天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程調(diào)蓄水庫庫區(qū)浸沒評價(jià)

　　摘要：庫區(qū)浸沒主要發(fā)生在庫尾及庫尾支溝兩岸的Ⅰ、Ⅱ級階地上。階地堆積物具二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)壤土，下部為砂卵礫石，地表多為農(nóng)田，部分地段建有民宅。根據(jù)浸沒區(qū)土樣物理性質(zhì)試驗(yàn)取得的粉質(zhì)壤土毛細(xì)上升高度，結(jié)合土壤含鹽量、地下水的礦化度及庫區(qū)自然氣候條件，綜合確定粉質(zhì)壤土的毛細(xì)水最大上升高度為1.0m;庫區(qū)主要農(nóng)作物根系層的深度、民宅基礎(chǔ)埋深取值分別為0.5m、1.5m。浸沒總面積140640m2，其中農(nóng)田101090m2，居民區(qū)39550m2。

　　關(guān)鍵詞：調(diào)蓄水庫;庫區(qū)浸沒;毛細(xì)上升高度;民宅基礎(chǔ)埋深

　　天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程位于天水市秦州區(qū)和麥積區(qū)境內(nèi)。工程由攔河樞紐及調(diào)蓄水庫、引水線路、水處理廠及城鄉(xiāng)管網(wǎng)4部分組成。攔河樞紐位于長江流域嘉陵江二級支流白家河冷水河口與曲溪景區(qū)之間的河段。水庫區(qū)位于白家河中游河谷內(nèi)，設(shè)計(jì)總庫容7782萬m3，正常蓄水位1432m，壩高約80m，回水長度(沿河道)約15km。工程等級為中型Ⅲ等工程，主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級[1，2]。

　　1水庫區(qū)工程地質(zhì)條件

　　1.1地形地貌

　　白家河兩岸山體雄厚高聳，岸坡陡峻，局部基巖裸露，植被發(fā)育，森林密布。兩岸大小沖溝發(fā)育，規(guī)模較大的沖溝有15條，溝底常年有流水，切割深度150～300m。左岸有冷水河、大溝、關(guān)嶺河、石陽溝、土狼溝、松川溝等，其中以冷水河及關(guān)嶺河規(guī)模最大，延伸長度大于10km，溝底比降1.5%～2.0%，其余沖溝延伸長度1.5～5km。右岸有木其灘溝、水泉溝、安山溝、黃寺溝、陶家灣溝、黑響溝、長河溝、寬溝、小溝、對窩溝等，其中陶家灣溝規(guī)模最大，延伸長度達(dá)18km，溝底比降0.5%～1.0%，其余沖溝延伸長度2～6km。水庫區(qū)位于白家河中游河段上，河谷多呈“V”字形，為典型的峽谷型水庫。河道蜿蜒曲折，呈蛇形展布，多處可見“Ω”形河道，白家河中游比降0.4%～0.6%。自上游向下游河谷逐漸變窄，谷底寬度變化較大。

　　兩岸Ⅰ、Ⅱ級堆積階地較發(fā)育，Ⅰ、Ⅱ級階地階面分別高出河床2～5m、8～10m，局部殘留有Ⅲ、Ⅳ級侵蝕基座階地，Ⅲ、Ⅳ級階地基座分別高出河床15～20m、60～70m，階面多為坡積物覆蓋。對窩溝—長溝門河段谷底寬180～350m，局部寬120～150m，Ⅰ、Ⅱ級階地階面寬闊且連續(xù)，多開墾為農(nóng)田，有6處較集中的農(nóng)村居民點(diǎn)分布。長溝門—張家莊(石明溝)河段谷底寬窄相間，較寬處150～300m，較窄處50～100m，Ⅰ、Ⅱ級階地多數(shù)階面較窄且不對稱，個別較寬闊，多開墾為農(nóng)田，有3處較集中的農(nóng)村居民點(diǎn)分布。張家莊—壩址河段谷底寬50～80m，局部寬80～150m，Ⅰ、Ⅱ級階地階面較窄且不對稱，農(nóng)田稀少，有零散的農(nóng)村居民點(diǎn)分布。

　　1.2地層巖性

　　水庫區(qū)出露基巖主要為中泥盆統(tǒng)舒家壩組(D2s1)混合巖化片巖、云母角閃片巖、角閃斜長片巖、角閃綠泥片巖等�；旌蠋r化片巖主要分布于壩址— 張家莊庫段，受后期巖漿活動影響，圍巖與侵入巖相互混雜，變質(zhì)程度深淺不等，巖性組合復(fù)雜，混合巖化強(qiáng)烈，出現(xiàn)大量眼球狀及條帶狀混合巖類，片理較發(fā)育，巖體強(qiáng)度差異性顯著，以中硬巖為主，局部為較軟巖或堅(jiān)硬巖，差異風(fēng)化現(xiàn)象明顯。

　　云母角閃片巖、角閃斜長片巖、角閃綠泥片巖等主要分布于張家莊—對窩溝門庫段，主要礦物成分有角閃石、斜長石、云母、綠泥石等，片理發(fā)育，巖石強(qiáng)度各向異性明顯，以中硬巖為主，局部為堅(jiān)硬巖。白家河河道及庫尾左右岸Ⅰ、Ⅱ級階地和庫尾兩岸支溝(陶家灣溝、關(guān)嶺河、冷水河)Ⅰ、Ⅱ級階地的全新統(tǒng)(Q4)巖性組成為沖洪積砂卵礫石、沖洪積粉質(zhì)壤土。沖洪積砂卵礫石分布于現(xiàn)代河床、漫灘、Ⅰ—Ⅱ級階地及各大沖溝中，厚度2～10m，主要由卵礫石及砂組成，含少量漂石，磨圓較好，分選差。沖洪積粉質(zhì)壤土分布于Ⅰ、Ⅱ級階地表層，厚度1～5m，松軟，潮濕，含零星礫石，多開墾為農(nóng)田，局部為農(nóng)村居民點(diǎn)。

　　1.3水文地質(zhì)條件

　　白家河平時流量較小且穩(wěn)定，逢暴雨河水暴漲，水流渾濁。兩岸支流及支溝呈羽狀分布，常年多有流水，其中以冷水河、關(guān)嶺河及陶家灣溝規(guī)模最大，向下游白家河流量逐漸增大。庫區(qū)基巖主要為泥盆系變質(zhì)巖類，較堅(jiān)硬完整，巖體透水性較弱，不同成因的覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，透水性較強(qiáng)。水庫區(qū)地下水按成因類型可分為第四系孔隙性潛水和基巖裂隙水。

　　孔隙性潛水主要賦存于現(xiàn)代河床、階地及溝谷中各種成因的覆蓋層內(nèi)，接受大氣降水、基巖裂隙水及明流入滲補(bǔ)給，向河道及其下游排泄，與河水呈互補(bǔ)關(guān)系，水量變化較大，地下水位與相應(yīng)河水位基本持平�；鶐r裂隙水以脈狀形式賦存于基巖裂隙和斷層破碎帶中，接受大氣降水、地表徑流及孔隙性潛水補(bǔ)給，以泉水形式向白家河及其支流、支溝排泄，地下水位高于相應(yīng)河水位。

　　地下水動態(tài)變化受氣候變化影響較大，隨著降雨量的增大地下水位升高，同時也是地下水的豐水期。水庫區(qū)河水、沖溝水及孔隙性潛水的水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Ca型，SO42-離子含量25.97～77.62mg/L，Cl-離子含量16.88～32.09mg/L，礦化度為0.21～0.55g/L，pH值為8.27～8.42;基巖裂隙水的水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Ca型，SO42-離子含量19.06～41.50mg/L，Cl-離子含量12.57～18.71mg/L，礦化度為0.37g/L，pH值為7.8。

　　2庫區(qū)浸沒評價(jià)

　　庫區(qū)浸沒主要發(fā)生在庫尾及庫尾支溝兩岸的Ⅰ、Ⅱ級階地上，階地堆積物具二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)壤土，厚度1～3m，下部為砂卵礫石，厚度5～8m，地表多為農(nóng)田，部分地段建有民宅。庫尾兩岸Ⅰ、Ⅱ級階地農(nóng)田及民宅浸沒計(jì)算典型剖面。根據(jù)浸沒區(qū)土樣物理性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果可知，粉質(zhì)壤土毛細(xì)上升高度0.9～1.0m，結(jié)合土壤含鹽量、地下水的礦化度及庫區(qū)自然氣候條件，綜合確定粉質(zhì)壤土的毛細(xì)水最大上升高度為1.0m。庫內(nèi)主要農(nóng)作物根系層的深度及民宅基礎(chǔ)埋深根據(jù)實(shí)際調(diào)查獲得，分別取值為0.5m、1.5m。

　　庫區(qū)最終臨界浸沒深度按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》[3]推薦的公式進(jìn)行了計(jì)算：Hcr=Hk+△H式中，Hcr為浸沒地下水埋深臨界值(m);Hk為土的毛管水上升高度(m);△H為安全超高值(m)。經(jīng)計(jì)算，浸沒農(nóng)田的臨界深度為1.3m，民宅為2.5m。浸沒計(jì)算采用水庫正常蓄水位1432m，即農(nóng)田、民宅的浸沒臨界高程分別為1433.5m、1434.5m，庫尾段浸沒計(jì)算采用正常蓄水位翹高后的水位值。根據(jù)庫區(qū)浸沒剖面地質(zhì)測繪及浸沒面積計(jì)算，庫區(qū)浸沒總面積140640m2，其中農(nóng)田101090m2,居民區(qū)39550m2。

　　水利論文范例：淺談生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用

　　3結(jié)論

　　水庫蓄水后侵沒主要發(fā)生在白家河庫尾左右岸Ⅰ、Ⅱ級階地和庫尾兩岸支溝(陶家灣溝、關(guān)嶺河、冷水河)Ⅰ、Ⅱ級階地上的農(nóng)田和居民區(qū)。浸沒總面積140640m2，其中農(nóng)田101090m2,居民區(qū)39550m2。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]甘肅省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司.天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程地質(zhì)勘察報(bào)告[R].蘭州：甘肅省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，2018.

　　[2]蔡王強(qiáng).天水曲溪城鄉(xiāng)供水工程長隧洞TBM掘進(jìn)適宜性分級評價(jià)[J].甘肅水利水電技術(shù)，2019(3)：28-33.

　　[3]GB50487-2008，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

　　作者：張遠(yuǎn)峰

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