潮州供水枢纽工程城区浸没问题处理措施及应用效果

摘 要：潮州供水枢纽工程是一座以两岸堤围作库岸的三角洲平原河道型水库，潮州这座千年古城与水库紧邻，水库蓄水后，库水位比堤后潮州城区高出约0～3m 左右，必然会提高城区地下水位，对城区产生浸没影响。工程通过在城区堤围采取防截和减压排渗相结合的工程措施，有效降低了城区浸没影响程度，取得很好的效果，处理经验对其它类似工程在解决库区浸没影响问题上能够提供良好借鉴作用。

关键词：水利工程；浸没；处理措施；效果

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

1 工程概况

潮州供水枢纽工程位于广东省潮州市韩江流域下游，坝址上距潮州市约3.8km（图1），是以供水为主，结合发电、兼顾航运及改善水环境综合利用的大（I）型水利工程。水库达到正常蓄水位10.5m后，坝址至竹竿山河道库水位比两岸堤后平原约高出0～3m 左右，将形成一个水库正常蓄水位高于两岸一级阶地、千年古城与水库相邻的三角洲平原河道型水库。

2 城区地质、地貌简介

库区的潮州城区防护堤围共长8.2 km，堤顶高程为14～18m，堤后地面高程约为7～11m。潮州城区防护堤围堤身填土大部分为粉土、粉质粘土，多数为花岗岩风化土，属弱透水，堤基地层大部分为粘性土地基，厚度大，全风化基岩面分布高程浅，因此，大部分堤基稳定性良好。堤基及堤内地层中上部广泛分布较厚的alQ43②-1层和m+ alQ42的③层粘性土层（包括粘性、淤泥和淤泥质土），该土层透水性较小（微～极微透水），是库区主要透水层，库区渗漏及浸没均主要由该砂层引起。

3 蓄水后潮州城区浸没影响分析

水库蓄水后，由于库水位比堤内地面高，浸没问题处理不好将会直接影响潮州城区人民的生活和生产，主要对城区可能出现的浸没影响分析如下：

（1）对北堤区影响较小。北堤长2.8km，根据枢纽工程初步设计资料，北堤区的地下透水层埋深大，对堤后浸没影响问题相对较小，现有工程防渗措施已满足库区蓄水后的浸没影响问题，无需再做进一步防渗处理。

（2）对城堤区影响较大。城堤长2.3km，地方政府在城堤达标加固中对城堤采用悬挂式高喷防渗墙作防渗处理，高喷防渗墙至堤基下25m，高程-13m。在古决堤段堤后约200～800m范围内，地表为人工填土，其下砾粗砂层与河床砂层相连通，厚约达45m，沿堤做悬挂式高喷防渗措施不可能将砂层围封。水库蓄水后，该范围的地下水位势必会升高至接近地表甚至在地表低洼处溢出，从而造成中度～严重的浸没影响。

4 工程处理措施

为解决水库蓄水后引起城区地下水位抬高而产生浸没影响问题，工程设计单位在结合原有堤围的达标加固防渗处理情况，经通过充分论证，并考虑工程措施的可操作性，针对城区浸没影响较大问题，主要采用了截堵和疏排相结合的处理措施。

4.1 采取前截后排的工程措施

城堤段由于原有的悬挂式高喷防渗墙未能深入到地下相对隔水淤泥层，大部分还是缺失相对隔水层。因此，在城堤后防汛路、古树庙巷及南堤后的南春路段实施了排水减压井及井间集排水管等排渗设施，减压井渗水集中汇至古树庙泵站后采用抽水泵抽回水库。共设置减压井共68口，其中，1#～51#减压井位于城堤防汛路上，北起竹木门，南至古树庙巷，地势较平缓，路面高程为9.74～11.39m；52#～58#减压井位于古树庙巷原民宅内，地势平坦，路面高程为9.16～9.85m；59#～68#减压井位于太平路南端至南春路北段，地势平坦，路面高程为8.20～9.19m。减压井直径1m（其中PVC塑料滤管φ315，外围回填级配砾石反滤料），井深24～25m，井间距离25米，井深深入第一层强透水层，井口高程8.0m；井间集排水管为预制钢筋砼管，直径分别为：φ600mm、φ1000mm、φ1200mm；古树庙泵站安装5台抽水泵抽水（其中4台抽水量为0.433m3/s共，1台抽水量为0.3m3/s）。

南堤段采用高喷防渗墙进行垂直防渗，防渗墙厚最小厚度200mm，深度14.7～23.5m。墙深深入第一层相对不透水层2m。

4.2 建立完善的监测系统

为了监测城区浸没区的水位变化，综合研究分析库水位与库区地下水位变化关系，及时掌握和评估库区浸没影响区的浸没影响程度和范围，评价库区防渗工程措施的实施效果，在工程投入运行前在库区浸没影响区建立地下水监测网，对浸没影响区的地下水位进行监测。

（1）在库区浸没影响区共建立58个地下水位监测孔，其中城区临江约600m范围大部分属古溃决区或溃决区边缘，是重点监控区，布置了26个地下水位监测孔。监测孔的观测频率是第一年每5天一次，第二年开始是每半个月一次，达到正常蓄水位后是每月一次。同时根据水库调蓄情况，在提高蓄水位或腾空库水位等工况下加密进行监测。

（2）对城堤后防汛公路、古树庙巷和南堤后南春路上的68个减压井每月进行观测，观测要求为每月轮流抽查五分之一（即14个减压孔），对减压井出水口和古树庙泵站出水口的水样进行泥沙含量分析，及时掌握库区水文特征和减压井泥沙含量的变化规律，以便于结合城区地下水位变化对城区浸没影响处理效果进行评价。

5 工程应用效果

根据蓄水后多年来库区地下水位观测资料和潮州城区的实地观察，在水库蓄水位超过8.7m时，JK01、JK11、JK13、JK15、JK22等5个观测孔的地下水位高出管口高程，地下水位历时曲线与库水位历时曲线基本呈同步变化现象，相关性非常好。在水库蓄水位达到10.5m高程后，除原承压孔的水位进一步上升，JK06、JK10、JK18、JK19、JK23等6个观测点水位高程上升至接近或溢出管口高程，资料显示城区26个观测点中有11个观测点跟库水位同步变化较密切，这些观测点位置与库岸之间距离均在800m范围内，观测点周边地区均未见有地下水渗出地面，也未有当地居民反映有影响到他们日常生活的情况。

图2为典型的测压管过程线。由图可见，在蓄水前期，各观测点的水头与库水位相关性非常好，基本呈同步现象，在蓄水后期，这些观测点的水头与库水位逐渐拉开了距离，说明了城堤后的减压井排渗措施对堤内城区地下水位调节作用非常明显，能够有效的降低透过城堤的渗水水头。

综合分析表明：工程蓄水后对潮州城区的浸没影响主要在城堤后面800m范围内；潮州城区的下部深厚砂层与外江基本上是连通的，城区上部的薄层粘土及人工杂填土层隔水效果良好，承压水能够向地势较低的西南方向（即库岸反方向）消散；整个城區未出现浸没现象，基本上达到重点保护的老城区安全。

6 结语

（1）以潮州供水枢纽工程为例，在正常蓄水位高于两岸一级阶地的三角洲平原河道型水库中采用前截后排工程措施进行控制或减低的库区浸没影响，工程处理措施上是比较成功的，处理效果是经济有效的，基本上能达到保护潮州老城区的要求。

（2）建立完善的监测系统，是监控库区浸没安全的有效手段，通过日常监测能够及时撑握库区地下水变化情况，全面了解库区浸没地区的影响程度，为水库逐步蓄水提供科学的依据，尽量减少对库区两岸地区的安全影响。

（3）潮州老城区地下水浸没安全问题的成功处理经验，能够为其他水库工程在库区防渗处理、两岸低洼地区环境保护等方面提供宝贵的解决经验。

参考文献：

[1]林少川.潮州供水枢纽城区浸没影响分析及其工程措施[J].水利水电快报，2011，32（04）：39-41.

[2]曹洪，孙子钧，李俊，符能江.潮州城区浸没影响的预测与实测资料分析[J].岩石力学与工程学报，2009，28（11）：2161-2166.

[3]曹洪，李俊，符能江，孙子钧.减轻潮州城区浸没影响的工程措施及效果分析[J].长江科学院院报，2009，26（10）：137-141.

作者简介：王伟章（1980-），男，广东揭阳人，工程师，主要从事水利水电工程运行管理工作。