浅析石河水库库区清淤工程的必要性和可行性

庞海娇

摘 要：石河水库于1972年动工兴建，1975年竣工投入运用，总库容0.7亿m?。水库水体的富营养化问题越来越突出，藻类分解产生的藻毒素还可导致多种癌症，严重影响供水质量。为保证山海关区的供水安全，同时改善秦皇岛输油气分公司和驻军部队的取水条件，石河水库库区清淤工程是十分必要的。

关键词：底泥 清淤 必要性 可行性

中图分类号：TV697.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0070-02

1 石河水库基本情况

石河水库位于秦皇岛市山海关西北约6 km的石河上，地理坐标为东经119°43′，北纬40°02′。石河水库于1972年动工兴建，1975年竣工投入运用，总库容0.7亿m3。兴利库容0.516 3亿m3，死库容0.024亿m3，是一座以供水为主，兼顾防洪、发电、旅游等综合利用的中型水库枢纽工程。水库设计标准为100年一遇，校核标准为1 000年一遇。石河水库正常蓄水位56.70 m，设计洪水位56.989 m，校核洪水位59.675 m，汛期限制水位56.00 m，死水位32.00 m，堰顶高程47.00 m，坝顶高程60.60 m。

1.1 水库流域情况

石河总流域面积625 km2，流域全长67.5 km，其中石河水库坝址以上流域面积569 km2，流域长54.2 km，水库以下流域面积56 km2，河道长13.3 km，石河平局坡降6‰。流域内地势北高南低，海拔高程在1 000～1 m，以下为丘陵、平原区。水库上游无大的水利工程。

1.2 库区地质情况

库区蜿蜒曲折，根据在工作区所挖坑揭露的地层岩性，将工作区分为二段，其一段为工作区西部，由探坑T1～T28（桩号17+150～18+160）控制，该库区现干涸，主要有第四系全新统冲击成因（Q4al）淤泥质粉质粘土、粉质粘土，冲洪积成因（Q4al+pl）中砂、卵石，按工程地质分层原则由下至上分3个主层，1个亚层；其二段为工作区中部与东部，由探坑T29～T52（桩号13+600～17+150）控制，库区勘探点范围内水深0.7～3.6 m，其下主要有第四系全新统冲击成因（Q4al）淤泥粉质粘土、粉质粘土、细砂，冲洪积成因（Q4al+pl）中粗砂、卵石，按工程地质分层原则由上至下分3个主层，2个亚层。

2 工程概况

该工程的主要内容是清除石河水库库区内里峪河段（桩号16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥，疏通河道，改善水质和水环境，减缓库区水体出现富营养化的趋势，板胡石河水库水源地，保证山海关区的供水安全，同时改善秦皇岛输油气分公司和驻军部队的取水条件。建设内容为：（1）对石河水库库区内里峪河段（桩号16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥进行清淤，总长1.23 km；（2）对受本次清淤工程影响的地下取水管进行改造，总长约为1 040 m。

3 库区淤泥情况

3.1 库区淤泥成因

库区内淤积底泥主要是由历年汛期洪水从上游携带泥沙进入库区经多年沉积形成。该次清淤河段（里峪段）正处于石河河道开阔和转弯段，河床宽度300多m，比上、下游河床宽出100多m，上游来水流经此处流速会明显放缓，造成水中携带泥沙多沉积于此。故该段河道是库区中底泥最主要沉积区域之一。

3.2 清淤设计方案

该工程中清淤的对象是库区底泥，其主要成分为淤泥质粉质粘土，因2014年遭逢旱季，降水很少，库区水位一直呈下降趋势，清淤河段的大部分库底已裸露几个月时间，故该河道大部分底泥含水量不大，可直接开挖。用挖掘机挖出石河河道桩号16+930～18+160范围内的库区灰褐色和黑色底泥，开挖至砂卵石层面，开挖边坡1∶2，清淤区域长约1.23 km，清淤总面积约为27万m2，清淤厚度为0.70～2.50 m，平均清淤厚度约为1.93 m，清淤开挖总量约为52.2万m3。

3.3 清淤边界的确定

（1）该次清淤河段（里峪段）正处于石河河道开阔和转弯段，河床宽度300多m，比上、下游河床宽出100多m，上游来水流经此处时流速会明显放缓，造成水中携带泥沙多沉积于此。故该段河道是库区中底泥最主要沉积区域。依据地勘成果和底泥化验成果，该段河道是库区内灰褐色和黑色底泥分布最集中的区域，也是底泥对水质影响程度较大的区域之一。

（2）石河水庫现状水位约39.50 m，该段河道的现状河床高程大部分在42.00 m以上，故该段河道清淤，与下游水质无影响，不会影响水库对山海关区的正常供水，且施工难度较小，项目可行性高。

（3）依据地勘成果，该段河道底泥的主要成分为淤泥粉质粘土。该河段右（西）岸清淤边界主要依据“地勘成果”中粉质土探坑与淤泥质粉质粘土探坑的分布规律，结合现场实际情况确定；左（东）岸清淤边界主要依据“地勘成果”中淤泥质粉质粘土探坑的分布，结合里峪岛的坡脚线确定。

4 水库清淤的必要性和可行性

第一，库区底泥已对水质造成一定影响，水体存在富营养化趋势。据石河水库管理处提供的2010—2014年的《石河水库水质评价报告》，库区水质主要影响因子氨氮和总磷所占比重有逐年升高的趋势，尤以2012年比重最大。2012年大水后，库区内水体颜色出现明显变化，由碧绿变成了现在的浅褐色，水质受到一定影响，水体出现富营养化的趋势。根据2014年12月由中国水利水电科学研究院编制的《石河水库底泥污染物分析及水体水质影响研究报告》结论，库区底泥对库区水体水质确实存在不利影响，水体一旦发生富营养化，会影响水质，而且发生富营养化的水体很难治理，即便治理成功也需要花费巨大的人力、物力、财力，得不偿失。因此，尽快清除影响水质的库区底泥，改善水质，在一定程度上可减缓水体富营养化趋势。

第二，石河水库2014年遭遇了1993年以来的最干旱年份，汛期未发生较大降雨，水库来水量小于供水量，水库水位逐渐下降，截止到2014年12月底库区水位已降至约39.50 m，远低于水库正常蓄水位56.70 m。水库蓄水量不足1 000万m3。目前水库干枯，库区大部分库底外露，尤其里峪河段的库底几乎已全部裸露，为该次清淤工程的实施提供了最佳时机。

第三，清淤工程的实施，可疏通河道、改善库区水质、改善石河水环境、美化周边环境，并使该区域的整体生态环境质量得到提升，同时可改善秦皇岛输油气分公司、驻军部队2家用水户的取水条件。

5 水库清淤的工程效益

工程实施后，可有效减少石河水库库区内水下底泥总量，进而减轻底泥对水体的有害影响、改善水质和水环境、减缓库区水体出现富营养化的趋势。通过库区清底泥工程，不仅疏通了河道、美化了环境，该区域的整体生态环境得到提升，同时改善了秦皇岛输油气分公司和驻军部队2家用水户的取水条件，从而在一定程度上保护了石河水库水源地水质安全。

该工程属于社会公益性工程，主要效益为环境效益和安全效益。

参考文献

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