劉 玲

(洮南市河道堤防管理站，吉林洮南137100)

1 工程概況

洮南市四海泡水庫位于吉林省洮南市安定鎮(zhèn)四海村境內(nèi)，系平原水庫，集水面積37 km2，總庫容4 700萬m3，主要水源為引洮干渠引水。

該水庫始建于1974年，是由引洮干渠通過創(chuàng)業(yè)水庫供水和承擔(dān)分洪任務(wù)的水庫，以農(nóng)民春季坐水種和灌溉為主，結(jié)合養(yǎng)魚和發(fā)展旅游業(yè)的綜合利用水庫。建庫以來，它已經(jīng)在養(yǎng)魚、灌溉耕地、調(diào)節(jié)地方氣候、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。

水庫區(qū)域交通比較便利，工程區(qū)內(nèi)有洮南到向海線公路通過，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)到各村屯的鄉(xiāng)道與公路相通，縱橫交錯(cuò)，四通八達(dá)，鄉(xiāng)道直通水庫。四海泡水庫的功能是以灌溉、養(yǎng)魚為主，兼有下游農(nóng)田和村鎮(zhèn)的防洪。

由于近年水庫沒有進(jìn)水，使引渠淤積嚴(yán)重，致使引洮分洪的水不能正常進(jìn)入庫區(qū)，水庫不能正常發(fā)揮效益。另外，庫區(qū)周圍有大面積的耕地，地面高程低于正常蓄水位，如果水庫正常蓄水，將會(huì)把這些土地淹沒使周邊農(nóng)戶的土地人均占有量減少。因此，需在庫區(qū)周圍筑壩，以保護(hù)現(xiàn)有耕地，確保水庫正常蓄水。

2 工程任務(wù)及規(guī)模

2.1 工程任務(wù)

本次四海泡水庫引水工程設(shè)計(jì)主要任務(wù):

1)庫區(qū)進(jìn)水口處開挖引水渠，以使引洮分洪的水能順利進(jìn)入庫區(qū)。

2)在庫區(qū)266.7 hm2耕地周圍筑壩，用以水庫正常蓄水時(shí)擋水，不使耕地面積受損。

3)在引渠進(jìn)口處修進(jìn)水閘1座。

4)原有壩體簡易模袋護(hù)坡修復(fù)30 m。

5)原有壩體有420 m沒有做護(hù)坡處理，此次將其壩前坡用簡易模袋做護(hù)坡處理，用以防止風(fēng)浪沖刷壩體。

2.2 工程規(guī)模

四海泡水庫集水面積37 km2，總庫容4 700萬m3，主要水源為引洮分洪干渠引水。水庫正常蓄水位158.20 m，相應(yīng)庫容為4 100萬m3;設(shè)計(jì)洪水位為158.43 m，相應(yīng)庫容4 700萬m3;死水位為157.00 m;相應(yīng)庫容420萬 m3。

3 工程布置及建筑物設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1.1 工程等別及建筑物級(jí)別

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)的規(guī)定，該水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇洪水。水庫工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。

3.1.2 設(shè)計(jì)基本資料

3.1.2.1 規(guī)程、規(guī)范及計(jì)算手冊(cè):

1)《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》DL5021—93;2)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》SL211—98;3)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274—2001;4)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000);5)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94);6)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265—2001;7)《水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)》;8)《水庫工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL106—96);9)《水利水電土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(SLT225—98);10)《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》DL5077—1997;11)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SL/F191—96。

3.1.2.2 水文地質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)

水庫所在地區(qū)的非汛期多年平均風(fēng)速為WNW15.05 m/s，汛期多年平均風(fēng)速為SSW10.57 m/s，最大凍土深度為2.0 m。本區(qū)基本地震烈度為Ⅳ度。

3.2 工程設(shè)計(jì)

本次引水工程主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:①引水渠道開挖;②引水渠進(jìn)口引水閘;③新筑土壩填筑及簡易模袋護(hù)坡;④原壩壩體簡易模袋維修;⑤原壩壩體簡易模袋護(hù)坡。

3.2.1 引水渠工程設(shè)計(jì)

引水渠設(shè)計(jì)底寬8 m，渠內(nèi)側(cè)邊坡1∶1.5，兩側(cè)土堤寬2 m，渠外側(cè)邊坡1∶1.5，渠道全長1 400 m。設(shè)計(jì)流量10 m3/s。

3.2.1.1 渠道水利計(jì)算

渠道設(shè)計(jì)流量為10 m3/s，渠道土質(zhì)為黏性土，比降為1/2000，邊坡系數(shù)m=1.5查表知n=0.025計(jì)算如下:

1)根據(jù)Q=AC√Ri

擬選底寬為8 m，水深1.2 m，復(fù)核流量。

其中:過水?dāng)嗝鍭=bh+mh2=11.76m2

濕周x=12.33m

水力半徑R=0.95

謝才系數(shù)C=R1/61/n=0.95

則Q=10.16m3/s滿足過流要求。

式中:Q為流量，m3/s;A為過水?dāng)嗝婷娣e，m2;C為謝才系數(shù);X濕周，m。

由以上計(jì)算可知，渠道底寬8 m，邊坡1∶1.5，滿足要求。

3.2.1.2 土渠堤頂超高計(jì)算

計(jì)算公式為:

式中:⊿為堤頂超高，m;h渠道水深，m;經(jīng)計(jì)算堤頂超高為0.5 m。

3.2.1.3 渠道深度計(jì)算

故渠道深為1.2m+0.5m=1.7m

3.2.2 引水閘設(shè)計(jì)

引水渠進(jìn)口處設(shè)一座進(jìn)水閘，閘門形式采用原洮南市創(chuàng)業(yè)水庫除險(xiǎn)加固工程過閘流量為10 m3/s的閘門圖紙，閘門孔數(shù)為2孔。

進(jìn)口段為八字型鋼筋混凝土翼墻，高2.3 m，底板采用厚為0.50 m的鋼筋混凝土護(hù)底，底板高程為157.60，混凝土墊層厚為0.10 m。混凝土標(biāo)號(hào)為(C 20，F(xiàn) 200)，混凝土墊層標(biāo)號(hào)為C 15。

閘室段閘底板、閘墩和閘架組成。閘底板高程為157.60 m，厚1.50 m，閘墩厚0.60 m。下設(shè)混凝土墊層，厚0.10 m。閘門采用鑄鐵平板閘門，尺寸為PGZ(1.65m×2.0m)(寬×高)，啟閉機(jī)采用螺桿手電兩用8t啟閉機(jī)?；炷翗?biāo)號(hào)為(C 20，F(xiàn) 200)，混凝土墊層標(biāo)號(hào)為C 15。

出口段連接段由消力池、擋土墻及海漫組成，消力池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，消力池深0.5 m，底板厚0.5 m，擋土墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，海漫段為0.2m厚混凝土板塊，下設(shè)混凝土墊層，墊層厚為0.1 m?；炷翗?biāo)號(hào)為(C 20，F(xiàn) 200)，混凝土墊層標(biāo)號(hào)為C 15。出口處兩側(cè)用0.5×0.5×0.15m的混凝土板塊護(hù)坡。

3.2.3 土壩設(shè)計(jì)

3.2.3.1 壩體設(shè)計(jì)

為保護(hù)庫區(qū)耕地，需在耕地周圍修壩，用以擋水。壩體全長5 500 m，壩體參數(shù)采用《洮南市四海泡水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)》中的計(jì)算結(jié)果。壩頂高程為159.78 m，迎水坡邊坡為1∶2.5，背水坡過坡為1∶2，壩頂寬4 m。

3.2.3.2 壩體迎水坡簡易模袋護(hù)坡設(shè)計(jì)

壩體迎水坡采用簡易模袋護(hù)，平均厚度為20 cm;模袋下鋪無紡布;上部設(shè)素混凝土封頂，寬度為50 cm，深50 cm;下部設(shè)素混凝土腳槽深50 cm，底寬30 cm，頂寬80 cm;兩側(cè)用素混凝土封邊，寬50 cm，深50 cm;每個(gè)包中插一根φ12鋼筋。模袋混凝土標(biāo)號(hào)為(C20，F(xiàn)200)。

3.2.3.3 原壩簡易模袋維修

原有壩體為簡易模袋護(hù)坡，經(jīng)過多年運(yùn)行，有30 m需重新處理，處理方法仍采用簡易模袋護(hù)坡，邊坡及尺寸按原壩模袋護(hù)坡尺寸。平均厚度為20 cm;模袋下鋪無紡布;上部設(shè)素混凝土封頂，寬度為50 cm，深50 cm;下部設(shè)素混凝土腳槽深50 cm，底寬30 cm，頂寬80 cm;兩側(cè)用素混凝土封邊，寬50 cm，深50 cm;每個(gè)包中插一根 φ12鋼筋。處理長度30 m。模袋混凝土標(biāo)號(hào)為(C20，F(xiàn)200)。

3.2.3.4 原壩體護(hù)坡設(shè)計(jì)

原有壩體有420 m沒有做護(hù)坡處理，為了保證正常蓄水后的壩體安全，此次將這420 m用簡易模袋護(hù)坡，壩頂高程為159.78 m，迎水坡邊坡1∶2.5，模袋平均厚度為20 cm;模袋下鋪無紡布;上部設(shè)素混凝土封頂，寬度為50 cm，深50 cm;下部設(shè)素混凝土腳槽深50 cm，底寬30 cm，頂寬80 cm;兩側(cè)用素混凝土封邊，寬50 cm，深50 cm;每個(gè)包中插一根 φ12鋼筋。護(hù)坡長度420 m。模袋混凝土標(biāo)號(hào)為(C20，F(xiàn)200)。

4 施工組織設(shè)計(jì)

4.1 施工條件

4.1.1 對(duì)外交通

水庫區(qū)域交通比較便利，工程區(qū)內(nèi)有洮南到向海線公路，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)到各村屯的鄉(xiāng)道與公路相通，縱橫交錯(cuò)，四通八達(dá)，鄉(xiāng)道直通水庫。

4.1.2 工程布置

水庫引水工程包括:①引水渠道開挖;②進(jìn)水閘;③新筑壩工程;④原有壩體簡易模袋維修;⑤原有壩體簡易模袋護(hù)坡工程。引水渠全長1 400 m，進(jìn)水閘一座，設(shè)計(jì)過閘流量10 m3/s，新筑壩全長5 500 m，壩頂高程159.78 m，原有壩體簡易模袋維修30 m，原壩壩體簡易模袋護(hù)坡420 m。

4.1.3 施工場地條件

施工區(qū)為平原地形，施工場地寬闊。

4.1.4 建筑材料的來源及水電等的供應(yīng)條件

本工程所需的主要建筑材料有水泥、鋼筋、砂、卵石、柴油、汽油、板枋材，除砂石外，其余材料均從洮南市購買?；炷链止橇闲璧戒鲜懈ｍ樻?zhèn)購買，細(xì)骨料需到洮南市五家戶購買，交通便利，料場儲(chǔ)備能滿足工程用量要求。

工程施工用水、用電較方便。施工及生活用水全部使用地下水，施工用電部分可接水庫電源，其余部分采用40 KW柴油發(fā)電機(jī)組。

4.2 主體工程施工

4.2.1 土方工程

包括土方開挖和土方填筑，先進(jìn)行開工前的準(zhǔn)備工作，核實(shí)料場位置，修建相應(yīng)的施工道路，備好施工設(shè)備等。在施工中采用機(jī)械與人工相結(jié)合的施工方法，以機(jī)械施工為主，采用74 kW推土機(jī)推土及碾壓整形，整形時(shí)配合人工。

土壩施工嚴(yán)格按照《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。土壩填筑標(biāo)準(zhǔn):黏性土壓實(shí)度≥0.96，非黏性土相對(duì)密度≥0.70。壩體填筑前，清除壩基表面的雜草、雜物等。填筑時(shí)，作業(yè)面應(yīng)統(tǒng)一鋪土，統(tǒng)一碾壓，鋪料厚度每層30 cm，碾壓機(jī)械行走方向平行于壩軸線，機(jī)械碾壓不到的部位，應(yīng)輔以夯具。壩身全斷面填筑完畢后，應(yīng)作整坡壓實(shí)及削坡處理。

4.2.2 混凝土施工

閘及封邊、封頂、護(hù)腳混凝土施工采用0.4 m混凝土拌和機(jī)拌制混凝土，1.1 KW插入式振搗器振搗。

4.2.3 簡易模袋施工

簡易模袋施工前，應(yīng)先將坡面壓實(shí)，整平，鋪無紡布，無紡布搭接長度為30 cm，后鋪模袋布，鋪完后用鐵釬進(jìn)行固定。在灌注過程中，及時(shí)將袋內(nèi)的氣體放凈，保證混凝土表面不出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。

4.3 施工總平面

施工總平面應(yīng)注意的是:1)根據(jù)工程規(guī)模，施工地地條件，確定采用集中分散相結(jié)合的布置方式;2)場地布置即要便于施工，又要不影響施工區(qū)現(xiàn)有設(shè)施;3)充分利用管理處現(xiàn)有設(shè)施，減少臨時(shí)工程規(guī)模;4)施工布置盡量少占耕地。

5 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

5.1 對(duì)地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

水庫引水工程的實(shí)施，可有效提高洮兒河水水源的利用水平，緩解本地域的水量供需矛盾。使水庫的水源得到改善，減少水體的富營養(yǎng)化，提高水環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)原有濕地面積不再減少。同時(shí)，保護(hù)了周圍的266.7 hm2耕地不受蓄水影響，解決春播坐水種面積1 600 hm2，灌溉水田333.3 hm2，還可解決8萬頭大牲畜、15萬頭小牲畜的飲水問題。

5.2 地下水環(huán)境影響

隨著工程的實(shí)施，可以相對(duì)減少地下水開采量，抑制由于近年來持續(xù)干旱地下水位逐年降低。通過水庫蓄水量的增加，對(duì)區(qū)內(nèi)的地下水有一定補(bǔ)充，并能有效穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)地下水的礦化度，改善當(dāng)?shù)厝诵蟮娘嬎础?/p>

5.3 生態(tài)環(huán)境影響

通過四海泡水庫引水工程的實(shí)施，改善了區(qū)域內(nèi)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境，近些年由于受全球氣候變化影響，特別是氣候變暖，區(qū)內(nèi)降水減少，地面徑流減少，地下水補(bǔ)給減少，干旱擴(kuò)大，局部地方出現(xiàn)了荒漠化。庫區(qū)水源得不到保障，四海泡水庫及周圍泡沼水位逐年下降，水面減少，周邊地區(qū)的濕地面積也相應(yīng)減少。通過蓄水，保障水源供給，恢復(fù)濕地面積。使區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的水禽動(dòng)物的食物供應(yīng)得到豐富，促進(jìn)生態(tài)平衡，使生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。

6 結(jié)語

四海泡水庫引水工程完工后，能夠充分利用水庫自身的條件，大力發(fā)展多種經(jīng)營，實(shí)行濕地保護(hù)、農(nóng)、林、漁、旅游共同發(fā)展的目標(biāo)。