摘要 當(dāng)在河道上進行的閘壩工程處于可研階段時，可根據(jù)地質(zhì)資料和當(dāng)?shù)鼐唧w情況，因地制宜地修建地下水庫，比單項修建地下水庫節(jié)省大量資金，同時也使水資源得到了更合理的開發(fā)利用。該文就工程實踐介紹了這方面的經(jīng)驗，具有較高的參考價值。
關(guān)鍵詞 閘壩；地下水庫；選址；庫積
中圖分類號 TV62+3 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）04-0220-01
地下水庫可貯存地下水，采用回灌方式貯存地面水，具有不占地、庫容大、投資少、蒸發(fā)損失小、安全可靠等優(yōu)點。地下水庫就是在地層中能貯存補給水源又便于開發(fā)利用的地下貯水層。美國21世紀(jì)水資源戰(zhàn)略成果提出，地下水庫是21世紀(jì)水資源調(diào)控的最主要手段。有關(guān)專家認為，目前過多的地表水庫既占用大量土地，又造成大量移民搬遷，也導(dǎo)致庫區(qū)外圍出現(xiàn)次生鹽堿地、沼澤地、地面濕陷、山體滑坡、崩岸等災(zāi)害性地質(zhì)現(xiàn)象，再加上水庫多建在河道上游，使河道斷流，河水自凈能力下降，沿河濕地消失，造成人為的生態(tài)環(huán)境破壞。此外，地表水庫浪費水資源也很嚴(yán)重，一般情況下，地表水庫的蒸發(fā)消耗為庫容的30%左右。因此，地下水庫是形成人、水、自然和諧的主要途徑。
我國北方山區(qū)、丘陵區(qū)氣候條件差，下墊面特性復(fù)雜，因而出現(xiàn)局部、陣性降雨多，大范圍普遍降雨機率小的現(xiàn)象，且降雨時空分布不均勻，經(jīng)常發(fā)生春早、伏澇、秋吊現(xiàn)象，制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展速度。為解決水資源短缺問題，北方山區(qū)、丘陵區(qū)主要靠修建蓄引水工程來解決，但這些地區(qū)植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，土壤侵蝕模數(shù)大，修建的地表水庫由于泥砂的淤積又嚴(yán)重影響水庫的使用壽命。山區(qū)季節(jié)性河流多，有廣泛的河漫灘地，可利用河漫灘地的砂礫石孔隙蓄水，修建地下水庫[1]。
遼寧省喀左縣水泉灌區(qū)渠首工程結(jié)合閘壩修建地下水庫，收到了顯著效果。該渠首工程由3個部分組成，即進水閘、翻板閘、副壩。主閘體上部為水力自動翻板閘，下部為寬頂堰，全長182 m；副壩為土砂壩，下部采用黏土夯實形成截水墻至透水層底面，全長130 m。閘址位于大凌河谷地，東側(cè)為丘陵區(qū)，西側(cè)為中低山區(qū)，河谷谷底高程249 m，河面水位高程251 m，丘陵區(qū)地面坡度10°左右，最大高程302 m，最大切割深度10 m，以殘坡積的棕黃亞黏土、粉土為主，中低山臨河谷側(cè)山崖陡峭，最大高程432 m，主要巖石為奧陶系中統(tǒng)的馬家溝組O2m灰?guī)r，河谷為漫灘堆積。
閘址以上河谷漫長，漫灘開闊，平均寬度600 m左右，覆蓋層主要由粉土層、礫砂層、卵石層構(gòu)成，最大覆蓋深度為7.0 m，地層巖性屬奧陶系中統(tǒng)馬家溝組O2m灰?guī)r，由巨厚層含硅質(zhì)結(jié)核白云質(zhì)灰?guī)r及含白云質(zhì)花紋巖組成，巖性穩(wěn)定，上部質(zhì)純[2]。根據(jù)地質(zhì)資料，設(shè)計資料的綜合分析，該閘址完全具備修建地下水庫的條件。根據(jù)地下水庫的結(jié)構(gòu)要求，首先對堰體結(jié)構(gòu)進行了更新，即將齒墻由堰體前緣后置于堰體尾部，使其上端與挑流鼻坎底部相接，下端嵌固于基巖之中，使其沿堰體軸線方向形成一道仰斜式防滲墻，這樣不但增加了堰體的連續(xù)性、穩(wěn)定性，同時較好地解決了基礎(chǔ)以下的抗凍防沖問題。由底流消能調(diào)整為面流消能，節(jié)省了消力池，漫灘這2項工程投入資金119萬元。
由于堰體混凝土防滲墻與副壩截水墻的有效連結(jié)起到了截流作用，在閘壩前自然形成了一座新的地下水庫。其庫容計算公式如下[3-4]：
式中：Q基―地下水庫基本庫容量（m3）；ΦV―含水層有效孔隙度（無量鋼）；V―地下水庫庫區(qū)內(nèi)的含水層體積（m3）；H―含水層厚度（m）；S―含水層分布面積（m2）。
由上式計算得出，地下水庫庫容為120萬m3。實現(xiàn)了地表水、地下水的聯(lián)合調(diào)度，增加控制面積333.33 hm2，年發(fā)電量達到了120萬kW・h。
水泉灌區(qū)渠首工程地下水庫的形成，不但使水工結(jié)構(gòu)有了新的突破，也取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，其經(jīng)驗證明：因地制宜地結(jié)合地面工程修建地下水庫，是達到有效利用水資源，合理調(diào)配水資源，實現(xiàn)水環(huán)境改變的又一新途徑。
參考文獻
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