臣南河水庫壩址比選分析

□田　娟（臨汾市水利勘測設(shè)計(jì)院）

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臣南河水庫壩址比選分析

□田娟（臨汾市水利勘測設(shè)計(jì)院）

摘要：文章以山西省臨汾市浮山縣臣南河水庫工程為例，根據(jù)壩址區(qū)的地形、地質(zhì)、施工條件、建筑物布置及淹沒補(bǔ)償?shù)确矫孢M(jìn)行壩址方案比選，經(jīng)過多次實(shí)地踏勘、研究、分析，擬定了上、中、下三條壩線。另外臣南河水庫作為引沁入汾浮山供水工程的調(diào)蓄水庫，其開發(fā)目標(biāo)為調(diào)蓄引沁入汾浮山供水水量，為新增灌區(qū)及縣城居民生活、城北工業(yè)園區(qū)供水，因此水庫選址還必須考慮這些因素。

關(guān)鍵詞：臣南河水庫；概述；壩址比選

1　工程概述

臣南河水庫的建設(shè)已被浮山縣列入“十二五”期間重點(diǎn)工程，縣委、縣政府高度重視。該水庫正在施工中。

臣南河水庫位于浮山縣城北5 km處的丞相河村東南河上，是一座以調(diào)蓄浮山供水工程和流域內(nèi)地表水，為農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)生活和工業(yè)供水的小(1)型水庫，水庫壩址控制流域面積126.10 km2，以上流域長度26.30 km，平均寬4.85 km，平均比降14.60‰。大壩為均質(zhì)碾壓土壩，最大壩高30 m，壩長286.00 m，總庫容538.56萬m3。樞紐工程由大壩、泄洪洞、溢洪道、管理站等建筑物組成。

浮山縣是臨汾市水資源短缺的重點(diǎn)縣市區(qū)之一，據(jù)臨汾市2012年水資源公報(bào)，全縣水資源總量3683萬m3，其中地表水徑流量3424萬m3，由于缺乏控制工程，地表水利用率僅為7.80%，屬于低度開發(fā)利用區(qū)。工程完工正常投入使用后，通過攔蓄本流域徑流，調(diào)蓄引沁入汾浮山供水工程引水量，可為浮山縣城北工業(yè)園區(qū)提供保證率為95%的工業(yè)用水408.50萬m3，提供保證率為50%的農(nóng)業(yè)用水397.70萬m3，發(fā)展灌溉面積0.14 萬hm2。極大地緩解浮山縣水資源短缺問題，將滿足浮山縣轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的用水需求。

2　樞紐工程選址

2.1概況

壩址位于南河南支與北支交匯處下游與丞相河村上游間，河谷兩岸較陡，為土質(zhì)岸坡，坡度32°～74°，左、右兩岸分別高出谷底83.30 m和113.40 m，谷底寬173.50～180 m，河槽寬50 m，河底高程687 m，塬面高程左岸772～802 m，右岸782～790 m。地貌特征屬黃土丘陵溝壑區(qū)和山間寬谷地貌特征。兩岸沖溝發(fā)育，南支河與北支河間為單薄嶺，長約3500 m，寬約300～1500 m，嶺頂高程719～736 m。

經(jīng)過多次勘察研究最終將臣南河水庫壩址選定于丞相河村村東約300～800 m處的南河上，該河段地形、庫容條件較好。該河段上游約200 m處右岸有一條支流匯入，引沁入汾浮山供水工程分水口位于此支流的上游，若將壩址選在支流匯入口以上，河床窄，河道縱坡陡，庫容條件不滿足調(diào)蓄要求；再往下游是丞相河村，若壩址選在丞相河村下游將出現(xiàn)大量移民安置問題，且向北王灌溉區(qū)、縣城居民及工業(yè)園區(qū)供水時(shí)線路較長。

經(jīng)分析研究擬定三個(gè)壩線：上壩線壩址位于丞相河村東浮古公路橋上游約250 m處；中壩線位于丞相河村東浮古公路橋上游約350 m處；下壩線位于丞相河村東浮古公路橋上游約580 m處。

2.2地形、地質(zhì)條件比選

2.2.1上壩線地形、地質(zhì)條件

上壩線左岸上部為污水處理廠，地面高程727.13～728.78 m，右岸地面高程720.13～733.78 m。河底高程690.89～692.14 m，河底寬155 m。

據(jù)鉆孔資料和地面出露顯示，河床為第四系全新統(tǒng)沖、洪積物（Q4pal）砂土、砂卵礫石含漂石，厚2.50～6.90 m。下伏中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土，中粗砂，細(xì)砂，砂卵礫石含漂石。兩岸地層巖性為中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土，細(xì)砂，砂卵礫石含有漂石。土中含有孔隙，具弱濕陷性，中～低壓縮性。

岸坡穩(wěn)定分析：在左岸壩軸線上游約70～80 m處有一條沖溝，溝底高程710.20～703.80 m，左壩肩分布有較厚的坡積物，砂卵礫石，顆粒較粗，結(jié)構(gòu)松散，對岸坡穩(wěn)定不利。右岸岸坡壩址上下游有沖溝分布，并在高程706～695 m和河谷底部分布有砂卵礫石含漂石層，砂卵礫石含漂石層較厚，存在嚴(yán)重的繞壩和壩基滲漏及滲透破壞問題。岸坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。建議對邊坡進(jìn)行削坡處理。

2.2.2中壩線地形、地質(zhì)條件

中壩線位于左岸污水處理廠的下游，河床地面高程688.63～688.94 m，河谷寬174 m，河槽寬2 m。左岸地面高程701.10～737.30 m，右岸地面高程707.94～755.99 m，河谷內(nèi)沒有階地發(fā)育。河谷較寬，左、右兩岸為土質(zhì)岸坡，左岸岸坡較緩，右岸岸坡較陡。

據(jù)鉆孔資料和地面出露顯示，主河床上部覆蓋有第四系全新統(tǒng)沖、洪積物（Q4pal）砂土、砂卵礫石含漂石，厚13.50～13.80 m，表層為0.50～0.80 m厚的低液限粉土。下伏中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土、砂卵礫石。上新統(tǒng)（N2）粘土，局部夾有砂土，未見層底。左、右岸分布有中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土，細(xì)砂，砂卵礫石，下部上新統(tǒng)（N2）粘土，砂卵石透鏡體。

中壩線沒有液化層的分布，故不存在液化問題。

岸坡穩(wěn)定分析：壩址區(qū)岸坡為土質(zhì)岸坡，岸坡穩(wěn)定性較好，但右岸岸坡又高又陡，蓄水后岸坡易產(chǎn)生坍塌，對岸坡穩(wěn)定不利，建議對邊坡進(jìn)行削坡處理。中壩線存在壩基滲漏和左右壩肩繞壩滲漏問題，防滲易于處理。

2.2.3下壩線地形、地質(zhì)條件

下壩線位于南河中下游，河床地面高程686.87～688.17 m，河谷寬145～156 m，河槽寬2 m。左岸地面高程698.91～717.73 m，右岸地面高程706.23～732.92 m，河谷內(nèi)沒有階地發(fā)育。河谷較寬，左、右兩岸為土質(zhì)岸坡，左岸岸坡較低緩，右岸岸坡高陡。

據(jù)鉆孔資料和地面出露顯示，主河床上部覆蓋有第四系全新統(tǒng)沖、洪積物（Q4pal）砂土、砂卵礫石含漂石，厚2.00～5.30 m。下伏中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土，中粗砂，細(xì)砂，砂卵礫石含漂石，砂卵礫石含漂石厚為7.80～8.50 m。左、右岸分布有中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土，低液限粉土，細(xì)砂，砂卵礫石。

下壩線沒有液化層的分布，故不存在液化問題。

岸坡穩(wěn)定分析：壩址區(qū)岸坡為土質(zhì)岸坡，岸坡穩(wěn)定性較好，但右岸岸坡又高又陡，蓄水后岸坡易產(chǎn)生坍塌，對岸坡穩(wěn)定不利，建議對邊坡進(jìn)行削坡處理。下壩線存在壩基滲漏、左右壩肩繞壩滲漏問題。

從以上地形、地質(zhì)條件綜合分析，中、下壩線條件基本相當(dāng)，優(yōu)于上壩線。

2.3施工條件比選

三個(gè)壩線從施工導(dǎo)流、施工場地、土料及建筑材料供應(yīng)、對外交通、施工供電都基本相同。

2.4建筑物布置比選

從洪水調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果來看，三個(gè)壩線均需布置溢洪道和泄洪洞。從地形條件看，右岸不具備布置溢洪道的條件，所以只能將溢洪道設(shè)在左岸，泄洪洞設(shè)置在右岸或靠近右岸的埋管式泄洪洞。

根據(jù)興利調(diào)節(jié)的結(jié)果，結(jié)合地形條件，采用興利水位以下3 m左右作為溢洪道進(jìn)口底高程。上壩線溢洪道底高程711.00 m，寬12 m；中壩線溢洪道底高程709.50 m，寬12 m；下壩線溢洪道底高程708.00 m，寬12 m。

上壩線布置的溢洪道占用了現(xiàn)狀公路，溢洪道進(jìn)口開挖達(dá)15～5 m深，影響左岸污水處理廠，需要拆除污水處理廠的圍墻、辦公樓等設(shè)施，賠償安置問題難以解決，且塑性混凝土防滲墻難以布置到設(shè)計(jì)位置，施工難度大。

中壩線布置的溢洪道占用了現(xiàn)狀公路，溢洪道進(jìn)口控制段開挖達(dá)3～1 m深，位于左岸污水處理廠的下游，對污水處理廠的影響較小，且塑性混凝土防滲墻便于布置，施工難度也不大。

下壩線布置的溢洪道占用部分公路，溢洪道布置離左岸污水處理廠較遠(yuǎn)，對污水處理廠無影響，且塑性混凝土防滲墻便于布置，施工難度也不大，但大部分溢洪道受地形條件限制需座落于填方土上，不利于安全運(yùn)行。

從建筑物布置上考慮，優(yōu)先選用中壩線較為合適。

2.5淹沒補(bǔ)償比選

三個(gè)壩線方案淹沒影響范圍區(qū)內(nèi)均無搬遷安置人口，也沒有名勝古跡和重要礦產(chǎn)資源，淹沒影響土地類型為林地、耕地、荒地、未利用地等，其數(shù)量相近。

2.6庫容條件比選

根據(jù)壩址水位-庫容曲線關(guān)系分析，從下壩線到上壩線庫容逐漸減少，每個(gè)壩線相差60萬m3左右，在相同的興利庫容、相同的泄洪規(guī)模條件下，大壩壩高上壩線最高，中壩線次之，下壩線最低。

綜合以上分析比選，推薦采用中壩線方案。

3　結(jié)語

方案比選是工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，樞紐工程選址必須從地形地質(zhì)條件入手，通過詳細(xì)的地址勘察，為壩址的選擇提供客觀、詳實(shí)的依據(jù)，分析施工過程中可能出現(xiàn)的問題；綜合施工條件、建筑物布置、淹沒補(bǔ)償、庫容條件等多方面因素進(jìn)行分析論證，選出技術(shù)上可行、施工安全、又經(jīng)濟(jì)合理的方案。

（責(zé)任編輯：左英勇）

收稿日期：2015-12-28

中圖分類號：TV743

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）03-0101-02