1.基本资料
1.1枢纽概况及工程目的
桃林口水库位于河北省青龙县与卢龙县交界处，控制流域面积5060平方公里，占流域面积的80%。青龙河是滦河较大的支流之一，水量充沛，但年内及年际的水量分配极不均匀，必须兴建大型控制型工程进行调节，丰富的水资源方可得到充分地利用。
水库的主要任务是调节水量，供秦皇岛市和港口码头、钢铁基地及滦河下游地区农业用水，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等。可得到综合利用的效益。
供水原则是：在满足城市生活、工业用水的同时，对农业用水也给以一定的重视。特别是移民迁建灌区用水应优先保证；其次是在现在灌区用水及盘家口、大黑丁两库的配套灌区，新增灌区要安排在缺乏地下水的滨海地区。
枢纽工程在三个坝段选择了二条坝线，二种坝型。I83坝线采用混凝土重力坝，红层坝线采用当地材料坝。本设计选择I83坝线、混凝土重力坝方案，枢纽建筑物包括主坝、泄水建筑物及电站等，详见“套林口水利枢纽工程平面布置图”。
根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按水电部制定的SDJ12—78设计标准。水库枢纽工程属大（一）型。主要建筑物按一级设计，辅助建筑物按三级，临时建筑物按四级设计。
1.2基本资料
1.2.1水文分析
1.2.1.1年径流
青龙河流域水量丰沛，是滦河流域水资源蕴藏量较大的一条支流。年径流由年降雨产生。年径流在地区与时间上的分布与年降水基本一致。
年径流在年际间变化悬殊。套林口实测资料1956～1982年资料中，丰水年1977年达21.34亿立米。苦水年1981年仅1.667亿立米，相差19.37亿立米，约合12.8倍。且丰、枯水年连续发生。多年平均年径流量为9.6亿立米。
1.2.1.2洪水
青龙河洪水由于暴雨形成。本地区暴雨历时短、强度大、地面坡度陡，洪峰陡涨陡落。一次洪水历时一般为3～5天。流域南部位于燕山山脉东侧的暴雨中心地带，因此洪水具有峰高量大的特点。
本流域洪水多发生在七、八两月，出现在七月的占34%，出现在八月的占66%。桃林口多年平均6～9月洪量占年径流量的70%左右，三天洪量占六天洪量的70%以上，大水年尤为集中。如1962年最大六天洪量占年径流量达70%.
流域内洪水地区分布主要在土门子以下。以土门子与桃林口1971～1977年同期系列统计。土门子～桃林口区间洪量占桃林口以上洪量60%以上，而其面积占桃林口以上流域总面积的42%。
由频率分析法进行洪水计算，计算成果见下表：
洪水计算成果表
桃林口水库坝址以上不同频率设计洪水过程线
1.2.1.3泥沙
青龙河流域植被较好，泥沙来源在地区上分布和洪水在地区上的分布是一致的。主要是土门子到桃林口区间，其间来沙量约占桃林口以上总输沙量的60%～70%。本地区泥沙在年内分配比径流更集中。汛期输沙量占年输量的95%以上，而汛期沙量又都集中在几次大洪水。年际之间沙量变化悬殊。由统计分析得知，桃林口站多年平均输沙量为386万吨，多年平均侵蚀模数为762吨／平方公里，多年平均含沙量为4.0公斤／立方米。从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值历径为0.075毫米，淤沙浮重0.9吨／立米，内摩擦角为12度。
1.2.2气象条件：
全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均降水量约700毫米，且多集中在夏季七、八两月。
流域多年平均气温为10℃左右，日温度变化较大。离坝址较近的迁安站实测最高气温39℃（青龙站）。全年无霜期约180天，结冰期约120天;河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，冰厚为0.4～0.6米，岸边可达1米。多年平均最大风速为23.7米／秒，水库吹程为3公里。
1.2.3工程地质
1.2.3.1区域地质
桃林口水库库区属中高山区、构造剥蚀地形。
青龙河在本区内河曲发育，冲蚀能力较强,沿河形成不对称河谷。由于构造运动影响，河流不断下切，于堆积岸形成阶地，侵蚀岸形成陡崖。
组成本区地层的有：太古界、下元古界、震旦系、朱罗系及火成岩侵入体和第四纪等。其中分布最广的为震旦系地层。其中分布最广的为震旦系地层。其中以太古界、震旦系、朱罗系、三者与工程关系密切，为库区的主要岩层。
1.2.3.2地质构造与地震
桃林口水库处于燕山沉降带的中部。地质构造复杂。全区地段震频繁，特别是坝址区南段尤为突出。
库区及其周边控制性的断层有秦皇岛——建昌营和滦南——卢龙断裂。
秦皇岛——建昌营大断裂为深层大断裂，在坝址下游小暖泉村穿过青龙河，沿线有泉群出现。从控制权群、控制地貌及岩相作用分析，列为活动性断裂较合适。
滦南——卢龙断裂（又称桃园断裂）。该断层向北东方向延伸，在距桃林口库区6～7公里处尖灭，属第四纪以来活动性较强的断裂。唐山地震以后，沿该段层时有余震发生。
上诉二条活动性断裂在三坝段以西5公里处汇而不交。按断层交汇部分易发震的原则，这种汇而不交是值得注意的。
近期坝址地区未发生大于4级以上地震，邻区地震活动有一定影响。1983年8月河北省地震局在《桃林口水库工程地震基本烈度鉴定书》中确定，一、二坝段位于北区I区，属相对稳定区，基本烈度为6度；三坝段位于I区，基本烈度为7度。邻区强震的影响，烈度量可高达6～7度。
1.2.3.3库区工程地质
库区左岸非可溶性岩层广泛分布,主要由娟云母千枚岩、石英沙岩、沙质页岩等组成，透水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。因此，在非可溶性岩层分布区，没有向库外渗漏的可能性。
库区可溶性岩层分布于青龙间右岸。从隔水层的分布、岩溶的发育情况以及地貌水文地质条件的分析，水库蓄水以后，向邻谷沙河渗漏的可能性也是不大的。
青龙河与邻谷沙河之间分布有大面积的石英斑岩，斑状花岗岩及火成岩的侵入体，组成了相对隔水层，不利于地下水的活动。
经过对库内断层，灰岩地区的勘探分析，水库向外流域及下游漏的可能性很小。
库区内岩层抗压强度较高，抗风化能力较强，未发现可能发生塌滑的岩体，库岸基本上是稳定的。库区内未发现有开采价值的矿藏，不存在对库周边产生的浸没问题。
1.2．3.4坝址坝线工程地质
坝段内出露的断裂构造如F103、F105、F108、F112、F114、F117、F122等大小断层共十余条，断层走向以北西为主，北东者少，多为高角度
争断或平移正断层：
（1）F103断层，产状走向近EW，倾向N，倾角400～500,逆断层。大红峪组第三段砾岩被切割。下盘有牵引褶曲，破碎带宽约10～20米。出露于I83坝线右岸上游约150～200米，宽约10～20米。
（2）F105断层，产状走向NW31O O、倾角800～900，为平移断层。水平断距400米，两侧岩石破碎严重、无胶结现象，出露于I83坝线右岸坝头附近。
（3）F108断层，产状走向NW3450、倾向NE、倾角560，逆断层。由大红峪组第一段薄层板岩、石英砂岩组成，逆于大红峪第二段中厚石英砂岩之上。破碎带宽约6.0米、未见胶结现象，其中夹有30厘米厚的断层泥。断层两盘岩石影响带宽10.4米。在上盘薄层板岩夹石英沙岩中有牵引皱曲。岩石有直立或倒悬现象，具有强烈挤压特征。
（4）根据坝址两岸构造，地层岩性出露分析，推测河床中可能有顺河断层通过。原因一是两岸出露的断裂构造均未过河，如F103断层走向近东西，规模较大，左岸无迹象；二是地层出露两岸高程有明显差异。
I83坝线主要工程地质条件见下表：
I83坝线主要工程地质条件表
1.2.4当地建筑材料
天然建筑材料分布于坝址区上、下游河滩及阶地。其中土料场主要有庄窝、土台子等七处。地下水位以上储量为1183.44万立方米。砂砾卵石料场主要有南杖子、桃林口等八处。地下水位以上储量为10898.95万立方米，全部储量有待进一步探查。各料场材料的物理性质、试验指标等基本满足技术要求，可作大坝混凝土骨料及围堰填筑所用。如采用当地材料坝方案，其粘性土料的储量也足以满足施工要求。
1.2.5交通条件
对外交通计划从京秦路大横河站接轨至工地。改建和新建滦县经迁安、滦县经卢龙到达工地的公路。坝顶无交通要求。
1.2.6施工条件
采用低围堰、底孔导流、分期施工的导流方法进行施工。各项施工辅助企业、仓库及生活等临建设施布置在坝址下游两岸。混凝土骨料取自下游料场。施工用电由刘田庄引接。
1.2.7效益（以1984年价格水平及费用标准计算）
水库建成以后，除了满足秦皇岛市、翼东钢铁基地及农业用水外，还可获得发电、防洪、养鱼等效益，总效益是显著的。
(1)灌溉效益：
(灌溉效益分析成果表)
(2)城市及钢铁基地供水效益：
按秦皇岛市总净产值中水的效益分摊系数以10%计，则每立方米水量的效益为0.53元／立米。 (3)防洪效益:
防洪效益按建库以后,与潘家口、大黑丁水库联合运用，在销峰、错峰过程中减少滦河下游地区的洪水灾害计算。水库年平均效益为443.16万元／年。 (4)发电效益：
以水电的价格代替水电效益
0.093元／度计算。 1.2.8水库规划及建筑物特性指标
2.枢纽布置
2.1坝轴线选择
根据坝址的地质、地形条件、施工条件、枢纽布置，通过定性分析，确定坝轴线位置。
2.1.1坝段比较
桃林口水库坝址，从上游到下游分为三个坝段。其中上游第一坝段位于高台子村至三道河村之间，曾选有Ⅰ、Ⅴ、Ⅱ及I83四条坝线。河岸为串岭沟板岩，其中I83坝线为大红峪第一层的石英砂岩与板岩互层；中间第二坝段，位于二道河村与桃林口水文站之间，曾选有Ⅲ60、Ⅲ69、Ⅲ83及“红层线”四条坝线。坝基岩层为高庄灰岩地层，其中“红层线”位于红色的杨庄泥质灰岩之上；下游为第三坝段，位于桃林口旧村与新村之间。曾选有Ⅵ、Ⅶ及Ⅳ三条坝轴线。其中Ⅵ、Ⅶ二条坝轴线河床为串岭沟板岩，Ⅳ坝轴线坝基为大红峪石英砂岩夹砂页岩。