大坪电站水保规划.docx

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大坪电站水保规划

前言

古水河是南河上游的支流，发源于坛山观和白岩尖，海拔2100m，在阳日镇与关门河相汇后流向保康县段，最低高程为496m，总落差近1500m。

流域集水面积376km2,干流总长49.5km,河床平均坡降33.3‰，流域内上游段山势陡峻，分水岭高程在1600～2100m之间。

古水河流域支流众多，主要有南支大岩屋支流、巴竹园支流、陈须子沟、举场支流、青杨河等；北支红花朵支流、洞儿沟、白玉、骡古峪等支流。

根据神农架林区水电局以“神水电［2001］32号文”，神农架林区发展计划委员会以“神计能字［2003］21号文”，批复了《神农架林区大坪水电站工程建议书》的审查意见，同意工程建议书中提出的开发方案，并受神农架林区电站的委托，神农架林区水利水电勘测设计院现已编制完成《神农架林区大坪水电站初步设计研究报告》。

大坪水电站位于湖北省神农架林区松柏镇麻湾村境内，电站总装机容量1430KW，是一座以发电为主的小（Ⅱ）型引水式电站。

大坪水电站离松柏镇34公里，电站厂房位于麻湾村斜对面，拦河坝及渠首建筑物距离电站厂房3.2公里。

1方案编制总则

1.1编制目的

由于电站开发建设中因开挖造成地表植被破坏、并产生大量多余弃土弃渣，这些都将会造成大量的水土流失，从而堵塞河道，破坏水质，使电站工程枢纽沿线的生态环境遭受破坏，对沿线的土地资源造成浪费。

依据《中华人民共和国水土保持法》和《中华人民共和国水土保持法实施条例》的有关规定，为全面考核大坪水电站工程对古水河流域水土保持的影响、改善工程区的生态环境、减少水土流失量，为工程管理运行创造良好的条件、弥补和改善其电站工程建设造成的水土流失危害、落实“三同时”制度的贯彻执行，特编制本工程水土保持方案报告书。

本次所编制的《大坪水电站水土保持方案报告书》是在神农架林区水利水电勘测设计院现已编制完成的《神农架林区大坪水电站初步设计研究报告》基础上进行编制的，其编制的目的是：

（1）全面贯彻落实《中华人民共和国水土保持法》及其相关法律法规，明确工程建设单位防治水土流失的责任、义务和范围；

（2）为工程建设的水土保持工作指出方向目标，重要解决因动土造成的面蚀、沟蚀、弃渣和沟道排洪问题；

（3）按照“谁开发、谁保护，谁造成水土流失、开发建设单位明确防治工作量及相应投资；谁负责治理”的原则，使开发建设单位明确防治工作量及相应投资；

（4）为水土保持建设提供技术措施依据，确保“三同时”制度的贯彻落实；

（5）为水行政部门监督管理工作及建设单位的方案实施提供指导性意见。

1.2编制依据

1.2.1法律法规

（1）《中华人民共和国水法》；

（2）《中华人民共和国水土保持法》；

（3）《中华人民共和国防洪法》；

（4）《中华人民共和国环境保护法》；

（5）《中华人民共和国土地管理法》；

（6）《中华人民共和国河道管理条例》；

（7）《中华人民共和国森林法》；

（8）《<中华人民共和国水土保持法>实施条例》（国务院1993年8月颁布第120号令）；

（9）《建设工程环境保护管理条例》（国务院第253令，1998年11月18日）；

（10）《湖北省实施<中华人民共和国水土保持法>办法》（湖北省8届人大常委10次会议）。

1.2.2部委规章

（1）《水土保持生态环境监测网络管理办法》（水利部第12号令）；

（2）《关于印发<规范水土保持方案编报程序编写格式和内容的补充规定>的通知》（水利部保监[2001）15号）；

（3）《开发建设工程水土保持设施验收管理办法》（水利部令第16号）；

（4）《开发建设工程水土保持方案管理办法》（国家计委、水利部、国家环保局11994]513号文）；

（5）《开发建设工程水土保持方案编报审批管理规定》（水利部第5号令，1995年5月30日）。

1.2.3规范性文件

（1）《全国生态环境保护纲要》；

（2）《国务院关于加强水土保持工作的通知》（国发[19983]5号文件）；

（3）《关于加强土地开发利用管理、搞好水土保持的通知》（国家土地管理局、水利部，国土局11993）88号文）；

（4）《湖北省人民政府关于划分水土流失重点防治区公告》（鄂政发[2000]47号）；

（5）《湖北省人民政府关于征收水土保持设施补偿费和水土流失防治费的通知》（鄂政发[2000]28号）；

（6）《关于贯彻执行水土保持法实施条例有关规定的通知》（地矿部、水利部[1993]地发227号文件）。

1.2.4技术标准

（1）《开发建设工程水土保持方案技术规范》（SL204～98）；

（2）《水土保持综合治理规划通则》（GB／T15772～1995）；

（3）《水土保持综合治理验收规范》（GB／T15773～1995）；

（4）《水土保持综合治理技术规范》（GB／T16453～1996）；

（5）《水土保持综合治理效益计算方法》（GB／T15774—1995）；

（6）《土壤侵蚀分类分级标准》（SLl90—96）；

（7）《水土保持治沟骨干工程暂行技术规范》（SDl75～86）；

（8）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—93）；

（9）《防洪标准》（GB50201—94）；

（10）《水利水电工程制图标准水土保持图》（SL73．6～2001）；

（11）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）；

（12）《造林技术规程》（GB／T15776～19960）；

（13）《水土保持监测技术规程》（SL277～2002）；

（14）《水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》（水利部水建[1998]15号文）；

（15）《水土保持工程概（估）算定额与编制规定及规范实施手册》（水利部水总[2003]67号）。

1.2.5技术资料及文件

（1）《大坪水电站工程初步设计报告》

1.3方案编制深度与设计水平年

1.3.1方案编制深度

根据《中华人民共和国水土保持法》及《开发建设工程水土保持方案技术规范》（SL204-98）的有关要求，本《方案报告书》的设计深度与主体工程的设计深度相当，为可行性研究深度。

1.3.2设计水平年

本工程属建设类工程，工程水土流失主要集中在工程建设期。

结合工程建设期安排，本《方案报告书》设计水平年为竣工后的第1年，即2008年。

2电站工程简况

2.1电站规模及工程布局

2.1.1电站设计规模

大坪水电站位于神农架林区松柏镇麻湾村境内，是一座以发电为主的小（Ⅱ）型引水式电站。

电站渠首坝址位于松柏镇麻湾村，距松柏镇34km，电站厂房位于麻湾村斜对面，拦河坝及渠首建筑物距离电站厂房3.2公里。

引水坝以上承雨面积90.5km2、厂址以上主河承雨面98.5km2；引水渠全长3.210km，其中明渠长0.070km、电站前池长0.080km，遂洞长3.060km（1#隧洞长310m，2#隧洞长840m，3#隧洞长845m，4#隧洞长385m），大坪电站设计水头136.92m、额定工作水头131.59m，设计引用流量1.64m3／s，装机1430kw，多年平均发电量721.72万kw·h，年利用小时5047h。

2.1.2枢纽工程布局

大坪水电站装机1430KW，小于10000KW，根据国家《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和水电站引水渠及前池设计规范（DL/T5079-1997）等的有关规定，该电站属Ⅴ等小（Ⅱ）型工程。

其主要建筑物有溢流坝、冲砂闸、引水渠（遂洞）、溢流堰、前池、压力管、厂房、升压站等均按5级建筑物设计。

根据电力行业标准DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》，拦河坝挡水高度低于15m，且上、下游最大水头差小于10m，其洪水标准宜按平源、滨河区标准确定，定为10年一遇设计洪水标准、20年一遇校核洪水标准，电站厂房20年一遇设计洪水标准、50年一遇校核洪水标准。

一、滚水坝

滚水坝为外包混凝土的浆砌石重力坝，坝长30.6m，设计洪水位934.11m，相应泄量220m3／s；校核洪水位为935.00m，相应泄量341m3／s。

坝顶高程931.5m，坝底高程923.70m，顺水流方向长度5.0m。

其中拦河溢流坝坝段长24m、非溢流坝段长5.0m、冲砂闸11.4m、进水闸及隔墩3.6m。

溢流坝底宽5m、坝顶为圆弧形。

二、取水枢纽建筑物

冲砂闸：

冲砂闸位于溢流坝段左侧，闸门采用平板钢闸门，底板高程928.65m，冲砂闸启闭台高程938.40m，闸孔尺寸为1.2×1.4m，采用平板钢闸门结构，手电两用螺杆式启闭机启闭。

渠首进水闸：

闸孔尺寸为1.40×1.60m（宽×高），闸室长3.6m，底板高程929.63m，平板闸门控制，手电两用螺杆式启闭机，启闭台高程934.68m，闸门前设一道拦污栅。

三、明渠

明渠正常引用流量为1.64m3／s，底坡1：

1000，全长70m（含过渡段明渠及沉砂池）。

明渠采用浆砌块石衬砌，水泥砂浆抹面，设计过水断面为底宽1.4m×高1.3m。

四、隧洞

引水工程渠道位于大坪水电站所在流域的左岸，其进口底板高程929.65m，引水隧洞5条，全长3060m，最长隧洞845m。

隧洞纵坡i均取1/1500，过水断面为矩形1.6m×2.0m（宽×高）；隧洞为城门洞型式，采用20cm厚C15素砼抹面侧墙和底板防渗。

引水渠渠首水位935.95m，底部高程929.65m，水深1.30m，纵坡1：

1000，正常引用流量1.64m3／s。

五、压力前池

用来连接引水渠和压管道的水工建筑物，本电站前池理论有效容积1071m3，采用值1075m3，最低高程为924．52m，顶部高程为929．50m，正常高水位为928．82m。

池底宽采用2.8m，有效池长70m，其中渐变段及联结部分共10m，总长80m。

六、压力钢道

压力管道轴线平面上为一直线。

主管长度306.4m，岔管、支管总长15.3m，支管管径0.50m，转弯半径1.5m。

沿管线共设有4个镇墩，4号镇墩与前池进水闸相连，1号镇墩为主、岔、支管的外包。

钢管支墩间距，3号镇墩以下取为6m，3号镇墩以上取为7M。

管道左侧设有人行道，通道宽0.6m，侧开挖坡脚应设有浆砌石排水沟，将雨水排向下游。

管槽开挖底宽为2.4m,开挖边坡1：

0.5，管道架空净高大于0.6m。

七、电站厂房

大坪电站厂房布置在古水河的左岸，此处河滩开阔，河流阶地发育，坡度平缓，靠河边有岩石出露，坡积层厚度约为2.5～6m，地面高792～793.8m，适合于电站厂房布置。

机组安装高程为793.85m,从而确定主机间发电层地面高程为793.10m。

厂区河道50年一遇洪水，相应洪水位793．87m，在尾水出口的河流左岸做一到防洪墙挡住厂区的相关建筑物。

八、升压站

升压站紧联厂房，升压面积8×7m2,主变压器型号为S9-2000/35。

厂房及升压站周围均设有围墙和排水沟。

场站地质情况满足要求。

2.2施工组织

2.2.1施工条件

大坪水电站位于神农架林区松柏镇麻湾村境内，距松柏镇34km，电站厂房位于麻湾村斜对面，拦河坝及渠首建筑物距离电站厂房3.2km,坝区现有简易路相通，厂区扩建公路0.3km。

工地对外交通线路为公路方式,运输线路为:

神农架林区松柏镇－麻湾村－坝区－厂区，对机电设备运输可通过铁路从宜昌下站转公路运输。

2.2.2天然建筑材料

根据大坪水电站工程规划设计资料，该工程需要块石、砾石、卵石、砂等天然建筑材料。

砾石、卵石、砂产于古水河河床及两侧河谷一带，经工程验证类比，是适合堆石坝和浆砌石坝所可用的天然建筑材料。

同时，块石产出地均有简易道路与建筑场地贯通，运输条件较好，且距各个工程场地也较近。

2.2.3施工期供水、供电

在麻湾村有10KV供电台区，可解决施工一般照明和施工用电，在工地架设变压器降压后送往各用电点。

枯水期大坪水电站所在流域流量一般为0.32m3/s，河水无污染，可用作生活和生产用水。

2.2.4施工用材料

工程所需建筑材料主要为水泥、钢筋、钢材、木材、油料、砂石料及炸药等。

由于本工程规模较小，可采用当地水泥，神农架林区或房县水泥都可以。

麻湾村当地木材，可为本工程服务，钢筋、钢材及油料可从市场购买；炸药需从神农架林区松柏镇购买。

根据地质报告，工程区缺乏级配优良的天然砂石料，建议选用人工砂石料；水电站沿河（渠）出露岩石多为灰岩，岩石新鲜完整，是较为理想的混凝土骨科来源。

2.2.5施工总布置

施工场地布置原则：

节约用地、交通顺畅，方便生产生活，生产区和生活区相对分开。

采取右岸为主的一岸集中布置方式。

根据枢纽布置和工程规模，地形地质条件，主体工程施工辅助企业要分三处布置：

一、拦河坝附近坡地布置区，负责拦河坝、取水口、进口冲砂闸、引水明渠、1#隧洞等建筑物施工，主要布置混凝土拌和系统、各类仓库、施工机械修理及停放场等；

二、电站厂房布置区，负责电站厂房及升压站、渠道及渠尾各建筑物施工，主要布置混凝土拌和系统、钢筋加工厂、木材加工厂、各仓库、施工机械修理及停放场等；

三、引水系统中部坡地，负责2～4#隧洞施工，主要布置各类仓库、施工机械修理及停放场等。

2.2.6土石方平衡

本工程工程建设过程中筑坝材料的开采,主体工程开挖、隧洞开挖以及辅助设施的建设过程中都会有弃土、弃石、弃渣。

根据主体施工组织设计，工程总开挖量19282.12m3，其中土方开挖5282.74m3，石方开挖13999.38m3；工程总回填量1443m3；工程利用方2515.39m3，工程总弃渣量16766.73m3。

土石方平衡表见表2-1。

表2-1　　　土石方平衡表　　　　单位：

ｍ3

工程名称

开挖

回填

利用方

弃渣

土方

石方

小计

石方

土方

石方

小计

永久工程

挡水工程

1496.94

1572.86

3069.8

320

69

730.56

799.56

引水工程

1943

10587.02

12530.02

468

308.52

1075.31

1383.83

发电厂工程

1317.8

829.5

2147.30

365

123

190

313

升压站变电站工程

275

275.00

40

19

19

临时工程

施工导流

250

1010

1260.00

250

合计

5282.74

13999.38

19282.12

1443

519.52

1995.87

2515.39

16766.73

2.2.6施工总进度

经本阶段施工组织及总进度安排，本工程施工总工期为21个月，2005年5月上旬开工，2007年1月完工投产发电。

一、工程准备期：

工期2个月，即2005年5月上旬～2005年6月下旬。

主要是完成场内各主要施工道路，水电及通讯系统，施工辅助企业布置系统；在次期间，还应完成各段隧洞进出口的施工工作面，同时完成公路和压力前池的部分工作，

二、主体工程施工期：

工期18个月，这是控制工程的主要部分。

本工程施工受洪水影响相对较小；拦河坝因受季节洪水影响，要求从2006年4月底完成右岸冲砂闸和渠首引水孔口929.63ｍ高程以上混凝土浇筑，坝体必须在枯水季节完成任务。

2.3主要工程量及投资

本工程土石方总开挖量19282.12m3，总回填量1443m3，工程利用方2515.39m3，工程总弃渣量16766.73m3；浆砌石1995.87m3，混凝土1039.04m3，钢筋结构安装67.2ｔ。

本工程静态投资744.40万元，工程总投资为761.58万元。

3区域简况

3.1自然环境简况

3.1.1地形地貌

大坪水电站位于古水河流域，古水河是南河上游的支流，发源于坛山观和白岩尖，海拨2100m，在阳日镇与关门河相汇后流向保康县段，最低高程496m，总落差近1500m。

古水河流域河长45km,流域面积376km2，呈长条形，河床坡陡流急，全河段平均比降33.3‰，流域内上游段山势陡峻，分水岭高程在1600～2100m之间，最高峰坛山观海拔2277m。

流域内森林茂密，植被很好。

大坪至麻湾段，地势平坦，耕地较多，居民集中，在麻湾附近有山间小盆地、河流阶地，大多为坡地，耕地主要为旱地，有少量水田，流域内无重要集镇。

大坪以上河段两岸坡地较陡，耕地和居民点减少。

古水河流域支流众多，主要有南支大岩屋支流、巴竹园支流、陈须子沟、举场支流、青杨河等；北支红花朵支流、洞儿沟、白玉、骡古峪等支流。

3.1.2地质

工程场区属神农架林区侵蚀构造高山地貌小区（三级地貌单元）。

区内地形总体来说中部高，四周低。

山势较陡峭，河谷深切，落差较大。

大坪水电站工程区区域构造格架上位于大地构造位置，属扬子准台坪区，地跨大巴山—大洪山台褶皱带与鄂中褶断区两个三级构造单元。

区域性断裂构造主要有东西走向的九道—阳日大断裂、走向的新华大断裂、北西走向的板桥大断裂及九冲大断裂，但本场区位于这些断裂构造夹持的相对稳定区域内，附近未发现大的断裂穿切场区。

区内主要构造形迹为木鱼坪向斜，该向斜位于酒壶坪、红花坪一带，呈北东—南西方向。

向斜长27公里，宽1～5公里，向斜的北端与刘家屋场向斜相重合，向斜南端呈喇叭状。

在木鱼坪与红花坪之间，向斜轴略错开呈斜列式。

向斜的地层由震旦系、下寒武统组成。

根据全国烈度区划，本区属我国大陆地震活动较弱的华中地震区的江汉地震带。

据考查，神农架林区境内轻度地震多次发生。

历史上无详细资料记载，1959年后始有记录，地震裂度约在6级以内，为地震安全区。

这些地震活动的基本特点是：

强度小、频低、震源浅。

近场区范围内历史上的地震对场区的影响烈度均未超过6度，对场区破坏性微弱。

区域性大断裂在场区范围内活动不明显，区内尚未发现活断层存在，仅构造节理、卸荷较发育，所出露的断层规模小，切割深度浅，不利于应变能的积累。

按《中国地震烈度区划图》（1990年版，1／400万），神农架林区基本烈度为Ⅵ度，设计地震基本加速度为0．05g，本水电工程为小型水电站工程，有关建（构）筑物抗震设防可按Ⅵ度考虑。

3.1.3土壤植被

工程区土壤分布受地形、地质、气候等诸多因素的影响，区域内主要有黄棕壤土、石灰土和潮土等，主要分布在低山丘林和谷、沟、河等阶地形部位。

流域内森林茂密，植被很好；大坪至麻湾段地势平坦、耕地较多；大坪以上河段两岸坡势较陡，耕地和居民点少。

3.2水文气象河流

3.2.1水文

古水河流域属湖北省水文气象分区第11区，属暴雨低值区，古水河流域大坪电站坝址以上多年平均流量1.75m3／s，多年平均径流量为0.5519亿m3，折合径流深609.8mm；大坪坝址以上流域面积90.5km2。

10年一遇设计洪水220m3／s，20年一遇校核洪水341m3／s，50年一遇非常运用洪水484m3／s。

电站厂房以上流域面积98.5km2，10年一遇设计洪水238m3／s。

3.2.2气象

本流域具有高山气象特征，工程处于海拔830～1000m。

神农架位于亚热带温带气象过渡带，受温湿的东南季风和干冷的高压影响，气候温和，雨量充沛。

流域多年平均降雨量达1100mm，4～10月降雨多，占全年的89.4％，其中7～9月更为集中，约占全年的60.5％。

月降雨量多为80～120mm。

宋洛雨量站实测最大6小时雨量47mm，最大日降雨量86.8mm，取大年降雨量1241.7mm，年雨量年际变化较小，CV值为0.14。

3.2.3河流

古水河流域地处神农架林区南河区，系汉江中游下段南河流域一级支流。

发源于海拔2277m的盘水乡土地垭，于神农架林区阳日镇白磨街汇入粉青河。

古水河流域总面积406km2，古水河长度49.5km，流域呈长条型，总落差近1500m，河道平均比降19.2‰，流域平均高程1401m，河流弯曲系数1.8，河网密度0.3km／km2。

3.3行政及社会经济状况

古水河流域地处神农架林区松柏镇、阳日镇两个乡镇内，大坪电站以上90.5km2的区域主要是松柏镇麻湾村所辖，总人口820人，耕地面积1000亩，陡坡地400亩。

其中农业人口在低山平坝河谷地区，占总面积的14.0％，保水保肥性能良好。

3.4工程区水土流失及水土保持现状

3.4.1工程所处的水土保持分区位置

本工程位于位于湖北省神农架林区松柏镇，根据2000年8月湖北省人民政府颁布的鄂政发〔2000〕47号文件《省人民政府关于划分水土流失重点治理区的公告》，本工程工程所在地属湖北省水土流失重点治理区。

3.4.2水土流失现状

工程区内水土流失类型主要为水力侵蚀，局部存在重力侵蚀。

水力侵蚀是产生水土流失的重要原因，大面积的水力侵蚀属面蚀，分布较广，局部坡陡沟多的地区沟蚀比较严重；重力侵蚀主要分布在山高坡陡的河谷地带，主要有崩塌、滑塌、泄溜等形式及少量的滑坡。

大坪水电站所在流域两岸山势大部分都很陡峭，沟谷深切。

工程区区域构造格架上位于大地构造位置，属扬子准台坪区，地跨大巴山—大洪山台褶皱带与鄂中褶断区两个三级构造单元。

坝址所处河床水面宽25～40m左右，左岸为缓坡，右岸为河漫滩。

土壤侵蚀模数为800～1200t/km2·a，以微、轻度水土流失为主；厂房布置在古水河的左岸，此处河滩开阔，河流阶地发育，坡度平缓，靠河边有岩石出露，土壤侵蚀模数为1000t/km2·a，以轻度水土流失为主，局部存在少量的中度侵蚀；弃渣场、临时堆料场布设于沟道或坡地上，土壤侵蚀模数为2500t/km2·a，以轻、中度水土流失为主，工程区水土流失背景值为1167t/km2·a（详见水土流失预测部分）。

总的说来，工程所在区域水土流失以轻、中度水土流失为主。

4水土流失预测

4.1预测的时段、工程区的划分

一、预测时段

根据《开发建设工程水土保持方案技术规范》（SL204～98）（以下简称《水保技术规范》，水土流失预测应分基本建设期和生产运行期两个时段进行。

本工程属于建设类工程，在施工期间，开挖、填筑的裸露面侵蚀强度较大；施工过程中土石方的开挖、搬运、填筑、弃置工程量也较大，相应的在搬运过程中造成的水土流失量也较大，因此建设期是本次预测的重点，根据《初设报告》，工期安排为2005年5月至2007年1月，建设期共21个月。

工程施工结束后，因施工引起水土流失的各项因素逐渐消失，地表扰动基本停止，水土流失将明显减少，但由于植物措施防护效果的相对滞后性，在生产运行初期工程区仍会有一定量的水土流失，考虑水土保持设施验收为交工验收后一年内，因此本工程生产运行初期按1年计算，植物措施一般为2～3年，在此取3年时段。

二、工程区的划分

根据本工程的特点，本次预测将工程区划分为主体工程施工区（包括挡水建筑物、发电厂房及升压站、引水隧洞、尾水隧洞、导流洞）、弃渣场、临时堆料场、料场、施工道路、施工辅助企业六个大区；再根据各大区内不同施工断面、不同时段、不同流失形式进一步划分小区进行水土流失预测。

4.2预测的内容和方法

水土流失预测主要是工程工程建设过程中的工程水土流失危害，内容包括：

破坏原地貌植被的面积；弃土石渣量；损坏水土保持设施的数量；可能造成的水土流失量；可能造成的水土流失危害等方面。

破坏原地貌植被的面积；弃土石渣量：

以及由此两项可能造成的增大水土流失量。

四个区域按《开发建设工程水土保持方案技术规范》SL204～98中国家规定的计算方式进行流失预测。

4.3扰动地表面积

建设过程中扰动原地貌、损坏土地及植被面积的预测是水土流失预测的主要组成部分。

在水土保持治理过程中，对占用、扰动地表面积的统计，关系到水土保持治理过程中的规划、治理和投资等问题。

工程建设用地面积包括工程永久占地、施工道路及恢复公里、取料场、弃渣场和施工临时占地等