横泉水库对大坝下游左岸横泉村浸没影响分析

胡绞脐

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 概述

横泉水库位于吕梁市方山县横泉村北的三川河支流北川河干流上，为均质碾压土坝，坝高36.7 m，正常蓄水位1 134.00 m，总库容8 123万m3。

横泉村位于横泉水库大坝下游北川河左岸，距水库大坝最近距离约0.5 km。横泉水库建成蓄水后，随着库水位的逐渐上升，大坝下游北川河河谷及左岸的地下水位也随之出现不同程度的抬高。

2 评价区水文地质条件

2.1 地形地貌

大坝下游北川河河谷总体流向为由北向南，河谷宽度950～1 600 m，属山间河谷地貌，自上而下河床地面高程1 102.9～1 088.3 m。北川河右岸为侵蚀基岩山区，山顶最高高程1 526.8 m，左岸为侵蚀堆积黄土丘陵区，山顶最高高程1 362.2 m，属低中山区。

据横泉水库建库前勘察资料，坝址左岸黄土台地底部为一古河道，属掩埋古河道，下伏基岩面平缓段高程1 078.0～1 095.0 m，其上为古河道沉积物卵石混合土、级配不良砾、级配不良砂层，厚度15～30 m。

2.2 地层岩性

评价区出露地层有上太古界吕梁山群和新生界上第三系、第四系。

上太古界吕梁山群赤坚岭组混合花岗片麻岩，出露于横泉村奶奶庙泉附近东南侧一小冲沟底；上第三系静乐组棕红色黏土，在左岸丰泉寺沟内局部出露，厚度10～30 m；第四系中更新统洪冲积卵石混合土、级配不良砾（砂）层，分布于左岸古河道，厚度15～30 m；中更新统洪积浅红色低液限黏土夹3～5层钙质结核，出露于左岸冲沟两侧、山坡，厚度15～105 m；上更新统洪冲积上部淡黄色低液限黏土，厚度4～10 m。下部卵石混合土、级配不良砾（砂），厚度10～15 m。分布于两岸Ⅱ级堆积阶地，总厚度15～20 m；上更新统风积淡黄色低液限黏土，厚度10～30 m；全新统洪冲积上部淡黄色低液限黏土，厚度0.5～1.0 m。下部卵石混合土、级配不良砾及砂层，总厚度5～30 m。

2.3 地质构造

评价区位于吕梁—太行断块西侧，受关帝山隆起的控制，西部受鄂尔多斯块坳东缘离石深大断裂影响，变质岩片麻理面多向北西倾斜，总体为单斜构造，片麻理产状 N40°～50°E·NW∠50°～70°。

2.4 地下水径流排泄条件

评价区地下水类型主要为变质岩类裂隙水和松散岩类孔隙水。

变质岩类裂隙水分布于两岸基岩中，受地质和风化作用，形成许多节理裂隙，构成变质岩类裂隙水赋存空间，地下水多贮存于风化带及裂隙中，富水性一般较弱。主要接受大气降水入渗补给，其次是水库渗漏补给，两岸变质岩类裂隙水位均高于河床水位，地下水由两岸向河床径流排泄。

松散岩类孔隙水分布于北川河Ⅰ级堆积阶地和左岸丰泉寺沟谷、左岸Ⅱ级堆积阶地和古河道，含水层地层岩性为第四系卵石混合土、级配不良砾（砂）层。北川河Ⅰ级堆积阶地中地下水位埋深0～6.8 m，左岸丰泉寺沟谷中地下水位埋深8.4～16.8 m；左岸Ⅱ级堆积阶地中地下水位埋深2.4～15.8 m；左岸古河道中地下水位埋深0～17.8 m。该类地下水含水层渗透性大，径流条件好。松散岩类孔隙水主要接受大气降水入渗补给和变质岩裂隙水的侧向补给，其次为水库渗漏补给，两岸地下水位均高于河床水位，地下水总体流向由上游向下游、由两岸向河谷径流排泄，为补给型河谷。横泉村奶奶庙泉水出露于底部卵石混合土层中，出露高程 1 108.15 m，流量 50～70 L/min。

3 水库浸没评价

3.1 浸没地下水临界埋深值确定

不致引起浸没的允许地下水埋深称为浸没地下水临界埋深，农作物区指适宜作物生长的地下水埋深，居民区指建筑物不致破坏地基的地下水埋深。据竖井资料，低液限粉土层毛细水上升高度为1.5 m，则农田区浸没地下水临界埋深值为2.0 m。

横泉村主要位于北川河左岸Ⅱ级堆积阶地和黄土山坡上，房屋基础均置于低液限黏土层中。据现场菜窖、民井、竖井地下水位以上土层湿润程度判别，土层毛细水最大上升高度为2.0 m，则居民区浸没地下水临界埋深值为3.5 m。

3.2 现状水库浸没范围

3.2.1 农田区浸没范围

现状库水位1 128.03 m，凡地下水位埋深小于2 m的可判为农田浸没区。据大坝下游农田区钻孔、竖井、民井地下水位资料，按地下水位小于2 m圈出农田区浸没范围，农田浸没区南北长约950 m，东西宽约700 m，农田浸没区总面积约0.67 km2，主要位于大坝坡脚下游北川河两岸Ⅰ级堆积阶地。

现状农田区浸没范围内的土地地面高程相对较低，个别低洼地段已形成汇水洼地，且大多土地盐渍化程度较高，不适宜农作物生长，造成农作物产量下降或欠收。

3.2.2 居民区浸没范围

现状库水位1 128.03 m，凡居民区地下水水位埋深小于3.5 m的可判为房屋浸没区。据横泉村居民区钻孔、竖井、民井地下水位资料，横泉村居民区地下水位深在0～24.5 m之间，按地下水位埋深小于3.5 m圈出居民区浸没范围。现状横泉村房屋浸没范围有两处：一处奶奶庙泉所在冲沟一线，另一处位于奶奶庙泉东南侧冲沟。现状居民区浸没范围内的房屋多为单层砖石结构，地基持力层为低液限黏土，为条形砌石基础，基础埋深一般在1.5 m以内。浸没造成部分房屋墙体开裂、脱落，房屋内地面和墙体潮湿等。

3.3 预测水库浸没范围

3.3.1 建库前后大坝下游地下水位变化情况

建库前地下水位埋深大多在0.9～2.5 m，地下水位标高大多在1 095.32～1 098.55 m；建库后地下水位埋深0.5～2.06 m，地下水位标高 1 095.47～1 098.73 m。经分析，建库后大坝下游地下水位比建库前略有上升，但上升幅度不大。从水位埋深、水位标高来看，水库蓄水后，靠近北川河河床部位地下水位上升幅度不太明显，上升幅度较小，最大上升幅度约0.1 m；远离河床部位地下水位上升幅度较大，最大上升幅度约1.0 m。

3.3.2 农田区浸没范围预测

从建库前后大坝下游地下水位上升情况来看，现状库水位1 128.03 m时，地下水位上升幅度最大为1.0 m；现状库水位与正常蓄水位之差6 m，差值不大；横泉水库坝基第四系覆盖层已作了防渗墙处理，大坝坡脚设排水棱体，水库达正常蓄水位时，坝后坡脚处的地下水位抬升幅度不会太大；大坝下游河谷含水层渗透性强，径流排泄条件较好。综合分析，水库达正常蓄水位时，现状农田浸没区下游地段的地下水位上升幅度不会太大；现状库水位1 128.00 m，坝基地面高程1 102.00 m，现状库水上升幅度约为26 m，大坝下游一带地下水位上升幅度最大约为1.0 m；水库达正常蓄水位1 134.00 m时，库水位上升幅度约为32 m，参照现状库水位时大坝下游地下水位上升幅度，预计水库达正常蓄水位时，大坝下游一带地下水位在现状地下水位的基础上最多上升1.0 m。

据大坝下游农田区钻孔、竖井、民井地下水位资料，按地下水位在2～3 m之间圈出的农田区浸没范围，预测的农田浸没范围是在现状浸没范围的基础上，顺北川河下游向南推移，预测农田浸没范围下限在西村村北附近，南北长约800 m，东西宽约500 m，预测农田浸没区总面积约0.4 km2。

3.3.3 横泉村居民区浸没范围预测

横泉村居民区处于大坝下游左岸Ⅱ级堆积阶地和黄土台地边山区，黄土台地下为一掩埋古河道，房屋地基为第四系低液限黏土，厚度一般在3 m以上，房屋基础坐落于土层中，其下为卵石混合土、级配不良砂层，厚 20～30 m。

据地下水位等高线图分析，横泉村边山一带地下水总体流向为由东向西，并向奶奶庙泉、北川河河谷排泄。丰泉寺沟位于水库坝址左岸与横泉村之间，丰泉寺沟口处的地下水位低于横泉村奶奶庙泉及奶奶庙泉东南侧冲沟现状房屋浸没区的地下水位。丰泉寺沟口存在一地下水凹槽，为一地下水径流排泄带，由坝址左岸古河道绕渗的库水多由丰泉寺沟口向下游北川河河谷径流排泄。

坝址左岸库水距现状横泉村奶奶庙泉及奶奶庙泉东南侧冲沟房屋浸没区约1.5 km，地下水渗径较长，且二者之间存在一丰泉寺沟口地下水径流排泄带，故坝址左岸古河道与横泉村奶奶庙泉及奶奶庙泉东南侧冲沟房屋浸没区所在古河道水力联系相对较弱，当水库达正常蓄水位1 134.00 m时，现状横泉村居民区地下水位随着库水位的升高会有不同程度的抬高，但抬高幅度不会太大。

此外，据地下水等高线分析，奶奶庙泉地下水总体流向由东向西，主要接受东部山区变质岩裂隙水的侧向补给，其次是大气降水补给，通过古河道的水库渗漏补给量相对较小。

另据横泉村水井调查，除现状横泉村奶奶庙泉所在冲沟和奶奶庙泉东南侧冲沟房屋浸没区外，横泉村居民区地下水位深一般在5 m以上，大多在8～15 m之间，最深达24.5 m，地下水位埋藏较深。此外，横泉村所在地形相对较高。

综上所述，预测水库达正常蓄水位1 134.00 m时，横泉村居民区奶奶庙泉所在冲沟和奶奶庙泉东南侧冲沟的房屋将遭受浸没，其范围与现状房屋浸没范围基本一致。