复兴水库大坝坝址坝型比选

周国凯

（山西中部引黄水务开发有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概况

复兴水库是山西大水网中部引黄柳林县供水工程的调蓄水库之一，位于柳林县留誉镇南一支沟内，流域上归属于屈产河支流土门河。枢纽位于留誉镇复兴村西约0.8 km，距离沟口约1.5 km。水库自大水网中部引黄工程的柳林生态园取水口取水，通过加压泵站和输水隧洞将水输送到复兴水库，经水库调蓄后向柳林县留誉生态园、嘉善工业园区、金家庄、山西福龙煤化有限公司、晨辉集团、浩博煤焦等用户提供工业、农业和生活用水。

2 水库选址

山西大水网中部引黄柳林县供水工程，为中部引黄工程的配套工程，根据《山西大水网中部引黄工程柳林县供水规划》，南北两大供水片区，通过成家庄、郝鄢坡、复兴3 座调蓄水库进行调节。其中，复兴水库作为南片供水区的调蓄水库，主要任务是调节中部引黄工程柳林生态园分水口的来水量，通过水库调蓄，满足中部引黄工程年中不供水时段内，柳林生态园及金家庄乡居民生活用水需求。生态园分水口位于中阳县暖泉镇，根据取水口位置和工农业用水户位置，水库位置选择遵循以下原则：

一是水库位置综合考虑生态园分水口和用水户的位置，尽可能避开复杂地形、不良地质区、采空区，和环境敏感区；二是库容满足调蓄要求，库区条件较好，建坝条件较好，库区淹没范围小，工程移民、征地少；三是调蓄水库供水时尽可能具备自流条件；四是调蓄水库与供水对象之间的距离尽可能短，方便控制；五是流域面积尽可能小，入库洪水和泥沙少。

复兴水库供水区域地形总体呈东南高、西北低，联盛生态园区年用水量为1 000 万m3，是生态园分水口的主要供水对象，故调蓄水库的位置选择在该区域东南方向。该区域位于柳林县东南部，紧邻中阳县和交口县，附近可以修建水库的沟虽众多，但涉及村庄也多，移民搬迁复杂，流域面积较大，洪水和泥沙问题较大。

综合考虑，调蓄水库位置选在柳林县留誉镇复兴村西侧约0.8 km 的屈产河支流土门河上，根据地形条件初拟上、下两个坝址。上坝址位于复兴村上游约0.3 km 的5 号淤地坝处，下坝址位于复兴村下游1.1 km 处的成罗咀和复兴村之间。

3 坝址比选

3.1 地形条件

上坝址位于5 号淤地坝处，坝址处河谷断面呈“V”型。淤地坝坝顶高程1047.5～1049 m，坝长80 m。淤地坝下游沟底地面高程1027.4～1028.5 m，宽20 m，沟槽偏向左侧。淤地坝上游地面高程为1045.6～1046.0 m，为平整好的耕地。坝址左、右岸均为土质岸坡，左岸坡度一般为22°～52°，下部稍缓，上部陡立，坡顶最高点高程1 190 m；右岸坡度一般在33°～58°，下部陡立，上部较缓，坡顶高程1 213 m，右岸设计坝轴线上游90 m、下游75 m 处各发育一条冲沟，两冲沟延伸长度约400 m，走向近平行于坝轴线，方向为S20°W，较为顺直，沟底较平缓，两岸陡直。

下坝址位于留誉镇复兴村西约0.8 km，距离沟口约1.5 km。河谷断面呈“V”型。该处沟谷总体走向为N46°E，谷底宽16 m。谷底地形呈台阶状，沟槽偏向左侧，沟底地面高程为996.5～1 001.3 m。坝址左、右岸均为土质岸坡，左岸坡度一般为29°～56°，下部稍缓，上部陡立，坡顶最高点高程1 128 m；右岸坡度一般为14°～29°，坡顶高程在1 096 m 以上，右岸设计坝轴线上游25 m、下游150 m 处各发育一条冲沟，两冲沟延伸长度约250 m，走向近平行于坝轴线，方向为S20°W，较为顺直，沟底较平缓，两岸陡直。

从地形条件看，两个坝址比较相近，均不具备修建溢洪道的条件，均需在坝肩修建泄洪洞泄洪，且长度相差不大。但是由于上坝址位于淤地坝处，淤地坝坝体及淤积层不满足修筑土坝的要求，在此施工需要全部挖除该淤地坝，较下坝址开挖量大；由于挖除淤地坝保留淤积层造成大坝建基面和库底高程的不一致，导致满足调蓄库容所要求的坝高较大、坝长较长，大坝填筑的工程量较下坝址大。

3.2 地质条件

上坝址沟底地表为低液限粉土、粘土等，构造松散，厚度为2.5～20.0 m。下部为卵石混合土，厚度0～3.0 m，具中等透水性；其下部为厚10.0～12.6 m 的低液限粘（粉）土，相对隔水。两岸岩性为厚度12.6～39.0 m的具弱～微透水性的上第三系上新统（N2）低液限粘（粉）土夹钙质结核层。下伏基岩为三叠系中统二马营组（T2er）砂岩与砂质泥岩互层。坝基渗漏主要为库水从沟底向坝下渗漏，坝基存在渗漏问题。左右坝肩上第三系上新统（N2）低液限粘（粉）土夹钙质结核层上覆中更新统含细粒土砾具中等～强透水性，左右坝肩存在绕坝渗漏问题。

下坝址处谷底由厚0～3.0 m 的第四系全新统洪冲积卵石混合土、级配不良砂组成。两岸及河谷底部局部露出基岩，岩性为三叠系中统二马营组黄绿色中细粒长石砂岩夹紫红色泥岩及少量页岩、砂岩岩性比较硬，泥岩及页岩岩性较软。两岸出露第四系中更新统低液限粘土、第四系上更新统坡洪积低液限粉土以及低液限粘土，厚度80～150 m。基岩产状较平缓，为单斜岩层，断裂构造不发育。库底和库周为上第三系上新统（N2）低液限粘土具弱～微透水性，为相对隔水层。水库蓄水后，库底不存在渗漏问题。左右坝肩及库区岸坡上部的中上部第四系中更新统洪积低液限粘土层底部有一层厚度为2.0～3.0 m 的含细粒土砾石层，属强透水层，尤其在冲沟内裸露，构成渗漏层位，左右坝肩及库区存在渗漏问题。

从地质条件看，两个坝址地层相似，筑坝条件相同，上下坝址均存在渗漏问题和库岸坍岸的问题，但上坝址建库需要拆除现有淤地坝，工程费用较大。

3.3 库容条件

建库后，两个坝址的库容均可以满足调蓄要求，但下坝址处流域面积较大。而且下坝址的库尾以复兴村上游5 号淤地坝为界，除复兴村主沟外，还有3 条较大的支沟，流域面积较大，地形高差明显，植被条件较差，洪水的泥沙含量较多，建库后淤积库容较大。

3.4 占地问题

上坝址以上5 号淤地坝和4 号淤地坝形成了大片耕地，在上坝址建库后占用耕地较多。下坝址形成的库区同样存在淤地坝造出的耕地，但均在左岸支沟内，面积相对较小，约占上坝址库区耕地面积的25%。

3.5 移民问题

下坝址建库后，复兴村位于库区淹没范围内，存在整村移民和搬迁。上坝址位于复兴村上游，但村庄部分处于泄洪区，也存在一定数量的移民和搬迁。

综上所述，上、下坝址地形条件类似，均不具备修建溢洪道的条件，而且存在左右坝肩绕坝渗漏的问题。下坝址控制流域面积大，泥沙量相对较大，复兴村需整村移民；上坝址虽然移民量相对较少，但淹没耕地较多，库容满足调蓄要求时坝高较大，同时在上坝址建库需要拆除5#淤地坝，开挖工程量大。故本阶段推荐采用下坝址方案。

4 坝型确定

坝基河床地层岩性为第四系全新统洪冲积（Q4pal）级配不良砾、卵石混合土，第四系中更新统洪积（Q2pl）低液限粘土及第三系上新统（N2）低液限粘（粉）土夹钙质结核层，该层厚0～3.0 m。下部为岩性为灰色中～厚层含长石硬砂质砂岩与灰紫色砂质泥岩、页岩互层，最大揭露厚度35.2 m。强风化层厚度2～3 m，具弱透水性，为相对隔水层。左右两坝肩广泛出露红黄、浅红黄色低液限粘土，夹红黄色古土壤和钙质结核层，厚度4.9～89.2 m；垂直节理发育，底部为一层厚约2～4 m 的含细粒土砾石层，胶结、半胶结，胶结物为泥质或钙质，局部夹粘土层。

河床及河漫滩有厚度0～3.0 m 的第四系全新统洪冲积和中更新统洪冲积级配不良砾、卵石混合土堆积；左、右两岸均为覆盖层深厚的土质岸坡，都不具备建重力坝和面板坝的条件。从坝址所处地区的建筑材料来看，土料更加丰富，适合修建土坝，考虑现阶段国内土坝的施工工艺，本阶段推荐碾压均质土坝。

5 结论

从地形条件、地质地貌、移民占地、施工难度及工程投资等方面综合来看，推荐下坝址方案，坝型采用碾压均质土坝。