天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程調(diào)蓄水庫(kù)庫(kù)區(qū)浸沒評(píng)價(jià)

張遠(yuǎn)峰

（慶陽市鹽環(huán)定揚(yáng)黃續(xù)建工程建設(shè)管理局，甘肅慶陽745000）

天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程位于天水市秦州區(qū)和麥積區(qū)境內(nèi)。工程由攔河樞紐及調(diào)蓄水庫(kù)、引水線路、水處理廠及城鄉(xiāng)管網(wǎng)4 部分組成。攔河樞紐位于長(zhǎng)江流域嘉陵江二級(jí)支流白家河冷水河口與曲溪景區(qū)之間的河段（見圖1）。水庫(kù)區(qū)位于白家河中游河谷內(nèi)，設(shè)計(jì)總庫(kù)容7 782 萬m3，正常蓄水位1 432 m，壩高約80 m，回水長(zhǎng)度（沿河道）約15 km。工程等級(jí)為中型Ⅲ等工程，主要建筑物級(jí)別為3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 5 級(jí)[1，2]。

圖1 攔河樞紐及水庫(kù)區(qū)位置

1 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

白家河兩岸山體雄厚高聳，岸坡陡峻，局部基巖裸露，植被發(fā)育，森林密布。兩岸大小沖溝發(fā)育，規(guī)模較大的沖溝有15 條（見圖1），溝底常年有流水，切割深度150～300 m。左岸有冷水河、大溝、關(guān)嶺河、石陽溝、土狼溝、松川溝等，其中以冷水河及關(guān)嶺河規(guī)模最大，延伸長(zhǎng)度大于10 km，溝底比降1.5%～2.0%，其余沖溝延伸長(zhǎng)度1.5～5 km。右岸有木其灘溝、水泉溝、安山溝、黃寺溝、陶家灣溝、黑響溝、長(zhǎng)河溝、寬溝、小溝、對(duì)窩溝等，其中陶家灣溝規(guī)模最大，延伸長(zhǎng)度達(dá)18 km，溝底比降0.5%～1.0%，其余沖溝延伸長(zhǎng)度2～6 km。

水庫(kù)區(qū)位于白家河中游河段上，河谷多呈“V”字形，為典型的峽谷型水庫(kù)。河道蜿蜒曲折，呈蛇形展布，多處可見“Ω”形河道，白家河中游比降0.4%～0.6%。自上游向下游河谷逐漸變窄，谷底寬度變化較大。兩岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)堆積階地較發(fā)育，Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地階面分別高出河床2～5 m、8～10 m，局部殘留有Ⅲ、Ⅳ級(jí)侵蝕基座階地，Ⅲ、Ⅳ級(jí)階地基座分別高出河床15～20 m、60～70 m，階面多為坡積物覆蓋。對(duì)窩溝—長(zhǎng)溝門河段谷底寬180～350 m，局部寬120～150 m，Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地階面寬闊且連續(xù)，多開墾為農(nóng)田，有6 處較集中的農(nóng)村居民點(diǎn)分布（見圖1）。長(zhǎng)溝門—張家莊（石明溝）河段谷底寬窄相間，較寬處150～300 m，較窄處50～100 m，Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地多數(shù)階面較窄且不對(duì)稱，個(gè)別較寬闊，多開墾為農(nóng)田，有3 處較集中的農(nóng)村居民點(diǎn)分布。張家莊—壩址河段谷底寬50～80 m，局部寬80～150 m，Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地階面較窄且不對(duì)稱，農(nóng)田稀少，有零散的農(nóng)村居民點(diǎn)分布。

1.2 地層巖性

水庫(kù)區(qū)出露基巖主要為中泥盆統(tǒng)舒家壩組（D2s1）混合巖化片巖、云母角閃片巖、角閃斜長(zhǎng)片巖、角閃綠泥片巖等。混合巖化片巖主要分布于壩址—張家莊庫(kù)段，受后期巖漿活動(dòng)影響，圍巖與侵入巖相互混雜，變質(zhì)程度深淺不等，巖性組合復(fù)雜，混合巖化強(qiáng)烈，出現(xiàn)大量眼球狀及條帶狀混合巖類，片理較發(fā)育，巖體強(qiáng)度差異性顯著，以中硬巖為主，局部為較軟巖或堅(jiān)硬巖，差異風(fēng)化現(xiàn)象明顯。云母角閃片巖、角閃斜長(zhǎng)片巖、角閃綠泥片巖等主要分布于張家莊—對(duì)窩溝門庫(kù)段，主要礦物成分有角閃石、斜長(zhǎng)石、云母、綠泥石等，片理發(fā)育，巖石強(qiáng)度各向異性明顯，以中硬巖為主，局部為堅(jiān)硬巖。

白家河河道及庫(kù)尾左右岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地和庫(kù)尾兩岸支溝（陶家灣溝、關(guān)嶺河、冷水河）Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地的全新統(tǒng)（Q4）巖性組成為沖洪積砂卵礫石、沖洪積粉質(zhì)壤土。沖洪積砂卵礫石分布于現(xiàn)代河床、漫灘、Ⅰ—Ⅱ級(jí)階地及各大沖溝中，厚度2～10 m，主要由卵礫石及砂組成，含少量漂石，磨圓較好，分選差。沖洪積粉質(zhì)壤土分布于Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地表層，厚度1～5 m，松軟，潮濕，含零星礫石，多開墾為農(nóng)田，局部為農(nóng)村居民點(diǎn)。

1.3 水文地質(zhì)條件

白家河平時(shí)流量較小且穩(wěn)定，逢暴雨河水暴漲，水流渾濁。兩岸支流及支溝呈羽狀分布，常年多有流水，其中以冷水河、關(guān)嶺河及陶家灣溝規(guī)模最大，向下游白家河流量逐漸增大。庫(kù)區(qū)基巖主要為泥盆系變質(zhì)巖類，較堅(jiān)硬完整，巖體透水性較弱，不同成因的覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，透水性較強(qiáng)。

水庫(kù)區(qū)地下水按成因類型可分為第四系孔隙性潛水和基巖裂隙水?？紫缎詽撍饕x存于現(xiàn)代河床、階地及溝谷中各種成因的覆蓋層內(nèi)，接受大氣降水、基巖裂隙水及明流入滲補(bǔ)給，向河道及其下游排泄，與河水呈互補(bǔ)關(guān)系，水量變化較大，地下水位與相應(yīng)河水位基本持平?；鶐r裂隙水以脈狀形式賦存于基巖裂隙和斷層破碎帶中，接受大氣降水、地表徑流及孔隙性潛水補(bǔ)給，以泉水形式向白家河及其支流、支溝排泄，地下水位高于相應(yīng)河水位。地下水動(dòng)態(tài)變化受氣候變化影響較大，隨著降雨量的增大地下水位升高，同時(shí)也是地下水的豐水期。

圖2 庫(kù)尾兩岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地農(nóng)田及民宅浸沒計(jì)算典型剖面

水庫(kù)區(qū)河水、沖溝水及孔隙性潛水的水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Ca 型，SO42-離子含量 25.97～77.62 mg/L，Cl-離子含量16.88～32.09 mg/L，礦化度為0.21～0.55 g/L，pH 值為8.27～8.42；基巖裂隙水的水化學(xué)類型為 HCO3-SO4-Ca 型，SO42-離子含量 19.06 ～41.50 mg/L，Cl-離子含量 12.57～18.71 mg/L，礦化度為 0.37 g/L，pH 值為 7.8。

2 庫(kù)區(qū)浸沒評(píng)價(jià)

庫(kù)區(qū)浸沒主要發(fā)生在庫(kù)尾及庫(kù)尾支溝兩岸的Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地上，階地堆積物具二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)壤土，厚度1～3 m，下部為砂卵礫石，厚度5～8 m，地表多為農(nóng)田，部分地段建有民宅。庫(kù)尾兩岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地農(nóng)田及民宅浸沒計(jì)算典型剖面如圖2 所示。

根據(jù)浸沒區(qū)土樣物理性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果（見表1）可知，粉質(zhì)壤土毛細(xì)上升高度0.9～1.0 m，結(jié)合土壤含鹽量、地下水的礦化度及庫(kù)區(qū)自然氣候條件，綜合確定粉質(zhì)壤土的毛細(xì)水最大上升高度為1.0 m。庫(kù)內(nèi)主要農(nóng)作物根系層的深度及民宅基礎(chǔ)埋深根據(jù)實(shí)際調(diào)查獲得，分別取值為0.5 m、1.5 m。

庫(kù)區(qū)最終臨界浸沒深度按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》[3]推薦的公式進(jìn)行了計(jì)算：

式中，Hcr為浸沒地下水埋深臨界值（m）；Hk為土的毛管水上升高度（m）；△H 為安全超高值（m）。

經(jīng)計(jì)算，浸沒農(nóng)田的臨界深度為1.3 m，民宅為2.5 m。浸沒計(jì)算采用水庫(kù)正常蓄水位1432m，即農(nóng)田、民宅的浸沒臨界高程分別為1433.5m、1434.5 m，庫(kù)尾段浸沒計(jì)算采用正常蓄水位翹高后的水位值。

根據(jù)庫(kù)區(qū)浸沒剖面地質(zhì)測(cè)繪及浸沒面積計(jì)算，庫(kù)區(qū)浸沒總面積140 640 m2，其中農(nóng)田101 090 m2,居民區(qū)39 550 m2（見表2）。

表1 水庫(kù)區(qū)土樣物理性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果

表2 庫(kù)區(qū)浸沒損失統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論

水庫(kù)蓄水后侵沒主要發(fā)生在白家河庫(kù)尾左右岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地和庫(kù)尾兩岸支溝（陶家灣溝、關(guān)嶺河、冷水河）Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地上的農(nóng)田和居民區(qū)。浸沒總面積140 640 m2，其中農(nóng)田 101 090 m2,居民區(qū) 39 550 m2。