山阳县县河截渗坝蓄水成湖工程效果分析
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[摘 要]山阳县借鉴岩基上的截渗坝、水土流失治理中的拦沙坝及上世纪用黄土在小河流中建的截渗流等工程经验，在县河这样中等河流砂砾石河床上，利用洪水在库区落淤和坝体水泥沙浆、砼等形式防渗，经过实践，成功建成了浆砌石截渗坝群，达到蓄水成湖效果，经工程效果分析，经济合理，技术安全可行，达到了目前山阳县的政治、经济、社会条件下的工程使用目的。在我县口粮田建设过程中，又在山阳县法官跃进渠首截渗坝和色河陆湾截渗坝得到验证。
[关键词]山阳县，县河，蓄水成湖，效果分析
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0509-02
一、山阳县县河蓄水成湖社会深远意义
山阳县属国家南水北调中线工程重要水源涵养区，森林覆盖率达到62%，近几年建成天竺山、月亮洞、漫川古镇及金钱河绿色长廊“三景一带” 旅游景区，被誉为“西安第二生活区”。山阳县城地处县河（上游也称县川河）与西河两条主要河流交汇处。2009年至2011年，山阳县通对县城河实行筑砂砾石地基上的截渗坝，当地人俗称拦砂坝，通过蓄水开成了东至卜吉河、西至西河桥在县河内形成了2.5公里长50米宽的连续水面，与2公里过境路、5至8米宽的绿化休闲长廊相互衬托，成为县城一道亮丽的风景，增添了县城灵气。山阳县城河是一条季节性河流，四季河道流量分明，常呈现干河滩，不能形成覆盖河滩的清澈水面，无法与两岸人民广场、苍龙山森林公园、过境路绿化休闲长廊、城周围太阳能亮化工程相映衬。为了切实改变县河有河无水的状况，山阳县投资1000多万元，对县河2815米的河堤实施加固改造，河内筑坝蓄水成湖，堤顶花岗岩栏杆，两岸绿化亮化的措施，并列为2011年全县20个重点基础项目来抓。从高家沟至西河桥新修拦砂坝12座，加固改造3座；两岸建成了沿河休闲长廊，形成一河两路穿东西，五桥横跨连南北的格局。提高了县城防洪能力，美化了县城环境，提高了居民生活品位。在2012年以来，在县城河成功蓄水成湖的基础上，又起动和开工建设了中小河流县河防洪工程和西河河堤加固及截渗坝工程。另外，这种在砂砾石河床上建截渗坝技术的经验，又在我县口粮田建设过程中，如山阳县法官跃进渠首截渗坝和色河陆湾渠首截渗坝得到验证（图1）。
县城河截渗坝蓄水成湖工程运行5年来，冬天河道里一片冰封世界让人有北方世界的感动。更有在水快要干时，成群结队的人下河摸鱼，场面热闹非凡。夏季洪水经过小坝翻滚，甚为壮观；又有坝后水垫和护坦及下级坝面形成的雍水，起着水垫作用，水流稳定地流向下游。夏秋和初冬时节从拦水坝上翻滚而下的潺潺水流，低低的水坝，既起到了拦沙、固堤的作用，又起到了蓄水美化的作用，让人有了南国的联想，又有艺术造型，为山阳县城增添了城市景色。这些都是2009年以来建在县河（沿县河口至甘沟口河段）砂砾石河床上的十余座浆砌石截渗坝蓄水成湖的功劳。
二、建浆砌石截渗坝最初的目的是避免橡皮坝的缺点
浆砌石截渗坝与橡皮坝相比，橡皮坝时蓄时放，浪费水资源，浪费人力、电力，特别是放水后河道及岸边，全是沉积的污泥和垃圾，寸草不生，一片狼藉；修建橡皮拦水坝，高度过高，切断了河道中鱼类资源的迁徙、繁衍的通道，破坏了水草和鸟类的生长环境。而有人发现在橡皮坝的下游未蓄水河段，河边长满了河柳、芦苇等丰美的水草，白鹭、野鸭等众多野禽在其中嬉戏、觅食，使人感到有生机、自然和谐的气象。橡皮坝形成的水面过深，易造成人员溺水身亡现象。橡皮坝因洪水中带有泥沙对橡皮有冲蚀和磨蚀作用，容易烂洞破坏维修麻烦。而我县建浆砌石截渗蓄水坝是基于使用要求为出发点的。
三、建设历史背景
一直以来，山阳县借鉴在岩基上建截渗坝，和上世纪在50平方公里以上的河流中大开挖用黄土筑坝，俗称截渗流，以及套用水土流失治理中在较陡山沟中修建泥沙不下沟的拦沙坝，进一步尝试在200平方公里的河道中建拦沙坝固基、防洪和蓄水。早在2004年，山阳县政府已将县城蓄水成湖美化环境工程，作为城镇建设规划的重点工程来抓。2006年就砂砾石河床上的浆砌石截渗坝，有两个疑问需要解决。一是砂砾石河床上建低坝，是否能蓄住水。二是经测量，一般地断面堤顶高于河床8m以上，而当时有个别堤顶高于同断面两岸最低点为5m左右，这些有最低点的地方，在雨季的井水位有溢流，就是说只能在高于河床3m以下蓄水。在这种情况下，我们用3m高的土石坝做试验，经成功蓄水，观察堤顶两岸100m外的最低点井水位变化，几乎没有水位变化。实验坝工程实践证明，在上游不断流或者来水量大于坝体渗流量的条件下，是可以蓄住水的。2009年底开始建成了十座砂砾石河床上浆砌石截渗坝。2010年7.23洪水毁坏了部分县城堤防，在恢复加固堤防的基础上，树立建设城市、管理城市、经营城市的理念，加大县河、西河治理力度及拦砂坝工程建设，打造县城蓄水成湖景观。经过4年来多次的洪水的运行情况来看，没有被冲毁。砂砾石河床上建浆砌石截渗坝是可以满足城市蓄水成湖使用要求的。
四、充分利用当地的建筑材料
沙可就地取材，最远不超过1公里。块石可就地取材，距石场最远不超过5公里，水泥可选山阳县水泥厂P、C32.5水泥。
五、设计因素和设计成果
设计因素：县河流域面积231.6Km2，工程河段河床比降7%，原堤根距37m以上；原两岸河堤高8～10m；地基为河床砂砾石深约22～26m，渗透系数10-3～5*10-3；筑坝材料：块石、沙、水泥、外运粘土。
设计成果：砂砾石地基为半柔体。浆砌石基础和浆砌石坝体及浆砌石河堤为半刚体，承担防洪水冲刷作用。防渗靠坝前预填外远黄土和汛期落淤。坝高3m；顶宽2m，底宽4m；水垫区宽4m，护坦宽4m。浆砌石表面采用C20砼厚0.2m防渗，防冲。30年一遇设计洪峰流量为650m3/s；坝顶最大水深3.5m。
各坝顶做了不一样的消能槎桩，有圆柱体、正方体、菱形体、长方休等，起到了工程美化作用，又起到了消能作用。
六、砂砾石地基上的浆砌石截渗坝优点
①可以有效利用当地砂、石子、快石的地材优势。②在夏秋季节上游河道有水的情况下，确实达到了蓄水成湖的工程目的。③春夏之交时雨量较少，河水断流，而河床小部分绿地非常好看。③河堤上每隔200m下人踏步，河堤根脚有护根露顶供人游走，方便检拾水面垃圾。④县城河上世纪八十年代建有老县河桥（西塔路桥）；21世纪以来，自上而下跨县河先后又建了庙沟桥、高家沟桥、蔡家垣桥、老虎沟桥、卜吉沟桥、服务楼桥、人民广场城壕路桥、山漫过境公路桥、丰阳小区连接桥等桥。已建成的南大街东延至九字碑，西延至西河西边山根，南大街两边、沿环城过境路、翠屏小区、丰阳小区、瑞丰小区等商住房，人民广场、新体育场建成临堤公园和南河水上夜景、堤防红绿变幻LED灯及路灯等亮化工程，特别是丰阳小区、东城雅居、东盛大厦、新体育场大厦等22层以上的小高层，县河在有水季节河内连续水面，与河堤拦杆，与过境路及绿化休闲长廊，成为县城一道亮丽的风景。⑤传统砂砾石河床上截渗，要做地下固结灌浆、帷幕灌浆处理。整个河堤都在砂砾石河床上，河床下砂砾层在修桥时已探明均在23米左右，显然沿河堤基础做帷幕灌浆防渗代价很大。利用砂砾石含泥量和建小低坝在汛期落淤防渗，实践证明在少量资金情况下工程效果可行。
七、存在问题
①一年四季，总有冬春季上游断流时不能蓄水，不能形成水面效果。有个别有水面效果的，也是排污管涵排至河道的臭水。②春夏之交时雨量较少，河里无水，地下水位探明均在3米深，甚至更深。河床大部分面积沉积的泥土产生龟裂现象，而河床小部分面积长绿草茂盛，翠绿非常好看。③有排污管道或涵洞的两坝之间或坝体消力池内积有污水，在河岸堤路上或河床闻到非常恶臭刺鼻的气味。河堤上每隔200m下人踏步，河堤根脚有护根露顶供人游走的，兼作穿过河床通道的，因那恶臭来往的人需掩鼻而行。④在河道有好多垃圾。在创建文明县城活动月时，各单位包区打扫，没有活动时，垃圾泛滥。⑤下游最后一级拦沙坝，由于没有下一级坝的水垫和雍水作用，坝后冲刷有很深。上游最上一级拦沙坝前泥沙淤积严重。⑥在水量较少时，有个别截渗坝形成管涌和流土现象，水流从渗流通道渗到下游护坦位置。这时只要将淤土人工塞到渗洞内即可防渗，达到水流翻过坝面的蓄水效果。⑦两级拦沙坝之间遇有支流的，泥沙堆积严重。