5、工程地质与水文地质 ⑴工程地质 故县水库库区出露地层，在坝段、关帝河段两峡谷区主要是震旦纪的辉绿岩、 安山岩、凝灰岩、流纹岩，在故县、范里两盆地区主要是第三纪的 灰绿色及紫 红色的 砂砾岩，覆盖层是第四纪黄土类及冲积砂砾类。库区两岸透水层很弱， 不会形成渗漏。 坝址区岩石属于下震旦纪火成岩，因系间接性多次喷发，岩石呈层状产出，流 层大致向南倾斜，倾角 20~30 度。组成坝基的 主要岩石为石英斑岩，局部有凝 灰岩，河床下部埋藏有辉绿岩。各类岩石均较坚硬，干抗压强度在 1000kg/cm2 以上，其中辉绿岩最完整，凝灰岩次之，石英斑岩节理发育，隐节理多，受震击 容易碎裂，具有硬、脆、碎的特征。 河床坝基的石英斑岩，由于造岩矿物、结构和构造等因素，生成了许多零星分 布的直径 0.2~0.3m 的 强风化型的风化囊或带状风化体。主要地质构造有断层、
7310 5340 3420 12.10 8.83 5.70
注
7~87 月洪水即年最大，1977 年计算，9~10 月洪水 1989 年计算
洛河流域广大地区属于暖温带气候。低空盛行风向及相应盛行气团随季节变化
明显，是典型的暖温带大陆性季风气候。总的 特点是冬季长，春秋短，春季干
2
旱风多，夏季炎热多雨，秋季日丽气爽，冬季寒冷干燥。流域内河川平原及附近 丘陵地带多年平均气温在 12℃~15℃之间；元月份平均为 0℃左右，7 月份平均 在气温为 26℃，年较差 25℃~27℃, 极限气温最高 44.4℃，最低-21.3℃。
1
自流面积），发电装机 6 万千瓦，年发电量 1.45~1.76 亿千瓦 h，保证出力
0.58~0.72 万千瓦，年平均装机利用 h 数 2417~2933h。城市工业供水 5m³/s。
4、水文气象 洛河流域区域辽阔，各地地形地貌不同，形成了本流域年内径流在时间、
空间上分布不均匀，在一年内，6~9 月四个月径流量占全年的 54%，3~5 月三个 月占全年的 20%以下；在年际间，最大径流量与最小径流量比值达 8.0。
洛河故县水库水电站工程简介
1. 水电站地理位置等有关情况 洛河故县水库工程位于洛河中游河南省洛宁县境内，坝址东距洛阳市 165km， 北距三门峡市 159km，是一座以防洪为主的大型水利枢纽工程。见附图 1 故县水 库枢纽平面图。 2、洛河流域径流等有关情况 洛河是黄河三门峡至花园口区间的主要支流，它发源于东秦岭华山东南麓的 陕西省蓝田县岔沟，向东流经洛南县和河南省的卢氏、洛宁、宜阳、洛阳、偃师 等县市经巩义注入黄河，主干全长 446.9km，流域面积 18881km2。减去伊河流 域面积及伊洛河区间面积及河长后。干流为 410.1km,杨村以上洛河流域面积为 12037km.。附：洛河流域图。 洛河故县水库兴建在洛河中游，坝址以上控制流域面积 5370km2，占洛河流域 面积的 45%，占三花区间流域面积的 13%，多年平均径流量 12.6 亿 m³，多年平 均流量 40 m³/s，多年平均输砂量 655 万 t，非汛期水清见底。 3、故县水库设计标准 水库设计洪水标准为千年一遇设计，万年一遇校核；灌溉设计保证率 75%， 发电保证率 80%；建筑物设计等级：大坝为 1 级；电站为 3 级，移民水位为 20 年一遇洪水位加一 m 风浪高，征地水位为 5 年一遇洪水位，水库区基本烈度为Ⅶ 度，按Ⅷ度设防。 库容水位指标：总库容 11.75 亿 m³，相应水位 551.02m（校核水位），水库运 用 60 年后将淤积 3.13 亿 m³，总库容变为 8.62 亿 m³，其中最大兴利库容 5.10 亿 m³，相应水位 534.8m，相应水面面积 22.6km²（3.39 万亩），征地水位即兴利 水位 534.8m，移民水位 544.2m。 建筑物高程泄量指标：大坝坝顶高程 553m（比校核洪水静水位高出 1.92m）， 最大坝高 125m（自开挖建基面计起），坝顶长 315m，二孔泄洪底孔进口高程 473.27m，最大泄量 982m³/s，泄流中孔进口高程 494m，最大泄量 1476m³/s。五 孔溢流坝段堰顶高程 532m，最大泄量 11436m³/s。 灌溉、发电、供水指标：规划远期灌溉面积 102 万亩，进期 39.5 万亩（灌溉
库区初霜日一般在 10 月下旬 11 月上旬，终霜期一般在 3 月下旬 4 月初，无霜 期 187 天。
洛河全流域（含伊河）多年平均年降雨量为 700mm，洛河河谷 600~700mm。降 雨量年内分配不均，6~9 月份四个月雨量占全年雨量的 60%,3~5 月三个月占 20%。
洛河流域暴雨主要受季风吹送西太平洋副热带高压暖湿气团至流域上空产生， 其次也有局部小气候形成的雷阵雨；暴雨多数在 7 月中旬~8 月中旬，尤以 7 月 下旬和 8 月上旬居多。暴雨中心常出现在中下游新安~宜阳~嵩山一线，其次是故 县水库以上。
⑵水文地质 河床坝基基岩属弱裂隙性岩体，岩体裂隙虽多但较紧密。坝区地下水主要第 四纪冲积层孔的孔隙潜水和基岩裂缝水。河床冲积砂卵石层属极渗透水，渗透系 数为 350~400m/d。 基岩裂隙水受大气降水和外侧潜流补给向洛河排泄，由于本区冲沟切割较 深，地下水排泄条件好，补给差，造成两岸地下水位很低。河床个别受过构造错 动的缓倾角裂缝的局部架空部位，地下水城股湧出，其它地方不渗水或微渗水。 区地下水和地表水的 化学成分；根据大量水质分析均为低矿度的重碳酸钙 鎂型水，符合饮用及工业用水水质标准，对大坝混凝土也无破坏作用。 流域地下水主要以降水补给，在山区地下水含储于岩石构造体系中，多以泉 水形式出露地表。 6、枢纽总体布置 洛河故县水库枢纽由拦河坝及坝后厂房组成，变电站位于厂坝间的平台上， 大坝为混凝土重力坝，坝顶高程 553m（坝高 125m）坝顶长 315m，坝顶宽 10~16m， 上游坝坡 1:0.2，下游 1:0.8，最大坝底宽 131m。拦河坝为Ⅰ级水工建筑物，按 千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核，设防烈度为 8 度，坝基抗滑摩擦系数除 10 坝段采用 0.57 外，其余均为 0.6,安全系数情况不小于 1.1，校核情况不小于 1.05，地震情况不小于 1.0. 整个大坝由挡水坝段、电站坝段、溢流坝段中孔坝段五大段组成。根据温度 控制和浇筑能力的 要求，将坝（沿坝轴线）划分为 21 个坝段，段间以横缝断开， 从左（西）岸向右（东）岸排序编号，由 0 号至 20 号，坝宽一般为 16m，最大 19m，最小 13m，又沿水流方向设若干纵缝将每个坝段自下游向上游分成甲、乙、 丙、丁、戊若干坝段，以便施工。
5
表2
电站基本特性指标表
序号 指标名称 单位
数量
备注
1
装机容量 MW
60
20×3
2
年发电量 KWh
1.62~1.76×108
L220-LJ-200
4
吸出高度 m
-3.25
5
最大水头 m
4
挡水坝段位于左右两岸，跨 0∽6（左）及 16∽20 号 10 个坝段。 电站坝段紧接左岸挡水坝段，跨 7、8、9 号三个坝段。在三个坝段上各设发 电引水钢管一条，钢管直径 3m，长 124.37m，进口高程 485.0m，设计流量 36m³ /s。厂房为坝后式，位于 6~9 号坝段下游，安装 3 台单机容量 2 万千瓦的水轮发 电机组。主厂房长 57.95m，下部宽 27.7m，高 43.2m，水轮机安装高程 445.95m。 副厂房位于主厂房后的 坝坡平台上，长 42.08m，宽 20.5m，高 11.68m。 泄洪底孔坝段紧接电站坝段，位于 10 号坝段，共两孔，孔口尺寸为 3.5× 4.5（宽×高）m，为明流洞型，进口高程 473.27m，最大泄量 1000m³/s，最大水 头 80m。出口采用鼻坎挑流消能。 溢流坝段布设在 11~16 号 6 个坝段上，共五孔，为表面溢流堰型。闸门跨度 （孔道宽）13m，高 16.5m，设四个中墩（厚 3.5m）和两个边墩（厚 2.5m）。溢 流堰顶高程 532m，最大泄量 11436m³/s，末段采用鼻坎挑流消能。 中孔坝段位于 17 号坝段，孔口尺寸为 6×9m（宽×高）。进口高程 4947m， 最大水头 57m，最大泄量 1508mm³/s。出坝后接泄水槽，出口段采用单侧墙转向 斜鼻坎挑流消能。 另在第 5 号坝段下游面布设备用发电机组。施工导流洞布设于 12~14 号坝段， 共三孔，在下闸蓄水前于以封堵。导流洞位于坝体外右岸岩石中。 以上布置详见附图：故县水库枢纽平面图、大坝下游立面图、电站坝段、溢 流坝段剖面图。 电站厂房为坝后厂房，设三台机组，单机容量 2 万 KW，设计水头 65m，最大 水头 90m，最小水头 44m，年发电量 1.45~1.76 亿 Kw.h，出力 20.7MW. 厂房为 3 级建筑物，按百年一遇洪水设计，五百年一遇及大坝千年一遇洪水 校核。按 8 度地震烈度设防。三台机组发电尾水位 449.5m，相应泄量 108.6m³/s， 一台机组发电尾水位 449.2m，相应泄量 36.2m³/s。 三台机组分别安装在 7、8、9 号坝段，副厂房和 2 台主变压器布置在厂坝之 间 461.3m 高程平台上，开关站布置在 6、7、8、9 号坝段下游坡 481m 高程平台 上电站安装间布置在主厂房左侧与 6 号坝段对应，机修间布置在距厂房 400m 左 右的机车道旁，由公路直接进厂。电站基本特征见表 2。
据长水水文站 1956~1979 年 24 年的 观测资料计算，多年平均径流量 13.85 亿 m³；6~9 月为 7.07 亿 m³，占全年的 53%；3~5 月 2.20 亿 m³占全年的 16.4%。由 长水资料插补延长故县得 1951~1984 年 33 年资料系列得故县水库坝址处多年平 均径流量 12.81 亿 m³（折合流量 40.6m³/s）,深度 238.5mm,模数 23.9 万 m³/km2， 7~10 月径流占全年的 60.1%，最大径流量 31.5 亿 m³，最小径流量 5.2 亿 m³；实 测洪峰流量最大值 4310m³/s(1954 年 8 月)最小径流量 8 m³/s，调查历史洪水 5400 m³/s（1698 年）。