官厅水库淤积浸没影响范围分析

冯超英

（河北省水利水电第二勘测设计研究院，石家庄050021）

1 水库淤积浸没现状

官厅水库位于永定河上游，地处河北省怀来县及北京市延庆县境内。水库自1955年建成蓄水后，有效地控制了永定河洪水，大大减轻了洪水对北京、天津及下游地区人民生产和生活的威胁。但由于水库蓄水对库区周边地下水位产生顶托作用，1955年库区周边土地发生严重浸没，随着库区淤积、淤积末端的不断上延，上游河床逐年抬高，使原来的地下河变成现在的地上悬河，造成桑干河、洋河、妫水河、永定河两岸产生了大面积浸没区。

妫水河两岸浸没的主要特征为：水库高水位运行时，地下水位大幅抬高，房屋等基础设施由于浸没而遭受破坏，迫使周边部分村庄向高地迁移。随着时间推移，库区周边土地由于个别年份水库高水位时将盐碱托起，水位下降时盐碱留在土壤表层，土地盐碱化程度逐年发展，严重影响农作物正常生长，造成作物禾苗枯死，土地荒废，粮食产量一直不能得到提高。

受官厅水库蓄水顶托作用，造成库区大量泥沙淤积，库区尾部永定河、洋河、桑干河河床不断淤高，原有的地下河变成“地上悬河”，现状永定河丰沙铁路8号桥已淤高13.4m，洋河夹河村处河底已淤高5m，桑干河吉家营村处已淤高4m，双树村处河底已淤高3.7m，河床比堤外地面高出1.5～2m。河床淤高导致沿河两岸地表水排水出口抬高，排水不畅形成内涝；原有排泄入河的周边潜水及部分承压水水位相应壅高，地下水排泄出路受阻，地下水位抬高，水力梯度由陡变缓，大面积地下水出露地表，致使大面积良田沼泽化，甚至弃耕，作物和果树烂根，造成减产或绝收；浸没区村庄房屋因地下水位抬高，地基承载力下降，基础下沉，加上该区冬季寒冷，地基冻融破坏严重，造成地基变形，房屋墙壁断裂甚至坍塌，部分村庄有大量积水，部分村庄被迫自行搬迁、重建；浸没区内道路翻浆，行车困难，制约本区经济发展和对外交流，其他公用设施也遭受不同程度破坏；由于河床抬高，降低了河道行洪能力，造成堤防连年决口，冲毁排灌渠道、泵站及渠系建筑物，仅1995年洋河左堤朱官屯段决口4处，决口总长350m，严重影响到两岸人民群众的生命安全。

2 涿怀盆地地下水位动态分析

为分析涿怀盆地地下水位动态变化，确定浸没区的范围，在浸没区布设了96眼调查测井，其中涿怀盆地67眼，妫水河库区两岸29眼。观测了潜水水位埋深，进行地下水位动态分析。

2.1 地下水位年际变化

本次地下水位年际变化，系列年选择为1985～2005年。

（1）洋河以南地区：1985～1988年，水位埋深基本稳定不变；1988～1996年，地下水位累积上升0.2m，年平均上升0.035m；1996～2005年，由于城区地下水大量开采，其地下水动态分为东、西两部分，大致以大西庄为界。东部地下水位埋深变化不大，西部地下水位累积下降为2.66m，年平均下降0.79m。

（2）洋河以北地区：1985～1988年，水位埋深亦基本稳定不变；1988～1993年，地下水位累积上升0.26m，年平均上升0.05m；1993～2000年，按第四纪地质及地貌图，将地下水动态分区划分为滩地与一级阶地以下及以上两部分。滩地及一级阶地以上部分，1993～1997年地下水位累积上升0.09m，年平均上升0.02m；1997～2005年水位埋深基本稳定不变；滩地与一级阶地以下部分，1993～1997年地下水位累积上升0.54m，年平均上升0.14m；1997～2000年地下水位累积上升0.37m，年平均上升0.12m。

2.2 地下水位年内变化

通过对1997～1999年3年年降水量的分析，1998年相对为丰水年。

涿鹿县大西庄以东，高水位期出现在3月中旬，低水位期出现在5月上中旬，年变幅为0.76m；大西庄以西，高水位期出现在2月中旬至3月上旬，低水位期出现在5月底至7月下旬，年变幅为1.18～1.33m，说明西部主要受城市开采影响，故变幅较大，且低水位期后延。

怀来县滩地及一级阶地以上部分，高水位期出现在4月底，低水位期出现在11月，年变幅0.14m；滩地及一级阶地以下部分，高水位期出现在2月底至3月中旬，低水位期出现在9月下旬至9月底，年变幅在0.31～0.54m。

3 地下水位临界埋深分析

地下水位临界埋深是指产生浸没的地下水位临界值，如果地下水位的实际埋深小于或等于这个临界值则产生浸没，反之则不产生浸没。

3.1 建筑物地下水位临界埋深

对于建筑物来说，地下水位临界埋深为建筑物的基础砌置深度加基础以下土的毛细上升高度，该值一般通过实际调查资料分析选定。通过对调查区民用建筑物破坏程度的多次调查及2001年4月份对地下水位埋深的实测，并结合以前资料，根据调查区内潜水位埋深，民用建筑物在不同地下水位埋深地基下沉、建筑物破坏程度，将建筑物浸没临界深度确定为3m。

3.2 农作物地下水位临界埋深

对农作物来说，地下水位临界埋深为农作物的根系深度加根系以下土的毛细上升高度。地下水位临界埋深与地层分布、土壤质地、地下水矿化度、水质类型及气候条件有关，在同一地区气候相同条件下，地下水临界深度仅与地层、土壤质地及水质类型有关。农作物地下水位临界埋深需要根据相关水文地质试验场实测资料、典型区治理经验和定位观测、现状实地调查等综合分析确定。

3.2.1 河北平原试验研究成果

河北平原地区关于盐碱地改良及地下水临界深度研究，已有30多年的历史，其成果见表1。

表1 河北平原地下水临界深度表

官厅水库浸没区土壤属轻壤土，地下水矿化度为0.45～1.3g/L，表中相应临界深度为1.8～2.1m。

3.2.2 由试验场潜水蒸发资料分析临界深度

西杨庄试验场位于怀来县城西南10km，地貌单元属二级阶地，在村南的试验场地层，0～1m为亚粘土，1～1.5m为粘土，1.5m以下为粉砂；村东的试验场地层，0～1m为亚粘土，以下依次为粉、细、中砂，村南试验场地层更具有代表性。

利用潜水蒸发试验资料，编制地下水埋深与潜水蒸发关系曲线，来确定临界埋深，此种方法实际上是一种反运算，当地下水埋深浅时，潜水蒸发强烈，毛管水强烈上升；反之，潜水蒸发较弱，毛管水上升亦较弱。一般将地下水位与蒸发量关系曲线的拐点作为临界深度，其拐点大致在1.8～2m之间。

3.2.3 由地下水位变化资料确定临界深度

大黄庄村位于怀来县西南11km，该村横跨河漫滩、一级阶地、二级阶地3个地貌单元。1985年以前，滩地地下水埋深在1.2m左右，盐碱地133.33hm2。一级阶地地下水埋深在1.5～2.2m，盐碱地甚少；2001年调查漫滩地下水埋深在1m，一级阶地地下水埋深1.5m，漫滩及一级阶地均变成盐碱地，全村盐碱地已达400hm2，说明当地下水位小于等于1.5m时，不能制止盐碱地的发展。

3.2.4 由定点调查资料确定临界深度

保庄、双树及东小庄三村均位于桑干河一级阶地，东小庄村北属二级阶地，在1988年三村一线地下水埋深1.2～1.6m，采用灌排与井排相结合的形式，尚能对地下水位进行控制，可种植大田作物；2001年4月调查该区地下水位已上升至1m左右，只能种植稻田，排水压碱改良盐碱地。

在东小庄以北的二级阶地，排水干沟沟深1.5m，田间沟深1.2～1.3m，仅靠排水沟渠或排水井均不能控制盐碱地发展，必须与井排相结合，井排降低地下水位一般为0.5～0.6m，据此计算，地下水临界深度应在1.7～2.1m之间。

综上所述，官厅水库浸没区地下水临界深度应在1.7～2.1m范围内，考虑到编制地下水等水位线图时仅能以民井进行复测，测点多少直接影响制图精度，等值线仅能以1m为间距，鉴于此，将农作物浸没的地下水临界深度定为2m还是比较恰当的。

4 浸没影响范围的确定

预测浸没范围所依据的水库水位，一般采用正常蓄水位或1a之内持续时间在2个月以上的运行水位。根据前述地下水变化分析，绘制官厅水库库区现状地下水埋深及等水位线图，量算地下水不同埋深面积，确定了浸没面积。

根据该区的地形地貌、第四纪地质条件及浸没产生的机理等，将官厅水库浸没区分成涿怀盆地和妫水河两部分。涿怀盆地按高水位期地下水位埋深等值线图确定浸没治理范围为156.83km2，其中涿鹿县为80.34km2，怀来县为76.50km2；妫水河通过对1985～2000年的库水位和地下水位分析，地下水位埋深已降至临界水位以下，浸没区未新产生或发展，而现在存在的浸没区属于老浸没区治理问题，因此，妫水河浸没治理范围按对应官厅水库库水位479m确定，其浸没治理范围为37.3km2。

［1］陕西省水利科学研究所，清华大学水利工程系泥沙研究室.水库泥沙［M］.北京：水利电力出版社，1979.

［2］姜乃森.水库淤积上延问题的分析［J］.水利学报，1997（8）.

［3］水利部海河水利委员会.永定河系防洪规划［R］.2008.

［4］河北省水利水电勘测设计研究院.官厅水库库区浸没治理工程设计［R］.1986.

［5］河北省水利水电勘测设计研究院.庙宫水库淤积浸没治理研究［R］.1997.