關中地區平原水庫工程建設初探

賀斌樂 孔祥東 段艷艷

（陜西水環境工程勘測設計研究院 陜西 西安 710018）

前言

蓄水水庫是人類改造自然的巨大工程。攔河筑壩，形成水庫，不但防止洪水災害，還可利用抬高的水位，進行灌溉、發電、航運、供水，發展水產養殖和旅游事業等，這類水庫較為普遍；還有一類水庫，在地面上挖掘壕溝，蓄水成庫，形式為水塘、水池，但是容積又大于池塘，也可滿足灌溉，發展旅游等，這類水庫又被俗稱為平原水庫。

關中地區有著名的“關中八惠”，是主要農產區，灌溉發達。近年來渭河徑流逐年減少，各灌區缺水時段、缺水年份帶給農業的危害逐漸突出地顯現了出來，嚴重影響了關中地區糧食產量。在關中地區興建蓄水平原水庫，以達到緩解干旱季節缺水況狀的目的，成為一種新的嘗試。

東關水庫工程是陜西省抗旱應急規劃的項目之一，是為了解決臨渭區渭北葡萄產業園灌溉缺水而興建的應急水源水庫。這類平原水庫工程將對改善關中地區農業灌溉條件，應對旱季缺水具有重大的標桿作用。

1 關中地區狀況

關中地區面積約3.4萬km2。位于陜西省中部，又稱渭河平原或渭河盆地或關中平原，古代稱“關中”，也號稱“八百里秦川”，系地塹式構造平原。渭河由西向東橫貫渭河平原，干流及支流涇河、北洛河等均有灌溉之利，中國古代著名水利工程如鄭國渠、白渠、漕渠、成國渠、龍首渠都引自這些河流。關中地區自然、經濟條件優越，是中國農業最富庶地區之一。

目前，關中地區為中國工、農業和文化發達地區之一，重要麥、棉產區。小麥占耕地面積50%左右，棉花主要分布于涇惠渠、洛惠渠、渭惠渠3大灌區，是陜西省重點產棉區。近年來，梨、葡萄、西瓜、棗等農副業也蓬勃發展迅速。

2 關中地區對平原水庫的要求

關中地區建設平原水庫的兩個必要條件：

（1）能夠保證水庫水量；

（2）能夠保證水庫水質。具體要注意：①能夠解決農業灌溉干旱季節的缺水問題，保證農作物得到生長所需水量；②水庫水量能夠在灌季以前得到及時補充；③避免造成庫區周圍土壤鹽堿化加?。虎鼙苊鈳靸人|鹽堿化；⑤避免庫內水質富氧化。

3 臨渭區東關水庫的建設條件

（1）下邽鎮處于渭北平原地帶。臨渭區渭北平原位于關中東部，屬于第四紀渭河地塹沉積平原，土壤鹽堿化災害嚴重。主要出露地層為第四系松散堆積物。巖性主要為風積黃土、古土壤和沖洪積壤土（中夾透鏡體狀細砂層）等。地面海拔355m～400m，表層為沖擊相，下層為古代咸水湖積層，面積814km2。地下水主要靠大氣降雨、灌溉入滲，礦化度較高，一般為3 g/L～16g/L，水型屬于重碳酸鹽-鈉鎂型，且含氟達0.5 mg/L～4mg/L，埋藏淺，埋深 1.4m～3.5m。水質不適合灌溉、人畜飲用。

（2）農業灌溉緊張期缺水現象嚴重。臨渭區渭北平原干旱災害嚴重，旱災發生次數較多，平均3年～4年就會發生一次旱災，旱災占各類災害性天氣的80%，是各種自然災害之首，直接影響著農作物和葡萄等經濟作物的正常生長，造成減產、絕收，阻礙經濟社會正常發展。臨渭區渭北葡萄產業迅速興起，急需配套灌溉應急水源，提高灌溉保證率。

（3）東關水庫處于交口抽渭灌區北干二支斗渠渠系末端。該地區為灌區輸水距離遠、揚程高，蓄水反調節意義非常大，能夠在旱季起到巨大的灌溉保障應急作用。還能夠為推廣節水灌溉技術提供水源條件。

4 東關水庫工程技術要點

東關水庫作為平原水庫，具有以下特點：①圍壩軸線長，壩軸線封閉；②地質條件較差，多為沖擊或洪積地層；③蓄水深度較小為4.5m（一般為5m～15m）；④筑壩土料多利用庫內開挖料；⑤水面面積大，蒸發量大。東關水庫也有自身獨具的不同于一般平原水庫的特點：既要防止水庫庫內蓄水滲漏，避免水量外逸，又要防止庫外地下水滲入庫內，避免水質鹽堿化，需要采取雙防措施，即防滲漏與防反滲漏；同時，還要排除地下水，具有承擔庫區周圍的排漬排鹽堿任務。

東關水庫工程樞紐主要由庫區擋水建筑物（大壩）、排水工程、充庫引水渠道（2條）、退水工程、出庫泵站工程5部分組成。

4.1 大壩

（1）壩體。庫周利用開挖料修筑梯形斷面均質土壩，壩軸線長2.328km，壩軸線封閉。大壩頂部寬7m，臨水側坡比1∶3，背水側坡比1∶2。壩頂高程359.10m,臨水側最大壩高5.5m。

（2）庫周和庫底防滲?？紤]到該區域地下水位變幅較大，地下水升降可達2cm/天，特別是干旱季節變幅會更大，容易發生庫內水嚴重滲漏現象。同時，盡量避免礦化度高的地下水滲入水庫內，影響庫內水質；因而，庫周和庫底采取防滲措施，并考慮一定的表面壓重。

庫周采用兩布一膜土工膜防滲，其中，臨水側壩坡鋪砌15cm厚C20現澆混凝土板，坡腳設置寬0.6m厚0.5m矩形C20混凝土基礎。庫底復合土工膜材料防滲，上覆50cm厚壤土料壓重。庫周土工膜與庫底土工膜應連接緊密，不留滲漏空隙。

4.2 庫區排水工程

東關水庫庫底布置排漬暗管。庫底四周環庫鋪排PE管，管外包裹反濾土工布排出地下鹽堿漬水。其中，庫底三根排水干管內徑300mm，長3437m，10根內徑200mm排水支管，長1052m，一根出庫干管排水干管內徑500mm，長1671m。排水管總長6160m。

庫底設計為北高南低，南北向庫底設計縱比降0.5‰。在水庫周圍埋設兩條環庫排水暗管，在庫底埋設一條南北向排水暗管與10根東西向內徑200mm同材料支管相連通。根據滲透系數，面積20萬m2時地下水出滲流量達到了0.013m3/s，水庫東西兩側每側出滲流量為0.015m3/s。庫底三根內徑300mm管道設計通過流量為0.017m3/s。排水暗管周圍設置反濾層，反濾層分為上下兩層，上層為10cm厚中細圓礫石，最大粒徑2cm，下層為20cm厚中粗砂。除排水暗管全斷面庫底反濾層厚15cm，其中上層為5cm厚中細圓礫石，最大粒徑2cm，下層為10cm厚中粗砂。

庫底三根內徑300mm管道在水庫南側交匯后，再與一根長163m內徑500mmPE管相接，管道內底高程為352.80m，至城南退水溝渠首處，高程為352.64m。在按照1‰縱比降沿著城南退水溝底部地面以下排入永安支溝，末端略高于交匯處永安支溝溝底高程350.0m。

4.3 充庫引水渠道

新建充庫引水渠道2條，分別設在庫區的東西兩側。新建庫西引水渠一條，從雙官路以南500m處六斗渠開口，設置六斗渠節制閘、引水渠引水閘，由西向東給東關水庫充水，庫西引水渠長870m，穿壩段長15m，為鋼筋混凝土管道，管渠縱向比降1‰；改造六斗渠700m，引水流量0.58m3/s；采用D80型全U型C15混凝土襯砌斷面。新建庫東引水渠一條，從雙官路以南400m處八斗渠開口，設置八斗渠節制閘、引水渠引水閘，由東向西給東關水庫充水，庫東引水渠長25m，穿壩段長15m，為鋼筋混凝土管道，管渠縱向比降2.125‰，受八斗渠制約，引水流量0.20m3/s；采用D60型全U型C15混凝土襯砌斷面。經過改造六斗渠、并新建庫東庫西兩條充庫引水渠道，可以實現在12天半內一次性充滿庫容。

4.4 退水工程設計

東關水庫南端壩下埋設一根直徑800mmC25鋼筋混凝土溢流管，管道內底起點高程與正常蓄水位齊平，為358.1m，管道末端與城南村東南側生產路下穿出，與城南退水溝相接，管道末端內底高程354.4m。管道長度150m，縱比降24.7‰。管道下部設管床，鋪筑0.3m厚碎石層，其上澆筑C15混凝土基礎作為管床。

壩下埋設一道直徑600mm的球墨鑄鐵放空管，在庫南壩后10m處設置1座閘閥井，設置閘閥，球墨鑄鐵管與閘閥之間采用管件連接，管道內底高程為354.4m，管道長165m。

庫內多余水量通過庫南退水管排入城南退水溝，進入現有排水溝系永安支溝內。

4.5 出庫泵站工程設計

在庫區東西兩側共設置3處小型出庫提水泵站，將庫內蓄水提升至田間渠道，每處泵站選用1臺小型潛水電泵。

5 平原水庫在關中地區的適應性

東關水庫為平原水庫，具有蓄水反調節作用，該水庫周圍區域既有灌溉需水需要，又有補水條件有保障的交口灌區渠道充庫。從生產技術上，能夠實現蓄引水和地下水的雙向滲防功能，完善排漬排鹽堿功能，在地理位置、地質條件、氣象條件等自然因素上，以及技術條件上，東關水庫工程值得推廣。

關中地區作為農業主產區，農作物灌溉條件發達，灌區較多，但在氣候條件上，在灌季緊張期和農作物生長關鍵期經常缺水。從提高關中地區農業灌溉保證率，優化灌溉條件的角度出發，主灌區渠系末端或各灌區邊緣地帶均具備建設平原水庫的可能性。

東關水庫作為在關中地區建設的第一座平原水庫，關中地區平原水庫才剛剛邁出了第一步。要使得這一造福關中地區的平原水庫工程措施不斷地得到充分地認可、推廣，成為關中八渠的有益補充，達到優化和完善灌溉條件的作用，還需要轉變觀念，加大政策扶持力度和資金投入。陜西水利

[1]《陜西省抗旱規劃實施方案（2013年～2017年）》[R].（2012年12月）.

[2]《陜西省抗旱規劃臨渭區東關水庫工程可行性研究報告》[R].（陜西水環境工程勘測設計研究院2015年元月）及其批復文件.

[3]《平原水庫工程設計規范》[S].山東省.2010年2月.