潮州供水樞紐工程城區(qū)浸沒問題處理措施及應(yīng)用效果

摘 要：潮州供水樞紐工程是一座以兩岸堤圍作庫岸的三角洲平原河道型水庫，潮州這座千年古城與水庫緊鄰，水庫蓄水后，庫水位比堤后潮州城區(qū)高出約0～3m 左右，必然會提高城區(qū)地下水位，對城區(qū)產(chǎn)生浸沒影響。工程通過在城區(qū)堤圍采取防截和減壓排滲相結(jié)合的工程措施，有效降低了城區(qū)浸沒影響程度，取得很好的效果，處理經(jīng)驗對其它類似工程在解決庫區(qū)浸沒影響問題上能夠提供良好借鑒作用。

關(guān)鍵詞：水利工程；浸沒；處理措施；效果

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.114

1 工程概況

潮州供水樞紐工程位于廣東省潮州市韓江流域下游，壩址上距潮州市約3.8km（圖1），是以供水為主，結(jié)合發(fā)電、兼顧航運及改善水環(huán)境綜合利用的大（I）型水利工程。水庫達到正常蓄水位10.5m后，壩址至竹竿山河道庫水位比兩岸堤后平原約高出0～3m 左右，將形成一個水庫正常蓄水位高于兩岸一級階地、千年古城與水庫相鄰的三角洲平原河道型水庫。

2 城區(qū)地質(zhì)、地貌簡介

庫區(qū)的潮州城區(qū)防護堤圍共長8.2 km，堤頂高程為14～18m，堤后地面高程約為7～11m。潮州城區(qū)防護堤圍堤身填土大部分為粉土、粉質(zhì)粘土，多數(shù)為花崗巖風(fēng)化土，屬弱透水，堤基地層大部分為粘性土地基，厚度大，全風(fēng)化基巖面分布高程淺，因此，大部分堤基穩(wěn)定性良好。堤基及堤內(nèi)地層中上部廣泛分布較厚的alQ43②-1層和m+ alQ42的③層粘性土層（包括粘性、淤泥和淤泥質(zhì)土），該土層透水性較小（微～極微透水），是庫區(qū)主要透水層，庫區(qū)滲漏及浸沒均主要由該砂層引起。

3 蓄水后潮州城區(qū)浸沒影響分析

水庫蓄水后，由于庫水位比堤內(nèi)地面高，浸沒問題處理不好將會直接影響潮州城區(qū)人民的生活和生產(chǎn)，主要對城區(qū)可能出現(xiàn)的浸沒影響分析如下：

（1）對北堤區(qū)影響較小。北堤長2.8km，根據(jù)樞紐工程初步設(shè)計資料，北堤區(qū)的地下透水層埋深大，對堤后浸沒影響問題相對較小，現(xiàn)有工程防滲措施已滿足庫區(qū)蓄水后的浸沒影響問題，無需再做進一步防滲處理。

（2）對城堤區(qū)影響較大。城堤長2.3km，地方政府在城堤達標(biāo)加固中對城堤采用懸掛式高噴防滲墻作防滲處理，高噴防滲墻至堤基下25m，高程-13m。在古決堤段堤后約200～800m范圍內(nèi)，地表為人工填土，其下礫粗砂層與河床砂層相連通，厚約達45m，沿堤做懸掛式高噴防滲措施不可能將砂層圍封。水庫蓄水后，該范圍的地下水位勢必會升高至接近地表甚至在地表低洼處溢出，從而造成中度～嚴(yán)重的浸沒影響。

4 工程處理措施

為解決水庫蓄水后引起城區(qū)地下水位抬高而產(chǎn)生浸沒影響問題，工程設(shè)計單位在結(jié)合原有堤圍的達標(biāo)加固防滲處理情況，經(jīng)通過充分論證，并考慮工程措施的可操作性，針對城區(qū)浸沒影響較大問題，主要采用了截堵和疏排相結(jié)合的處理措施。

4.1 采取前截后排的工程措施

城堤段由于原有的懸掛式高噴防滲墻未能深入到地下相對隔水淤泥層，大部分還是缺失相對隔水層。因此，在城堤后防汛路、古樹廟巷及南堤后的南春路段實施了排水減壓井及井間集排水管等排滲設(shè)施，減壓井滲水集中匯至古樹廟泵站后采用抽水泵抽回水庫。共設(shè)置減壓井共68口，其中，1#～51#減壓井位于城堤防汛路上，北起竹木門，南至古樹廟巷，地勢較平緩，路面高程為9.74～11.39m；52#～58#減壓井位于古樹廟巷原民宅內(nèi)，地勢平坦，路面高程為9.16～9.85m；59#～68#減壓井位于太平路南端至南春路北段，地勢平坦，路面高程為8.20～9.19m。減壓井直徑1m（其中PVC塑料濾管φ315，外圍回填級配礫石反濾料），井深24～25m，井間距離25米，井深深入第一層強透水層，井口高程8.0m；井間集排水管為預(yù)制鋼筋砼管，直徑分別為：φ600mm、φ1000mm、φ1200mm；古樹廟泵站安裝5臺抽水泵抽水（其中4臺抽水量為0.433m3/s共，1臺抽水量為0.3m3/s）。

南堤段采用高噴防滲墻進行垂直防滲，防滲墻厚最小厚度200mm，深度14.7～23.5m。墻深深入第一層相對不透水層2m。

4.2 建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)

為了監(jiān)測城區(qū)浸沒區(qū)的水位變化，綜合研究分析庫水位與庫區(qū)地下水位變化關(guān)系，及時掌握和評估庫區(qū)浸沒影響區(qū)的浸沒影響程度和范圍，評價庫區(qū)防滲工程措施的實施效果，在工程投入運行前在庫區(qū)浸沒影響區(qū)建立地下水監(jiān)測網(wǎng)，對浸沒影響區(qū)的地下水位進行監(jiān)測。

（1）在庫區(qū)浸沒影響區(qū)共建立58個地下水位監(jiān)測孔，其中城區(qū)臨江約600m范圍大部分屬古潰決區(qū)或潰決區(qū)邊緣，是重點監(jiān)控區(qū)，布置了26個地下水位監(jiān)測孔。監(jiān)測孔的觀測頻率是第一年每5天一次，第二年開始是每半個月一次，達到正常蓄水位后是每月一次。同時根據(jù)水庫調(diào)蓄情況，在提高蓄水位或騰空庫水位等工況下加密進行監(jiān)測。

（2）對城堤后防汛公路、古樹廟巷和南堤后南春路上的68個減壓井每月進行觀測，觀測要求為每月輪流抽查五分之一（即14個減壓孔），對減壓井出水口和古樹廟泵站出水口的水樣進行泥沙含量分析，及時掌握庫區(qū)水文特征和減壓井泥沙含量的變化規(guī)律，以便于結(jié)合城區(qū)地下水位變化對城區(qū)浸沒影響處理效果進行評價。

5 工程應(yīng)用效果

根據(jù)蓄水后多年來庫區(qū)地下水位觀測資料和潮州城區(qū)的實地觀察，在水庫蓄水位超過8.7m時，JK01、JK11、JK13、JK15、JK22等5個觀測孔的地下水位高出管口高程，地下水位歷時曲線與庫水位歷時曲線基本呈同步變化現(xiàn)象，相關(guān)性非常好。在水庫蓄水位達到10.5m高程后，除原承壓孔的水位進一步上升，JK06、JK10、JK18、JK19、JK23等6個觀測點水位高程上升至接近或溢出管口高程，資料顯示城區(qū)26個觀測點中有11個觀測點跟庫水位同步變化較密切，這些觀測點位置與庫岸之間距離均在800m范圍內(nèi)，觀測點周邊地區(qū)均未見有地下水滲出地面，也未有當(dāng)?shù)鼐用穹从秤杏绊懙剿麄內(nèi)粘Ｉ畹那闆r。

圖2為典型的測壓管過程線。由圖可見，在蓄水前期，各觀測點的水頭與庫水位相關(guān)性非常好，基本呈同步現(xiàn)象，在蓄水后期，這些觀測點的水頭與庫水位逐漸拉開了距離，說明了城堤后的減壓井排滲措施對堤內(nèi)城區(qū)地下水位調(diào)節(jié)作用非常明顯，能夠有效的降低透過城堤的滲水水頭。

綜合分析表明：工程蓄水后對潮州城區(qū)的浸沒影響主要在城堤后面800m范圍內(nèi)；潮州城區(qū)的下部深厚砂層與外江基本上是連通的，城區(qū)上部的薄層粘土及人工雜填土層隔水效果良好，承壓水能夠向地勢較低的西南方向（即庫岸反方向）消散；整個城區(qū)未出現(xiàn)浸沒現(xiàn)象，基本上達到重點保護的老城區(qū)安全。

6 結(jié)語

（1）以潮州供水樞紐工程為例，在正常蓄水位高于兩岸一級階地的三角洲平原河道型水庫中采用前截后排工程措施進行控制或減低的庫區(qū)浸沒影響，工程處理措施上是比較成功的，處理效果是經(jīng)濟有效的，基本上能達到保護潮州老城區(qū)的要求。

（2）建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，是監(jiān)控庫區(qū)浸沒安全的有效手段，通過日常監(jiān)測能夠及時撐握庫區(qū)地下水變化情況，全面了解庫區(qū)浸沒地區(qū)的影響程度，為水庫逐步蓄水提供科學(xué)的依據(jù)，盡量減少對庫區(qū)兩岸地區(qū)的安全影響。

（3）潮州老城區(qū)地下水浸沒安全問題的成功處理經(jīng)驗，能夠為其他水庫工程在庫區(qū)防滲處理、兩岸低洼地區(qū)環(huán)境保護等方面提供寶貴的解決經(jīng)驗。

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作者簡介：王偉章（1980-），男，廣東揭陽人，工程師，主要從事水利水電工程運行管理工作。