【摘要】根據(jù)地形、地質(zhì)、壩區(qū)滲漏以及施工難易等情況分析,對南北晉水庫壩址采用上壩址、下壩址方案進行了比選,推薦采用上壩址方案。
【關(guān)鍵詞】南北晉水庫;壩址;夏縣
1、工程概況
夏縣南北晉水庫工程擬建于夏縣東北青龍河的一級支流南大里鄉(xiāng)北晉村南北晉河上,距離夏縣城約15km。南北晉河發(fā)源于中條山北麓,在夏縣境內(nèi)圪塔村附近匯入青龍河,主河道長8.35km,全流域面積20.5km2,壩址以上流域面積20.5km2,全部為土石山區(qū),平均縱坡4.91%,河道內(nèi)常年有清泉水,流量約40L/s。
2、氣象與水文
夏縣地處暖溫帶,屬大陸性半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。氣候溫和,年平均氣溫12.8℃。冬季多干冷少雪,平均氣溫為-5℃。夏季高溫高濕,平均氣溫25.1℃。秋季多出現(xiàn)陰雨連綿的天氣,平均氣溫13.3℃。春季氣溫極不穩(wěn)定,冷熱無常,空氣較干燥,平均氣溫12.9℃。
區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水補給,根據(jù)調(diào)查,南北晉河基本為季節(jié)性溝谷,豐水期溝內(nèi)基巖段有小股水流出,過基巖段進入第四系松散層中。
流域內(nèi)及鄰近流域沒有水文站,水庫從建庫以來也無實測水文資料,故設(shè)計年徑流通過年降水推求,洪水根據(jù)設(shè)計暴雨計算。本次采用《山西省水文計算手冊》(山西省水利廳2011年3月編著)計算,計算結(jié)果見下表。
3、工程地質(zhì)
庫區(qū)位于南大里鄉(xiāng)南晉村東北側(cè)的南北晉河內(nèi),為南北晉河的中下游。南北晉河庫區(qū)段為峽谷型地段,谷底寬一般20~30m,河床縱坡30‰,并發(fā)育彎道,左右兩岸主要為巖質(zhì)岸坡,坡度30~50 。,局部陡壁聳立,兩岸地面高程532~605m,相對高差30~80m。河谷斷面呈不對稱“V”字型。
庫區(qū)發(fā)育地層巖性為主要為太古界涑水群(As)地層及新生界第四系全新統(tǒng)(Q4pal)及上更新統(tǒng)(Q3pal)松散堆積物。
庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡單,上壩址下游發(fā)育F1正斷層,斷層產(chǎn)狀:N10°~30°E/NW∠70°~75°,斷裂帶寬50m,斷距約60m。在上壩址上游約500m處發(fā)育一背斜,軸向為N10~15°W,略向SE傾伏,南西翼巖層產(chǎn)狀為N70~80°W/SW ∠10~12°,北東翼巖層產(chǎn)狀為N10~20°E/SE ∠35~40°。庫區(qū)大部地段處于該背斜的南西翼,巖層產(chǎn)狀為N70~80°W/SW ∠10~12°,傾向下游偏左岸。
4、水庫淹沒、浸沒與淤積
庫區(qū)南北晉河為峽谷型河谷,在正常蓄水位578.0m時,南北晉水庫庫區(qū)回水長約1.0km。經(jīng)地質(zhì)調(diào)查,庫區(qū)淹沒范圍內(nèi)無村莊、耕地及名勝古跡,也無可開采礦床、礦體,故南北晉水庫不存在淹沒問題。
庫區(qū)南北晉河谷底及兩岸大面積基巖裸露,且基巖面較正常蓄水位高,故庫區(qū)不具備發(fā)生浸沒的地形地質(zhì)條件,不存在浸沒問題。
庫區(qū)上游大多基巖裸露,兩岸山頂?shù)鸵合拚惩练植迹脖桓采w率較低,水土流失較嚴(yán)重。洪水期發(fā)生暴雨時攜帶塊碎石及泥砂進入庫區(qū),水庫淤積物來源主要是上游河流洪水?dāng)y帶泥砂和岸坡巖塊崩落堆積,由此可見,水庫存在一定程度的淤積問題。
5、壩址比選
南北晉水庫工程擬選上、下兩個壩址,其中:上壩址位于夏縣南大里鄉(xiāng)北晉村東約1.5km的南北晉河上,下壩址位于上壩址下游約330m處。兩壩址工程地質(zhì)條件差別較大,本文根據(jù)上壩址、下壩址所在的庫區(qū)的工程地質(zhì)、地質(zhì)評價、施工難易等方面進行兩種壩址方案比選。
5.1 上壩址方案
(1)工程地質(zhì)條件
上壩址位于運城市夏縣南大里鄉(xiāng)北晉村東約1.5km的南北晉河上。該處南北晉河流向為S60°W,河谷底寬15~20m,主河槽靠近左岸。谷底地形起伏不平,地面高程531~535m。且在壩址南北晉河谷底發(fā)育一跌水,跌坎高2.5~3.0m,由片麻巖組成。左岸為巖質(zhì)岸坡,坡度為65~70°,局部陡立。右岸下部為巖質(zhì)岸坡,坡度為65~70°,局部陡立;上部為土質(zhì)岸坡,岸坡較緩,坡度為35~55°。兩岸岸坡山頂高程650m,相對高差110~130m。河谷斷面呈“U”型。在壩址南北晉河下游左右岸各發(fā)育一沖溝,沖溝走向與河流小角度斜交。
出露地層主要為太古界涑水群北莊組(Asb)灰黑色黑云斜長角閃片麻巖和第四系上更新統(tǒng)(Q3pal)及全新統(tǒng)(Q4pal)松散堆積物。
(2)施工方面
在上壩址處建壩,庫區(qū)溝道較緩,左右壩肩山體厚實,庫容大,施工方便,相比較投資小,效益好。
5.2 下壩址方案
(1)工程地質(zhì)條件
下壩址位于上壩址下游約330m處,發(fā)育F1正斷層,產(chǎn)狀N10°~30°E·NW∠70°~75°,破碎帶寬50m,斷距約60m。下壩址出露地層主要為第四系松散堆積物。
(2)下壩址工程地質(zhì)評價
采用下壩址方案時,庫區(qū)滲漏為淺部巖體沿裂隙向鄰谷及庫岸滲漏、沿松散層滲漏及斷層破碎帶滲漏問題,滲漏量大。
下壩址庫區(qū)在近壩段部分為土質(zhì)岸坡,岸坡高陡,水庫蓄水存在岸坡穩(wěn)定問題,主要為岸坡坍塌。
(3)施工方面
在下壩址處建壩,壩軸線較短,但大壩相比較高,庫容較小,與方案一相比較投資接近,但地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工相對困難。
6、天然建筑材料
南北晉水庫工程設(shè)計擬采用堆石混凝土重力壩,工程所需天然建筑材料主要為塊石料和筑壩混凝土粗細骨料。所選焦山塊石料場可生產(chǎn)各種規(guī)格的混凝土用粗、細骨料,其質(zhì)量和儲量滿足本工程設(shè)計要求。庫區(qū)堆石料場可作為堆石面板壩方案次堆石區(qū)料場,周村砂礫料場砂需經(jīng)水沖洗后方可供工程使用。
7、結(jié)論
綜合上述情況及對地質(zhì)、施工分析,上壩址壩基及兩岸地層巖性以片麻巖為主,下壩址壩基及兩岸地層以第四系松散堆積物為主,上壩址工程地質(zhì)條件優(yōu)于下壩址。因此,擬建南北晉水庫的壩址推薦選擇上壩址。
作者簡介:趙林平(1972-):男,技師 。