臣南河水库坝址比选分析

2016-03-13临汾市水利勘测设计院

河南水利与南水北调 2016年3期

关键词：概述

□田　娟（临汾市水利勘测设计院）

臣南河水库坝址比选分析

□田娟（临汾市水利勘测设计院）

摘要：文章以山西省临汾市浮山县臣南河水库工程为例，根据坝址区的地形、地质、施工条件、建筑物布置及淹没补偿等方面进行坝址方案比选，经过多次实地踏勘、研究、分析，拟定了上、中、下三条坝线。另外臣南河水库作为引沁入汾浮山供水工程的调蓄水库，其开发目标为调蓄引沁入汾浮山供水水量，为新增灌区及县城居民生活、城北工业园区供水，因此水库选址还必须考虑这些因素。

关键词：臣南河水库；概述；坝址比选

1　工程概述

臣南河水库的建设已被浮山县列入“十二五”期间重点工程，县委、县政府高度重视。该水库正在施工中。

臣南河水库位于浮山县城北5 km处的丞相河村东南河上，是一座以调蓄浮山供水工程和流域内地表水，为农业灌溉、城镇生活和工业供水的小(1)型水库，水库坝址控制流域面积126.10 km2，以上流域长度26.30 km，平均宽4.85 km，平均比降14.60‰。大坝为均质碾压土坝，最大坝高30 m，坝长286.00 m，总库容538.56万m3。枢纽工程由大坝、泄洪洞、溢洪道、管理站等建筑物组成。

浮山县是临汾市水资源短缺的重点县市区之一，据临汾市2012年水资源公报，全县水资源总量3683万m3，其中地表水径流量3424万m3，由于缺乏控制工程，地表水利用率仅为7.80%，属于低度开发利用区。工程完工正常投入使用后，通过拦蓄本流域径流，调蓄引沁入汾浮山供水工程引水量，可为浮山县城北工业园区提供保证率为95%的工业用水408.50万m3，提供保证率为50%的农业用水397.70万m3，发展灌溉面积0.14 万hm2。极大地缓解浮山县水资源短缺问题，将满足浮山县转型跨越发展的用水需求。

2　枢纽工程选址

2.1概况

坝址位于南河南支与北支交汇处下游与丞相河村上游间，河谷两岸较陡，为土质岸坡，坡度32°～74°，左、右两岸分别高出谷底83.30 m和113.40 m，谷底宽173.50～180 m，河槽宽50 m，河底高程687 m，塬面高程左岸772～802 m，右岸782～790 m。地貌特征属黄土丘陵沟壑区和山间宽谷地貌特征。两岸冲沟发育，南支河与北支河间为单薄岭，长约3500 m，宽约300～1500 m，岭顶高程719～736 m。

经过多次勘察研究最终将臣南河水库坝址选定于丞相河村村东约300～800 m处的南河上，该河段地形、库容条件较好。该河段上游约200 m处右岸有一条支流汇入，引沁入汾浮山供水工程分水口位于此支流的上游，若将坝址选在支流汇入口以上，河床窄，河道纵坡陡，库容条件不满足调蓄要求；再往下游是丞相河村，若坝址选在丞相河村下游将出现大量移民安置问题，且向北王灌溉区、县城居民及工业园区供水时线路较长。

经分析研究拟定三个坝线：上坝线坝址位于丞相河村东浮古公路桥上游约250 m处；中坝线位于丞相河村东浮古公路桥上游约350 m处；下坝线位于丞相河村东浮古公路桥上游约580 m处。

2.2地形、地质条件比选

2.2.1上坝线地形、地质条件

上坝线左岸上部为污水处理厂，地面高程727.13～728.78 m，右岸地面高程720.13～733.78 m。河底高程690.89～692.14 m，河底宽155 m。

据钻孔资料和地面出露显示，河床为第四系全新统冲、洪积物（Q4pal）砂土、砂卵砾石含漂石，厚2.50～6.90 m。下伏中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土，中粗砂，细砂，砂卵砾石含漂石。两岸地层岩性为中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土，细砂，砂卵砾石含有漂石。土中含有孔隙，具弱湿陷性，中～低压缩性。

岸坡稳定分析：在左岸坝轴线上游约70～80 m处有一条冲沟，沟底高程710.20～703.80 m，左坝肩分布有较厚的坡积物，砂卵砾石，颗粒较粗，结构松散，对岸坡稳定不利。右岸岸坡坝址上下游有冲沟分布，并在高程706～695 m和河谷底部分布有砂卵砾石含漂石层，砂卵砾石含漂石层较厚，存在严重的绕坝和坝基渗漏及渗透破坏问题。岸坡处于不稳定状态。建议对边坡进行削坡处理。

2.2.2中坝线地形、地质条件

中坝线位于左岸污水处理厂的下游，河床地面高程688.63～688.94 m，河谷宽174 m，河槽宽2 m。左岸地面高程701.10～737.30 m，右岸地面高程707.94～755.99 m，河谷内没有阶地发育。河谷较宽，左、右两岸为土质岸坡，左岸岸坡较缓，右岸岸坡较陡。

据钻孔资料和地面出露显示，主河床上部覆盖有第四系全新统冲、洪积物（Q4pal）砂土、砂卵砾石含漂石，厚13.50～13.80 m，表层为0.50～0.80 m厚的低液限粉土。下伏中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土、砂卵砾石。上新统（N2）粘土，局部夹有砂土，未见层底。左、右岸分布有中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土，细砂，砂卵砾石，下部上新统（N2）粘土，砂卵石透镜体。

中坝线没有液化层的分布，故不存在液化问题。

岸坡稳定分析：坝址区岸坡为土质岸坡，岸坡稳定性较好，但右岸岸坡又高又陡，蓄水后岸坡易产生坍塌，对岸坡稳定不利，建议对边坡进行削坡处理。中坝线存在坝基渗漏和左右坝肩绕坝渗漏问题，防渗易于处理。

2.2.3下坝线地形、地质条件

下坝线位于南河中下游，河床地面高程686.87～688.17 m，河谷宽145～156 m，河槽宽2 m。左岸地面高程698.91～717.73 m，右岸地面高程706.23～732.92 m，河谷内没有阶地发育。河谷较宽，左、右两岸为土质岸坡，左岸岸坡较低缓，右岸岸坡高陡。

据钻孔资料和地面出露显示，主河床上部覆盖有第四系全新统冲、洪积物（Q4pal）砂土、砂卵砾石含漂石，厚2.00～5.30 m。下伏中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土，中粗砂，细砂，砂卵砾石含漂石，砂卵砾石含漂石厚为7.80～8.50 m。左、右岸分布有中更新统（Q2）低液限粘土，低液限粉土，细砂，砂卵砾石。

下坝线没有液化层的分布，故不存在液化问题。

岸坡稳定分析：坝址区岸坡为土质岸坡，岸坡稳定性较好，但右岸岸坡又高又陡，蓄水后岸坡易产生坍塌，对岸坡稳定不利，建议对边坡进行削坡处理。下坝线存在坝基渗漏、左右坝肩绕坝渗漏问题。

从以上地形、地质条件综合分析，中、下坝线条件基本相当，优于上坝线。

2.3施工条件比选

三个坝线从施工导流、施工场地、土料及建筑材料供应、对外交通、施工供电都基本相同。

2.4建筑物布置比选

从洪水调节计算结果来看，三个坝线均需布置溢洪道和泄洪洞。从地形条件看，右岸不具备布置溢洪道的条件，所以只能将溢洪道设在左岸，泄洪洞设置在右岸或靠近右岸的埋管式泄洪洞。

根据兴利调节的结果，结合地形条件，采用兴利水位以下3 m左右作为溢洪道进口底高程。上坝线溢洪道底高程711.00 m，宽12 m；中坝线溢洪道底高程709.50 m，宽12 m；下坝线溢洪道底高程708.00 m，宽12 m。

上坝线布置的溢洪道占用了现状公路，溢洪道进口开挖达15～5 m深，影响左岸污水处理厂，需要拆除污水处理厂的围墙、办公楼等设施，赔偿安置问题难以解决，且塑性混凝土防渗墙难以布置到设计位置，施工难度大。

中坝线布置的溢洪道占用了现状公路，溢洪道进口控制段开挖达3～1 m深，位于左岸污水处理厂的下游，对污水处理厂的影响较小，且塑性混凝土防渗墙便于布置，施工难度也不大。

下坝线布置的溢洪道占用部分公路，溢洪道布置离左岸污水处理厂较远，对污水处理厂无影响，且塑性混凝土防渗墙便于布置，施工难度也不大，但大部分溢洪道受地形条件限制需座落于填方土上，不利于安全运行。

从建筑物布置上考虑，优先选用中坝线较为合适。