天水曲溪城乡供水工程调蓄水库库区浸没评价

　　摘要：库区浸没主要发生在库尾及库尾支沟两岸的Ⅰ、Ⅱ级阶地上。阶地堆积物具二元结构，上部为粉质壤土，下部为砂卵砾石，地表多为农田，部分地段建有民宅。根据浸没区土样物理性质试验取得的粉质壤土毛细上升高度，结合土壤含盐量、地下水的矿化度及库区自然气候条件，综合确定粉质壤土的毛细水最大上升高度为1.0m;库区主要农作物根系层的深度、民宅基础埋深取值分别为0.5m、1.5m。浸没总面积140640m2，其中农田101090m2，居民区39550m2。

　　关键词：调蓄水库;库区浸没;毛细上升高度;民宅基础埋深

　　天水曲溪城乡供水工程位于天水市秦州区和麦积区境内。工程由拦河枢纽及调蓄水库、引水线路、水处理厂及城乡管网4部分组成。拦河枢纽位于长江流域嘉陵江二级支流白家河冷水河口与曲溪景区之间的河段。水库区位于白家河中游河谷内，设计总库容7782万m3，正常蓄水位1432m，坝高约80m，回水长度(沿河道)约15km。工程等级为中型Ⅲ等工程，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级[1，2]。

　　1水库区工程地质条件

　　1.1地形地貌

　　白家河两岸山体雄厚高耸，岸坡陡峻，局部基岩裸露，植被发育，森林密布。两岸大小冲沟发育，规模较大的冲沟有15条，沟底常年有流水，切割深度150～300m。左岸有冷水河、大沟、关岭河、石阳沟、土狼沟、松川沟等，其中以冷水河及关岭河规模最大，延伸长度大于10km，沟底比降1.5%～2.0%，其余冲沟延伸长度1.5～5km。右岸有木其滩沟、水泉沟、安山沟、黄寺沟、陶家湾沟、黑响沟、长河沟、宽沟、小沟、对窝沟等，其中陶家湾沟规模最大，延伸长度达18km，沟底比降0.5%～1.0%，其余冲沟延伸长度2～6km。水库区位于白家河中游河段上，河谷多呈“V”字形，为典型的峡谷型水库。河道蜿蜒曲折，呈蛇形展布，多处可见“Ω”形河道，白家河中游比降0.4%～0.6%。自上游向下游河谷逐渐变窄，谷底宽度变化较大。

　　两岸Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地较发育，Ⅰ、Ⅱ级阶地阶面分别高出河床2～5m、8～10m，局部残留有Ⅲ、Ⅳ级侵蚀基座阶地，Ⅲ、Ⅳ级阶地基座分别高出河床15～20m、60～70m，阶面多为坡积物覆盖。对窝沟—长沟门河段谷底宽180～350m，局部宽120～150m，Ⅰ、Ⅱ级阶地阶面宽阔且连续，多开垦为农田，有6处较集中的农村居民点分布。长沟门—张家庄(石明沟)河段谷底宽窄相间，较宽处150～300m，较窄处50～100m，Ⅰ、Ⅱ级阶地多数阶面较窄且不对称，个别较宽阔，多开垦为农田，有3处较集中的农村居民点分布。张家庄—坝址河段谷底宽50～80m，局部宽80～150m，Ⅰ、Ⅱ级阶地阶面较窄且不对称，农田稀少，有零散的农村居民点分布。

　　1.2地层岩性

　　水库区出露基岩主要为中泥盆统舒家坝组(D2s1)混合岩化片岩、云母角闪片岩、角闪斜长片岩、角闪绿泥片岩等。混合岩化片岩主要分布于坝址— 张家庄库段，受后期岩浆活动影响，围岩与侵入岩相互混杂，变质程度深浅不等，岩性组合复杂，混合岩化强烈，出现大量眼球状及条带状混合岩类，片理较发育，岩体强度差异性显著，以中硬岩为主，局部为较软岩或坚硬岩，差异风化现象明显。

　　云母角闪片岩、角闪斜长片岩、角闪绿泥片岩等主要分布于张家庄—对窝沟门库段，主要矿物成分有角闪石、斜长石、云母、绿泥石等，片理发育，岩石强度各向异性明显，以中硬岩为主，局部为坚硬岩。白家河河道及库尾左右岸Ⅰ、Ⅱ级阶地和库尾两岸支沟(陶家湾沟、关岭河、冷水河)Ⅰ、Ⅱ级阶地的全新统(Q4)岩性组成为冲洪积砂卵砾石、冲洪积粉质壤土。冲洪积砂卵砾石分布于现代河床、漫滩、Ⅰ—Ⅱ级阶地及各大冲沟中，厚度2～10m，主要由卵砾石及砂组成，含少量漂石，磨圆较好，分选差。冲洪积粉质壤土分布于Ⅰ、Ⅱ级阶地表层，厚度1～5m，松软，潮湿，含零星砾石，多开垦为农田，局部为农村居民点。

　　1.3水文地质条件

　　白家河平时流量较小且稳定，逢暴雨河水暴涨，水流浑浊。两岸支流及支沟呈羽状分布，常年多有流水，其中以冷水河、关岭河及陶家湾沟规模最大，向下游白家河流量逐渐增大。库区基岩主要为泥盆系变质岩类，较坚硬完整，岩体透水性较弱，不同成因的覆盖层结构松散，透水性较强。水库区地下水按成因类型可分为第四系孔隙性潜水和基岩裂隙水。

　　孔隙性潜水主要赋存于现代河床、阶地及沟谷中各种成因的覆盖层内，接受大气降水、基岩裂隙水及明流入渗补给，向河道及其下游排泄，与河水呈互补关系，水量变化较大，地下水位与相应河水位基本持平。基岩裂隙水以脉状形式赋存于基岩裂隙和断层破碎带中，接受大气降水、地表径流及孔隙性潜水补给，以泉水形式向白家河及其支流、支沟排泄，地下水位高于相应河水位。

　　地下水动态变化受气候变化影响较大，随着降雨量的增大地下水位升高，同时也是地下水的丰水期。水库区河水、冲沟水及孔隙性潜水的水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，SO42-离子含量25.97～77.62mg/L，Cl-离子含量16.88～32.09mg/L，矿化度为0.21～0.55g/L，pH值为8.27～8.42;基岩裂隙水的水化学类型为HCO3-SO4-Ca型，SO42-离子含量19.06～41.50mg/L，Cl-离子含量12.57～18.71mg/L，矿化度为0.37g/L，pH值为7.8。

　　2库区浸没评价

　　库区浸没主要发生在库尾及库尾支沟两岸的Ⅰ、Ⅱ级阶地上，阶地堆积物具二元结构，上部为粉质壤土，厚度1～3m，下部为砂卵砾石，厚度5～8m，地表多为农田，部分地段建有民宅。库尾两岸Ⅰ、Ⅱ级阶地农田及民宅浸没计算典型剖面。根据浸没区土样物理性质试验结果可知，粉质壤土毛细上升高度0.9～1.0m，结合土壤含盐量、地下水的矿化度及库区自然气候条件，综合确定粉质壤土的毛细水最大上升高度为1.0m。库内主要农作物根系层的深度及民宅基础埋深根据实际调查获得，分别取值为0.5m、1.5m。

　　库区最终临界浸没深度按《水利水电工程地质勘察规范》[3]推荐的公式进行了计算：Hcr=Hk+△H式中，Hcr为浸没地下水埋深临界值(m);Hk为土的毛管水上升高度(m);△H为安全超高值(m)。经计算，浸没农田的临界深度为1.3m，民宅为2.5m。浸没计算采用水库正常蓄水位1432m，即农田、民宅的浸没临界高程分别为1433.5m、1434.5m，库尾段浸没计算采用正常蓄水位翘高后的水位值。根据库区浸没剖面地质测绘及浸没面积计算，库区浸没总面积140640m2，其中农田101090m2,居民区39550m2。

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　　3结论

　　水库蓄水后侵没主要发生在白家河库尾左右岸Ⅰ、Ⅱ级阶地和库尾两岸支沟(陶家湾沟、关岭河、冷水河)Ⅰ、Ⅱ级阶地上的农田和居民区。浸没总面积140640m2，其中农田101090m2,居民区39550m2。

　　参考文献

　　[1]甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司.天水曲溪城乡供水工程地质勘察报告[R].兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，2018.

　　[2]蔡王强.天水曲溪城乡供水工程长隧洞TBM掘进适宜性分级评价[J].甘肃水利水电技术，2019(3)：28-33.

　　[3]GB50487-2008，水利水电工程地质勘察规范[S].

　　作者：张远峰

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