积石峡水电站枢纽设计基本资料1 工程概况积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，是黄河上游干流龙～青段梯级规划的第五个大型梯级电站，距循化县城30km处，距西宁市206㎞，距民和县城100㎞。
积石峡水电站主要任务是发电。
该工程水库为日调节水库，正常蓄水位1856m，工程规模为Ⅱ等大（2）型，大坝为1级建筑物，泄水建筑物、引水发电及厂房均为2级建筑物。
大坝、泄水、引水发电建筑物按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，其入库洪峰流量分别为5850 m3 /s和7550 m3 /s。
厂房按200年一遇洪水设计，考虑机组参与泄洪，厂房按5000年一遇洪水校核；泄水建筑物消能防冲按50年一遇设计。
积石峡水电站施工采用全年围堰挡水、隧洞导流、基坑全年施工的导流方式。
2 水文2.1 流域概况黄河发源于青海巴颜喀拉山北麓各恣各雅山的长日曲，经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等九省区，于山东省恳利、利津两县之间流入渤海，全长5464km，流域面积752443km2。
黄河上游大部分河流穿行于海拔3000~4000m的高山峡谷之间，河道迂回曲折，流域植被率高，水土保持良好，河流水量丰沛，径流比较稳定。
在四川省吉迈至玛曲段有白河和黑河两支流汇入，使干流水量显著增加。
黄河入龙羊峡后，经峡谷和川地相间地段，于清水大庄下游2km进入积石峡。
积石峡水电站坝址位于积石峡峡谷出口处，距河源1938km。
坝址以上流域面积146749 km2，占全流域面积的19.5%，而水量站全流域水量38.8%。
积石峡坝址上游有已建的龙羊峡、拉西瓦、李家峡及公伯峡水电站，龙羊峡水库是一个具有多年调节性能的巨型水库，总库容达275×108m3。
龙羊峡水电站与下游刘家峡水库联合调度运用，使积石峡径流年内分配趋于均匀，提高积石峡的发电效益，同时大大削减积石峡入库洪水，减小积石峡水库的设计洪水和校核洪水。
李家峡、公伯峡水库为日调节水库，调节性能较差，对积石峡水库的入库洪水和径流年内分配影响较小。
2.2 气象坝址区各气象要素均以上游30km处循化气象站为设计代表站，坝址附近及以上流域气候干燥，雨量少，为高原半干旱型气候。
多年最高气温38.2℃，多年最低气温-19.9℃，多年平均最高气温15.7℃，多年平均最低气温2.3℃，多年平均气温8.7℃。
多年各月最大风速24m/s，最大风速32m/s，多年各月最多风向ESE，多年各月平均风速3.1m/s。
多年平均年降雨量266.2mm，多年平均年蒸发量2131.4mm。
2.3 水文基本资料黄河上游干流安宁渡以上有黄河沿、吉迈、玛曲、康乃亥、贵德、上诠、兰州、安宁度等水文站。
上述站均为国家基本测站，观测系列较长，资料精度较高，资料整编规范。
其中兰州站观测年限最长，始于1934年。
循化水文站位于积石峡坝址上游约30km处，控制流域面积145459 km2，与积石峡以上流域面积相差0.9%。
循化水文站测量断面上下河流基本顺直、水流流态顺畅，1945年建站观测至今。
2.4 径流2.4.1 径流系列插补延长本工程以循化水文站为设计代表站。
该站自1945年10月至今有实测水文资料，其中实测最大月平均流量3530m3 /s，发生在1981年9月，历年实测最小月平均流量157m3 /s，发生在1960年1月。
设计径流系列采用1919~2000年共81年资料，其中1919~1945、1949年年、月径流是通过循化与兰州站月径流相关插补得到。
考虑1980年以后受龙羊峡、李家峡水库调蓄影响，特采用考虑河道演算的合成流量法对贵德站及循化站流量资料进行还原，然后统计得到循化站年、月天然径流量。
2.4.2 年径流频率计算根据循化水文站1919~2000共81年水文年径流系列，进行频率计算，采用矩法估算参数，P-III 型曲线适线，并经上、下游参数平衡，得循化水文站多年平均流量703m3 /s，Cv=0.24，Cs=2C v，年径流频率计算成果见表2-1。
表2-1 循化水文站年平均流量频率计算表流量单位：m3 /s2.5 洪水2.5.1 洪水特性及成因黄河上游大洪水是由大尺度天气系统所造成的长历时，大面积连续降雨所形成的，局部暴雨对造洪影响不大。
黄河上游洪水特性一般是暴雨特性在地面上的反映，所形成洪水多由大面积降雨所致，洪水涨落较缓，一次洪水过程约40天左右，洪型矮胖，历时较长，峰形多以单峰为主，峰、量关系对应较好，在实测的较大洪水中洪峰出现在9月份占40%，出现在7月份占36%。
1946、1967、1981年洪峰都出现在9月份，1964年和调查的1904年历史洪水洪峰出现在7月份。
2.5.2 循化水文站天然设计洪水根据循化水文站1946~2000年延长后的洪水系列，加入1904年历史洪水，1981年洪水作特大值处理，采用P-III 型曲线适线，再次对循化站洪水进行复核，得出循化水文站天然设计洪水成果表2-2。
表2-2 循化水文站天然设计洪水成果表2.5.3 区间洪水贵~循区间洪水是龙~积区间洪水的主要部分。
区间洪水采用特征河长法与马斯京根法进行流量演算和用贵德、循化站水文站每场洪水错开传播时间相减法计算贵~循区间洪水，使区间洪水考虑河槽调蓄作用与洪水传播时间后更为准确合理。
贵德、循化站水文资料延长十年后设计成果与原成果基本一致。
贵~循区间洪水成果见表2-3。
表2-3 贵~循区间洪水成果表公~积区间洪水计算：采用贵~循区间及龙~李区间设计洪水按面积比折算法综合确定，见表2-4。
表2-4 公~积区间设计洪水成果表李~积区间洪水计算：采用贵~循区间洪水按面积比直接推得李~积区间洪水，见表2-5。
表2-5 李~积区间洪水成果表2.5.4 受上游水库调蓄后的积石峡水库频率洪水龙羊峡水库为一巨型多年调节水库，其投入运行后已使下游天然设计洪水特性发生较大变化。
李家峡水库、公伯峡水库都具有一定的调洪能力，所以积石峡坝址以上洪水受到龙、李、公三个水库的调蓄影响。
考虑龙、李、公三个水库的调蓄影响后，积石峡水电站不同频率入库洪水的洪峰流量见表2-6。
表2-6 积石峡水电站不同频率入库洪水洪峰流量表2.5.5 入库设计洪水过程线积石峡水库设计洪水受上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库调洪影响，所以其设计洪水不但要考虑龙羊峡水库而且要考虑李家峡、公伯峡两库的调洪作用。
由于李、公、积三库防洪库容均较小，用日平均流量调洪难以反映其调洪能力，因此区间最大3天洪水过程采用逐时过程。
经综合分析比较，采用1964年洪水作为典型，考虑上游龙羊峡、李家峡、公伯峡三库的调洪作用，得到积石峡水电站的入库设计洪水过程线见表2-7。
2.5.6 施工导流及渡汛流量（不考虑）积石峡施工期分为三个阶段，第一阶段导流洞开挖，岩坎挡水，渡汛标准为10年一遇洪水；第二阶段导流洞导流，围堰挡水，导流标准为20年一遇洪水；第三阶段为坝体挡水，渡汛标准为100年一遇洪水。
积石峡水电站的施工洪水为10年一遇洪水2380 m3 /s，20年一遇洪水2530 m3 /s，一百年一遇洪水3260 m3 /s.对于非汛期，积石峡施工期达不到设计水平年，所以采用上游李家峡水电站机组过流能力1460 m3 /s作为积石峡非汛期施工洪水设计值，见表2-8。
表2-8 积石峡分期施工洪水成果表2.6 泥沙本工程以循化水文站作为设计依据站。
水库入库泥沙由上游公伯峡水库的出库沙量及公~积区间来沙量两部分组成。
2.6.1 入库悬移质泥沙及特性积石峡上游公伯峡水库多年平均出库沙量为34×104t。
公伯峡和积石峡区间无大支流汇入，区间悬移质输沙量由区间输沙模数和区间积水面积计算，公伯峡和积石峡坝址区间多年平均输沙量为683×104t。
则积石峡水库多年平均入库悬移质沙量为717×104t。
积石峡入库沙量年内分配很不均匀，主要集中在汛期，汛期6~9月沙量占全年入库沙量的91.9%。
多年平均含沙量为0.34kg/m3，泥沙干容重采用1.16 t/m3。
积石峡水库入库泥沙颗粒级配采用循化站实测资料统计结果，其悬沙的中值粒径为0.013mm，平均粒径0.029mm。
2.6.2 入库推移质泥沙公伯峡及上游的梯级水库拦截了黄河干流的推移质泥沙，积石峡入库推移质泥沙仅来自于公伯峡~积石峡坝址区间。
采用干流区间推移质输沙模数计算得积石峡多年入库推移质沙量为22.9×104t。
推移质泥沙干容重采用1.8. t/m3。
3 工程地质3.1 区域地质概况3.1.1 地层岩性本区出露地层有前震旦系、白垩系、第三系和第四系等。
（1）前震旦系(AnZ)：仅出露上亚群，分布于库区锁通坡及坝址区以南关门至马尔坡一带。
岩性以暗绿色黑云角闪片岩、斜长角闪片岩为主，偶夹石英岩及不纯的大理岩。
（2）白垩系（K）：仅出露下统河口群，分布于坝址区和索通至循化川一带，是库坝区的主要地层。
岩性为紫红~紫灰色砾岩、含砾砂岩、砂岩夹泥质粉砂岩、砂质泥岩等。
（3）第三系（R）：仅出露上新统临夏组（N2），分布于甘循川和丹阳川等地，岩性为砖红色~浅红色砂砾岩、含砂砾岩、砂岩、砂泥质岩及粘土质泥岩等，局部夹有石膏层。
（4）第四系(Q)：①中、下更新统(Q1+Q2)，分布于循化以南堂方庄至文都大寺一带，由砾岩夹1~2m厚的砂岩组成，呈条带状，属河湖相堆积；②上更新统（Q3），分布于高阶地及山顶，为含粘土质粉砂及亚粘土，下部夹有砂砾石层；③全新统（Q4），分布于河床、漫滩、Ⅰ、Ⅱ级阶地上的冲积层及洪积物。
3.1.2 地质构造和地震3.1.2.1 地质构造本区在大地构造单元上隶属于与松潘、甘孜印支褶皱系交界地带的祁连—加里东褶皱带的拉脊山优地槽内，南与双朋西—清水隆起带为邻，北与拉脊山褶皱带相连，阿勤卡金山—当蕊五台山隆起带以NW345°方向恒于地区中部，东侧为民和—临夏盆地，西侧为化隆盆地。
区域内构造线方向以NWW向和NNW向为主，且河西系构造行迹表现尤为明显，控制着库址区构造发育的方向和规模。
NWW向断裂主要有拉脊山活动断裂带和隆务河—大夏河断裂，全新世以来无明显的活动迹象或断裂活动显著减弱。
NNW向断裂主要有大河家—关滩断裂、马尔坡—乌龙沟断裂、协拉断裂、循化断裂，自晚更新世中晚期以来活动性已明显降低。
3.1.2.2 场址区域构造稳定性研究积石峡工程场址位于化隆与临夏两盆地之间当蕊五台山隆起中。
对关门断层和锁通断层距坝址较近，对工程区稳定有重要意义，为此进行专门的研究。
关门断层（F15）位于坝址下游1.3㎞的关门忖附近，总体走向SNW∠65°~70°,北端被北西向断裂所截，延伸长约20余㎞。
断层破碎带宽数十米，岩性破碎，挤压特征明显。