下水库位于三道沟主河道上,利用天然河道拦河筑坝,形成下水库。下水库正常蓄水位1761m,死水位1732m,调节库容722万m 3 。三道沟水源可作为下水库初期蓄水及蓄能电站补水水源,库周山体雄厚,不存在低于正常蓄水位的垭口,分析认为库盆不存在永久渗漏问题,不需进行全库盆防渗。
下水库主要建筑物包括混凝土面板堆石坝(挡水坝)、堆石混凝土坝(拦沙坝)、下水库泄洪排沙隧洞(兼施工导流)、下水库泄洪放空洞等。受三道沟河道比降较陡的影响,正常蓄水位下天然库容不足,需在水库中后部扩挖,河床开挖的砂砾石料可作为混凝土骨料料源,两岸开挖的块石料可作为坝体填筑料源。
下水库挡水坝采用混凝土面板堆石坝,坝顶高程1767.00m,趾板建基在弱风化新鲜基岩上,趾板建基面最低高程1686.00m,最大坝高81m,坝顶长489.00m,坝顶宽10m,上游侧设6.20m高钢筋混凝土防浪墙,上游坝坡1∶1.4,下游坝坡1∶1.4,坝料分区从上游至下游依次是垫层料区、过渡料区、主堆石区及下游堆石区。坝后设任意料回填区,平台顶高程1767m,下游坡度1∶2.0,采用砌石护坡,设宽9.00m的“之”字形马道,范围根据下水库弃渣量确定。河床及两岸岸坡部位基础防渗采用帷幕灌浆,为解决绕坝渗漏问题,在两岸坝肩布置灌浆平洞,在洞内进行帷幕灌浆。混凝土面板、趾板、帷幕灌浆组成下水库挡水坝防渗体系。
下水库拦沙坝采用坐落基岩上的堆石混凝土重力坝。坝顶高程1767.00m,坝轴线长179.0m,最大坝高46m(坝轴线处),坝顶宽8m,其中溢流堰坝段长度57.00m,堰顶高程1762.00m。拦沙坝在上游坝坡为1∶0.6;溢流坝段堰顶宽5.8m,堰面曲线方程为 y =0.2942 x 1.81 ,下游直线段坡比1∶0.6;坝后设块石护脚,顶高程比下水库死水位1732.00m低2.0m。溢流堰坝段最大高度为41.00m,溢流堰上部设交通桥。
下水库永久补水设施采用在拦沙坝上游适当位置埋设补水管,通过监测水库需补水量,利用拦沙坝前三道沟天然径流,适时、适量对下水库进行补水,补水管通过控制阀控制,该补水设施可长期补水,运行简便可靠。补(充)水建筑物布置于三道沟左岸,补水管进口距拦沙坝约1000m,为防止泥沙进入补水管,进口在靠近三道沟河道左岸边设置渗井集水。补水管进口中心高程1763.4m,出口中心高程1761.4m,管路于进口下游处安设控制阀及排气阀一个,管道总长度约980m,管径0.8m,补水流量约0.5m 3 /s。
下水库泄洪排沙洞(兼施工导流)布置在下水库拦沙坝前右岸,与施工导流洞结合一次建成,泄洪排沙洞(兼导流)为进口有压短管,后接无压泄洪洞。进水塔段长15.0m,底板高程1740.50m,闸顶高程1767.00m。内设置平板工作门一扇,孔口尺寸为:3.5m×4.0m(宽×高),其后设置渐变段与无压洞段衔接,明流洞断面为城门洞形,断面尺寸3.5m×7.6m~6.6m(宽×高),无压洞全长1396.24m,前段纵坡2.0%,后段纵坡4.95%,出口设置在下水库主坝右岸下游,隧洞出口底板高程1684.00m,下游采用挑流消能。
泄洪放空洞由引渠段、进水塔、有压隧洞段、工作闸室段和挑流鼻坎段等组成。进水塔为岸塔式,进水口顶部曲线方程为 x 2 /4 2 + y 2 /2 2 =1,进水塔长15m,宽10.00m,进口底板高程1725.00m,塔顶高程1767.00m,塔高46.50m。进水塔设有平板事故门一道,事故门孔口尺寸为4.00m×4.00m(宽×高)。有压洞洞身长737.00m,纵向坡度5.70%。有压洞洞身标准断面为圆形,洞径3.60m,上游端采用12.00m长的由方变圆渐变段与进水塔连接,下游采用10.00m长的由圆变方渐变段与工作闸室连接。工作闸室段长度12.00m,底板高程1684.00m,闸室内设弧形工作门一道,孔口尺寸3.00m×3.00m(宽×高)。挑流鼻坎段长25.00m,反弧半径15.00m,挑角20°。
对下水库泥石流沟的处理措施为:分别对下水库主河道三道沟、青石沟、黑石沟、红石沟等进行泥石流防治,沿泥石流沟内上游每间隔200~300m,在沟底设置一道柔性防护网或混凝土透水拦挡坝,将大量的固体物质拦挡在上游沟内。
实现水石分离后,各泥石流沟具体排洪方式为:①下水库主河道三道沟、青石沟和黑石沟,拦挡河道或支沟的枯木、树枝及大粒径固体物质,减少拦沙坝上游和泄洪洞进口的淤积,通过下库泄洪排沙洞泄向下游;②对下库主坝下游的红石沟,由于沟口被回填石渣填埋至接近坝顶高程,回填高度达40多m,因此对红石沟的洪水需要做专门的排洪设计。