平原库区浸没评判结果

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：10.2.4.3 平原库区浸没范围的预测浸没预测包括:①预测蓄水后地下水的壅高值;②地下水在这种壅高的情况下是否对工程地基和地下建筑物造成危害,或引起地面盐碱化等问题[6]。

10.2.4.1 评判的有关规定

据GB 50287—1999《水利水电工程地质勘察规范》附录C的规定,浸没评价宜分初判和复判两个阶段进行。

浸没的初判应在调查水库区的地质与水文地质条件的基础上,排除不会发生浸没的地区,对可能浸没地区,可进行稳定态潜水回水预测计算,初步圈定浸没范围。经初判圈定的浸没地区应进行复判,并应对其危害作出评价[23]。

初判时,根据下列标志之一可判定为不易浸没地区[23]:

(1)库岸或渠道由相对不透水岩土层组成,或调查地区与库水间有相对不透水层阻隔;且该不透水层的顶部高程高于水库设计正常蓄水位。

(2)调查地区与库岸间有经常水流的溪沟,其水位等于或高于水库设计正常蓄水位。

初判时,根据下列标志之一,可判定为易浸没地区[23]:

(1)平原型水库的周边和坝下游,顺河坝或围堤的外侧,地面高程低于库水位地区。

(2)盆地型水库边缘与山前洪积扇、洪积裙相连的地区。

(3)潜水位埋藏较浅,地表水或潜水排泄不畅,补给量大于排出量的库岸地区,封闭或半封闭的洼地,或沼泽的边缘地区。

下列条件之一可作为次生盐渍化或沼泽化的判别标志[23]:

(1)在气温较高地区,当潜水位被壅高至地表,排水条件又不畅时,可判为涝渍、湿地浸没区;对气温较低地区,可判为沼泽地浸没区。

(2)在干旱、半干旱地区,当潜水位被壅高至土壤盐渍化临界深度时,可判为次生盐渍化浸没区。

初判阶段的潜水回水预测可用稳定态潜水回水计算方法,根据可能浸没区的地形、地貌、地质和水文地质条件,选定若干个垂直于水库库岸或垂直于渠道的计算剖面进行。

浸没范围可在各剖面潜水稳定态回水计算的基础上,绘制水库蓄水后或渠道过水后可能浸没区潜水等水位线预测图或埋深分区预测图,结合实际调查确定各类地区地下水的临界深度,初步圈出涝渍、次生盐渍化、沼泽化和城镇浸没区等的范围。

初判只考虑设计正常蓄水位条件下的最终浸没范围。

浸没复判应符合下列要求[23]:

(1)核实和查明初判圈定的浸没地区的水文地质条件,获得比较详细的水文地质参数及潜水动态观测资料。

(2)建立潜水渗流数学模型,进行非稳定态潜水回水预测计算,绘出设计正常蓄水位情况下库区周边的潜水等水位线预测图;预测不同库水位时的浸没范围。

(3)复判时,除复核水库设计正常蓄水位条件下的浸没范围外,还应根据需要计算水库运用规划中的其他代表性运用水位下的浸没情况。

(4)浸没预测计算时,水库上游地区库水位应采用库尾水位翘高值;壅水前的地下水位,应采用农作物生长期的多年平均水位。

10.2.4.2 平原库区的浸没标准

浸没标准,是指地下水对市镇建筑、工矿企业、道路和各种农作物的安全埋藏深度。根据GB 50287—1999《水利水电工程地质勘察规范》,浸没的临界地下水位埋深,应根据地区具体的水文地质条件、农业科研单位的田间实验观测资料和当地生产实践经验确定。也可按式(10-29)计算[22-24]:

式中:Hcr为浸没的临界地下水位埋深,m;Hk为地下水位以上,土壤毛细管水上升带的高度,m;ΔH为安全超高值,m。

浸没评价标准对农作物和建筑物是不同的。对于建筑物而言,地基中地下水位的埋深H应不小于建筑物(含地下室)基础的砌置深度ΔH加上地基土中的毛细水的上升高度Hk,即(H≥Hk+ΔH);对农作物而言,地基中地下水位的埋深H应不小于农作物的根系层的厚度ΔH加上地基土中的毛细水上升的高度Hk。

对农业区,土壤中毛管水上升带的高度与土体结构、矿物组成、地下水的化学成分等有关。由于野外条件下测定毛管水上升高度的与实验室测定的毛管水上升高度有较大差别,GB 50287—1999《水利水电工程地质勘察规范》中规定:“地下水位以上,土壤毛管水上升带的高度,可根据作物在不同生长期土壤适宜含水量和野外实测的土壤含水量随深度变化曲线选取。”一般农作物根系70%分布在地表30cm土层范围内,90%分布在地表50cm土层范围内。埋深大于50cm的根系只在作物生长过程中的某个时期及一定程度上可能构成产量影响因素,而不会对作物的成活构成威胁。因此农作物的临界浸没标准应采用多种方法进行对比。比如通过试验场潜水蒸发资料反算临界深度。从所编制的地下水位埋深与潜水蒸发量关系曲线就可看出,当地下水埋深浅时,潜水蒸发强烈,毛细管水上升快;反之,潜水蒸发较弱,毛细管水上升慢。根据实地调查和类比,可将地下水位与蒸发量关系曲线的拐点作为临界深度。

还可根据浸没区盐碱地和地下水位变化确定浸没临界深度或根据定点调查确定临界深度等。如官厅库区的建筑物的浸没临界深度根据最新的实测资料,并调查建筑物的破坏情况后确定为3m[22]。

10.2.4.3 平原库区浸没范围的预测

浸没预测包括:①预测蓄水后地下水的壅高值;②地下水在这种壅高的情况下是否对工程地基和地下建筑物造成危害,或引起地面盐碱化等问题[6]。

库区两岸浸没范围的预测,常用相关分析法、地下水动力学法和水均衡法[22]。

1.相关分析法

即按照已知的库水位高程及相应库水位条件的下浸没边界的地形高程的比例关系,推算出库水位在不同高程情况下的两岸浸没范围。由于它以实际资料为依据,同时考虑了实地的地形地貌条件,所以一般能取得较好的预测效果。

不过,相关分析法在地形比较平缓的平原地区采用比较好。因为其准确性主要取决于观测资料(如潜水位、井水位)是否准确,而当地形坡度比较大(如1.5%～2.5%)时,地下水位变化亦比较大,此时要划定地下水浸没区界线并确定其地形标高比较困难,因而其精度可能受到影响;因此在地形变化比较大的地区,如沟谷比较发育的黄土丘陵地区不宜采用[22]。

2.水均衡法

即通过研究地下水补给、排泄条件与水位动态之间的变化,也就是由收入项与支出项的均衡情况所引起的区域地下水位动态变化来预测。具体方程为[22]:

式中:A为某一均衡区内地下水在某一均衡期内的收入项;B为某一均衡区内地下水在某一均衡期内的支出项,主要指地下水蒸发以及人工开采等;F为某一均衡区的面积,在具体计算时,根据需要可划分小区;t为均衡期,一般可定为一个水文年,并以实测水位进行验证;Δh为某一均衡区由于收入项和支出项均衡的结果,造成地下水位的变幅,其值可能是正的,也可能是负的;μ为某一均衡区地下水位变幅带内含水层的给水度。

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