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一、张河湾水库基本情况

张河湾水库位于石家庄地区井陉县南部测鱼乡与蒿亭乡交界处，库址在张河湾村附近的甘陶河干流上，控制流域面积 1878km2，主要分布在山西省昔阳县境内。多年平均径流量为 1. 8 ×108m3。水库的主要任务是调节水量，供甘陶河两岸及绵右镇农田灌溉之用，辅助发电，兼作防洪 ( 注: 扣除上游昔阳县用水余 95 ×106m3) 。

张河湾水库始建于 20 世纪 70 年代后期，设计正常蓄水位 486. 8m，总库容 8647 ×104m3，最大调节库容 6051. 6 ×104m3，保证率 5% 的调节水量 1189. 1 × 104m3，电站装机容量为 1600kW，防洪库容 2755 ×104m3。

现在，拟在张河湾水库修建蓄能电站，以调节新安电厂供电能力。其基本指导思想是: 在库区建一座高位蓄水池，夜间用电少时，用新安电厂的电将库水抽至蓄水池，在白天用电高峰时放水发电，从而达到调控电能的目的。

水库枢纽建筑物包括大坝 ( 挡水墙、主溢流坝、副溢流坝) 、泄水孔、排沙孔、放水孔及防渗墙等。大坝类型为浆砌石实体重力坝。大坝总长度 319m，上游坝坡 1∶ 0. 1，下游坝坡1∶ 0. 7，最大坝高75m ( 地面以上) ，坝基摩擦系数采用0. 7，地震烈度为7 级。大坝枢纽建筑见图 9 －1 和图 9 －2。

图 9 －1 大坝枢纽高程示意图 ( 下游)

图 9 －2 大坝枢纽平面示意图

二、张河湾水库库区地质

1. 地貌与水文

本区位于太行山东麓，属中高地形，山坡陡峻，沟谷狭窄而多弯。甘陶河蜿蜒其间，蛇曲发育。区内石英岩岩性坚硬，常形成沿河两岸的悬崖峭壁，山峰陡直，海拔较高。坝址河床高程 420m，沿庄西边的西寨山高为 831. 3m，相对高差 400 余米。与红色砂岩互层的紫色页岩，抗风化能力较弱，其上有黄土堆积。在近水一侧受水流冲刷切割，往往形成次一级陡坎。

甘陶河自山西省昔阳县由南向北流过本区，经蒿亭、沿庄流向下游。河床坡降 8 ，部分为 10% ，常年有水，洪水期水流湍急。河床由砂卵石、砾石和滚石等组成，宽百余米，两岸基岩断续出露。

沿庄以下，河谷开阔，漫滩发育，高出河槽 1 ～2m，多被辟为农田，但在较大洪水时会被淹没。张河湾坝址以上，河谷较窄，两侧呈条状分布有河漫滩。在河流的拐弯处，流水的侵蚀堆积作用显而易见。

甘陶河两岸发育有一、二、三级阶地，其中二、三级阶地残缺不全，保留较少。一级阶地分布在南蒿亭、北蒿亭及坝轴线附近，由河流冲积次生黄土状亚砂土组成，阶面倾向下游，高出河床 5 ～8m，沿河村镇多建于一级阶地之上。

2. 地层岩性

本区处在山西陆台太行山褶皱带的东部，出露有元古宇、古生界和新生界三大类:

( 1) 新生界 ( 全新统)

坡积残积物: 由土、碎石、块土所组成，覆盖于基岩之上，厚度一般为 1 ～2m。由崩塌、坍塌作用或经短暂的水流搬运堆积而成。该层主要分布在比较平缓的山坡和沟谷内。

冲积、洪积物: 分布在河床及河漫滩，主要为砂卵石、砾石、滚石、漂砾，厚约 5 ～10m，分选性差，透水性强。卵砾石成分为石英砂岩、安山岩、安山角砾岩、灰岩等。一级阶地和部分沟谷内的次生黄土状亚砂土、亚黏土，为近代水流冲积而成，这些地方多被开垦为农田。

( 2) 新生界 ( 上更新统马兰组)

黄土状亚砂土: 淡黄色、灰黄色，岩性松散，具孔隙和空洞，含较多的钙质结核，垂直节理发育，边坡多陡壁，局部夹有碎石或卵石，底部为 1 ～3m 砖红色黏土层，夹碎石，于安山岩之上，主要分布在河流两岸。

( 3) 中元古界 － 古生界 本区出露中、下寒武系和长城系常州沟组地层。

( 4) 古元古界

坝址区出露甘陶河群蒿亭组下段，上为灰绿色安山岩，下为粉砂质泥质板岩及白云岩，岩层走向南北，倾向西，倾角 50° ～ 53°，分布在豹头沟以上。南寺组第四段，上部为变质安山岩，下部为安山质角砾岩和集块岩，分布在豹头沟以下河流两岸，岩石坚硬，微显层理，走向北东 10° ～15°，倾向北西，倾角 43° ～45°。

3. 地质构造作用

本区处在蒿亭 － 楼底向斜东翼，褶皱轴向近南北。古元古代末期经受吕梁运动的影响，使区内地层产生强烈褶皱，震旦纪以前的地层陡倾，倾角可达 50° ～ 60°，并见有层间褶曲和倒转现象。中生代的燕山运动，本区以断层为主，形成一系列北、北东或南北向平行排列的高角度逆断层。

以上两次主要构造运动，均受东西向挤压应力控制，造成了 NE50° ～70°和 SE105°两组剪切裂隙的发育。在坝轴线附近，共发育五组裂隙，其中走向 SE105°、NE50°、NE70°三组最为发育，NW340°和南北向的两组次之。

三、库区含水层

本区含水层大致分为以下三种类型:

( 1) 分化裂隙含水层: 分布在河流两岸与支流两侧，大气降水补给，出露于岸坡裂隙密集带。如阳坡、豹古沟常年有水，水量受季节影响明显。

( 2) 断层破碎带含水层: 由于历次构造运动的影响，区内断裂纵横交错，构成库区主要含水层，大气降水补给在蓄水条件较好的部位呈线状出露，如北蒿亭岭后泉山，流量为0. 2t / s。

( 3) 第四系砂砾石含水层: 分布在沿河两岸一、二级阶地和较大的沟谷中。含水层岩性以冲洪积沙砾石为主，透水性强，受大气降水补给，沿地势由高向低径流，如沿庄村水井，常年不干，但水量受季节影响显著。

四、坝址区工程地质评价

坝址区河谷狭窄，河流顺直，地层单一，岸坡较缓，宜于削坡。

左右两岸 ( 面向河流下游确定左右岸) 出露变质安山岩，岩石质地坚硬，岩层倾向上游，倾角约在 53° ～57°之间。除左岸 445m 高程以上被大量坡积物覆盖之外，均为裸露基岩。这种松散覆盖层较薄的狭窄河槽，宜于工程开挖，导流排水。

区内构造比较少，且以南北向压性断层为主，断层倾角均在 50°以上，倾向上游，对建造重力坝具有较好的抗滑稳定条件。

坝下基岩单位吸水量 0. 00016 ～0. 017L/( min·m) ，属不透水或弱透水层。但区内发育的北东和南东向裂隙，可能会产生少量坝下或绕坝渗漏。

库区发育的正断层 ( F2) ，压水实验证明，单位耗水量为 0. 1 ～30L/min，为强透水断层，建库时要进行止水处理。

坝体附近岩体被50°、70°、105°三组裂隙切割，但据物探和钻探资料，未发现较弱的结构面，判断是稳定的。事实证明，张河湾水库的设计、选址是成功的。

在张河湾水库的基础上，修建蓄能电站，现在的大坝要加高 30m，库区水位大幅度抬高，必将导致库区水文地质与工程地质条件的变化。因此，必须进行相应的科学研究工作。