏罗系上统天马山组（K1t），为缓倾斜岩层，岩层产状一般为310°～320°∠24°25´，总体呈向北西倾斜的单斜构造。区内由于地层平缓，构造简单，裂隙大多垂直于层面，与岩性关系较密切，厚层砂岩中裂隙宽大，稀疏，有的裂面有泥砂充填，泥岩、粉砂岩中裂隙较密集，但延伸短、裂隙宽度小，裂隙不穿层，砂岩中的宽大裂隙止泥岩的接触面。裂隙面裂隙多成波状弯曲，宽0.5cm~4.0cm，常见裂隙率0.5~3.2%，平均1.64%。河床中部植物层以下存在冲积层，冲积层主要为砾石，夹有细砾，松散堆积，透水率大。
工程区邻龙泉山断裂带，西距龙门山地震带约100km。1943年自贡地震，震级5级，烈度6度；1967年双流大林地震，震级5.5级，烈度7度。2008年5.12汶川8.0级地震波及到本区，震感较强。龙泉山断裂带近期地震活动多以小震、弱震为主，历史震级均小于6级，为微弱全新活动断裂。
1.3.3 库区工程地质条件
1.3.3.1 基本地质条件
库区位于太平乡风江村沟村的红色丘陵地区，库区内有小溪风江村沟，将主要风江村沟汇水和天然降雨形成人工湖，汇水面积较大，约为0.3km2。库区内表层覆盖厚度为0.5m～1.5m耕植土，河床中部埋藏冲积砾石层（夹杂细砾），基岩埋藏于耕植土与砾石层之下（钻孔揭露的基岩为强风化～中风化砂及砾岩），库区内广泛分布农田、菜地和果园。库区主要地层为第四系全新统植物层（Q4pd）、第四系全新统冲积层（Q4pl）和白垩系下统天马山组（K1t）。库区主要工程地质岩组为松散岩组、极软岩组、软岩岩组和较软岩岩组。
a、松散岩组：由第四系全新统植物层组成，质粘土为主，呈散体结构。
b、极软岩组：由第四系全新统冲积层组成，呈松散状态，碎，岩石基本质量级别为Ⅴ级。
c、软岩岩组：由强风化砂岩和强风化砾岩组成，锤击声哑，易击碎，岩石基本质量等级为Ⅳ级。
d、较软岩岩组：由中风化砂岩和中风化砾岩组成，岩芯成柱状，浸水后指甲可刻出印痕，岩石基本质量等级为Ⅳ级。
库区未发现大的崩塌、滑坡和泥石流等不良地质现象。
库区水文地质条件简单，主要含基岩裂隙水。白垩系下统天马山组砂岩和砾岩为主要含水层，含水性受地质构造控制，裂隙发育带富水性中等。钻孔水位埋深0.8～5.4m，平均3.23 m，地下水位标高480.88～486.7m。地下水的主要补给来源是溪流及大气降水。由于岩层倾角为28°25´，与砂岩呈不等厚互层状，起到了一定的隔水作用。经过3个钻孔12段次的压水试验，岩石透水率为5.67～11.06Lu，平均透水率8.43Lu，为中～弱透水岩石。河床中部以下冲积砾石层是潜在透水通道，可能存在渗漏问题。
1.3.3.2 工程问题及评价
第四系植物层与第四系全新统冲积层主要分布于两岸缓坡及坡脚平地及河床中部，厚度为0.50～3.1m，分布高程部分位于水库正常蓄水位以下，部分位于水库正常蓄水位以上。库区内未见库岸坍塌与泥石流等不良地质现象，但发现有少量微型滑坡发生。据此，库区的覆盖层边坡稳定。
库区位于丘陵地区，两岸斜坡坡角10°～20°。地质构造简单，地层平缓。主要由白垩系下统天马山组组成，基岩上覆厚0.50～1.50m第四系植物层和厚1.60m第四系全新统冲积层。无崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷、底面沉降等不良地质作用，局部有微型滑坡发生。无古河道、暗滨等对工程不利的埋藏物。地震烈度为7度，基本地震加速度值为0.10g，无液化土层分布，为对建筑抗震一般地段。水库蓄水后，在水库动水压力作用下局部库岸有可能存在小规模的坍滑等库岸再造问题，因规模不大，不会影响水库的正常运行。
库岸总体稳定性均较好。但在水库蓄水后，局部地段在库水的长期浸泡、水位变动及浪蚀作用下，可能产生小方量的坍塌，但对水库运行没有影响。
水库两岸地形完整，坡度较缓，山体宽厚，无横切山脊的深大断裂分布，地表分水岭分布位置距库区较近。库区所在的位置是两岸地表水及地下水的最终排泄区，无其它深切邻谷，不存在邻谷渗漏问题。
库区主要地层为第四系全新统植物层（Q4pd）和第四系全新统第四系全新统冲积层（Q4pl），白垩系下统天马山组（K1t）砂岩和砾岩，岩层平缓。根据钻孔压水试验，其透水率为5.67～11.06Lu，平均透水率8.43Lu，属弱透水岩石。钻孔的透水率呈现出随着深度增加而减小，且都小于10，故岩体本身防渗性能较好。库区内破碎带很少、不连续分布，挤压较为密集，客观上起到了阻水防渗的作用，岩体裂隙一般切割不深，延伸长度较小，不存在库水沿断层破碎带或宽大裂隙的集中渗漏问题，不存在永久渗漏的问题。以上的因素综合说明，水库蓄水后不存在大的永久性渗漏问题。
1.3.4 坝址工程地质条件
1.3.4.1 基本地质条件
库区位于自贡市富顺县太平乡风江村沟村。两岸均为延伸较远的浅丘、低山，左岸坡角30°～45°，为山林。右岸坡角25°～40°，为居民点和山林。基岩埋藏较浅（为强风化～中风化砂、砾岩），库区内广泛分布耕植土，种植有农作物和果树。河床砾石层较薄，需采取适当的地基处理措施。
1.3.4.2 坝址地层岩性
坝址主要地层为第四系全新统植物层（Q4pd）、第四系全新统冲积层（Q4pl）和白垩系下统天马山组（K1t）。
植物层（Q4pd）：为深度0.5m~1.5m的红褐色粘土，富含有机质。广泛种植农作物，松散，可塑～硬塑，湿～稍湿。分布在库区范围内的地表处，根据钻孔取样可见植物根系。
冲积层（Q4pl）：主要为砾石，松散堆积，透水率大，钻孔揭露厚约1.6m，分布在河床中部表面以下2.5～3.0m范围。
白垩系下统天马山组（K1t）：岩性主要为薄～中厚层状红色、红色泥岩、砂岩和灰白色砾岩。钻孔至中风化岩层以下，揭露出的岩层厚度约为厚度18.5m~23.9m。根据风化程度可将基岩划分为二个带：
强风化带：裂隙较发育，岩质较破碎，裂面多见土质充填，天然抗压强度1.21～6.96MPa，平均1.63MPa，属极软岩；岩体基本质量级别为Ⅴ级。平均岩石质量指标（RQD）=13％。分布普遍。
中风化带：裂隙不发育，岩芯呈柱状或短柱状。砾岩天然抗压强度8.8～12.68MPa，平均10.12MPa，属软质岩，岩体基本质量级别为Ⅳ级。砂岩天然抗压强度12.30～18.20MPa，平均17.42MPa，属软岩，岩体基本质量级别为Ⅳ级。平均岩石质量指标（RQD）=55％,分布普遍。
1.3.4.3 坝址的地质构造
库区覆盖层为第四系全新统植物层（Q4pd）和第四系全新统冲积层（Q4pl），在库区内广泛分布。地下岩层主要为白垩系下统天马山组（K1t）。区内岩石节理裂隙较发育，裂隙率在0.5%到3.2%之间。覆盖层较厚。
1.3.4.4 坝址区的不良地质现象
坝址及其附近无滑坡、崩塌等不良地质现象。基础开挖过程中，要注意可能引发的小型土体滑坡，但是由于基础开挖不深，上覆全风化土层薄，危害性不大。据勘探资料，坝区各部位岩石风化特征见表1-10。
表1-10 坝址区岩石风化特征表
工程部位
左岸坡
河 床
右岸坡
全风化带厚度（m）
0.50～1.50
0.50～1.6
0.50～1.50
强风化带厚度（m）
0.70～1.80
1.80～9.80
5.10～7.30
1.3.4.5 坝址的水文地质条件
坝址区水文地质条件简单，主要含基岩裂隙水。白垩系下统天马山组砂岩为主要含水层，含水性受地质构造控制，裂隙发育带富水性中等。地下水位埋深0.8～5.4m，平均3.23 m，地下水位标高480.88～486.7m。地下水的主要补给来源是溪流及大气降水。经过3个钻孔9段次的压水试验（见表4-2），岩石透水率为5.67～11.06Lu，平均透水率8.43Lu，为中～弱透水岩石。
表1-11 坝址区钻孔压水试验成果表
钻孔编号
试验孔深（m）
透水率(Lu)
渗透性等级
ZK1
2.10～7.10
11.06
中等透水
7.10～12.10
10.0
中等透水
12.10～17.10
6.7
弱透水
17.10～22.10
5.7
弱透水
ZK2
2.80～7.80
11.05
中等透水
7.80～12.80
9.8
弱透水
12.80～17.80
7.4
弱透水
17.80～20.60
5.67
弱透水
ZK3
2.40～7.40
11.0
中等透水
7.40～12.40
8.6
弱透水
12.40～17.40
7.9
弱透水
17.40～22.40
6.3
弱透水
据地表水、地下水化学分析成果（见表1-10），坝址区地表水属弱碱性、低矿化度的淡水，地下水也属弱碱性、低矿化度的淡水。坝址区地表水属HCO3·SO4-Ca·Mg型水。据此按GB50287-99规范有关环境水对混凝土腐蚀性评价标准评判，坝址区地下水、地表水对混凝土各项腐蚀性评价具有弱腐蚀。
表1-12 水质分析成果表
水样
水样
类型
水质类型
总硬度
（mg/L）
PH
K++Na+（mg/L）
Mg2+（mg/L）
Ca2+（mg/L）
HCO3-
（mg/L）
SO42-
（mg/L）
侵蚀CO2
（mg/L）
地表水
河水
HCO3-SO4
Ca-Mg
335.3
7.1
13.11
23.71
95.19
277.63
80.60
0.00
地下水
钻孔水
HCO3-SO4
Ca-Mg
337.8
7.5
17.02
23.72
96.19
280.68
88.60
0.00
1.3.5 天然建筑材料
在考察了坝基地质条件，筑坝材料的储量及运输条件之后，建议本工程采用粘土心墙石渣坝。考虑到道路只为附近居民日常生活所用，必须做适当的加固措施。为节约耕地和减少投资两方面考虑，建议就近选择坝址区附近的空地作为施工准备场地，建立拌和站、工棚等，场地开阔平坦，利于布置。同时，也能节约完工后耕地复垦与水土保持等费用的投资，修筑粘土心墙石渣坝所需的石渣料和粘土在工程区附近有足够的储量，运距约为20km，修筑溢洪道所用的混凝土，钢筋，水泥等材料可以从赵镇购买运距为40km。
1.4 工程任务和规模
1.4.1 工程建设的必要性
富顺县龙泉山脉地区主要以微型、小型蓄水设施解决灌溉和找山泉、打井解决农业生产及人口饮水。现有小(1)型水库4座，小(2)型水库14座，山坪塘1680座、石河堰183座、蓄水池8035口、水窖260口、灌排泵站331处。
该地区受自然、技术、经济等条件的制约，天然的水资源开发利用较少，在党的十一届三中全会以来，全县人民在县委、政府的正确领导下，水源工程建设有了较快的发展。蓄引提能力大大提高，对抗御自然灾害，保证工农业生产起到了积极的作用。但由于水资源时空分布不均，水资源组合不平衡等客观因素造成了季节性，区域性的干旱缺水，同时对水资源缺乏保护和合理利用及水污染等人为因素，加重了干旱缺水和洪涝灾害影响，致使农业灌溉用水严重不足，主要存在以下几个方面的问题：工程调蓄能力不足，抗旱减灾能力不能满足要求；水土流失问题突出；水源工程分布不均，人均占有量低；病险工程增多，地震造成的水源工程损毁急需修复；政策法规难配套，管理体制不完善。
富顺县龙泉山脉地区多年平均径流总量0.92亿m3，入境水量0.61亿m3，地下水可利用量0.03亿m3，水资源总量共计1.56亿m3。虽然较富顺县平原区和东部丘陵区水资源总量相对缺乏，但还是足以满足该地区农业、生活及生态用水需求。而造成该地区缺水的主要原因是工程性缺水。通过一系列水源工程的规划建设，合理规划、科学利用，充分发掘本地区可利用水资源潜力，规划区内供水能力可持续支撑本地区经济社会的发展，并能维持良好的生态系统。因而兴建石河子湖是必要的。
1.4.2 工程任务
石河子湖的主要开发任务为风江村沟村建设深林旅游和建设休闲之乡促进地方经济发展，同时兼顾下游种养业发展规划、居民供水。
根据富顺县龙泉山脉地区的具体情况，以保障区内经济社会发展需水，改善区域水生态环境为目标，按照“以人为本，人与自然和谐相处”、“因地制宜，量力而行”、“统筹兼顾，突出重点”、“建设、管理、改革同步”的原则，新建中小型水源工程及巩固和挖掘现有工程效益，大力发展小型、微型水利。实行大、中、小、微结合；湖、塘、堰、池结合，灌溉用水与解决人、畜饮人结合，新建与挖潜改造结合，进一步增强抗旱减灾能力，形成乡镇有水库、村村有堰塘、社社有井池的水源体系，以确保农业的旱涝保收，并使生态环境得到彻底改善，减少水土流失量。
1.4.3 工程规模
根据石河子湖的开发任务，其正常蓄水位选择主要是满足森林旅游水面面积，并兼顾下游综合用水要求。因而本阶段拟定其正常蓄水位为487.0m，正常蓄水位以下库容为5.1万m3，正常蓄水位人工湖水面面积28.0亩。
1）洪水标准
石河子人工湖湖拦河大坝为粘土心墙石渣坝，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），石河子人工湖划定为Ⅴ等工程，主要永久水工建筑物为5级，次要建筑物为5级。由于地处丘陵区所以按山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准。其设计洪水标准重现期为20年（P=5%），校核洪水标准重现期为200年（P=0.5%）。
2）溢洪道规模
石河子湖采用开敞式溢流堰，自然溢流。溢流堰顶高程为487.0m，净宽为8.0m。泄洪能力按以下计算。

Q—流量m3 /s；
B—溢流堰净宽m；
Hw —计入行进流速的堰上总水头,m；
m—流量系数,
ε—闸墩侧收缩系数。
σs—淹没系数
2、调洪方式
石河子湖采用开敞式溢流道，溢流堰顶高程即正常蓄水位，因而以正常蓄水位487.0m为起调水位进行洪水调节计算。
3、洪水调节主要成果
按照上述洪水标准、调洪方式进行调洪演算，计算结果为人工湖校核洪水位489.65m；设计洪水位488.99m。
1.4.4 人工湖运行方式
石河子湖主要满足森林旅游水面要求，基本维持在487.0m运行，汛期或者其他时刻当来水超过487.0m时，由溢流堰自由下泄；供水期，根据下游灌溉或供水需要，逐渐下降水位，然后逐渐回蓄至正常蓄水位487.0m。
1.5 工程设计
1.5.1 工程等别及标准
本工程开发任务为建设森林旅游，同时兼顾下游的种养业发展规划、居民供水。石河子湖正常水位以下库容5.1万m3，最大坝高13.35m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），石河子人工湖划定为Ⅴ等工程，主要永久水工建筑物为5级，次要建筑物为5级。由于地处丘陵区所以按山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准。其设计洪水标准重现期为20年（P=5%），校核洪水标准重现期为200年（P=0.5%）。
表1-13 建筑物级别及洪水标准
建筑物类别及名称
建筑物级别
洪水重现期（年）
设计
校核
坝、溢洪道、放水管
5
20
200
1.5.2 工程总体布置
1、坝型选择
从坝址区地形地质条件、建筑材料，并考虑到本工程的开发任务主要改善生态环境，发展旅游，从与周围环境一致、谐调等方面本工程宜采用粘土心墙石渣坝。
2、工程总体布置
石河子湖坝址位于富顺县太平乡风江村沟村，工程包括挡水建筑物、泄水建筑物和放空建筑物组成。挡水建筑物采用工程区附近开挖的石渣料、泥岩、砂岩等材料，溢洪道布置在左岸，为开敞式自由溢流，放空管布置在挡水建筑物下方，用作人工湖放空设施。
1.5.3 工程主要建筑物
1、挡水建筑物
大坝粘土心墙石渣坝，坝顶高程490.35m，最大坝高13.35m，坝顶宽4m，坝轴线长45m，上游坝坡为1：2.25，上游坝面依次布置10cm厚C15砼预制块护坡，20cm厚砂砾石垫层，坝脚处设置C20砼基座。坝壳料主要为泥岩石渣、砂岩砂岩、砾岩等，粘土心墙的填料为粉质粘土，心墙上游和下游的坡比均为1：0.2，均设置50cm厚的粗砂反滤层，粘土心墙顶高程为489.35m，顶宽为3.0m，底宽为7.94m。心墙底部设置一个粘性土截水槽，截水槽的顶部宽度与心墙底宽度相同都为7.94m，深为2.0m，两侧坡比为1:1，两侧边坡均设置50cm厚的粗砂反滤层，截水槽的底部宽度为2.0m。坝顶为20cm厚的混凝土路面，底部铺设10cm厚的碎石垫层，上游设高为1.7m，厚为24cm的M10浆砌砖防浪墙，防浪墙底部设置30cm厚的C15砼基础，防浪墙顶高程为491.35m，防浪墙高出坝顶1.0m，坝顶下游侧设60cm×24cm(高×宽) M10浆砌砖路缘石。下游坝坡为1：2.0，下游坝面采用M10浆砌砖网格草皮护坡，底部铺设10cm的耕植土。下游坝面从坝顶至排水棱体顶部设置一道阶梯踏步，下游坝坡的两侧设置一条岸坡排水沟，均为M10浆砌砖砌筑。排水棱体的顶高程为480.0m，顶宽为2.0m，棱体顶部设一条M10浆砌砖排水沟，排水棱体内侧坡比为1：1.5，内侧设置10cm的粗砂层、20cm的碎石垫层做为排水体的反滤层，排水棱体的填筑料为堆石，底部铺设20cm的碎石垫层，