黎城县南村水库工程设计方案简述

杨宜祥

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

黎城县南村水库工程设计方案简述

杨宜祥

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

南村水库是辛安泉改扩建工程的调蓄水库，通过对南村水库坝址、坝型、泄洪建筑物设计进行比选，结合工程区地形地质特点，阐述了水利设计中应遵循的一般规律。

坝址比选；坝型比选；泄洪建筑物选择

南村水库是辛安泉改扩建工程的调蓄水库，其主要任务是向黎城县1666.67hm2耕地提供灌溉用水，年供水量604万m3，同时可用于特大干旱年的生活应急用水。水库作为辛安泉改扩建工程向黎城县供水的4座调蓄水库之一（其余3座已建成），可调蓄辛安泉供水改扩建工程向黎城县提供的农业灌溉用水，提高灌溉取水可靠性和保证率，对黎城县农业发展以及黎城县“十二五”规划的顺利实施和完成起着重要的作用。

1 坝址选择

1.1冲沟比选

在大水网黎城县供水规划当中，南村水库负责的供水区域范围内，以及辛安泉供水改扩建工程向黎城县的供水管线附近，分布有大小不等的数十条冲沟，比较大的冲沟有拟选冲沟，同时在其东边与西边分布有2条冲沟。

在拟选冲沟西边与东边的两条冲沟中，西边冲沟偏处灌区西隅，离供水对象较远；东边冲沟虽地处灌区中部偏西，离供水对象较近，但是库容条件不够。

拟选冲沟位于黎城县上桂花村北侧、南村东南侧，为小东河的一级支沟，具有满足库容要求的建库条件。该沟上游并联建三座塘坝（当地又称“三联坝水库”），具有一定的蓄洪拦沙能力，可以减少南村水库的入库洪量和入库泥沙量。

南村水库设在此条冲沟上入库洪水和泥沙量会很少，因此所需的死库容和调洪库容很小，在此修建调蓄水库可节省工程投资，辛安泉供水改扩建工程向黎城县提供供水的管线沿勇进渠自西南向东北穿过该冲沟，可在供水管线管身上设取水口，水流可经消能后自流入库，故将南村水库布置在拟选冲沟内。

1.2 坝址比选

上下根据拟选冲沟沿线的地形及库容条件，本阶段初选了两个坝址。

上坝址位于黎城县南村下游约700m、上桂花村西北80m处冲沟上。坝址距上游已建的三联坝水库约1.8km，距沿勇进渠布置的辛安泉供水管线约1.6km。主河床靠近右岸，左侧为河漫滩。谷底宽85m，地形较为平缓，地面高程782m～785m。左右两岸均为土质岸坡，岸顶高程在815m以上，河谷断面呈“U”型。

下坝址位于黎城县城上桂花村北侧冲沟“S”形弯处，谷底宽约35m。河床地形较为平缓，地面高程为774.5m左右，岸顶高程在800m左右，河谷断面呈“U”型，主河槽位于左侧，右侧为河漫滩。

下坝址河谷较窄，库容条件好，但其右岸紧邻上桂花村，大坝右坝肩施工场地极其有限，施工时会危及民房。村西北侧民房在库区淹没影响范围内，水库蓄水后岸坡坍塌和浸没等问题会危及村庄的安全，再加上水库处于居民生活区，生活垃圾及污水会影响水库水质。

上坝址河谷比较开阔，坝长较长，库容条件较差，左岸冲沟发育，右岸距离上桂花村较近，泄洪设施布置受限制。但库区位于上桂花村上游，相对下坝址来说，距村庄较远，施工对村民影响小，也可避免居民生活垃圾对水库水质的影响。库容不足的问题可通过开挖库区内山包上坝解决：即利用库区内坝轴线上游约60m处的一个马鞍形土质山包作为土料场，该料场土料的储量、质量均能满足大坝填筑土料的要求。通过开挖该山包土料上坝来达到既增加水库库容又减小工程弃渣量的目的，同时土料上坝运距短，可降低工程投资。因此选用上坝址作为推荐坝址。

2 坝型选择

坝址区主要发育地层有第四系中更新统洪积物，岩性主要为浅红～红褐色低液限粘土为主，局部发育有钙质结核层，夹卵石混合土透镜体，垂直节理发育，主要分布于沟谷两岸及谷底下部，厚度大于50m，坝址左、右两岸均为土质岸坡。

从地质条件来说，无建设重力坝的条件。从筑坝材料的角度来说，坝址区较大范围内均无岩石出露，最近的石料场距坝址5km以上，砂砾料则需外购，修建面板坝的条件也不具备。水库坝址范围内土料丰富，各项指标均满足土坝的筑坝需求，修建土坝具有天然的优势。

选定坝址的库容条件较差，需对现状库区进行开挖以增加库容，选择修建土坝时，以库区内坝轴线上游约60m处的一个马鞍形土质山包作为土料场，开挖料作为筑坝土料直接上坝，开挖后不仅能增加10多万m3库容，减少了工程弃料，且具有上坝运距短的优势，多方面降低了工程造价。

根据坝址区土料的物理力学特性，考虑现阶段国内土坝的施工工艺，推荐采用碾压均质土坝方案。

3 泄洪方案选择

南村水库坝址以上总控制流域面积10.1km2，其上游1.8km处“三联坝水库”控制流域面积6.6km2，“三联坝水库”～南村水库区间流域面积3.5km2。南村水库因上游有“三联坝水库”拦蓄部分洪水，入库洪量及泥沙量均不大，泄洪建筑物的规模所需较小，此为兴建南村水库的有利条件。但“三联坝水库”实为勇进渠过沟渠基拦赛沟道形成的水库，水库从建成以来，一直处于较低水位运行，未出现过重大险情，但大坝也未做过安全鉴定，目前坝体质量如何不得而知，另外，“三联坝水库”无泄洪设施，无法保证汛期运行水位，存在垮坝风险，该水库一旦发生破坏则直接危及南村水库的安全。此为兴建南村水库的不利条件。

南村水库的泄洪方案设计必须结合“三联坝水库”的实际情况统一考虑。为了水库安全，考虑在“三联坝水库”设置泄洪洞。因三联坝水库实为勇进渠管理范围且距南村水库较远，为避免后期管理纠纷及减小维护难度，“三联坝水库”泄洪洞不设泄洪控制机构。“三联坝水库”泄洪洞建成后，南村水库的入库洪水为“三联坝水库”～南村水库坝址的区间洪水和经过“三联坝水库”调蓄过后的洪水，其洪峰流量、洪量值均很小。

根据水文调算结果，南村水库仅采用泄洪洞就可满足泄洪要求，无需布置溢洪道；且根据水库投入运行后放空水库及排沙需求，结合南村水库供水对象，一部分处于水库两岸台地需提水灌溉，一部分通过水库放水就可自流入灌区的工程实际，综合考虑采用泄洪洞泄洪。泄洪洞可兼做供水洞，灌溉用水通过泄洪洞自流入下游灌区。需提水灌溉的部分，提水管线取水口可设在泄洪洞进水塔塔身上，而管线则埋设于泄洪洞底部沿泄洪洞布置，这样就较好地利用了泄洪洞的便利条件，减少了供水管线的投资。

因大坝右岸紧邻上桂花村，泄洪洞布置困难且施工及运行中会对村庄产生一定不安全因素，故将泄洪洞布置在大坝上游左侧主沟的岸坡内。此布置结合施工导流设计考虑，施工期可利用大坝上游左侧冲沟过沟路基作为围堰，暂时封堵路基下涵洞，拦蓄左侧主沟的施工期洪水，大坝上游右侧两支沟洪水则采取修筑围堰拦蓄施工期洪水。因此泄洪洞无施工期导流要求，泄洪洞施工不受施工期洪水影响，可较从容地安排工期，减小施工强度，保证施工进度，消除一定的安全隐患。

4 结语

水利建设是关系到国计民生的基础性工程，是与各种限制性条件矛盾、统一的综合体。例如水库选址在选定的冲沟内时具有较好的地理区位优势，但是附带有坝址选址范围窄、库容条件不足的问题。水库上游因有“三联坝水库”拦蓄部分洪水与泥沙，南村水库入库洪水与泥沙量小，所需泄洪建筑物规模较小的优势，但存在“三联坝水库”坝体质量未知、无泄洪设施，一旦失事将危及南村及下游黎城县城区安全的问题。下坝址虽坝长短、库容条件好，但在大坝施工及后续管理中，又不可避免会发生与附近村庄冲突的问题。水利设计就是要把这些有利和不利因素综合统一起来，是一个综合考虑利弊得失、有取有舍的过程。在具体的设计过程中，要做好水库枢纽各部分功能建筑的统一布置、合理利用，避免重复建设，以减小工程投资。有时又需根据社会发展趋势，淘汰一些落后的工程做法，采取一些形式新颖、结构美观的结构，虽然一定程度上会增加工程投资，但可以为后续开发利用打好基础。

TV62

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1004-7042（2017）05-0041-02

杨宜祥（1983-），男，2006年毕业于河海大学水利水电工程专业，工程师。

2017-03-18；

2017-04-24