2.1 导流特性与条件

2.1.1 水文特性

坝址控制流域面积98500km2,多年平均流量1610m3/s,多年平均径流量508亿m3,实测最大洪峰流量16900m3/s(1988年8月29日),实测最小流量130m3/s(1999年2月18日);雨季一般为每年的4月至次年10月,6—8月为主汛期。

在1989年完成的原初步设计阶段,龙滩水电站工程的设计洪水和施工导流采用的施工洪水,均是依据坝址下游15.0km的天峨站实测水文资料(1959—1983年),并通过插补延长及历史洪水调查,获得1833—1983年共151年不连序峰、量系列,采用频率法计算坝址设计洪水和施工洪水。1994年完成的枢纽布置优化及施工规划设计阶段将系列延长至1992年,并对1988年的大洪水及历史洪水进行复核,复核结果表明,原峰、量频率线稳定,峰、量关系均无较大变化,故施工规划及以后设计阶段的永久建筑物设计洪水和大坝施工期度汛,均采用原初步设计阶段的计算成果。为叙述方便,将1833—1983年(后延长至2000年)水文系列称为长系列,而将1959—1992年(后延长至2000年)的实测水文系列称为实测系列。

考虑龙滩围堰挡水仅历时2~3个汛期,而天峨站洪水具有34年以上实测资料,可靠性较强,可认为是较长的水文系列,枢纽布置优化及施工规划、可行性研究补充阶段及工程实施设计阶段初期导流标准采用实测系列频率统计成果;由于龙滩水电站大坝属1级建筑物,水库库容较大,为保证工程施工期度汛安全,大坝施工期度汛仍采用长系列洪水成果。

坝址全年及枯水时段不同频率洪峰流量见表2.1。

表2.1 坝址全年及枯水时段不同频率洪峰流量表 单位:m3/s

注 表中“长系列”为历史洪水加1936—2000年插补、实测资料构成的系列;“实测系列”为1959—2000年实测水文系列。

2.1.2 地形、地质

坝址河谷为较宽阔的V形谷,河谷宽高比约为3.5。枯水期河水面高程219.00m,水面宽90.0~100.0m,水深13.0~19.5m。河床砂、卵砾石层厚0~6.0m,局部地段厚17m,基岩面高程一般为200.00m左右。河床两侧均有基岩礁滩裸露,左岸宽10m,右岸宽40~70m。左岸地形整齐,山体宽厚,右岸受冲沟切割,地形完整性较差。两岸山顶高程580.00~650.00m,岸坡坡度32°~42°,残坡积层厚0.5~2.0m,局部厚8.0~25.0m。

坝址地层为轻微变质的三叠系下统罗楼组和中统板纳组,罗楼组出露于坝址上游地段,以薄层、中厚层硅质泥板岩,硅质泥质灰岩为主,夹少量粉砂岩;板纳组出露于坝址及其下游地段,是枢纽主要建筑物地基持力层,由厚层砂岩、粉砂岩、泥板岩互层夹少量层凝灰岩、硅质泥质灰岩组成,其中砂岩占43.2%、粉砂岩占25.0%、泥板岩占30.8%。

坝区岩层呈单斜构造,走向N5°~20°W,与河流向夹角70°,倾向下游偏左岸,倾角55°~63°。两岸强风化下限埋深5.0~25.0m,弱风化下限埋深15.0~40.0m,河槽2.0~5.0m,礁滩15.0~20.0m,其中右岸构造破碎程度强于左岸,风化深度略大于左岸。

坝基砂岩饱和单轴抗压强度平均值大于100MPa。微风化泥板岩饱和单轴抗压强度平均值为60MPa,小值平均值为44.9MPa。

坝址上游左岸存在倾倒蠕变岩体,顺河长约750m,走向与河流平行,倾向山里,倾角约60°。

2.1.3 枢纽布置

龙滩水电站枢纽主要由碾压混凝土重力式拦河坝及其泄洪建筑物、左岸地下引水发电系统和右岸两级垂直升船机组成。前、后期正常蓄水位为375.00m、400.00m时,坝顶高程分别为382.00m、406.50m,相应最大坝高分别为192.0m和216.5m,坝顶长分别为761.26m和849.44m;泄洪建筑物布置于主河槽中央,由7个表孔和2个底孔组成,表孔堰顶高程前期建设为355.00m,孔口尺寸15m×20m(宽×高);底孔进口底板高程290.00m,孔口控制断面尺寸5m×8m(宽×高);表、底孔均采用鼻坎挑流消能。发电厂房最终装机9台,引水发电系统主要由坝式进水口、9条引水洞、主厂房洞室、主变洞、3个尾水调压井及3条尾水洞等组成,其进水口底板高程由河中至岸边分为两级,相应分别为301.00m、311.00m。

2.1.4 进度要求

枢纽布置优化及施工规划设计及其以前各设计阶段按工程首台机组发电工期7.5年安排,可行性研究补充设计报告及招标和施工详图设计按工程首台机组发电工期6.5年安排施工总进度。

2.1.5 工程上、下游已建电站影响

龙滩水电站工程上游河段已建电站有天生桥一级和天生桥二级水电站,其中天生桥二级水电站为径流式电站,库容很小,对龙滩水电站工程施工洪水无影响;天生桥一级水电站于2000年年底完建,为年调节水库,总库容102.6亿m3。经研究,天生桥一级水电站对龙滩水电站坝址洪峰的削减影响在4%以内,对洪量的削减约为13%,从安全和留有余地出发,龙滩水电站工程施工导流和度汛均不考虑天生桥一级电站调蓄的有利因素。

龙滩水电站工程下游河段第一个梯级电站——岩滩水电站已于1995年建成,为保证龙滩工程施工安全,施工导流设计需考虑岩滩水电站水库回水影响,大坝施工期度汛按岩滩水电站正常蓄水位223.00m回水顶托水位考虑。