关中地区平原水库工程建设初探

贺斌乐 孔祥东 段艳艳

（陕西水环境工程勘测设计研究院 陕西 西安 710018）

前言

蓄水水库是人类改造自然的巨大工程。拦河筑坝，形成水库，不但防止洪水灾害，还可利用抬高的水位，进行灌溉、发电、航运、供水，发展水产养殖和旅游事业等，这类水库较为普遍；还有一类水库，在地面上挖掘壕沟，蓄水成库，形式为水塘、水池，但是容积又大于池塘，也可满足灌溉，发展旅游等，这类水库又被俗称为平原水库。

关中地区有著名的“关中八惠”，是主要农产区，灌溉发达。近年来渭河径流逐年减少，各灌区缺水时段、缺水年份带给农业的危害逐渐突出地显现了出来，严重影响了关中地区粮食产量。在关中地区兴建蓄水平原水库，以达到缓解干旱季节缺水况状的目的，成为一种新的尝试。

东关水库工程是陕西省抗旱应急规划的项目之一，是为了解决临渭区渭北葡萄产业园灌溉缺水而兴建的应急水源水库。这类平原水库工程将对改善关中地区农业灌溉条件，应对旱季缺水具有重大的标杆作用。

1 关中地区状况

关中地区面积约3.4万km2。位于陕西省中部，又称渭河平原或渭河盆地或关中平原，古代称“关中”，也号称“八百里秦川”，系地堑式构造平原。渭河由西向东横贯渭河平原，干流及支流泾河、北洛河等均有灌溉之利，中国古代著名水利工程如郑国渠、白渠、漕渠、成国渠、龙首渠都引自这些河流。关中地区自然、经济条件优越，是中国农业最富庶地区之一。

目前，关中地区为中国工、农业和文化发达地区之一，重要麦、棉产区。小麦占耕地面积50%左右，棉花主要分布于泾惠渠、洛惠渠、渭惠渠3大灌区，是陕西省重点产棉区。近年来，梨、葡萄、西瓜、枣等农副业也蓬勃发展迅速。

2 关中地区对平原水库的要求

关中地区建设平原水库的两个必要条件：

（1）能够保证水库水量；

（2）能够保证水库水质。具体要注意：①能够解决农业灌溉干旱季节的缺水问题，保证农作物得到生长所需水量；②水库水量能够在灌季以前得到及时补充；③避免造成库区周围土壤盐碱化加剧；④避免库内水质盐碱化；⑤避免库内水质富氧化。

3 临渭区东关水库的建设条件

（1）下邽镇处于渭北平原地带。临渭区渭北平原位于关中东部，属于第四纪渭河地堑沉积平原，土壤盐碱化灾害严重。主要出露地层为第四系松散堆积物。岩性主要为风积黄土、古土壤和冲洪积壤土（中夹透镜体状细砂层）等。地面海拔355m～400m，表层为冲击相，下层为古代咸水湖积层，面积814km2。地下水主要靠大气降雨、灌溉入渗，矿化度较高，一般为3 g/L～16g/L，水型属于重碳酸盐-钠镁型，且含氟达0.5 mg/L～4mg/L，埋藏浅，埋深 1.4m～3.5m。水质不适合灌溉、人畜饮用。

（2）农业灌溉紧张期缺水现象严重。临渭区渭北平原干旱灾害严重，旱灾发生次数较多，平均3年～4年就会发生一次旱灾，旱灾占各类灾害性天气的80%，是各种自然灾害之首，直接影响着农作物和葡萄等经济作物的正常生长，造成减产、绝收，阻碍经济社会正常发展。临渭区渭北葡萄产业迅速兴起，急需配套灌溉应急水源，提高灌溉保证率。

（3）东关水库处于交口抽渭灌区北干二支斗渠渠系末端。该地区为灌区输水距离远、扬程高，蓄水反调节意义非常大，能够在旱季起到巨大的灌溉保障应急作用。还能够为推广节水灌溉技术提供水源条件。

4 东关水库工程技术要点

东关水库作为平原水库，具有以下特点：①围坝轴线长，坝轴线封闭；②地质条件较差，多为冲击或洪积地层；③蓄水深度较小为4.5m（一般为5m～15m）；④筑坝土料多利用库内开挖料；⑤水面面积大，蒸发量大。东关水库也有自身独具的不同于一般平原水库的特点：既要防止水库库内蓄水渗漏，避免水量外逸，又要防止库外地下水渗入库内，避免水质盐碱化，需要采取双防措施，即防渗漏与防反渗漏；同时，还要排除地下水，具有承担库区周围的排渍排盐碱任务。

东关水库工程枢纽主要由库区挡水建筑物（大坝）、排水工程、充库引水渠道（2条）、退水工程、出库泵站工程5部分组成。

4.1 大坝

（1）坝体。库周利用开挖料修筑梯形断面均质土坝，坝轴线长2.328km，坝轴线封闭。大坝顶部宽7m，临水侧坡比1∶3，背水侧坡比1∶2。坝顶高程359.10m,临水侧最大坝高5.5m。

（2）库周和库底防渗。考虑到该区域地下水位变幅较大，地下水升降可达2cm/天，特别是干旱季节变幅会更大，容易发生库内水严重渗漏现象。同时，尽量避免矿化度高的地下水渗入水库内，影响库内水质；因而，库周和库底采取防渗措施，并考虑一定的表面压重。

库周采用两布一膜土工膜防渗，其中，临水侧坝坡铺砌15cm厚C20现浇混凝土板，坡脚设置宽0.6m厚0.5m矩形C20混凝土基础。库底复合土工膜材料防渗，上覆50cm厚壤土料压重。库周土工膜与库底土工膜应连接紧密，不留渗漏空隙。

4.2 库区排水工程

东关水库库底布置排渍暗管。库底四周环库铺排PE管，管外包裹反滤土工布排出地下盐碱渍水。其中，库底三根排水干管内径300mm，长3437m，10根内径200mm排水支管，长1052m，一根出库干管排水干管内径500mm，长1671m。排水管总长6160m。

库底设计为北高南低，南北向库底设计纵比降0.5‰。在水库周围埋设两条环库排水暗管，在库底埋设一条南北向排水暗管与10根东西向内径200mm同材料支管相连通。根据渗透系数，面积20万m2时地下水出渗流量达到了0.013m3/s，水库东西两侧每侧出渗流量为0.015m3/s。库底三根内径300mm管道设计通过流量为0.017m3/s。排水暗管周围设置反滤层，反滤层分为上下两层，上层为10cm厚中细圆砾石，最大粒径2cm，下层为20cm厚中粗砂。除排水暗管全断面库底反滤层厚15cm，其中上层为5cm厚中细圆砾石，最大粒径2cm，下层为10cm厚中粗砂。

库底三根内径300mm管道在水库南侧交汇后，再与一根长163m内径500mmPE管相接，管道内底高程为352.80m，至城南退水沟渠首处，高程为352.64m。在按照1‰纵比降沿着城南退水沟底部地面以下排入永安支沟，末端略高于交汇处永安支沟沟底高程350.0m。

4.3 充库引水渠道

新建充库引水渠道2条，分别设在库区的东西两侧。新建库西引水渠一条，从双官路以南500m处六斗渠开口，设置六斗渠节制闸、引水渠引水闸，由西向东给东关水库充水，库西引水渠长870m，穿坝段长15m，为钢筋混凝土管道，管渠纵向比降1‰；改造六斗渠700m，引水流量0.58m3/s；采用D80型全U型C15混凝土衬砌断面。新建库东引水渠一条，从双官路以南400m处八斗渠开口，设置八斗渠节制闸、引水渠引水闸，由东向西给东关水库充水，库东引水渠长25m，穿坝段长15m，为钢筋混凝土管道，管渠纵向比降2.125‰，受八斗渠制约，引水流量0.20m3/s；采用D60型全U型C15混凝土衬砌断面。经过改造六斗渠、并新建库东库西两条充库引水渠道，可以实现在12天半内一次性充满库容。

4.4 退水工程设计

东关水库南端坝下埋设一根直径800mmC25钢筋混凝土溢流管，管道内底起点高程与正常蓄水位齐平，为358.1m，管道末端与城南村东南侧生产路下穿出，与城南退水沟相接，管道末端内底高程354.4m。管道长度150m，纵比降24.7‰。管道下部设管床，铺筑0.3m厚碎石层，其上浇筑C15混凝土基础作为管床。

坝下埋设一道直径600mm的球墨铸铁放空管，在库南坝后10m处设置1座闸阀井，设置闸阀，球墨铸铁管与闸阀之间采用管件连接，管道内底高程为354.4m，管道长165m。

库内多余水量通过库南退水管排入城南退水沟，进入现有排水沟系永安支沟内。

4.5 出库泵站工程设计

在库区东西两侧共设置3处小型出库提水泵站，将库内蓄水提升至田间渠道，每处泵站选用1台小型潜水电泵。

5 平原水库在关中地区的适应性

东关水库为平原水库，具有蓄水反调节作用，该水库周围区域既有灌溉需水需要，又有补水条件有保障的交口灌区渠道充库。从生产技术上，能够实现蓄引水和地下水的双向渗防功能，完善排渍排盐碱功能，在地理位置、地质条件、气象条件等自然因素上，以及技术条件上，东关水库工程值得推广。

关中地区作为农业主产区，农作物灌溉条件发达，灌区较多，但在气候条件上，在灌季紧张期和农作物生长关键期经常缺水。从提高关中地区农业灌溉保证率，优化灌溉条件的角度出发，主灌区渠系末端或各灌区边缘地带均具备建设平原水库的可能性。

东关水库作为在关中地区建设的第一座平原水库，关中地区平原水库才刚刚迈出了第一步。要使得这一造福关中地区的平原水库工程措施不断地得到充分地认可、推广，成为关中八渠的有益补充，达到优化和完善灌溉条件的作用，还需要转变观念，加大政策扶持力度和资金投入。陕西水利

[1]《陕西省抗旱规划实施方案（2013年～2017年）》[R].（2012年12月）.

[2]《陕西省抗旱规划临渭区东关水库工程可行性研究报告》[R].（陕西水环境工程勘测设计研究院2015年元月）及其批复文件.

[3]《平原水库工程设计规范》[S].山东省.2010年2月.