修建漏水水庫管理論文

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一、前言

漏水乃水庫建設之大忌。為了防止漏水，水利工程師不得不采用復雜的工程措施，例如小浪底大壩下面增設了深達70m的混凝土防滲墻，以阻斷覆蓋層中的滲漏。但在一定條件下，漏水也可能是一件好事。433年前陜西省子洲縣一處因山體滑坡而形成的濕地，其堵口的天然壩壩高約60m，壩后已淤地近千畝，大雨后壩內積水很多，但兩三天內就滲漏掉，不影響壩地作物生長。這一天然形成的漏水水庫至少起著兩個重要的作用，即淤地和滯洪。它給我們一個啟示：能否人工修建漏水水庫以達到興利除害和增加水資源供給總量的目的？如果可能，這樣的水庫應如何規劃、設計和修建？

二、漏水水庫的特點

修建漏水水庫的總目標是盡可能把水土資源攔蓄在陸地上，減少入海的水沙總量，從而增加水資源的總供給量。與普通水庫相比，漏水水庫具有以下特點：

①充分利用地下空間蓄水，不需要永久性地占用土地；

②避免了普通水庫因水面蒸發造成的水量損耗；

③既攔水，又攔土攔肥，可以淤造出優良的農田；

④減少水土流失對下游河道水庫的淤塞；

⑤補充了地下水，減輕因地下水位下降引起的地面沉降和海水入侵災害。

另外，漏水水庫也可以像普通水庫一樣起到臨時攔洪作用。當然，它所攔蓄的水不能直接用于發電、灌溉和城填供水等，而只能通過抽取間接利用。

要說明的是，漏水水庫并不等于水土流失地區通常修建的淤地壩工程，因為后者往往只攔泥，不攔水，起不到滯洪作用。而且淤地壩總是修建在山溝中，而漏水水庫也可以修建在平原低洼地。

總之，漏水水庫的基本功能是將地表水轉化為地下水，因此，可定義為“促進地表水向地下水轉化以增加水土資源供給量的水利工程”。

三、漏水水庫的規劃設計

1.地形地質條件

漏水水庫地層中應有埋藏不深的強透水層，以便盡快地把漏下的水量輸送到遠處。透水的砂卵石層埋藏過深，無疑將增加漏水井的造價。在石質山區，河床往往就由砂卵石層組成，若在其上筑壩，由壩基潛流很快就會匯入下游河道中，達不到轉化為地下水的目標，因而不宜修建漏水水庫。

適宜修建漏水水庫的地形條件原則上與普通水庫一樣，即山谷漏水水庫宜修建在口小肚大的山谷中，而平原漏水水庫則宜修建在河道兩側洼地中。

2.水文氣象條件

漏水水庫適宜于修建夏季降雨比較集中的半干旱地區，特別是地下水位降低過多的地區。這些地區要滿足以下4個條件：①總體上水資源不足；②季節性水資源過剩，不得不排入海中；③蒸發量較大；④地下有足夠的貯水空間。具體來說就是華北地區，包括華東北部、東北西部和河南及陜西部分地區。

3.漏水水庫的布置

在山區小支流上可以布置出口控制型漏水水庫，對于水量比較大的支流，則可以修建梯級攔蓄型漏水水庫。漏水水庫應當與淤地壩和普通水庫綜合規劃，當地條件適合于建哪種工程就建哪種。

在平原地區，漏水水庫可按長藤結瓜型布置，即沿河道兩側的低洼地修建。與一般滯洪區不同的是，漏水水庫應當用堤壩圍起來以增加蓄水的深度，從而達到較小淹沒面積內盡可能多蓄水的目的。當然，水庫內還要布置漏水井。

4.庫容設計和運行控制

筆者認為，以千年一遇的洪水為標準，即能把千年一遇的洪水全部攔蓄起來的漏水水庫為全攔型，低于此標準的為半攔型。在條件允許時，應盡可能增大庫容，按全攔型設計，否則只能按半攔型設計。在山區，半攔型漏水水庫實際上介于淤地壩和漏水水庫之間，仍需要布置泄洪設施以便把超過蓄水能力的多余水量下泄到下游河道。

平原漏水水庫的庫容則應根據地形條件和淹沒損失的情況確定。原則上水庫圍堤的頂高應與河堤的頂高一致，以便盡可能增大庫容。漏水水庫的運行方式可分多年一次分水型和每年分水型兩類。前一種是遇到較大洪水時就分洪，例如按5年一次的頻率計；后一種則每年汛期都要分水入庫，以達到減少入海水量的目標。顯然，后一種運行方式是以增加淹沒損失為代價的。因為以每年兩季收獲為準，5年分洪一次的損失率為10%，而每年分洪一次的損失率則達到50%。當然，這是粗略估算。實際是每年一次的汛期水位不會太高，淹沒區的范圍當然要小一些。

漏水水庫也可以保留一部分庫容作為永久蓄水之用，以滿足庫區及周邊地區用水的需求。

5.主要建筑物

①堤壩

漏水水庫以中小型工程為主，且一般修建在覆蓋層上，故擋水建筑物應以土質堤壩為主，一般可設計為均質土壩。鑒于漏水水庫的特點，其建筑標準可以降低。首先是沒有防滲要求，即使是砂卵石，也可以用來筑壩。其次是擋水時間短，一般不超過3個月，黏性土均質壩內不易形成浸潤線，上游也沒有水位突降問題，壩體的填筑密度及壩坡坡比要求均可以降低。所以，壩體可以采用比較快速低廉的定向爆破法或水力沖填法填筑。采用后一種方法時，可輔以真空抽水讓填土加速固結。但是，為了保證滲透穩定性，仍要求采取措施防止產生管涌。

②漏水井

漏水井是漏水水庫的關鍵設施，必須保證其長期運行而不被淤堵。它與土壩中為降低浸潤線而設置的排水井不同，必須保證單井有足夠的排水能力。單井排水量和井數應以100天內排干庫區積水為準，以保證農田的淹沒損失只限于秋季作物。井底端應當深入到砂卵石層，但進水口應如何設置，其高程是隨庫水位而變，還是固定在某一高程上，它的設計和布置方法，均有待進一步研究。

③分水建筑

平原漏水水庫與河道之間需要修建分水閘壩。但是，它與常規意義上用于分洪區的分水閘不同，流入漏水水庫的水量自動滲入地下，不必等洪水退去時反流入河道，因此它只須按單向流動進行設計即可。最簡單的方案是采用混凝土滾水壩，上面用橡膠壩接高，甚至采用自潰式土質子埝加高。對于多年分洪一次的漏水水庫，自潰式子埝可能是最簡便有效的。

④泄洪建筑

如果受地形地質條件的限制，山區漏水水庫不能把來水全部攔蓄而必須以半攔蓄方式運行時，就需要布置泄洪設施，例如，壩頂溢洪道或壩基泄洪洞。小型工程可采用壩頂溢洪加土工布防護的辦法。中型工程如在兩岸沒有條件修建溢洪道，應考慮壩基埋設泄洪洞。如壩基有松軟土層，為避免沉降而發生斷裂，可以在壩體填筑完成后采用頂管方式修建。

四、需要研究的問題

除了前面提到的漏水井的設計需要進一步研究以外，下面幾個問題也值得探討。

1.已有水庫和滯洪區改造成漏水水庫

淤積嚴重而基本失去蓄水功能的山區水庫，如有條件可以加設漏水井，使之成為漏水水庫，以利用被淹沒的土地資源。平原滯洪區，如不加圍堤任其泛濫，淹沒損失將會很大。如果把比較貧脊的低洼地圍起來改造成漏水水庫，雖然投資大一些，但可以放心地多次使用，可能還是合算的。

2.減淤和恢復庫容

漏水水庫也會像普通水庫一樣逐漸淤塞，有的最終可能要淤廢。為了減輕淤積，延長水庫的使用期，可以考慮以下措施：①壩底用頂管法加設排沙洞。②用淤積土加高堤壩或堤壩采用邊攔蓄邊加高的辦法。這樣，可減少堤壩工程一次性投資的費用。③人工挖泥，挖出的淤泥用于周邊地區農田的改良。

五、結語

對于北方半干旱地區來說，增加水資源供給量的途徑只可能有兩條：一是從南方調水，即南水北調工程；二是立足于當地的降水，即多攔蓄、少蒸發。后一途徑又可分為兩種情況，即攔蓄雨水和攔蓄客水。筆者曾建議過采用“深挖槽”的辦法攔蓄雨水。這里用“深槽”一詞以區別于一般的水塘，目的是為了強調減小挖掘面積，增加蓄水深度，并減少蒸發量。本文提出的漏水水庫則是為了攔蓄過境的棄水，并讓它轉入地下貯存起來。南水北調只能滿足大城市的需求，對廣大農村和小城鎮來說，立足當地可能是惟一的出路。

以年降水500mm地區為例，如果汛期降水占60%，且其中有10%的降水（30mm）蓄到地下，則以地層的平均孔隙率30%和有效儲水率10%計，水位只上升300mm，也就是說要30多年不抽水，才能使地下水位上升10m。而對面積達18萬km2的河北省來說，降雨30mm的總水量即達到54億m3，足夠每年春季的灌溉需求。由此可見地下水庫的巨大蓄水能力。

漏水水庫的效益是多方面的，包括防洪減災、恢復生態環境、增加土地資源等。興建漏水水庫的最大問題是投資較大，宜采取一次規劃、逐步實施的方針。有關的具體的問題還要進一步研究。還有，漏水水庫帶來的損失只是每年一季或多年一季的淹沒損失，損失較少。