引黄滹沱河连通工程调节库设计

董 惠

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

万家寨引黄南干线向滹沱河补水工程规划目标是将黄河与滹沱河连通，以解决忻定盆地受水区及阳泉供水体系在特大干旱年供水不足的问题，发生特大干旱时总应急供水1.0亿m3，其中向忻定盆地受水区应急供水0.5亿m3，向阳泉市应急供水0.5亿m3。

本调水工程主要解决干旱及特大干旱年份的用水，其水量是在集中时间内下放，此部分水量如果全部进入下游河段，则原平市的城市和工农业用水尚需通过扬水泵站引用，故考虑在现有阳武河旁引水库槽桦沟水库和神山水库2座水库基础上再规划一座西营调节库，这样阳武河旁引水库共可存蓄2000万m3水量。

神山水库位于海河流域子牙河系滹沱河一级支流阳武河支流上，坝址在原平市大牛店镇神山村西涧场沟，是阳武河灌区的重要水源调蓄工程，总库容1070万m3，是一座以灌溉为主，兼顾供水的中型水库。大坝为均质土坝，坝顶高程955.5 m，主坝长399 m，最大坝高34.3 m；副坝长284 m，最大坝高28 m。兴利库容886万m3，兴利水位954.7 m，设计洪水位953.4 m，校核洪水位954 m。

槽桦沟水库位于原平市城区西南15 km，阳武村西南约1 km的槽桦沟沟口处，是阳武河干流上的一座小（一）型旁引水库，是阳武河灌区的重要水源调蓄工程之一，总库容196万m3，是一座以灌溉为主，兼顾供水的水库。大坝为均质土坝，坝顶高程988.696 m，坝顶长328 m，最大坝高23.89 m。兴利库容75.6万m3，死库容90.4万m3，目前已淤积库容70万m3。兴利水位985.806 m，设计洪水位986.306 m，校核洪水位987.064 m。

2 西营调节库任务及建设规模

规划建设西营调节库在正常年份与现有神山水库和槽桦沟水库一起作为阳武河的旁引水库对原平市工农业供水，一旦下游城市发生干旱需要调引黄河水，则西营调节库作为调节水库运行。通过油篓山拦河闸与王家庄水电站2座滹沱河干流上的控制性工程，可以调节滹沱河上游的径流，这样充分调蓄利用滹沱河在山西省境内的水资源后，不仅可缓解忻定盆地用水紧张问题，还可通过王家庄水电站向龙华口调水，从而缓解盂县及阳泉市的城市生活及工业用水的紧张局面，各水库可同时保证为下游河道提供河道生态必须的径流。

西营调节库主要承担在特大干旱年份存蓄来自引黄南干线1000万m3水量的任务。同时，在一般年份以蓄引阳武河冬闲径流为主，兼蓄西营沟流域清泉水。西营调节库拟建于原平市神山河支流西营沟下游，距神山村西约700余m，属滹沱河一级支流阳武河上的旁引水库工程。

3 西营调节库设计

此次规划神山水库及西营调节库共同承担特大干旱年份调蓄引黄供水2000万m3，据此对水库进行兴利调节，并采用《山西省水文计算手册》洪水结果进行洪水调节。经调算，西营调节库总库容1139万m3，兴利库容967万m3，调洪库容21万m3，死库容172万m3，重复利用库容21万m3。属中型水库，工程等别为Ⅲ等，永久建筑物中主要建筑物级别为3级，防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。

由于规划建设的西营调节库设连通洞与现有神山水库连通运行，且坝顶公路相通，故西营调节库死水位、正常蓄水位及汛限水位均取神山水库死水位、正常蓄水位及汛限水位；设计洪水位及校核洪水位由西营调节库泄洪设施、利用神山水库及西营调节库联调，调节原则为西营调节库设计洪水位不高于神山水库设计洪水位，西营调节库校核洪水位不高于神山水库校核洪水位，故死水位为938.51 m，正常蓄水位为954.7 m，汛限水位为953 m，设计洪水位为953.03 m，校核洪水位为953.21 m。

西营调节库枢纽由大坝、供水洞及溢洪道组成。右岸利用地形鞍部设置溢洪道，进口段设闸室，弧形工作闸门控制。闸室段长20 m、宽10 m，闸底高程949.0 m。闸后接泄水槽和消力池。

3.1 大坝

根据《碾压式土石坝设计规范》，顶部高程分别按以下运用情况计算取其最大值：设计洪水位加正常运用情况坝顶超高；正常蓄水位加正常运用情况坝顶超高；校核洪水位加正常运用情况坝顶超高；正常蓄水位加非常运用情况坝顶超高，再加地震安全超高，地震安全加高取1.0 m。坝顶超高计算结果见表1。

表1 坝高计算成果表

根据表1计算成果，考虑1.2 m高的浆砌石防浪墙，坝顶高程确定为956.4 m，相应防浪墙顶高程为957.6 m。

大坝为碾压均质土坝，坝顶长1065 m，坝顶宽7.0 m。坝顶上游侧设宽50 cm、高1.2 m的浆砌石防浪墙，墙顶高程957.6 m，防浪墙伸入坝体1.25 m，坝顶下游侧设浆砌石排水沟，与下游坝坡纵向排水沟相通。大坝上游坝坡 1∶2.75，1∶3，变坡处设一马道，宽2.0 m，高程 941.4 m。下游坝坡 1∶2.5，1∶2.75，1∶3，变坡处各设一马道，宽2.0 m，高程分别为946.4 m，936.4 m。下游坝脚设置排水棱体，顶宽2.0 m，上游边坡1∶1，下游边坡1∶2。排水棱体与坝体填土及坝基覆盖层间均设反滤层和过渡层，以防坝体土逸出，发生渗透破坏。上游坝面采用干砌石护坡厚30 cm，护坡与坝体土间自上而下设2层反滤，反滤每层厚15 cm；大坝下游坝坡采用混凝土框格防护，坡面植草。

大坝设坝面排水，在坝顶公路下游侧、下游坝坡马道及排水棱体顶面、坡脚均设有浆砌石截水沟。坝坡上每隔100 m设一道纵向排水沟，连通上下两侧截水沟，在大坝下游汇流后排入下游河道。坝基防渗采用摆喷混凝土防渗墙，穿透砂砾石层深入相对不透水层1 m，孔距1.5 m。

3.2 供水洞

供水洞布设于大坝左岸，由进水塔、洞身段、出口扩散段、消力池、引水渠及进口交通桥等建筑物组成。断面尺寸2.0 m×2.0 m，供水洞全长625 m，坝下埋管采用钢管外包混凝土形式，钢管直径1 m，混凝土供水洞出口接引水渠与现有神山水库供水线路相接。

3.3 溢洪道

溢洪道布置在大坝的坝肩，溢洪道主要由引水渠、闸室段、泄水槽、渐变段、消力池等建筑物组成，溢洪道全长660 m。闸室段长20 m，宽10 m，设叠梁检修闸门及露顶式弧形工作闸门控制，闸底高程949.0 m，闸室段设工作桥与两岸连通。闸后泄水槽长500 m，纵坡6%。消力池采用底流消能方式，长20 m。水位—泄量计算结果见表2。

表2 水位—泄量计算结果

4 结论

西营调节库在正常年份与现有神山水库和槽桦沟水库作为阳武河的旁引水库对原平市工农业供水，一旦下游城市发生干旱则需要调引黄河水，西营调节库作为调节水库运行。