張河灣水庫

水庫位於省城石家莊市西南山區，座落在黃壁莊水庫主進庫河流——冶河支流——甘陶河上游。壩址距井陘縣城40公里，距石家莊市80公里，距黃壁莊水庫60公里。電站總裝機容量1000MW，裝機4台，單機容量250MW。水庫控制流域面積1879平方公里。設計總庫容9647萬立米，壩址河牀高程420米，壩頂高程495米，壩高85米，抗拱標準8420秒/立米，為2000年一遇。現狀完成壩高55米，壩頂高程468米，庫容2720萬立米，防洪標準20年一遇。是一座以防洪、灌溉為主，兼山區飲水、發電、養殖、旅遊等多功能的水利樞紐工程。

2003年12月6日河北省重點工程張河灣抽水蓄能電站正式動工興建。張河灣水庫做為蓄能電站的下庫，續建工程也同時展開，按蓄能電站新設計水庫仍為漿砌石重力壩，設底孔、中孔、表孔，設計壩頂高程490米，總庫容8330萬立米。2008年11月9日，張河灣抽水蓄能電站3號機組順利併網發電。

隨着張河灣水庫續建工程的展開，定名為甘陶湖的旅遊風景區也在醖釀籌劃興建之中，到時在蒼巖山——甘陶湖——南寺掌原始次森林旅遊帶將形成。甘陶湖將以山清水秀的“北國灕江”人工“天湖”成為全市乃至全省人民旅遊度假，消夏避暑的好去處。 ^[1] 

新世紀初，又開工新建成蓄能發電水庫，與下水庫相對應，當地俗稱“上水庫”。這座綜合抽水蓄能電站建成後，大大緩解了奧運會期間高峯缺電的局面，而且隨着水庫大壩加高，庫容增大，防洪標準提高，水庫灌溉能力明顯增強，極大促進和拉動了當地經濟的發展。 ^[2] 

（一）工程地形地質條件

工程地處太行山中段的中低山區，為一相對穩定區域，場地地震基本烈度為6度，設防烈度為7度。上、下水庫天然高差約350m，上、下水庫的進、出水口之間的水平距離約550m，電站平均發電水頭約324m，距高比約1.75∶1，條件很優越。

上水庫老爺廟山頂為一古夷台坪，三面溝谷深切，南北長約2000m，東西寬約250～700m，地面高程740～846m，枱面平緩起伏，出露寒武系饅頭組和長城系大紅峪組地層，二者為假整合接觸，膠結良好。饅頭組巖性為薄層細晶灰巖粉砂質泥岩、中厚層砂泥岩夾泥灰岩和粉砂岩。大紅峪組地層為厚層石英砂岩和中厚層鐵質砂岩，岩石堅硬性脆，層狀結構，走向近南北，傾向西，傾角8°～10°。地層中普遍發育有順層的軟弱夾層，層面起伏較小。台坪巖體裂隙發育，以陡傾角為主，周邊存在一定範圍的強卸荷帶。上水庫巖體透水性強，需要採取全庫盆防滲。

水道系統地層由中古元界長城系砂岩和下元古界甘陶河羣塊變質安山岩組成，二者呈角度不整合接觸；地下廠房系統位於蒿亭組變質安山岩地層中。長城系地層裂隙發育，以陡傾角為主，斷裂構造不發育，岩石以Ⅲ類為主，不整合接觸面附近接近Ⅳ類。在蒿亭組地層中，小斷層較多，破碎帶寬約5～20cm，只有f13、f14破碎帶較寬可達20cm左右，斷層多為中等傾角，未見緩傾角斷層。蒿亭組變質安山岩、變質安山岩火山礫岩裂隙發育，廠房圍巖介於Ⅱ～Ⅲ類之間，廠區地應力的最大主應力在5.5～13.37MPa之間。水道和廠房區域地下水為基岩裂隙水，主要由大氣降雨補給，地下水位約在490～520m，整個樞紐區未發現泉水出露。長城系地層透水性不均一，變質安山岩為微透水和極微透水。

下水庫庫區屬中低山峽谷地帶，兩岸山體雄厚，不存在庫區滲漏問題。已建的漿砌石重力壩壩基主要為微風化和弱風化的變質安山岩，透水性小，兩岸巖體裂隙較為發育。右岸壩頭及下游山坡巖體存在不穩定的坍滑體。

（二）主要水工建築物

上水庫位於甘陶河左岸的老爺廟山頂，通過開挖和填築堆石築壩圍庫而成。正常蓄水位810m，死水位779m，工作水深31m，總庫容785萬m3，其中調節庫容為720萬m3，具有日調節性能。堆石壩採用庫盆開挖的砂岩填築，上游壩坡1∶1.75，下游壩坡1∶1.5，壩頂高程812m，壩軸線處最大壩高57m。庫頂軸線長2846.1m，其中堆石築壩壩軸線長1935.0m（其中半挖半填段長1735.0m），土石方開挖量約1000萬m3，填築量約560萬m3。故上水庫採用全庫盆防滲，總防滲面積34.5萬m3。

水道系統由上、下水庫進、出水口、壓力管道，尾水隧洞等組成，全長約840m。上、下水庫進、出水口均為岸邊側式，高壓管道為一管兩機2條壓力管道平行佈置，垂直進廠。高壓管道採用豎井式，鋼板襯砌，主管直徑為6.4m，下平段5.2m，支管直徑為3.6m，鋼板襯砌厚度為16～38mm，月牙形內加強肋鋼岔管位於廠房前42m處。尾水隧洞為一機一洞佈置，共4條，與廠房軸線夾角83。，平行佈置，洞徑5m。水道系統較短，引水和尾水均不設調壓井。

地下廠房採用尾部開發方案，距下水庫約160m。地下廠房洞室羣主要包括：主副廠房及安裝場洞室、主變壓器及開關洞（室）、母線洞、出線豎井、交通洞和排風兼安全洞等。主、副廠房呈一字形佈置，主機間佈置在中間，廠房開挖尺寸為：150.08m×23.4m×48.3m（長×寬×高），機組間距22m。主變壓器及開關洞佈置在廠房下游43.4m處，開挖斷面為119.74m×17.8m×27.8m（長×寬×高）。主變壓器室上部為GIS開關站。主變壓器洞與廠房之間佈置4條母線洞相通。廠房內裝有4台單機容量為250MW混流可逆式水泵水輪機組，發電工況水頭範圍342.56～280.48m，抽水工況揚程範圍351.14～294.85m，水輪機轉速333.33r/min，吸出高度-48m，安裝高程418.0m，在下水庫正常蓄水位488.0m以下70m。水泵工況機組啓動以變頻方式為主，“背靠背”同步啓動作為備用。地面出線場以500kV一回出線接至石家莊變電站。

下水庫為未完建的張河灣水庫，壩址以上流域面積1834km2，多年平均實測徑流量1.04億m3。攔河壩為漿砌石重力壩，於1976年11月開工興建，1980年停建，現壩頂高程466.65m，最大壩高54m，庫容2300萬m3。續建後的下水庫是蓄能發電與灌溉並重的綜合利用水庫，正常蓄水位488m，保證抽水蓄能電站發電水位471m，死水位464m，總庫容8330萬m3（天然庫容），為年調節水庫。下水庫攔河壩需加高到490.0m，續建加高壩軸線仍沿用原壩軸線，大壩加高23.35m，最大壩高為77.35m。由於甘陶河汛期含沙量較大，因此在下水庫大壩上游1.8km處佈置攔沙壩，並利用攔沙壩上游右岸埡口擴挖成過流明渠，汛期直接將含沙水流從埡口明渠導向攔河大壩前，減輕電站進、出水口的泥沙淤積和過機泥沙含量。

本電站由北京勘測設計研究院設計，於1994年6月完成可行性研究報告（等同原初步設計報告），1995年1月通過原電力工業部組織的審查。1998年3月電站項目建議書已由國務院批准。1999年5月，中國國際工程諮詢公司受國家發展計劃委員會委託，對本工程的可行性研究報告進行了評估。本電站由河北省電力公司和河北省建設投資公司共同出資興建，總工期6年。