漏水水庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)論文

導(dǎo)語：漏水水庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：漏水水庫是介于普通水庫與淤地壩之間的一種水利工程，它通過促進(jìn)地面水向地下水轉(zhuǎn)化的辦法以達(dá)到防洪減災(zāi)，增加水土資源供給和改善生態(tài)環(huán)境等多種目標(biāo)。建議因地制宜地修建漏水水庫。

關(guān)鍵詞：水土資源地下水滯洪

一、前言

漏水乃水庫建設(shè)之大忌。為了防止漏水，水利工程師不得不采用復(fù)雜的工程措施，例如小浪底大壩下面增設(shè)了深達(dá)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(nèi)積水很多，但兩三天內(nèi)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(gè)重要的作用，即淤地和滯洪。它給我們一個(gè)啟示：能否人工修建漏水水庫以達(dá)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(yīng)如何規(guī)劃、設(shè)計(jì)和修建？

二、漏水水庫的特點(diǎn)

修建漏水水庫的總目標(biāo)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(diǎn)：

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(fā)造成的水量損耗；

③既攔水，又?jǐn)r土攔肥，可以淤造出優(yōu)良的農(nóng)田；

④減少水土流失對(duì)下游河道水庫的淤塞；

⑤補(bǔ)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(zāi)害。

另外，漏水水庫也可以像普通水庫一樣起到臨時(shí)攔洪作用。當(dāng)然，它所攔蓄的水不能直接用于發(fā)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(qū)通常修建的淤地壩工程，因?yàn)楹笳咄粩r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(zhuǎn)化為地下水，因此，可定義為“促進(jìn)地表水向地下水轉(zhuǎn)化以增加水土資源供給量的水利工程”。

三、漏水水庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)

1.地形地質(zhì)條件

漏水水庫地層中應(yīng)有埋藏不深的強(qiáng)透水層，以便盡快地把漏下的水量輸送到遠(yuǎn)處。透水的砂卵石層埋藏過深，無疑將增加漏水井的造價(jià)。在石質(zhì)山區(qū)，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(huì)匯入下游河道中，達(dá)不到轉(zhuǎn)化為地下水的目標(biāo)，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(cè)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(qū)，特別是地下水位降低過多的地區(qū)。這些地區(qū)要滿足以下4個(gè)條件：①總體上水資源不足；②季節(jié)性水資源過剩，不得不排入海中；③蒸發(fā)量較大；④地下有足夠的貯水空間。具體來說就是華北地區(qū)，包括華東北部、東北西部和河南及陜西部分地區(qū)。

3.漏水水庫的布置

在山區(qū)小支流上可以布置出口控制型漏水水庫，對(duì)于水量比較大的支流，則可以修建梯級(jí)攔蓄型漏水水庫。漏水水庫應(yīng)當(dāng)與淤地壩和普通水庫綜合規(guī)劃，當(dāng)?shù)貤l件適合于建哪種工程就建哪種。

在平原地區(qū)，漏水水庫可按長藤結(jié)瓜型布置，即沿河道兩側(cè)的低洼地修建。與一般滯洪區(qū)不同的是，漏水水庫應(yīng)當(dāng)用堤壩圍起來以增加蓄水的深度，從而達(dá)到較小淹沒面積內(nèi)盡可能多蓄水的目的。當(dāng)然，水庫內(nèi)還要布置漏水井。

4.庫容設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制

筆者認(rèn)為，以千年一遇的洪水為標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)的為半攔型。在條件允許時(shí)，應(yīng)盡可能增大庫容，按全攔型設(shè)計(jì)，否則只能按半攔型設(shè)計(jì)。在山區(qū)，半攔型漏水水庫實(shí)際上介于淤地壩和漏水水庫之間，仍需要布置泄洪設(shè)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(yīng)根據(jù)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(yīng)與河堤的頂高一致，以便盡可能增大庫容。漏水水庫的運(yùn)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(shí)就分洪，例如按5年一次的頻率計(jì)；后一種則每年汛期都要分水入庫，以達(dá)到減少入海水量的目標(biāo)。顯然，后一種運(yùn)行方式是以增加淹沒損失為代價(jià)的。因?yàn)橐悦磕陜杉臼斋@為準(zhǔn)，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(dá)到50%。當(dāng)然，這是粗略估算。實(shí)際是每年一次的汛期水位不會(huì)太高，淹沒區(qū)的范圍當(dāng)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(qū)及周邊地區(qū)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(yīng)以土質(zhì)堤壩為主，一般可設(shè)計(jì)為均質(zhì)土壩。鑒于漏水水庫的特點(diǎn)，其建筑標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間短，一般不超過3個(gè)月，黏性土均質(zhì)壩內(nèi)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(shí)，可輔以真空抽水讓填土加速固結(jié)。但是，為了保證滲透穩(wěn)定性，仍要求采取措施防止產(chǎn)生管涌。

②漏水井

漏水井是漏水水庫的關(guān)鍵設(shè)施，必須保證其長期運(yùn)行而不被淤堵。它與土壩中為降低浸潤線而設(shè)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?dāng)?shù)應(yīng)以100天內(nèi)排干庫區(qū)積水為準(zhǔn)，以保證農(nóng)田的淹沒損失只限于秋季作物。井底端應(yīng)當(dāng)深入到砂卵石層，但進(jìn)水口應(yīng)如何設(shè)置，其高程是隨庫水位而變，還是固定在某一高程上，它的設(shè)計(jì)和布置方法，均有待進(jìn)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(guī)意義上用于分洪區(qū)的分水閘不同，流入漏水水庫的水量自動(dòng)滲入地下，不必等洪水退去時(shí)反流入河道，因此它只須按單向流動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(zhì)子埝加高。對(duì)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(zhì)條件的限制，山區(qū)漏水水庫不能把來水全部攔蓄而必須以半攔蓄方式運(yùn)行時(shí)，就需要布置泄洪設(shè)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(hù)的辦法。中型工程如在兩岸沒有條件修建溢洪道，應(yīng)考慮壩基埋設(shè)泄洪洞。如壩基有松軟土層，為避免沉降而發(fā)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(shè)計(jì)需要進(jìn)一步研究以外，下面幾個(gè)問題也值得探討。

1.已有水庫和滯洪區(qū)改造成漏水水庫

淤積嚴(yán)重而基本失去蓄水功能的山區(qū)水庫，如有條件可以加設(shè)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(qū)，如不加圍堤任其泛濫，淹沒損失將會(huì)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(fù)庫容

漏水水庫也會(huì)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(shè)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(fèi)用。③人工挖泥，挖出的淤泥用于周邊地區(qū)農(nóng)田的改良。

五、結(jié)語

對(duì)于北方半干旱地區(qū)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(diào)水，即南水北調(diào)工程；二是立足于當(dāng)?shù)氐慕邓炊鄶r蓄、少蒸發(fā)。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(qū)別于一般的水塘，目的是為了強(qiáng)調(diào)減小挖掘面積，增加蓄水深度，并減少蒸發(fā)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(zhuǎn)入地下貯存起來。南水北調(diào)只能滿足大城市的需求，對(duì)廣大農(nóng)村和小城鎮(zhèn)來說，立足當(dāng)?shù)乜赡苁俏┮坏某雎贰９珓?wù)員之家

以年降水500mm地區(qū)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(chǔ)水率10%計(jì)，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(duì)面積達(dá)18萬km2的河北省來說，降雨30mm的總水量即達(dá)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(zāi)、恢復(fù)生態(tài)環(huán)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(guī)劃、逐步實(shí)施的方針。有關(guān)的具體的問題還要進(jìn)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。