单县引黄灌区农业节水工程地质分析

林红英

摘要：单县地处鲁西黄泛平原，通过一系列计算、数据，对所在地域地质情况、工程水文地质等分析，为设计施工提供详细的工程地质资料和设计技术参数，对场区地基作出工程分析评价，为初步设计和施工图设计作出论证和建议，可使工程建设少走弯路，减少和降低对灌区周围环境的影响，保证工程后期运行安全。

关键词：引黄灌区;农业节水;地质条件;评价

中图分类号：S2  文献标识码：A   文章编号：1006—7973（2022）03-0155-03

1灌区地质概况

在单县，共涉及闫潭引黄灌区和谢寨引黄灌区2处引黄灌区。

闫潭引黄灌区，就地质结构而言，是華北平台的一部分。它位于华北平原的南部，是山东西南部黄河泛滥的冲积平原。这个地区的表层土壤，主要为第四纪晚中新世黄河冲积形成的壤土和砂壤土，部分地区属于淤泥质细砂和粘土。闫潭引黄灌区抗震设防烈度，是Ⅶ度，工程区设计基本地震加速度的数值是0.10～0.20克，工地基本抗震强度，是Ⅶ度。地震主要是由聊考断裂带控制的，呈近南北走向，为地震多发区域，其发生地震，主要由聊考大断裂控制，本项目的工程环境类别，是 II 类环境。

谢寨引黄灌区，位于华北平原的南部，就地质结构而言，灌区是华北平台的一部分。它位于华北平原的南部，是山东省西南部的黄泛冲积平原，属黄河冲洪积物形成的华北平原地貌，是西南部被黄河泛滥的冲积平原。地形起伏较小，自然坡度，是1/5000～1/6000，最大地面标高是62.0米、最小是40.0米，地表相对高程差，是13.10米，整个地势呈东南低西北高走向。这个地区表层土壤，主要为第四纪中新世晚期中叶黄河冲积物形成的黏土、壤土和砂壤土，部分地区是淤泥和细砂。灌区的抗震设防烈度，是Ⅶ度，设计的基本地震加速度数值，是0.15克，场地的基本抗震烈度值是Ⅶ度。聊考断裂从灌区中部穿过，地震发生，主要由聊考大断裂控制。

2水文地质分析

2.1主要水源

单县引黄灌区，黄河水与大气降水是河流的主要水源。因为全年径流量分布不均匀，径流量一般较小，径流量基本集中在雨季，雨季的径流是旱年的30%，年际变化较大。

浅层地下水，中深层地下水，还有深层地下水，是单县引黄灌区的地下水。由于含水岩性不同，入水量变化很大。深层地下水即承压水，埋在约60-200m 的深度。含水岩性主要为粉质细砂，含水量稍差。它属于硫酸盐类水，是咸水。深层地下水，埋藏在250米以下，含水岩性主要为细砂和中粗砂，水丰度较好，但该层径流缓慢，补给量小，再生弱。存储大量资源，仅需少量开采，水质良好，不易被污染。

2.2渗透性分析

地层的渗透性，参照（GB50487-2008）《水利水电工程地质勘察规范》有关规定确定。

2.2.1渗透变形类型判别

按照有关规定，通过对各层土的渗透变形类型进行判别：1层是填筑土，2层是粉质砂壤土，3层是粉质壤土，全部是细粒土。土的渗透变形类型是流土。

2.2.2临界水力比降的确定

地基，是单层土体均质结构，参照有关规定，临界水力比降计算：Jcr=（Gs-1）（1-n），式中：Jcr -临界水力比降;G-土颗粒比重;n-土的天然孔隙率。

2.3地下水腐蚀性评估

地表水和地下水，对钢结构具弱腐蚀性，对混凝土没有腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。场地地下水位以上土，对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

按照《水利水电工程地质勘察规范》判定，地表水和地下水，对钢结构具有弱腐蚀性，对混凝土不具有腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。

参照《岩土工程勘察规范》2009版判定，场地地下水位以上，土的腐蚀性等级是这样的：按地层渗透性对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，按环境类型，对混凝土结构具微腐蚀性。综合评价结果是，场地地下水位以上土，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对混凝土结构具微腐蚀性。

3地基地质条件评价

拟建场地地势平坦，地貌单元单一。按照各层地基土剪切波速估算值以及（GB51247-2018）《水工建筑物抗震设计标准》，土的类型属于中软土，场地内第四纪覆盖层厚度大于50米。按照（SL203-97）《水工建筑物抗震设计规范》规定，判别场地为Ⅲ类类别，属于建筑抗震不利地段。依据（GB50487-2008）《水利水电工程地质勘察规范》，进行饱和少粘性土的液化判别分为以下两步进行：

3.1初判

根据（GB50487-2008）《水利水电工程地质勘察规范》有关规定，只要符合以下条件之一时，就可初步判别为不考虑液化或不液化影响。

（1）当地层年代是第四纪晚更新世（Q3）或以前的时候，可判别为不液化;

（2）当工程正常运用后，地下水位以上是非饱和土的时候，可判为不液化;

（3）当对粒径小于5mm 颗粒，含量质量百分率大于30%的土，其中粒径小于0.005mm 的颗粒ρc 含量质量百分率相应于地震设计烈度七度、八度和九度，分别不小于16%、18%和20%时，可判别为不液化;

（4）当土的粒径小于5mm 颗粒含量的质量百分率小于或等于30%时，可判为不液化。

（5）当土层的剪切波速，大于下式计算的上限剪切波速度时，可判为不液化;

Vst=219（KHZrd）^1/2

式中：Vst—上限剪切波速度（m/s）;KH—地面最大水平地震加速度系数; Z—土层深度（m）;rd—深度折减系数。

本场地15.0米深度范围，1层、2层、3夹层和4层饱和少粘性土，需进行复判。

3.2复判

采用标准贯入锤击数法。

依据（GB50487-2008）《水利水电工程地质勘察规范》，按照标准贯入试验，对场地内饱和少粘性土进行地震液化判别。标准贯入试验液化判别公式为：

Ncr=No[0.9+0.1（ds-dw）]（3/ρc）1/2

式中 No=10.0

Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值;

N0——液化判別标准贯入锤击数基准值;

ds——饱和土标准贯入点深度;

ρc——粘粒含量百分数。

通过标准贯入试验，判别本场地15.0米深度范围1层和2层为液化土，15.0-20.0米范围内，4层为液化土。

综合评价：本场地15.0米深度范围，1层、2层和4层为液化土。

4地基稳定性分析

4.1地基土的物理力学性质指标

地基土，参数进行分层统计，按照现场原位测试结果以及室内土工试验报告，参照（SL237-1999）《土工试验规程》和（GB50487-2008）《水利水电工程地质勘察规范》统计分析和取值方法，按照图解法统计力学指标，分层综合统计各层土的物理力学性质指标。

4.2地基土的承载力

结合室内试验、野外钻探、原位测试和地区经验，建议各土层地基基本容许承载力〔fao〕、钻孔灌注桩桩侧土摩阻力标准值 qik、桩端阻力标准值 qpk、水泥土搅拌桩侧阻力特征值 qik、桩端土阻力特征值 qp，详细表1。

4.3地基基础形式评价

按照有关规范，结合室内试验、野外钻探、原位测试和地区经验，建议各土层地基基本容许承载力〔fao〕、钻孔灌注桩桩侧土摩阻力标准值 qik、桩端阻力标准值 qpk、水泥土搅拌桩侧阻力特征值 qik、桩端土阻力特征值 qp，详见下表2。

5 结语

此项目勘察场地类别，是Ⅲ类场地。当进行设计时，应考虑地震参数变化对拟建建筑物的影响。勘区地貌单元属于第四纪黄河冲积平原，地势相对较平坦。在场地15.0米的深度之内，1层、2层和4层是液化土。本场地的地下水，是第四系孔隙潜水，地下水补给，主要为大气降水补给和渠道侧向补给，排泄，主要是向渠道渗流方式排泄和蒸发排泄。在自然地坪条件下，近3～5年最高水位埋深为0.50米，年地下水位最大变化幅度2.00米。场地地下水位以上土，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，对混凝土结构具微腐蚀性。地表水和地下水对混凝土没有腐蚀性。对钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。拟建水闸上游翼墙底高程60.01米，闸底板底高程59.41米，均位于1层填筑土中，地基允许承载力建议值为80kPa，1层填筑土及下伏2层粉质砂壤土均为可液化土层，建议采取地基加固或者围封处理措施。基底土为粉质砂壤土，边坡土为填筑土、粉质砂壤土，具中等透水性，存在渗漏问题，建议采取工程处理措施。边坡土、基底土都是填筑土，具有中等透水性，存在渗漏问题，建议采取工程处理措施。消力池底高程57.06米，位于2层粉质砂壤土中，地基允许承载力建议值为90kPa，为可液化土层，建议采取相应措施处理。

参考文献：

[1]王淑虹.试论新疆发展节水灌溉的作用与途径[J].水资源与水工程学报 ，2006年02期.

[2]邓衍超 ， 林娟 ， 韩辉 ， 周敏.宿州市埇桥区农业节水灌溉技术的推广与应用[J].节水灌溉 ，2008年02期.

[3]秦卫贞 ， 赵建民 ， 左艳军 ， 郭立新;辉县市节水灌溉探讨[J].节水灌溉 ，2003年06期.

[4]姚建军.浅谈泾惠渠灌区节水灌溉的应用推广[J].陕西水利 ，2010年04期.