淺析石河水庫庫區(qū)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(yǎng)化問題越來越突出，藻類分解產(chǎn)生的藻毒素還可導致多種癌癥，嚴重影響供水質(zhì)量。為保證山海關(guān)區(qū)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(qū)清淤工程是十分必要的。

關(guān)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(guān)西北約6 km的石河上，地理坐標為東經(jīng)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(fā)電、旅游等綜合利用的中型水庫樞紐工程。水庫設(shè)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(shè)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(nèi)地勢北高南低，海拔高程在1 000～1 m，以下為丘陵、平原區(qū)。水庫上游無大的水利工程。

1.2 庫區(qū)地質(zhì)情況

庫區(qū)蜿蜒曲折，根據(jù)在工作區(qū)所挖坑揭露的地層巖性，將工作區(qū)分為二段，其一段為工作區(qū)西部，由探坑T1～T28（樁號17+150～18+160）控制，該庫區(qū)現(xiàn)干涸，主要有第四系全新統(tǒng)沖擊成因（Q4al）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土，沖洪積成因（Q4al+pl）中砂、卵石，按工程地質(zhì)分層原則由下至上分3個主層，1個亞層；其二段為工作區(qū)中部與東部，由探坑T29～T52（樁號13+600～17+150）控制，庫區(qū)勘探點范圍內(nèi)水深0.7～3.6 m，其下主要有第四系全新統(tǒng)沖擊成因（Q4al）淤泥粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、細砂，沖洪積成因（Q4al+pl）中粗砂、卵石，按工程地質(zhì)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(nèi)容是清除石河水庫庫區(qū)內(nèi)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(zhì)和水環(huán)境，減緩庫區(qū)水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化的趨勢，板胡石河水庫水源地，保證山海關(guān)區(qū)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(shè)內(nèi)容為：（1）對石河水庫庫區(qū)內(nèi)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(qū)淤泥情況

3.1 庫區(qū)淤泥成因

庫區(qū)內(nèi)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(qū)經(jīng)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(zhuǎn)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(jīng)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(qū)中底泥最主要沉積區(qū)域之一。

3.2 清淤設(shè)計方案

該工程中清淤的對象是庫區(qū)底泥，其主要成分為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，因2014年遭逢旱季，降水很少，庫區(qū)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(nèi)的庫區(qū)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(qū)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(zhuǎn)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(jīng)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(qū)中底泥最主要沉積區(qū)域。依據(jù)地勘成果和底泥化驗成果，該段河道是庫區(qū)內(nèi)灰褐色和黑色底泥分布最集中的區(qū)域，也是底泥對水質(zhì)影響程度較大的區(qū)域之一。

（2）石河水庫現(xiàn)狀水位約39.50 m，該段河道的現(xiàn)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(zhì)無影響，不會影響水庫對山海關(guān)區(qū)的正常供水，且施工難度較小，項目可行性高。

（3）依據(jù)地勘成果，該段河道底泥的主要成分為淤泥粉質(zhì)粘土。該河段右（西）岸清淤邊界主要依據(jù)“地勘成果”中粉質(zhì)土探坑與淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土探坑的分布規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定；左（東）岸清淤邊界主要依據(jù)“地勘成果”中淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土探坑的分布，結(jié)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(qū)底泥已對水質(zhì)造成一定影響，水體存在富營養(yǎng)化趨勢。據(jù)石河水庫管理處提供的2010—2014年的《石河水庫水質(zhì)評價報告》，庫區(qū)水質(zhì)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(qū)內(nèi)水體顏色出現(xiàn)明顯變化，由碧綠變成了現(xiàn)在的淺褐色，水質(zhì)受到一定影響，水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化的趨勢。根據(jù)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(zhì)影響研究報告》結(jié)論，庫區(qū)底泥對庫區(qū)水體水質(zhì)確實存在不利影響，水體一旦發(fā)生富營養(yǎng)化，會影響水質(zhì)，而且發(fā)生富營養(yǎng)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(zhì)的庫區(qū)底泥，改善水質(zhì)，在一定程度上可減緩水體富營養(yǎng)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(fā)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(qū)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(qū)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(qū)水質(zhì)、改善石河水環(huán)境、美化周邊環(huán)境，并使該區(qū)域的整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(qū)內(nèi)水下底泥總量，進而減輕底泥對水體的有害影響、改善水質(zhì)和水環(huán)境、減緩庫區(qū)水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化的趨勢。通過庫區(qū)清底泥工程，不僅疏通了河道、美化了環(huán)境，該區(qū)域的整體生態(tài)環(huán)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(zhì)安全。

該工程屬于社會公益性工程，主要效益為環(huán)境效益和安全效益。

參考文獻

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