专门水文地质学 (43).doc

吉林大学精品课专门水文地质学教材水文与水资源工程教学实习指导 6.9燕塞湖水库调查 6.9.1教学目的 （1）了解燕塞湖（石河）水库坝区主要建筑物布局、水库经济技术指标和主要功能；观察库首区地形地貌、地质构造和岩石。 （2）了解水库库尾水位变化、河流作用、断层、滑坡等。 6.9.2背景介绍 石河洪水峰高量大，常给下游造成较大危害。自清道光29年（1849）至1985年共发生较大洪水6次，1959年7月21～22日，Qmax4 750 m3/s小陈庄，洪水淹没农田5 000亩，冲毁铁路路基，威胁山海关。大石河为山区性河流，河床总高差400 m，平均坡降6，山神庙以上20‰，大桥河口1.3‰。河床主要为卵砾石，含漂石和中粗砂；砾卵石主要为火山岩、花岗岩（据天津地质矿产研究所李凤林）。石河有较大支流5条，即二道河、西石河、花厂峪河、北沙河和鸭水河，多年平均径流量1.68亿m3/a，最大为3.85亿m3/a（1959），最小0.292亿m3/a（1957）。石河洪水期具有洪峰高、流量大、来势猛、历时短、泥沙多等特点。输沙量主要集中于7～9月，以7月为最；月均输沙率为26.7 kg/s，14年平均输沙量为1.041105 t；而1～5月和10～12月几乎无沙入海。大石河水量丰富，以降水补给为主，平均流量很小，为0.3～0.6 m3/s，枯水期最小为0.15 m3/s，近年局部断流。7～8月雨季时，径流量占全年的70～80，7月多年平均流量为25.4 m3/s（小陈庄站）。石河大汛周期为20年，小汛5年。1959年7月21～22日普降暴雨、大暴雨，中心在青龙县高杖子，一日降雨321.1 mm，24 h雨量469.8 mm，山洪爆发，河水猛涨，石河小陈庄站流量4750 m3/s。1962年7月24～26日，普遍降雨，7月24日起，连续降雨50 h，27日2时，石河流量1 410 m3/s。1984年石河水库最大入库流量为4 250 m3/s，最大出库流量为4 180 m3/s。 石河水库（又名燕塞湖）位于山海关区西北部小陈庄山口以北700 m处的石河上，坝上控制流域面积560 km2占石河流域面积的93。1972年4月16日动工，1975年6月28日建成使用，是一座以供水为主，兼顾防洪、灌溉、发电等综合效能的中型水库。因风景秀美，20世纪80年代初辟为旅游景点，称“燕塞湖”。 该水库设计洪水为百年一遇，校核标准为千年一遇。按供水保证率P50，总库容6 800万m3，防洪4 700万m3，兴利5 163万m3，年调节水量1.01亿m3。水库主体工程由大坝及其附属建筑物溢洪道、放水洞、泄洪洞、发电洞和一座坝后式电站组成。大坝坝型为浆砌石重力坝，坝顶高60.6 m，最大坝高44.6 m，坝长365.0 m，其中溢流坝段长90 m，为实用堰，堰顶高程47.0 m，上设高10.2 m、宽8 m升卧式平板钢闸门9扇，最大泄洪能力为7 000 m3/s。坝体上游设有混凝土防渗墙，大坝东西两侧挡水坝段，高程34 m处，垂直坝轴线方向各设一条观测廊道。泄洪洞位于大坝左侧主河槽处，22 m方洞，进口底高程25.95 m，用于泻洪、冲砂、放空库容，最大泻量57.3 m3/s。放水洞位于大坝右侧，22 m方洞，进口底高程32.0 m，供城区用水，最大输水量10.88 m3/s，目前供水1.5 m3/s。发电洞位于大坝左侧，为一直径1.5 m圆洞，进口底高程35.0 m，引水流量7.5 m3/s。电站位于坝后，装机容量960 kW，设计年发电296万kWh。 石河水库清风亭（pavilion）地质地貌景观燕塞湖周边山体主要由燕山期火山喷发岩和花岗岩组成（年代距今2.08～0.65亿年）。在此可见有流纹构造的安山岩、奇特别致的火山集块岩和岩盘、岩珠、岩脉等。同位素年龄为1.4亿年。远眺对岸（东岸）石壁，陡峭高峻，其南侧火山喷发岩与北侧花岗岩的分界线如削如刻，清晰可见。库尾蟠桃峪村一带，可见石河弯曲于峻岭之间，河流凸岸堆积，凹岸侵蚀并伴有崩积物，峡谷出口见有洪积扇，库水位变动带清晰可见，草木稀少，另在鸭水河向石河入口处上游右岸（南侧）见有一处岩质滑坡。 石河水库水文站观测项目有坝上、坝下水位；坝上冰情、冰厚、水温；岸上气温；主渠道流量、坝下流量；降雨量、蒸发量、风向、风力；渠道沙量（1982）、电洞测流（1985）、坝下含沙量及输沙率、坝上水化学及污染监测等。水库上游有6个雨量站驻操营（国家级）、石门寨、刘家房、山神庙、城子峪、平房峪，另外坝址、马顶沟、蟠桃峪各有一处。 石河水库1983年总收入58万元，1984年仅旅游收入就达24.44万元；1985年总收入130.82万元，其中接待游客90万人次，收入52万元。1976年利用水面养鱼，当年产鱼3 000 kg；1978年渔业收入1800.0元；1979年经营收入49.45万元，达到经费自给。 6.9.3教学内容 （1）请石河水库管理处工程技术人员介绍石河水库的建筑物、各项经济技术指标。 （2）观察库首区地形、地貌、地质条件，了解筑坝条件和选址依据。 （3）到库尾蟠桃峪北山观看石河河谷地貌、河流侵蚀、堆积作用、库岸崩塌、冲积扇和小型滑坡、库尾水位变化。 6.9.4讨论问题 （1）石河水文状况有何时空变化特征 （2）选择坝址考虑那些主要因素水库有那些功能 （3）河流侵蚀与堆积作用有何特点