南北晉水庫壩址方案比選

【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(duì)南北晉水庫壩址采用上壩址、下壩址方案進(jìn)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(jí)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(bǔ)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(jìn)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(shí)測水文資料，故設(shè)計(jì)年徑流通過年降水推求，洪水根據(jù)設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算。本次采用《山西省水文計(jì)算手冊》（山西省水利廳2011年3月編著）計(jì)算，計(jì)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(duì)高差30～80m。河谷斷面呈不對(duì)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?yàn)镹10～15°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(shí)，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(shí)攜帶塊碎石及泥砂進(jìn)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(gè)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(píng)價(jià)、施工難易等方面進(jìn)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(yùn)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?yàn)镾60°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(duì)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(shí)，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(píng)價(jià)

采用下壩址方案時(shí)，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(duì)困難。

6、天然建筑材料

南北晉水庫工程設(shè)計(jì)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(xì)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(xì)骨料，其質(zhì)量和儲(chǔ)量滿足本工程設(shè)計(jì)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(duì)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 。