楊常青

（山西省汾河中下游水務管理局，山西 太原 030002）

1 概況

汾河是山西省第一大河，黃河第二大支流，流域面積39471 km2，流域范圍涉及全省9市51縣，干流全長716 km，自北向南縱貫6市27縣。流域內(nèi)自然資源豐富，生產(chǎn)條件得天獨厚，是山西省政治、經(jīng)濟、文化中心。

由于經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人口的急劇增長，汾河流域內(nèi)用水量持續(xù)增加，加之煤炭開采、植被退化對水資源的影響，生態(tài)環(huán)境受到了嚴重破壞，流域自身產(chǎn)流功能不足，生態(tài)惡化趨勢嚴峻。一是汾河自身的產(chǎn)流量仍在減少，主要靠調(diào)引客水維持汾河基流的格局沒有改變；二是從2008年開始地下水位雖止降回升，但回升速度不快，幅度有限，太原、臨汾盆地地下水位距地表65～85m；三是8大巖溶泉中的晉祠、蘭村、古堆3處千古名泉斷流，洪山泉面臨斷流危險，其他4處大泉出流量大幅減少；四是水域面積不斷減少，嚴重削弱了對地下水的補給；五是高郁閉度的森林植被面積過少，涵養(yǎng)水源和產(chǎn)流能力減弱，3/4的一級支流斷流；六是廢污水排放量逐年增加，面源污染不斷加劇，部分支流河床內(nèi)垃圾傾倒嚴重，地下水質(zhì)日益惡化。上述問題相互影響，惡性循環(huán)，山西省委、省政府高度重視，決定從2015年開始啟動實施汾河流域生態(tài)修復重大戰(zhàn)略工程。采取綜合性、系統(tǒng)性、針對性的治理措施，以恢復大自然的自我修復能力，強化自身產(chǎn)流功能，使汾河流域脆弱的生態(tài)環(huán)境得到根本性好轉(zhuǎn)。

2014年底至2015年5月，省水利設計院與汾河下游局有關(guān)人員對汾河中下游沿線太原、晉中、呂梁、臨汾和運城5個市考察摸底，最后選定在晉中市介休朱家堡和臨汾市堯都區(qū)邰村先行試驗性規(guī)劃2塊濕地，這兩塊濕地均位于汾河干流上，總面積300萬m2，蓄水總量478.7萬m3，其中河道內(nèi)濕地214.0萬m2，堤外濕地面積86.0萬m2。

下面以臨汾市堯都區(qū)邰村濕地設計闡述汾河干流濕地規(guī)劃情況及濕地建設的基本思路。

2 工程地質(zhì)情況

2.1 區(qū)域地質(zhì)

邰村濕地位于臨汾新裂陷洪洞—臨汾凹陷、區(qū)域內(nèi)地震受新構(gòu)造運動制約，區(qū)內(nèi)地震活躍，據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》，工程區(qū)在襄汾縣南賈鎮(zhèn)以北的汾河流域地段地震動峰值加速度為0.20 g，依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》，工程區(qū)襄汾縣南賈鎮(zhèn)以北的汾河流域地段地震基本烈度為8度。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，按地下水含水介質(zhì)和賦存條件的不同，工程區(qū)內(nèi)地下水可劃分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶裂隙水和變質(zhì)巖、碎屑巖類裂隙水。

2.2 濕地及壩址工程地質(zhì)

2.2.1 濕地工程地質(zhì)

邰村濕地位于臨汾市堯都區(qū)吳村鎮(zhèn)邰村東南約1 km的汾河右岸。濕地長約2200m，寬150～330m，面積約51萬m2。擬建場地總體上東西高，中間低，場地內(nèi)由于人工挖掘取砂而形成大小不一的洼坑，地面高程423.10～436.70m。該段發(fā)育地層主要為第四系松散堆積物。

2.2.2 壩址工程地質(zhì)

邰村壅水壩位于臨汾市堯都區(qū)吳村鎮(zhèn)邰村東南的汾河干流上。壩址處河谷寬約300m，區(qū)內(nèi)地形較平坦，地面高程426.01～432.66m，汾河流向由北東向南西，軸線處河床位于河谷右側(cè)，緊靠右岸防洪土堤，河床左側(cè)發(fā)育較寬河漫灘及Ⅰ級堆積階地，高出河床2～6m?，F(xiàn)左右岸均筑有防洪土堤。該段發(fā)育地層主要為第四系松散堆積物。

壩基土存在滲漏與滲透變形、液化、地基不均勻沉降、基坑涌水及下游沖刷問題。

3 工程任務及規(guī)模

3.1 工程任務

邰村濕地面積145.5萬m2，是在堤外灘地寬闊、低洼的汾河干流上建閘蓄水，并對堤外灘涂、魚塘、沙坑等蓄滯洪水，充分利用雨洪資源，使洪水資源化，抬升地下水位、凈化水質(zhì)、改善水生態(tài)環(huán)境、增加漁業(yè)養(yǎng)殖及豐富水生植物。

3.2 建設規(guī)模

建設壅水建筑物1座，可形成堤內(nèi)濕地94.5萬m2，堤外濕地 51.0 萬m2，濕地總面積 145.5 萬m2，蓄水總量129萬m3。

4 工程布置及建筑物設計

4.1 工程等別和建筑物級別

根據(jù)《防洪標準》，結(jié)合汾河中下游河道疏浚整治工程的總體布局，確定治理段的防洪標準為20年一遇洪水。根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》，汾河堤防及穿堤建筑物等級為Ⅳ等4級。

邰村濕地蓄水量為129萬m3，按蓄水量劃分，壅水閘壩等別和建筑物級別為Ⅴ等5級。

4.2 主要建筑物設計

根據(jù)河道地形以及河道縱坡，在邰村濕地中上部附近布設一道壅水閘壩，設計水位高程431.5m，河道回水長度3.6 km。水位高程可滿足邰村濕地的引水需求。閘壩由三部分組成，均采用液壓壩，主槽內(nèi)閘壩高度5.0m，寬度60m；兩側(cè)灘地閘壩高度2.0m，左側(cè)寬度25m，右側(cè)寬度180m。

該段河道在靠近邰村附近右岸河堤外自北向南存在多個連續(xù)的沙坑，坑深6～8m?？油獾孛娓叱瘫群拥纼?nèi)灘地高1～2m。本次擬將沙坑和魚塘進行整理，形成濕地。濕地呈長梯形，規(guī)劃面積51萬m2，蓄水量102萬m3。濕地設計底高程425.0～430.0m，圍堤高程432.7m，設計水位431.5m。圍堤斷面采用梯形斷面，頂寬 10.0m，內(nèi)邊坡 1∶4，外邊坡 1∶5，總長 2811m?？紤]土方挖填平衡，將汾河大堤外側(cè)加寬培厚，加寬寬度 3.0m，邊坡 1∶3。

在壅水閘壩上、下游的汾河右堤上分別布置一座寬10m的進退水鋼壩閘各1座，連通堤內(nèi)外水域，鋼壩閘高3.0m，寬10m。

4.2.1 壅水閘壩設計

在邰村濕地的中上部布置一道壅水液壓壩，壩頂高程431.5m，壩總長265m，由三部分組成：主槽壩高5.0m，寬60m；左側(cè)灘地壩高2.0m，寬25m，右側(cè)灘地壩高2.0m，寬180m，蓄水水位431.5m，可滿足邰村堤外濕地的補水。

液壓壩采用C25鋼筋混凝土筏式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面與河床齊平，根據(jù)基礎(chǔ)內(nèi)液壓裝置埋設要求，主槽壩底板厚度2.4m，灘地壩底板厚度1.5m。根據(jù)壩體坍落寬度和上下游施工檢修要求，在順水流方向，確定底板長度11m。根據(jù)液壓壩面板分幅寬度，順壩長方向底板分縫長度12.0～24.0m，縫間設橡膠止水帶，縫內(nèi)填充中密度閉孔泡沫板。

壩體由鋼筋混凝土面板組成，每扇面板后均布置支撐桿2根、液壓桿2根，液壓桿間距1.6m，支撐桿間距4.205m。壩體面板底部以鉸鏈軸固定在壩的基礎(chǔ)上，鉸鏈支撐桿支撐面板，并以背面液壓桿的伸縮帶動面板作扇形上下升降，用液壓桿和支撐桿的解鎖裝置控制閘門升降。

根據(jù)汾河中下游地質(zhì)資料，液壓壩基礎(chǔ)坐落在低液限粉土上，閘孔較寬，對地基的不均勻變形要求較為嚴格，針對地基土的特性及壩基抗?jié)B穩(wěn)定要求，其地基擬采用水泥土攪拌樁作復合地基處理，攪拌樁樁徑0.8m，間排距1.2m，梅花形布置，樁長不小于10m。為減小揚壓力，在底板上游側(cè)布置一道截滲墻，采用水泥土攪拌樁，防滲墻有效厚度0.4m，樁深10m。

4.2.2 穿堤建筑物設計

在邰村濕地規(guī)劃布置，設置堤內(nèi)濕地和堤外濕地兩部分，堤外濕地處的堤防上布設一座寬10m的雙向擋水鋼壩閘。平時或小洪水期，在堤內(nèi)設壩蓄水抬高水位后，通過開啟閘門給堤外濕地區(qū)補水，大洪水時，關(guān)閉閘門，進行防洪。

進水鋼壩閘閘室段長12.1m，閘孔凈寬10m，壩高3.0m。門庫內(nèi)布置有鋼壩閘門及其支鉸和擱墩，當上游來水時通過操作室液壓啟閉機控制，向下游平放閘門于門庫內(nèi)，使閘室段平順過水。水過后，再控制壩閘向上游直立，正常擋水。閘室底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室底板厚度均為1.0m。閘室單側(cè)啟閉機室為地下全埋式布置，頂板高程為741.7（435.5）m，閘室底板高程為735.8（430.0）m，墻厚600 mm，頂板厚400 mm，設檢修孔和進人孔。閘后接鋼筋混凝土消力池，池長8.55m（含門庫），池深0.9m，底板厚1000 mm。閘室門頂設置500 mm厚鋼筋混凝土胸墻，防止大洪水時，從門頂漫入濕地。

因邰村濕地面積較大，考慮以后的管理運行以及水質(zhì)更換方便，擬在濕地末端布置一座退水閘，退水閘結(jié)構(gòu)同進水閘一致。

4.2.3 蓄水區(qū)主槽及堤防防護設計

河道設壩壅水后，為防止河道主槽紊亂對閘壩的影響，在近壩區(qū)100m范圍內(nèi)對河道主槽進行整理、防護。河道主槽整理寬度不小于60m，邊坡采用1∶2，防護材料為300 mm厚的格網(wǎng)石籠，下鋪100 mm厚的砂礫石墊層，300 g的反濾土工布。頂部水平鋪設1.0m的籠網(wǎng)護頂，基礎(chǔ)深1.5m，寬1.0m。

目前河道大堤雖經(jīng)過加固，但當灘面水位升高后，大堤將長期浸沒在水中，本次擬對蓄水位以下的大堤邊坡進行防護，防護結(jié)構(gòu)依次為：300 mm厚格賓石籠，100 mm厚砂礫石，反濾土工布，防護高度水位以上0.5m。

5 結(jié)語

工程實施后，對整個汾河干、支流重點河段蓄水及干流大堤外側(cè)進行整理，修建一批能調(diào)蓄徑流的“珍珠狀”狀水域（濕地），總面積可達238 km2，可大范圍利用雨洪資源，使洪水資源化，達到改善沿河水生態(tài)環(huán)境，抬升地下水位，凈化水質(zhì)等目的，實現(xiàn)從控制洪水向管理洪水、利用洪水的理念轉(zhuǎn)變。同時，可通過濕地漁業(yè)利用，發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，提高人民群眾經(jīng)濟收入，為當?shù)厝罕妱?chuàng)造良好的就業(yè)機會，同時可形成一批觀光區(qū)、度假休閑場和科普教育基地，不僅可帶動旅游業(yè)發(fā)展，而且豐富了人們的文化生活。