潮州供水樞紐工程城區浸沒問題處理措施及應用效果

摘 要：潮州供水樞紐工程是一座以兩岸堤圍作庫岸的三角洲平原河道型水庫，潮州這座千年古城與水庫緊鄰，水庫蓄水后，庫水位比堤后潮州城區高出約0～3m 左右，必然會提高城區地下水位，對城區產生浸沒影響。工程通過在城區堤圍采取防截和減壓排滲相結合的工程措施，有效降低了城區浸沒影響程度，取得很好的效果，處理經驗對其它類似工程在解決庫區浸沒影響問題上能夠提供良好借鑒作用。

關鍵詞：水利工程；浸沒；處理措施；效果

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

1 工程概況

潮州供水樞紐工程位于廣東省潮州市韓江流域下游，壩址上距潮州市約3.8km（圖1），是以供水為主，結合發電、兼顧航運及改善水環境綜合利用的大（I）型水利工程。水庫達到正常蓄水位10.5m后，壩址至竹竿山河道庫水位比兩岸堤后平原約高出0～3m 左右，將形成一個水庫正常蓄水位高于兩岸一級階地、千年古城與水庫相鄰的三角洲平原河道型水庫。

2 城區地質、地貌簡介

庫區的潮州城區防護堤圍共長8.2 km，堤頂高程為14～18m，堤后地面高程約為7～11m。潮州城區防護堤圍堤身填土大部分為粉土、粉質粘土，多數為花崗巖風化土，屬弱透水，堤基地層大部分為粘性土地基，厚度大，全風化基巖面分布高程淺，因此，大部分堤基穩定性良好。堤基及堤內地層中上部廣泛分布較厚的alQ43②-1層和m+ alQ42的③層粘性土層（包括粘性、淤泥和淤泥質土），該土層透水性較小（微～極微透水），是庫區主要透水層，庫區滲漏及浸沒均主要由該砂層引起。

3 蓄水后潮州城區浸沒影響分析

水庫蓄水后，由于庫水位比堤內地面高，浸沒問題處理不好將會直接影響潮州城區人民的生活和生產，主要對城區可能出現的浸沒影響分析如下：

（1）對北堤區影響較小。北堤長2.8km，根據樞紐工程初步設計資料，北堤區的地下透水層埋深大，對堤后浸沒影響問題相對較小，現有工程防滲措施已滿足庫區蓄水后的浸沒影響問題，無需再做進一步防滲處理。

（2）對城堤區影響較大。城堤長2.3km，地方政府在城堤達標加固中對城堤采用懸掛式高噴防滲墻作防滲處理，高噴防滲墻至堤基下25m，高程-13m。在古決堤段堤后約200～800m范圍內，地表為人工填土，其下礫粗砂層與河床砂層相連通，厚約達45m，沿堤做懸掛式高噴防滲措施不可能將砂層圍封。水庫蓄水后，該范圍的地下水位勢必會升高至接近地表甚至在地表低洼處溢出，從而造成中度～嚴重的浸沒影響。

4 工程處理措施

為解決水庫蓄水后引起城區地下水位抬高而產生浸沒影響問題，工程設計單位在結合原有堤圍的達標加固防滲處理情況，經通過充分論證，并考慮工程措施的可操作性，針對城區浸沒影響較大問題，主要采用了截堵和疏排相結合的處理措施。

4.1 采取前截后排的工程措施

城堤段由于原有的懸掛式高噴防滲墻未能深入到地下相對隔水淤泥層，大部分還是缺失相對隔水層。因此，在城堤后防汛路、古樹廟巷及南堤后的南春路段實施了排水減壓井及井間集排水管等排滲設施，減壓井滲水集中匯至古樹廟泵站后采用抽水泵抽回水庫。共設置減壓井共68口，其中，1#～51#減壓井位于城堤防汛路上，北起竹木門，南至古樹廟巷，地勢較平緩，路面高程為9.74～11.39m；52#～58#減壓井位于古樹廟巷原民宅內，地勢平坦，路面高程為9.16～9.85m；59#～68#減壓井位于太平路南端至南春路北段，地勢平坦，路面高程為8.20～9.19m。減壓井直徑1m（其中PVC塑料濾管φ315，外圍回填級配礫石反濾料），井深24～25m，井間距離25米，井深深入第一層強透水層，井口高程8.0m；井間集排水管為預制鋼筋砼管，直徑分別為：φ600mm、φ1000mm、φ1200mm；古樹廟泵站安裝5臺抽水泵抽水（其中4臺抽水量為0.433m3/s共，1臺抽水量為0.3m3/s）。

南堤段采用高噴防滲墻進行垂直防滲，防滲墻厚最小厚度200mm，深度14.7～23.5m。墻深深入第一層相對不透水層2m。

4.2 建立完善的監測系統

為了監測城區浸沒區的水位變化，綜合研究分析庫水位與庫區地下水位變化關系，及時掌握和評估庫區浸沒影響區的浸沒影響程度和范圍，評價庫區防滲工程措施的實施效果，在工程投入運行前在庫區浸沒影響區建立地下水監測網，對浸沒影響區的地下水位進行監測。

（1）在庫區浸沒影響區共建立58個地下水位監測孔，其中城區臨江約600m范圍大部分屬古潰決區或潰決區邊緣，是重點監控區，布置了26個地下水位監測孔。監測孔的觀測頻率是第一年每5天一次，第二年開始是每半個月一次，達到正常蓄水位后是每月一次。同時根據水庫調蓄情況，在提高蓄水位或騰空庫水位等工況下加密進行監測。

（2）對城堤后防汛公路、古樹廟巷和南堤后南春路上的68個減壓井每月進行觀測，觀測要求為每月輪流抽查五分之一（即14個減壓孔），對減壓井出水口和古樹廟泵站出水口的水樣進行泥沙含量分析，及時掌握庫區水文特征和減壓井泥沙含量的變化規律，以便于結合城區地下水位變化對城區浸沒影響處理效果進行評價。

5 工程應用效果

根據蓄水后多年來庫區地下水位觀測資料和潮州城區的實地觀察，在水庫蓄水位超過8.7m時，JK01、JK11、JK13、JK15、JK22等5個觀測孔的地下水位高出管口高程，地下水位歷時曲線與庫水位歷時曲線基本呈同步變化現象，相關性非常好。在水庫蓄水位達到10.5m高程后，除原承壓孔的水位進一步上升，JK06、JK10、JK18、JK19、JK23等6個觀測點水位高程上升至接近或溢出管口高程，資料顯示城區26個觀測點中有11個觀測點跟庫水位同步變化較密切，這些觀測點位置與庫岸之間距離均在800m范圍內，觀測點周邊地區均未見有地下水滲出地面，也未有當地居民反映有影響到他們日常生活的情況。

圖2為典型的測壓管過程線。由圖可見，在蓄水前期，各觀測點的水頭與庫水位相關性非常好，基本呈同步現象，在蓄水后期，這些觀測點的水頭與庫水位逐漸拉開了距離，說明了城堤后的減壓井排滲措施對堤內城區地下水位調節作用非常明顯，能夠有效的降低透過城堤的滲水水頭。

綜合分析表明：工程蓄水后對潮州城區的浸沒影響主要在城堤后面800m范圍內；潮州城區的下部深厚砂層與外江基本上是連通的，城區上部的薄層粘土及人工雜填土層隔水效果良好，承壓水能夠向地勢較低的西南方向（即庫岸反方向）消散；整個城區未出現浸沒現象，基本上達到重點保護的老城區安全。

6 結語

（1）以潮州供水樞紐工程為例，在正常蓄水位高于兩岸一級階地的三角洲平原河道型水庫中采用前截后排工程措施進行控制或減低的庫區浸沒影響，工程處理措施上是比較成功的，處理效果是經濟有效的，基本上能達到保護潮州老城區的要求。

（2）建立完善的監測系統，是監控庫區浸沒安全的有效手段，通過日常監測能夠及時撐握庫區地下水變化情況，全面了解庫區浸沒地區的影響程度，為水庫逐步蓄水提供科學的依據，盡量減少對庫區兩岸地區的安全影響。

（3）潮州老城區地下水浸沒安全問題的成功處理經驗，能夠為其他水庫工程在庫區防滲處理、兩岸低洼地區環境保護等方面提供寶貴的解決經驗。

參考文獻：

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作者簡介：王偉章（1980-），男，廣東揭陽人，工程師，主要從事水利水電工程運行管理工作。