淺析石河水庫庫區清淤工程的必要性和可行性

龐海嬌

摘 要：石河水庫于1972年動工興建，1975年竣工投入運用，總庫容0.7億m?。水庫水體的富營養化問題越來越突出，藻類分解產生的藻毒素還可導致多種癌癥，嚴重影響供水質量。為保證山海關區的供水安全，同時改善秦皇島輸油氣分公司和駐軍部隊的取水條件，石河水庫庫區清淤工程是十分必要的。

關鍵詞：底泥 清淤 必要性 可行性

中圖分類號：TV697.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0070-02

1 石河水庫基本情況

石河水庫位于秦皇島市山海關西北約6 km的石河上，地理坐標為東經119°43′，北緯40°02′。石河水庫于1972年動工興建，1975年竣工投入運用，總庫容0.7億m3。興利庫容0.516 3億m3，死庫容0.024億m3，是一座以供水為主，兼顧防洪、發電、旅游等綜合利用的中型水庫樞紐工程。水庫設計標準為100年一遇，校核標準為1 000年一遇。石河水庫正常蓄水位56.70 m，設計洪水位56.989 m，校核洪水位59.675 m，汛期限制水位56.00 m，死水位32.00 m，堰頂高程47.00 m，壩頂高程60.60 m。

1.1 水庫流域情況

石河總流域面積625 km2，流域全長67.5 km，其中石河水庫壩址以上流域面積569 km2，流域長54.2 km，水庫以下流域面積56 km2，河道長13.3 km，石河平局坡降6‰。流域內地勢北高南低，海拔高程在1 000～1 m，以下為丘陵、平原區。水庫上游無大的水利工程。

1.2 庫區地質情況

庫區蜿蜒曲折，根據在工作區所挖坑揭露的地層巖性，將工作區分為二段，其一段為工作區西部，由探坑T1～T28（樁號17+150～18+160）控制，該庫區現干涸，主要有第四系全新統沖擊成因（Q4al）淤泥質粉質粘土、粉質粘土，沖洪積成因（Q4al+pl）中砂、卵石，按工程地質分層原則由下至上分3個主層，1個亞層；其二段為工作區中部與東部，由探坑T29～T52（樁號13+600～17+150）控制，庫區勘探點范圍內水深0.7～3.6 m，其下主要有第四系全新統沖擊成因（Q4al）淤泥粉質粘土、粉質粘土、細砂，沖洪積成因（Q4al+pl）中粗砂、卵石，按工程地質分層原則由上至下分3個主層，2個亞層。

2 工程概況

該工程的主要內容是清除石河水庫庫區內里峪河段（樁號16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥，疏通河道，改善水質和水環境，減緩庫區水體出現富營養化的趨勢，板胡石河水庫水源地，保證山海關區的供水安全，同時改善秦皇島輸油氣分公司和駐軍部隊的取水條件。建設內容為：（1）對石河水庫庫區內里峪河段（樁號16+930～18+160）的灰褐色和黑色底泥進行清淤，總長1.23 km；（2）對受本次清淤工程影響的地下取水管進行改造，總長約為1 040 m。

3 庫區淤泥情況

3.1 庫區淤泥成因

庫區內淤積底泥主要是由歷年汛期洪水從上游攜帶泥沙進入庫區經多年沉積形成。該次清淤河段（里峪段）正處于石河河道開闊和轉彎段，河床寬度300多m，比上、下游河床寬出100多m，上游來水流經此處流速會明顯放緩，造成水中攜帶泥沙多沉積于此。故該段河道是庫區中底泥最主要沉積區域之一。

3.2 清淤設計方案

該工程中清淤的對象是庫區底泥，其主要成分為淤泥質粉質粘土，因2014年遭逢旱季，降水很少，庫區水位一直呈下降趨勢，清淤河段的大部分庫底已裸露幾個月時間，故該河道大部分底泥含水量不大，可直接開挖。用挖掘機挖出石河河道樁號16+930～18+160范圍內的庫區灰褐色和黑色底泥，開挖至砂卵石層面，開挖邊坡1∶2，清淤區域長約1.23 km，清淤總面積約為27萬m2，清淤厚度為0.70～2.50 m，平均清淤厚度約為1.93 m，清淤開挖總量約為52.2萬m3。

3.3 清淤邊界的確定

（1）該次清淤河段（里峪段）正處于石河河道開闊和轉彎段，河床寬度300多m，比上、下游河床寬出100多m，上游來水流經此處時流速會明顯放緩，造成水中攜帶泥沙多沉積于此。故該段河道是庫區中底泥最主要沉積區域。依據地勘成果和底泥化驗成果，該段河道是庫區內灰褐色和黑色底泥分布最集中的區域，也是底泥對水質影響程度較大的區域之一。

（2）石河水庫現狀水位約39.50 m，該段河道的現狀河床高程大部分在42.00 m以上，故該段河道清淤，與下游水質無影響，不會影響水庫對山海關區的正常供水，且施工難度較小，項目可行性高。

（3）依據地勘成果，該段河道底泥的主要成分為淤泥粉質粘土。該河段右（西）岸清淤邊界主要依據“地勘成果”中粉質土探坑與淤泥質粉質粘土探坑的分布規律，結合現場實際情況確定；左（東）岸清淤邊界主要依據“地勘成果”中淤泥質粉質粘土探坑的分布，結合里峪島的坡腳線確定。

4 水庫清淤的必要性和可行性

第一，庫區底泥已對水質造成一定影響，水體存在富營養化趨勢。據石河水庫管理處提供的2010—2014年的《石河水庫水質評價報告》，庫區水質主要影響因子氨氮和總磷所占比重有逐年升高的趨勢，尤以2012年比重最大。2012年大水后，庫區內水體顏色出現明顯變化，由碧綠變成了現在的淺褐色，水質受到一定影響，水體出現富營養化的趨勢。根據2014年12月由中國水利水電科學研究院編制的《石河水庫底泥污染物分析及水體水質影響研究報告》結論，庫區底泥對庫區水體水質確實存在不利影響，水體一旦發生富營養化，會影響水質，而且發生富營養化的水體很難治理，即便治理成功也需要花費巨大的人力、物力、財力，得不償失。因此，盡快清除影響水質的庫區底泥，改善水質，在一定程度上可減緩水體富營養化趨勢。

第二，石河水庫2014年遭遇了1993年以來的最干旱年份，汛期未發生較大降雨，水庫來水量小于供水量，水庫水位逐漸下降，截止到2014年12月底庫區水位已降至約39.50 m，遠低于水庫正常蓄水位56.70 m。水庫蓄水量不足1 000萬m3。目前水庫干枯，庫區大部分庫底外露，尤其里峪河段的庫底幾乎已全部裸露，為該次清淤工程的實施提供了最佳時機。

第三，清淤工程的實施，可疏通河道、改善庫區水質、改善石河水環境、美化周邊環境，并使該區域的整體生態環境質量得到提升，同時可改善秦皇島輸油氣分公司、駐軍部隊2家用水戶的取水條件。

5 水庫清淤的工程效益

工程實施后，可有效減少石河水庫庫區內水下底泥總量，進而減輕底泥對水體的有害影響、改善水質和水環境、減緩庫區水體出現富營養化的趨勢。通過庫區清底泥工程，不僅疏通了河道、美化了環境，該區域的整體生態環境得到提升，同時改善了秦皇島輸油氣分公司和駐軍部隊2家用水戶的取水條件，從而在一定程度上保護了石河水庫水源地水質安全。

該工程屬于社會公益性工程，主要效益為環境效益和安全效益。

參考文獻

[1] 任崗，張文芳.水庫清淤的必要性與可行性分析[J].浙江水利科技，2010（6）：34-35.

[2] 盧銳波.淺析圖上預先定點交會法測算鳳溪水庫泥沙淤積的可行性[J].中國水能及電氣化，2010（11）：42-44.

[3] 高志勤，王全.江蘇省溧陽市沙河水庫生態清淤環境保護措施[J].水利建設與管理，2008，28（11）：99-100.