段纯河灵石县段河道治理工程水文地质分析

何国一

（灵石县水利局河长制事务服务中心，山西 灵石031300）

1 河流概况

段纯河为汾河一级支流，河长20.33 km。本次段纯河灵石县段河道治理工程任务为通过滩槽整治、堤防工程，理顺河道治导线，增加河道行洪能力，保护段纯镇集镇区、沿岸下峪村、吴家沟村、牛家庄村、云义村、志家庄村、堡子塘村等6个村庄约1万人的防洪安全。

段纯河由于多年未进行统一规划，两岸存在厂矿企业、道路等挤占河道现象，局部河段河道现在已经束窄至25 m，河道行洪能力较低，沿岸村镇受到洪水威胁，洪水漫堤进村，下峪村、吴家沟村、段纯镇集镇区、牛家庄村、志家庄村、堡子塘村等村十多处堤防损毁，吴家沟村、牛家庄村数十间房屋坍塌、裂缝、变形的严重后果。为实施段纯河灵石县段河道治理工程，进行本次水文地质勘测。

2 治理段水文地质分析

2.1 松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水含水层岩性，主要为第四系全新统洪冲积级配不良砂、卵石混合土等，主要分布于区内汾河及其支流河床，河漫滩。该类地下水水质受人类活动影响较大，水力坡度与河床坡度基本一致。

2.2 碎屑岩类裂隙水

碎屑岩类裂隙水，主要赋存于二迭系石盒子组、石炭系山西组、太原组、本溪组的砂岩、灰岩、泥质砂岩、砾岩等地层中。碎屑岩类裂隙水富水性和透水性，受地层岩性、胶结物类型、岩层产状、裂隙发育程度、构造及地形地貌等因素所制约。其中砂岩、泥质砂岩、砾岩等岩体属较坚硬的脆性岩石，裂隙发育且规模较大，延伸较远，岩层富水性、透水性较好，构成含水层；而页岩、泥岩、铝土岩等较软弱岩体裂隙发育较弱，且规模小，延伸也较短，构成相对隔水层。

一般情况下，沟谷内地下水位埋深较浅，但这些泉水流量较小。由于碎屑岩类裂隙水含水层与隔水层相间分布，局部地下水具有承压特点。

2.3 碳酸盐岩类岩溶裂隙水

区内碳酸盐岩类岩溶裂隙水含水层，主要为古生界寒武系和奥陶系灰岩、白云质灰岩、豹皮状灰岩等。岩体中岩溶较发育，主要为溶蚀裂隙、溶孔、溶洞等，地下水丰富，但富水程度不均匀，主要与岩溶发育程度的不均匀性有关。泥灰岩、泥质灰岩及泥质条带灰岩为相对隔水层。区内地下水水位埋深较大。

2.4 变质岩类裂隙水

该含水岩性主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩，地下水主要分布于风化裂隙中，富水性受地形地貌、风化厚度、风化裂隙的发育程度等因素制约。一般富水性较差，地下水埋深浅，具有就地补给、就地排泄的特点。该类型地下水分布于变质岩区，地下水的补给主要来源于大气降水，多以泉水的形式排泄。受大气降水影响，泉水动态较大。

3 治理段工程地质

本工程河道治理范围起点位于段纯镇下峪村漫水路上游50 m处，终点位于段纯河入汾河河口处，主要对本段河道进行滩槽整治，必要时修建防洪堤。

3.1 地形地貌

段纯河总体流向为S50°E，地下水位埋藏深浅不一，一般为0～6 m，局部埋深较大。主河床位于河谷中部，河床宽20～65m，两侧发育河漫滩。谷底坡降较大，地面高程为636～815 m。两岸多为土质岸坡，局部为基岩岸坡，岸坡高低不等，河谷断面呈“U”型。

另外，治理段河道两岸支沟发育。其中在桩号2+050、桩号4+430、桩号6+850和桩号9+600处，右岸发育四条较大冲沟。两岸冲沟一般无水，仅汛期有洪水出流。

3.2 地层岩性

段纯河上游治理段，发育地层主要为古生界奥陶系中统峰峰组（O2f）灰岩、新生界第四系松散堆积物及现代人工堆积物（堤基圆锥动力触探试验见表1），地层岩性由老到新分述如下：

表1 堤基圆锥动力触探试验成果统计表

（1）奥陶系中统峰峰组（O2f）：岩性为灰黄色灰岩、白云质灰岩；局部为灰黄色泥灰岩夹泥质白云岩、泥质灰岩，角砾状白云质灰岩。厚95～150 m。分布于段纯河两岸山顶。

（2）第四系上更新统坡洪积（Q3dpl），岩性主要为含碎石低液限粉土或碎石混合土，稍湿，稍密，块碎石成分主要为灰岩、白云质灰岩，磨圆度呈次棱角-棱角状，粒径一般5～25 cm，细粒主要为低液限粉土。厚度8～20 m，零星分布于治理段河道两岸。

（3）第四系全新统洪冲积（Q4pal），岩性主要为卵石混合土、混合土卵石、细粒主要为中细砂。该层厚度大于10 m，分布于段纯河河谷及两岸。其平均颗分曲线见图1。

图1 堤基卵石混合土平均颗分曲线图

（4）人工堆积（Qs）：岩性主要为堆煤、堆渣、砾卵石、低液限粉（粘）土以及生活和建筑垃圾。厚0～5.0m，广泛分布于段纯河治理段河谷及两岸。

3.3 堤基土物理力学指标

堤基土持力层地层岩性主要为卵石混合土。堤基竖井卵石混合土筛分成果见表2。

表2 堤基土筛分成果统计表

3.4 水文地质

段纯河治理段地下水类型为松散岩类孔隙水，含水层岩性参考探坑渗水（见表3）及钻孔注水（见表4）试验成果，含水层渗透系数18.6～23.8 m/d，属强透水层。

表3 堤基钻孔注水试验成果统计表

地下水埋深在河床、河漫滩处一般为0～3 m，在Ⅰ级堆积阶地处多为4～6m。另外，本段河道河谷松散岩类孔隙水地下水埋深年际变化较大，勘察时段下游处局部地下水位埋深大于9m，而汛期受河水补给，地下水埋深变浅，部分河段与河水一致。据调查两岸地下水水位高于河床水位，河道水流主要受降雨补给和两岸地下水侧向补给，见表4。

表4 堤基试坑渗水试验及干密度、含水率测试成果统计表

本次勘察共取水样2组，其中，地表水1组，地下水1组，并进行了水质分析，由试验成果可知，段纯河治理段地表水和地下水化学类型为HCO3-Ca型。对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，但对输水建筑物金结部分的钢结构具弱腐蚀性。

4 结论与建议

段纯河治理段河床及两岸漫滩分布有人工堆积物，主要为堆煤（渣）、卵石混合土以及生活和建筑垃圾，河道谷底地形起伏不平，严重影响了本段河道行洪，应对河道进行河道滩槽整治工程，疏浚河道使河道谷底坡降和河谷断面满足行洪要求。

段纯河治理段两岸堤基持力层岩性，主要为第四系全新统洪冲积卵石混合土。建议对存在不均匀变形问题、渗透变形问题堤段，进行新建重力式堤防工程、拆除重建重力式堤防工程、新建仰斜式堤防工程、旧堤堤身加高加固工程。对洪水冲刷及基坑涌水等工程地质段，实施堤脚齿墙防护工程、旧堤维修、压顶、勾缝工程，新建排水口工程等。