廣東河槽型水庫浸沒預(yù)測(cè)方法探討.docVIP

-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-廣東河槽型水庫浸沒預(yù)測(cè)方法探討彭樊源（中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東廣州510610）摘要：本文通過對(duì)比廣東某些已建成的河槽型水庫預(yù)測(cè)浸沒范圍與實(shí)際浸沒范圍的差異，分析產(chǎn)生預(yù)測(cè)偏差的原因，并對(duì)水庫浸沒預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：水庫浸沒；浸沒標(biāo)準(zhǔn)；地下水臨界深度；預(yù)測(cè)的可靠性中圖分類號(hào)：TV221.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：廣東北江、東江、梅江干流中下游規(guī)劃建設(shè)的水電站均為低水頭河床式水電站，水庫兩岸存在大小、形態(tài)不同的一級(jí)階地，階地一般具有上部粘性土層，下部砂、砂卵礫石層的二元結(jié)構(gòu)，早期勘察的項(xiàng)目地下水壅高多采用卡明斯基公式進(jìn)行計(jì)算1，據(jù)此預(yù)測(cè)的水庫浸沒范圍與水庫建成后的實(shí)際浸沒范圍相比一般偏大；后期勘察項(xiàng)目的水庫浸沒范圍預(yù)測(cè)部分采用了工程類比法，預(yù)測(cè)結(jié)果更為符合水庫運(yùn)行后實(shí)際情況。本文對(duì)此做了初步分析和總結(jié)，并對(duì)水庫浸沒標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了探討。1廣東河槽型水庫浸沒的一些特點(diǎn)1）北江、梅江階地面相對(duì)保存較為完整，水庫正常蓄水位一般低于階地面高程，東江局部沿沖溝發(fā)育的階地面沖涮嚴(yán)重，水庫正常蓄水位高出階地面高程。2)一級(jí)階地一般具有上部粘性土層，下部砂、砂卵礫石層的二元結(jié)構(gòu)，粘性土的滲透系數(shù)一般在10-510-6cm/s之間，砂、砂卵礫石層的滲透系數(shù)一般在10-210-3cm/s之間，下伏基巖（非可溶巖）上部的滲透系數(shù)一般在10-310-5cm/s之間。3）階地前緣地層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，但沿沖方向及階地后緣地層變化較大。4）多年平均降雨量遠(yuǎn)大于蒸發(fā)量，不存在土壤鹽漬化問題，浸沒主要產(chǎn)生沼澤化問題。5）庫區(qū)農(nóng)作物主要以水稻和果樹為主。6）采用雙層結(jié)構(gòu)的卡明斯基公式計(jì)算地下水壅高，壅高后地下水位線與原-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-來的地下水線近于平行，壅高值等于或略小于河水位的漲幅，與實(shí)際壅高結(jié)果相比偏大。2公式計(jì)算存在的問題1）公式的計(jì)算模型是簡(jiǎn)化了的模型，實(shí)際地層結(jié)構(gòu)、邊界條件更為復(fù)雜，如下伏基巖上部，特別是脆性巖石和可溶巖的滲透性往往較大（與上覆粘性土層相比），并不能當(dāng)做相對(duì)不透水層對(duì)待。2）根據(jù)袁宏利等人的研究，由于粘性土層存在起始水力坡度I0，粘性土中的實(shí)際地下水位總是低于下伏含水層測(cè)壓水位所能達(dá)到的高度2。3）水庫回水翹高值的選擇也直接影響到計(jì)算成果的準(zhǔn)確性，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范規(guī)定“水庫蓄水后地下水壅高值可根據(jù)設(shè)計(jì)正常蓄水位采用地下水動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算；庫尾地段應(yīng)加水位翹高值3”，水電工程水庫淹沒處理規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范也規(guī)定“預(yù)測(cè)浸沒范圍所依據(jù)的水庫水位，可采用正常蓄水位或一年之內(nèi)持續(xù)時(shí)間在兩個(gè)月以上的運(yùn)行水位4”。但水庫回水翹高值與河水流量相關(guān)，具體選擇多大流量的水庫回水外包線也值得研究。3水庫浸沒標(biāo)準(zhǔn)浸沒標(biāo)準(zhǔn)，是指地下水對(duì)市鎮(zhèn)建筑、工礦企業(yè)、道路和各種農(nóng)作物的安全埋藏深度。水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范中規(guī)定:“浸沒的臨界地下水位埋深，應(yīng)根據(jù)地區(qū)具體水文地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)科研單位的田間實(shí)驗(yàn)觀測(cè)資料和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。也可按下式計(jì)算求得：Hcr=Hk+H（1）3式中Hcr浸沒的臨界地下水位埋深（m）；Hk地下水位以上，土壤毛管水上升帶的高度（m）；H安全超高值（m）。對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)，該值即根系層的厚度；城鎮(zhèn)和居民區(qū)，該值取決于建筑物荷載，基礎(chǔ)形式和砌置深度?！蓖寥烂芩仙龓У母叨扰c土體結(jié)構(gòu)、礦物組成、地下水的化學(xué)成分等有關(guān)，野外條件下與實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的毛管水上升高度有較大差別。水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范中規(guī)定“地下水位以上，土壤毛管水上升帶的高度，可根據(jù)作物在不同生長(zhǎng)期土壤適宜含水量和野外實(shí)測(cè)的土壤含水量隨深度變化曲線選取”。一般農(nóng)作物根系70%分布在地表30cm土層范圍內(nèi)，90%分布在地表50cm-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-土層范圍內(nèi)，埋深大于50cm的根系，只在作物生長(zhǎng)過程中的某個(gè)時(shí)期及一定程度上可能構(gòu)成產(chǎn)量影響因素，而不會(huì)對(duì)作物的成活構(gòu)成威脅2。4水庫浸沒預(yù)測(cè)方法探討1）如前所述，由于采用雙層結(jié)構(gòu)的卡明斯基公式計(jì)算地下水壅高存在缺陷，袁宏利等人導(dǎo)出如下關(guān)系式：100IHT（2）2式中T初見水位距下伏含水層頂板距離；H0由含水層頂板起算的下伏含水層測(cè)壓水位高度；I0起始水力坡度。通過勘探，取得上部粘性土層的含水帶厚度T及下部承壓含水層的測(cè)壓水頭H0，利用上式計(jì)算出起始水力坡度I0。水庫蓄水后，下部承壓含水層的測(cè)壓水頭相應(yīng)抬高至H0，再利用上式計(jì)算水庫蓄水后粘性土層含水帶厚度T，得到庫岸地下水壅高后的實(shí)際水位2，較好地解決了卡明斯基公式計(jì)算地下水壅高存在缺陷。2）計(jì)算浸沒的臨界地下水位埋深忽略了不同作物的喜水性，比如南方地區(qū)的水稻，可以在沼澤地生長(zhǎng)，只是產(chǎn)量會(huì)略低，梅江某梯級(jí)電站水庫蓄水后，庫岸邊高于庫水位3050cm的水稻田，水稻生長(zhǎng)依然很好。所以，據(jù)地區(qū)具體水文地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)科研單位的田間實(shí)驗(yàn)觀測(cè)資料和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或采用工程地質(zhì)類比法確定水庫浸沒標(biāo)準(zhǔn)比較符合實(shí)際情況。3）水庫淹沒征地移民采用的水庫回水外包線是根據(jù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)確定的，在水庫中后部，水庫浸沒范圍往往包含在淹沒范圍之中，是作為淹沒還是浸沒與是否采取防護(hù)措施有關(guān)，水庫回水翹高值與選擇的河水流量相關(guān)，因此也要加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)之間的溝通與配合。4）對(duì)具有上部粘性土層，下部砂、砂卵礫石層二元結(jié)構(gòu)的一級(jí)階地的浸沒預(yù)測(cè)，與地面高程及粘土層厚度關(guān)系密切。根據(jù)高程，可分為水庫回水位以上和以下（防護(hù)區(qū)內(nèi)，電排地表水）兩部分評(píng)價(jià)，還可以再根據(jù)浸沒的嚴(yán)重程度分類。對(duì)于防護(hù)區(qū)內(nèi)地面高程在水庫回水位以下的地段，如果采用經(jīng)典水文地質(zhì)學(xué)理論進(jìn)行評(píng)價(jià)，肯定存在嚴(yán)重的浸沒問題，而且很難找到合適的防浸沒措施。但如果該區(qū)上部有一定厚度穩(wěn)定的粘性土層，根據(jù)結(jié)合水動(dòng)力學(xué)理論，采用（2）-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-式進(jìn)行評(píng)價(jià)，則有可能得出不會(huì)產(chǎn)生浸沒的結(jié)論。此外，對(duì)于防護(hù)區(qū)內(nèi)地面高程在水庫回水位以下的地段，除浸沒問題突出外，滲漏及滲透穩(wěn)定問題也非常突出。廣東東江某水電站水庫防護(hù)區(qū)，做了防護(hù)堤和排澇設(shè)施，但在水庫蓄水后，由于排澇設(shè)施無法排澇而造成水庫淹沒，雖然具體原因有筆者尚不清楚，但也提醒我們，做類似工程的防護(hù)時(shí)，排澇設(shè)施除了要考慮排地表水外，還要充分考慮到滲漏的地下水，對(duì)防護(hù)區(qū)內(nèi)沖溝等低洼地段，還要充分論證發(fā)生滲透破壞的可能性。5結(jié)束語綜上所述，對(duì)水庫浸沒預(yù)測(cè)經(jīng)歷了以下過程：1）早期，采用經(jīng)典水文地質(zhì)學(xué)理論計(jì)算地下水壅高值，預(yù)測(cè)結(jié)果與水庫運(yùn)行后的實(shí)際情況不符合，預(yù)測(cè)結(jié)果一般偏大。2）中后期，在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，采用工程地質(zhì)類比法，得出了較為符合實(shí)際情況的預(yù)測(cè)結(jié)果，但由于不同工程的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件存在差異，可比性受到一定限制，同時(shí)也缺乏理論依據(jù)。3）近年來，環(huán)境保護(hù)和征地移民工作受到國家政府部門的高度重視，對(duì)已建和新建水庫工程的水庫浸沒問題開展了許多調(diào)查研究工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和資料。隨著水文地質(zhì)學(xué)理論的發(fā)展和應(yīng)用，結(jié)合水動(dòng)力學(xué)理論被運(yùn)用到水庫浸沒預(yù)測(cè)研究工作中，從理論上發(fā)展了水庫浸沒預(yù)測(cè)的方法，提高了水庫浸沒預(yù)測(cè)的可靠性。參考文獻(xiàn)：1