水土保持視閾下的水庫主體工程方案制約性因素及其比選
——以雷山縣翁養(yǎng)水庫工程為例

彭世壽

(貴州省水利水電工程咨詢有限責任公司，貴陽 550002)

水土保持視閾下的水庫主體工程方案制約性因素及其比選
——以雷山縣翁養(yǎng)水庫工程為例

彭世壽

(貴州省水利水電工程咨詢有限責任公司，貴陽 550002)

對水庫工程主體工程各設計方案進行分析和評價，是以減少水土流失、保護生態(tài)、保護自然景觀為出發(fā)點，從水土保持的角度對主體各設計方案的合理性進行分析論證，提出合理的水土保持建議，在最大程度上保護生態(tài)環(huán)境。文章主要對雷山縣翁養(yǎng)水庫工程方案比選進行了詳細分析，具體包括主要從主體工程的壩址比選、壩型比選、供水線路比選進行分析，并且對主體工程方案的制約性因素進行了分析與評價，最終推薦具體的方案。

水土保持；制約性因素；水庫工程；方案比選

0 引 言

對水庫工程主體工程各設計方案進行分析和評價，是以減少水土流失、保護生態(tài)、保護自然景觀為出發(fā)點，從水土保持的角度對主體各設計方案的合理性進行分析論證，提出合理的水土保持建議，在最大程度上保護生態(tài)環(huán)境。

1 項目概況

雷山縣翁養(yǎng)水庫工程位于黔東南州雷山縣西江鎮(zhèn)腳堯村，水庫、壩段位于烏堯河，為長江流域沅江水系清水江三級支流。壩址距西江鎮(zhèn)公路里程約47km，距雷山縣城30km，距凱里市75km，有公路至壩址處的腳堯村，對外交通較好。大壩地理坐標為E108°11′10″，N26°25′24″。水庫總庫容為79.3萬m3，年供水量41.2萬m3(P=80%)，規(guī)模為小(2)型水庫，工程等別屬V等。

2 主體工程方案比選的分析與評價

2.1 壩址比選

根據(jù)地形地質條件如圖1所示，結合地形圖及現(xiàn)場勘察，最終在交界處-腳堯村寨河段上選擇兩處可建壩段，上壩址位于腳堯村處，下壩址位于腳堯村跟翁養(yǎng)村交界處支溝上游約120m，兩壩址相距約500m。

圖1 水庫地形地質條件

1)上壩址布置方案：

上壩址位于腳堯村處，河谷呈不對稱“V”型，左岸山頂高程1824.4m，坡度22°；右岸山頂高程為1401.8m，坡度33°，河床較緩，壩址位置河谷高程1322.68m。壩址河段河道較平直，河床寬10m，枯期河水位為1325.0m。壩址為下江群番召組(Pt3f1)灰色砂質板巖。巖石風化嚴重，強風化下限：左岸在14.0m左右，河谷在5.7m左右，右岸15.0m-20.0m，強風化巖體完整性差，強度低，透水性強；弱風化巖體較完整，巖塊顏色新鮮，無夾泥層，透水性較差，強度較大。

結合上壩址地形地質情況確定混凝土面板堆石壩方案為上壩址代表性方案。

2)下壩址布置方案：

下壩址位于腳堯村跟翁養(yǎng)村交界處支溝上游約120m，河谷呈基本對稱寬“V”型，左岸山頂高程1429.8m，坡度42°；右岸山頂高程為1367m，坡度48°。左岸坡地形較順直，右岸上、下游發(fā)育有沖溝，負地形較突出，壩址河段河床平直?？萜诤铀桓叱?298.0m，河床寬10-15m，在正常蓄水位高程1333m時對應谷寬91m，寬高比為2.6∶1。結合下壩址地形地質情況基本滿足布置碾壓混凝土重力壩和混凝土面板堆石壩方案的條件。

下壩址混凝土面板堆石壩體現(xiàn)出相應優(yōu)勢，因此選擇混凝土面板堆石壩為下壩址代表性方案。

2.2 壩型比選

本節(jié)在選定下壩址的基礎上，進行壩型比選。根據(jù)地形地質條件，壩址處具備興建當?shù)夭牧蠅魏突炷?砌石)壩的地形地質條件。本階段選擇混凝土面板堆石壩和碾壓混凝土重力壩兩種壩型進行比較[1]。

1)地形地質條件：

根據(jù)地形條件，由于重力壩建基面需放置在弱分化中上部，而面板壩建基面只需放置在強風化下部，且強風化較深，這樣重力壩開挖則過深。地形地質條件比較結果是：面板堆石壩方案略優(yōu)于重力壩方案。

2)對地基的適應能力：

混凝土面板堆石壩對巖體承載力要求相對較低，壩基的適應性較強，基礎處理工作相對較簡單。對地基的適應能力，混凝土面板堆石壩方案較優(yōu)。

3)樞紐布置比較：

面板堆石壩利用了右岸的地形建溢洪道，開挖及邊坡處理規(guī)模稍大，水流的進流及下泄歸槽條件略差。導流兼取水隧洞布置在左岸，樞紐布置相對較分散，建基面放置在弱風化上部或強風化下部，最大壩高44m，壩軸線長128.5m。

重力壩方案進水口布置于左岸非溢流壩段上，各個建筑物布置緊湊，管理運行方便。泄洪建筑物置于河床壩段，邊坡開挖工程量較面板壩少，水流的進流及下泄歸槽條件好，建基面放置在弱風化中上部，最大壩高49.5m，壩軸線長138m。

從上述條件來看，在樞紐布置上面板壩堆石壩與混凝土重力壩方案方案相當[2]。

4)工程導流及度汛條件：

根據(jù)壩址的地形地質條件以及樞紐布置特點，面板堆石壩方案導流方式采用左岸導流兼取水隧洞方案，導流洞進行后期改造用于大壩取水，為永臨結合建筑物，投資較省。重力壩方案也采用隧洞進行導流，但隧洞斷面僅需要滿足枯期導流需要，汛期采用大壩預留缺口度汛，隧洞斷面較小，后期僅對隧洞進行蓄水封堵即可。從工程導流及度汛條件上面板壩堆石壩與混凝土重力壩方案方案相當。

5)施工技術與條件：

兩方案均基于同一壩址進行比較，因此對外交通條件相當。面板堆石壩大壩主體工程量較重力壩大，兩方案壩體填筑采用機械碾壓方式，施工技術條件相差不大。在施工條件上兩方案基本相當。

6)水庫、環(huán)境影響和水土保持：

兩方案水庫淹沒一樣，但工程占地方面，由于混凝土面板堆石壩開挖邊坡高，棄渣量大，需要的填筑料工程量大，因此，永久占地和臨時占地面積比重力壩要大。

7)工程量及投資：

面板壩的主體工程投資5072.27萬元較重力壩5793.91萬元少721.64萬元。

8)方案選擇：

通過上述綜合比較，面板堆石壩具有較適應本壩址地形地質條件、工程投資省等優(yōu)點。因此，主體設計推薦以混凝土面板堆石壩為代表壩型。

2.3 供水線路比選

水庫工程任務為村鎮(zhèn)供水及農(nóng)田灌溉用水。

經(jīng)現(xiàn)場調查，村鎮(zhèn)分布較零散，且距離較遠，農(nóng)田均分布在河道左岸較陡地帶，屬于山區(qū)梯田。本次設計主要針對供水主干管，擬定兩種方案比較。

方案一：如圖2所示，整條輸水線路基本沿現(xiàn)有道路布設，其優(yōu)點為施工臨時道路較短。缺點：整體線路較長，約15.4km，施工時會影響局部道路的正常通行。

圖2 方案一

方案二：如圖3所示，盡量以較直的線路通往供水點，直到終點調節(jié)水池。優(yōu)點：整體線路較短，約12.4km。缺點：由于管道都布置于很陡的半山腰斜坡上，修建施工臨時道路很長，且施工鋼管焊接極不方便，對工期影響較大，整體投資也較大。

圖3 方案二

因此，主體設計將方案一作為推薦方案，輸水主干管線總長15.4km。

2.4 主體工程方案比選分析與評價

主體設計單位前期進行了壩址、壩型和供水線路的選址工作，主體工程設計對壩址選擇比選了兩個方案，即上壩址方案和下壩址方案。

主體工程設計推薦下壩址方案。推薦方案工程地質條件較好，水庫淹沒范圍小，水庫蓄水潛在風險較小，工程施工條件優(yōu)越，從水土保持角度分析，推薦下壩址方案擾動地表面積、征占地面積、工程土石方開挖等均小于比選方案，主體推薦的壩址方案滿足水土保持要求。本文同意現(xiàn)階段主體推薦的下壩址方案。

主體工程設計對壩型比選了兩個方案，即混凝土面板堆石壩和碾壓混凝土重力壩。

主體工程設計推薦混凝土面板堆石壩。推薦方案工程樞紐對地基的適應能力較好，投資較小，從水土保持角度分析，推薦混凝土面板堆石壩擾動地表面積、征占地面積、工程土石方開挖、對土石方需求量等均大于比選方案，但由于所選壩址的巖體承載力、地質條件，所選壩址不適于修建碾壓混凝土重力壩。因此，本文同意現(xiàn)階段主體推薦的混凝土面板堆石壩。

主體工程設計對供水線路比選了兩個方案，即方案一與方案二。

主體工程設計推薦方案一。推薦方案工程布置于較為平緩地帶，基本沿現(xiàn)有道路布設，施工臨時道路較短，施工條件好，施工布置方便，方案二都布置于很陡的半山腰斜坡上，修建施工臨時道路很長，且施工鋼管焊接極不方便，對工期影響較大，整體投資也較大。從水土保持角度分析，推薦方案一擾動地表面積、征占地面積、工程土石方開挖等均小于比選方案，主體推薦的供水線路方案滿足水土保持要求。本文同意現(xiàn)階段主體推薦的方案一[3]。

3 主體工程方案的制約性因素分析與評價

1)根據(jù)主體設計和現(xiàn)場調查，本工程選址兼顧了水土保持要求，項目建設不在全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡中的水土保持監(jiān)測站點、重點試驗區(qū)范圍內，無旅游景點；場址不涉及國家劃定的重點治理成果區(qū)，最大限度地保護現(xiàn)有土地和植被的水土保持功能；沒有占用國家水土保持長期定點觀測站；但項目位于貴州省水土流失重點預防區(qū)內，同時位于生態(tài)脆弱區(qū)內，存在一定的制約性因素，應提高防治標準，優(yōu)化施工工藝，加大水土保持投資。

2)根據(jù)主體設計資料及地災報告顯示，并經(jīng)現(xiàn)場勘察，項目建設區(qū)不涉及泥石流易發(fā)區(qū)、崩塌滑坡危害區(qū)。

3)項目建設區(qū)周邊無公共設施、工礦企業(yè)等重點保護對象，不會影響到重要基礎設施、人民群眾生命財產(chǎn)安全；但水庫建設和蓄水占用了水田、梯坪地和坡耕地，水庫建成后解決了黃里村、中寨村、大龍村、小龍村、羊吾村、烏堯村、白碧村以及西江苗寨旅游綜合服務區(qū)(營上集鎮(zhèn))等區(qū)域的工程性缺水問題，提高了生活和生產(chǎn)用水的保證率，對推動當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展、加快農(nóng)村脫貧致富步伐具有重要作用。

翁養(yǎng)水庫工程建成后帶來的社會經(jīng)濟效益遠大于負面影響，同時，通過適當?shù)慕?jīng)濟補償及后期復墾措施，可有效減少該因素的影響；工程建設中雖然擾動了地表，但主體設計也相應布置了一定的水土保持措施，待水保措施實施后，水土流失將得到有效治理。

綜上所述，本文認為翁養(yǎng)水庫工程的建設基本可行。

4 結 語

綜上所述，文章在水庫工程方案比選中加入了水土保持元素，通過對主體工程方案進行比選，對制約因素進行分析，推薦了具體的建設方案，對水土保持設施的破壞降到最低，確保建設方案更加優(yōu)化、合理，使工程建設和當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展。

[1]李亞斐.淺談某供水工程水土保持分析與評價[J].內蒙古水利，2015(04)：39-40.

[2]劉思韜.錦西灌區(qū)水土保持方案分析[J].黑龍江水利科技，2015(02)：149-150.

[3]楊志遠.陽膽溪水庫工程方案比選的水土保持分析與評價[J].黑龍江水利科技，2013(07)：147-149.

1007-7596(2017)08-0136-03

2017-07-24

彭世壽(1968-)，男，苗族，貴州天柱人，高級工程師，從事水利水電工程水土保持、環(huán)境保護、生態(tài)移民等工作。

S157

：B