福建省罗源县鉴江镇取水陂建设方案比选

□张立柱

福建省罗源县多处乡镇仍以井水、山涧水作为主要水源，普遍存在水源水量不足、供水水质不达标、输配水系统安全性差、管理薄弱等问题，因此于2022 年进行了罗源县城乡供水一体化工程的规划设计。在此项工程中，为弥补鉴江镇供水区原有水源地来水不足的缺点，新建一处取水陂，对保证鉴江镇供水区水源的充足稳定以及水源的质量是十分必要的。

1.水文地质

罗源县位于福建省东北沿海，鉴江镇地处罗源县东部，地貌以丘陵—台地冲积平原地貌为主，局部处于海岸阶地地貌，平原面积较小，丘陵分布广泛，东侧临海，海岸线漫长曲折。

取水陂拟建位置四周山体较为陡峭，地势起伏较大，未见有滑坡、泥石流、危岩和崩塌、地裂缝、地面沉降等不良地质现象和地质灾害，现状边坡基本稳定，未见有滑移迹象。

拟建铁香炉取水陂区域范围地表局部覆盖薄层残坡积土，呈可塑—硬塑状，大部分出露全—弱风化早白垩世石英正长斑岩（ζοπ），拟建场地各地层厚度及层顶深度均存在一定变化，且在垂直向上、不同地层间的物理力学性质存在差异，地基均匀性一般。拟建取水陂基础开挖后坐落于强—弱风化石英正长斑岩上，地基土稳定性较好，拟建建筑物坐落的岩土层地基承载力尚可，拟建物荷载不大。根据地区工程经验，一般情况下，拟建铁香炉取水陂挖除表层土至下部稳定地层，采用天然地基作为基础持力层，可满足荷载及沉降要求。拟建场地地下水埋深较浅，地层渗透性中等偏强，基坑（槽）开挖可直接采用集水明排措施。同时，应尽量避开雨季施工。基坑（槽）可优先考虑放坡开挖，建议边坡开挖坡比为：第四系覆盖层、全风化层1∶0.5；强风化基岩1∶0.33；弱风化基岩1∶0.1。

2.取水陂坝型比选

山涧河道大多宽度为8m～30m，为满足取水要求，挡水高度较低，坝型为宽浅式。山涧河道汛期泥沙含量高，山涧位置较为偏僻，选择坝型应充分考虑泄洪、排沙及运行管理方便的特点，尽量减少人为操作。参照已做工程的经验，采用砼溢流坝，取水方式采用“坝顶滤水栅板取水”和“侧墙单侧埋管+集水井取水”两种方案进行比选，对比表见表1。

表1 取水方式比选表

根据表1，结合现场实际踏勘，铁香炉取水陂坝高为3.5m，现状河道基础为岩石基础，地质条件较好，两岸山体植被覆盖率较高，雨季河床泥沙扰动较小；考虑到取水陂位于县道上游，排水排沙要求便于操作，因此考虑选用“侧墙单侧埋管+集水井取水”的混凝土溢流坝。

3.取水陂坝址比选

此次鉴江供水片拟在铁香炉自然村上游河段，新建一座取水陂用于补充鉴江水厂原水量，结合现场踏勘及水厂高程，牛梅溪桥上下游河段各选取一处坝址进行坝址比选。

3.1 上坝

上坝址位于牛梅溪桥上游，新建铁香炉取水陂坝型采用埋石混凝土溢流坝，新建取水陂左、右岸为山体，呈现U型峡谷状，坝体坐落在弱风化基岩上，坝长32.2m，坝顶宽2.0m，坝高3.5m，坝顶溢流高程128.00m，迎水坡坡比1∶0.3，背水坡坡度1∶1.5，坝体采用C20埋石砼结构，基础底高程124.50m；坝中部设置冲砂放空涵洞，尺寸为1.2m×1.0m，由1t 机闸一体插板闸门控制；下游侧河床基岩出露，满足抗冲刷要求，不再增设消力池。坝上下游设置C20埋石混凝土翼墙，为仰斜式挡墙，墙顶宽0.8m，墙高4.8m，迎水面坡比为1∶0.3，背水面坡比为1∶-0.15。集水井设置于引水陂下游左岸山坡处，采用C25钢筋混凝土结构，尺寸2.0m×2.5m×2.0m（长×宽×高），井底及壁厚0.3m，井顶设钢筋混凝土盖板（设进人孔和通气管），靠河侧设置集砂坑和排泥管。集水井进水口高程为126.00m，采用DN300 取水管从坝上游引水至集水井，输水管从取水井侧边接出后，往下游水厂方向敷设，输水管取水高程126.50m。

3.2 下坝

下坝址位于牛梅溪桥下游，新建铁香炉取水陂坝型采用埋石混凝土溢流坝，新建取水陂左、右岸为山体，呈现U型峡谷状，坝体坐落在弱风化基岩上，坝长33.52m，坝顶宽2.0m，坝高3.5m，坝顶溢流高程118.00m，迎水坡坡比1∶0.3，背水坡坡度1∶1.5，坝体采用C20埋石混凝土结构，基础底高程114.50m；坝中部设置冲砂放空涵洞，尺寸为1.2m×1.0m，由1t 机闸一体插板闸门控制；下游侧河床基岩出露，满足抗冲刷要求，不再增设消力池。坝上下游设置C20 埋石混凝土翼墙，为仰斜式挡墙，墙顶宽0.8m，墙高4.8m，迎水面坡比为1∶0.3，背水面坡比为1∶-0.15。集水井设置于引水陂下游左岸山坡处，采用C25 钢筋混凝土结构，尺寸2.0m×2.5m×2.0m（长×宽×高），井底及壁厚0.3m，井顶设钢筋混凝土盖板（设进人孔和通气管），靠河侧设置集砂坑和排泥管。集水井进水口高程为116.00m，采用DN300 取水管从坝上游引水至集水井，输水管从取水井侧边接出后，往下游水厂方向敷设，输水管取水高程116.50m。坝址位置示意图见图1。

图1 坝址位置示意图

3.3 取水高程

上下坝址两方案取水高程均能满足重力供水至鉴江水厂。因此从取水高程角度，上下坝址均可。

3.4 工程投资

下坝址由于坝长更长，投资略高于上坝址。因此从工程投资角度，推选上坝址。

3.5 输水管长度及埋设

下坝址输水管线长度较短于上坝址，但由于下坝址处需先沿山体、农田段埋设，才能沿县道X140 道路敷设，期间需进行部分农田段征地，实施及运行难度较大于上坝址。因此从输水管长度及埋设角度，推选上坝址。

综上比选考虑，此次对鉴江供水片新建取水陂推选上坝址，该方案具有工程投资较低、运行管理方便、后续永久征地少等优点，新建取水陂坝址对比表见表2。

表2 新建取水陂坝址对比表

综合以上研究，从地质状态、施工难度及经济性等多方面考虑，认为选取牛梅溪桥以上坝址，坝型选用“侧墙单侧埋管+集水井取水”的混凝土溢流坝更加适用于罗源县鉴江镇取水陂建设需求。□