坝区建设脚本
① 五里冲水库建设的生态、经济和社会效应
6.2.4.1 建库前后土地覆盖类型动态变化分析与对比
本次研究,通过土地覆盖类型动态变化的分析与对比,来揭示五里冲水库建设后区内岩溶生态环境的变化。分别选择建库前的1993年和建库后的2001年作为对比时段。1993年土地覆盖类型为土地利用详查数据,经数字化并进行了几何精校正(图版Ⅴ-1);2001年土地覆盖遥感分类采用美国陆地卫星Landsat的ETM数据(2001年6月14日中国遥感卫星地面站接收),经过图像增强、几何精校正后(图版Ⅳ-1),对其进行计算机自动识别分类,得出当期的土地覆盖类型数据(图版Ⅴ-2)。根据土地利用类型的划分标准,结合各种地类的生态效应,将土地覆盖类型划分为:水田、旱地、果园、有林地、灌木林、未成林造林地、疏林地、草地、石漠、水域、居民地等11类。工作区1993~2001 8a间土地覆盖类型总体变化特征(表6-8)为:与1993年相比,2001年的耕地略有减少,园地有所增加,说明农业产业结构得到了调整;有林地和灌木林总数基本保持不变,森林覆盖率8a来基本维持在28.8%的水平上;未成林造林地、疏林地大量减少,荒草地、建筑用地增加,而石漠面积增加近一倍,显示工作区岩溶石漠化问题仍比较严重。
表6-8 蒙自盆地1993年与2001年土地覆盖类型面积对比(单位:亩)
土地覆盖类型的变化并不是静态的而是动态的,某一地类面积的“增加”不是在原基础上的简单增加,而是减中有增、增中有减。即某一地类由于自然的或人为的因素,在某一时段内演变成其他的一种或多种地类,在同一时段内同样也会有其他一种或多种地类演变成该地类,各种地类之间始终存在着相互消长的关系。通过进一步分析各种土地覆盖类型的减少去向或增加由来,有助于对区内生态环境变化的更深入的了解。
(1)耕地变化特征
包括水田、旱地及园地。由于五里冲水库的建成,蒙自盆地的农业用水状况得到了很好的改善,从而有条件进行了农业产业结构调整。全区耕地总面积由1993年的953789.1亩减少到2001年的903165.5亩,陡坡开荒得到了控制,退耕还林、还草工程已经启动,特别是耕地内部结构发生了变化。
1)水田总体减少,主要变成了园地、旱地和有林地
如表6-9、6-12和图6-8所示,1993年的水田到2001年有36065.6亩(占22.99%)变成了旱地,而2001年水田中有29366.9亩(占21.31%)是由1993年旱地变化而来的,水田与旱地之间净变化值为水田减少6698.7亩;水田与园地之间净变化值为水田减少9287.0亩,水田与有林地之间净变化值为水田减少2479.6亩,水田与石漠之间净变化值为水田减少1624.1亩。
表6-9 蒙自盆地1993~2001年水田动态变化
表6-10 蒙自盆地1993~2001年旱地动态变化
表6-11 蒙自盆地1993~2001年园地动态变化
表6-12 五里冲水库灌区耕地历年变化情况表(单位:亩)
2)旱地略有减少,主要是产生了石漠化
如表6-10和图6-8所示,1993年的旱地到2001年有96947.0亩(占12.61%)变成了荒草地,而2001年荒草地中有71498.7亩(占9.78%)是由1993年旱地变化而来的,旱地与荒草地之间净变化值为旱地减少25448.3亩;旱地与石漠之间净变化值为旱地减少42749.1亩,旱地与有林地之间净变化值为旱地增加21384.4亩。可见,旱地与其他地类之间相互转变较大,但总体保持平衡,略有减少,石漠化未能有效控制。
3)园地明显增加,主要由水田和旱地转变而来
如表6-11和图6-8所示,1993~2001年园地与水田之间净变化值为园地增加了9287.0亩,园地与旱地之间净变化值为园地增加了2000.0亩,但园地与石漠之间净变化值为园地减少了3228.8亩。可见,园地的增加主要是由水田和旱地转变而来的,而园地也有石漠化现象,应加以控制。
图6-8 蒙自盆地1993~02001年耕地动态变化图
(2)林地类变化特征
包括有林地、灌木林、未成林造林地和疏林地,其中有林地和灌木林总量变化不大,但却处于不断变化的动态平衡之中。与其他地类相比,有林地与灌木林影像特征最为接近,二者之间有较大比例属于混分,故从生态意义角度可以忽略二者之间的相互转化。未成林造林地和疏林地总量大量减少,造林成效有待提高。
1)有林地总体略有增加,主要由未成林造林地和灌木林演变而来
如表6-13和图6-9所示,1993~2001年8a间,有37429.8亩未成林造林地变成了有林地,有林地与灌木林之间净变化值为有林地增加了19322.9亩。有林地与旱地间动态变化值也较大,其净变化值为有林地减少了21384.4亩。同时,有林地与石漠之间净变化值为有林地减少了20475.8亩。加强现有林地的保护,防止其退化,应引起有关部门重视。
表6-13 蒙自盆地1993~2001年有林地动态变化
表6-14 蒙自盆地1993~2001年灌木林动态变化
表6-15 蒙自盆地1993~2001年未成林造林地动态变化
2)未成林造林地大幅度减少,近一半变成了有林地,持续造林和维护工作未跟上
如表6-15和图6-9所示,1993年的未成林造林地到2001年有46.45%(37429.8亩)成为有林地,7.13%(5748.3亩)变成了灌木林,计有53.63%的成活成林,造林成果已经不错。但应看到还有16.63%、11.99%和4.26%分别变成了旱地、荒草地和石漠,若能根据岩溶地区的特点选好树种,造林后给予适当的护理,还可提高造林成效。从表中还可看出,荒草地、石漠、旱地等其他地类成为未成林造林地的极少,区内持续造林工作比较薄弱,致使未成林造林地大幅度减少,2001年比1993年减少了87.44%。
(3)荒草地变化特征
荒草地总体略有增加,主要由旱地演变而成,但荒草地的石漠化相当严重。如表6-16和图6-10所示,荒草地8 a后多了16153亩,增加了5.78%。历时8 a,1993 年的荒草地中有12.0%和6.89%变成有林地和灌木林,而25.57%和24.86%分别变成了旱地和石漠。荒草地与旱地之间净变化值为荒草地增加了25448.3亩,荒草地与石漠之间净变化值为荒草地减少了42995亩。
图6-9 蒙自盆地1993~2001年林地类动态变化图
(4)石漠变化特征
区内石漠化严重,8a间石漠面积增加了94.90%,荒草地和旱地最容易石漠化,存在林地砍伐和退化现象。
表6-16 蒙自盆地1993~2001年荒草地动态变化
图6-10 蒙自盆地1993~2001年荒草地动态变化图
表6-17 蒙自盆地1993~2001年石漠动态变化
图6-11 蒙自盆地1993年至2001年石漠动态变化图
如表6-17和图6-11所示,1993年的石漠面积为118479.4亩,到2001年增加到230913.1亩。1993年的石漠中有9.73%和13.30%变成了有林地和灌木林,这些石漠区得到了很好的生态恢复,有22.37%变成了荒草地,也处在一种恢复的进程中;2001年石漠中,有69495.6亩(占30.10%)是由荒草地演变而来的,有65853.0亩(占28.52%)是由旱地演变而来的,有林地也有32006.1(占13.86%)演变为石漠,人为砍伐、毁林开荒,造成了生态环境恶化。
6.2.4.2 五里冲水库建设的生态、经济和社会效应
五里冲水库1997年开始供水,供水量分别为:1997年847.88万m3,1998年2016.8万m3,1999年2600.2万m3,2000年3730.0万m3,2001年2259.36万m3,现已产生了明显的社会、经济和生态效益。
(1)解决了蒙自坝区干旱缺水问题,灌溉面积广,受益人口多
蒙自坝区旱地一般无水灌溉,产量低,但增产潜力很大。过去因农灌用水问题未能解决,一直干旱缺水,严重制约坝区经济的发展。直至20世纪90年代初期,粮食自给率仍不足50%,每年需国家调入粮食5亿kg。
五里冲水库灌区主要涉及6个乡镇,2000年农村人口116332人(表6-18、6-19)。水库自流灌溉控制土地面积26.878万亩(耕地19.177万亩),其中东灌区(6片)为水稻旱作交叉灌区,犁江河为水稻集中灌区(4片),西灌区为旱作物集中灌区(10片)。水库引、蓄水供水系统年总供水量可达8972.0万m3,灌溉面积18.23万亩,将水利化程度由1996年的40.67%提高到86.40%。
表6-18 五里冲水库灌区农村基本情况表
表6-19 五里冲水库灌区水果生产总体情况表
(2)农业产业结构得到了调整,扩大了经济作物种植面积,资源利用更趋合理,促进了农业现代化综合试验示范区的建设。
灌区原以种植业为主,农业总产值中农业占74.62%,林业占1.46%,牧业占21.45%,渔业占2.47%。水库建成后,因灌溉水源得到了保证,对农业产业结构进行了调整,扩大经济作物种植面积,主要发展水果业,建成了万亩石榴园。石榴面积由1996年的3885亩增加到2000年的10363亩(表6-20)。
表6-20 五里冲水库灌区石榴生产情况表
1997年11月15日,云南省政府批准蒙自为农业现代化综合试验示范区。五里冲水库灌区处于红河自治州和昆河经济带之中心位置,土地广阔,光热优越,具有大规模农业深度开发的显着优势,发展“高产、优质、高效”农业,建成为一个以高投入、高科技为支撑条件,规模化生产、集约化经营、商品化的现代化农业区域。
(3)粮食单产有明显提高,水果产量大幅度增加,取得了明显的经济效益
建库后灌区水田面积和播种面积略有减少,为调整产业结构增加经济作物所致。但因灌溉水源得到了保证,水稻单产有明显提高,由1996年的每亩400多公斤增加到2000年的每亩500多公斤(表6-21)。水果产量由1996年的626.94万kg增加到2000年的1023.43万kg。
表6-21 五里冲水库灌区水稻生产情况表
(4)促进了生态建设,陡坡开荒得到了控制,灌区内生态环境正在改善,区域性石漠化防治工作有待加强
建库后,五里冲水库的直接灌区(蒙自坝区)和水库周边地区的生态环境有了明显改善。坝区内原来的旱地变成了连片的果园,特别是盆地边缘山坡脚一带的果园建设,不仅取得了明显的经济效益,而且起到了控制水土流失、改善生态环境的作用;由于林地用水得到保障,促进了灌区植树造林,提高了成活率,沿公路两侧绿化带的建设效果明显;五里冲水库对盆地内干旱湖盆(南湖、长桥海和大屯海等)定期输水,不仅蓄积了水源,而且调节了气候。
虽然五里冲水库的直接灌区和水库周边地区的生态环境有所改善,但工作区总体生态环境状况不容乐观。8年来,区域上未成林造林地和疏林地分别减少了87.44%和87.65%,而石漠面积增加幅度达94.90%,说明工作区呈持续的岩溶石漠化状态。盆地周边的斜坡地带为石漠化最严重的地区,一方面斜坡地带生态条件最为脆弱;另一方面该地带原是陡坡开荒最严重的地区,现在虽然得到了控制,但退耕后没有及时还林还草,而是成了荒芜的石漠。
(5)城镇供水得到了保障,区位优势得以发挥,蒙自成为红河自治州的社会、经济中心
蒙自处于红河自治州和昆明—河口经济带之中心位置,土地广阔,资源丰富,具有显着的地域优势。早在1957年11月18日,云南省最初成立红河哈尼族彝族自治州时,就将蒙自作为自治州州府所在地。后于1958年7月,州府迁往个旧。五里冲水库建成后,城镇供水问题得到了彻底解决,蒙自社会和经济发展有了保障,红河自治州政府于2001年迁回蒙自县。可见,五里冲水库不仅对蒙自,而且对整个红河自治州的社会、经济发展均起着举足轻重的作用。
(6)为岩溶断陷盆地区水资源开发利用和生态建设积累了经验
五里冲水库采取了上游高原区引水和蓄水—基岩山区建立生态经济林—盆地内建立高效农业基地三方面有机结合的水资源开发利用与生态建设模式;水资源开发方面,以五里冲水库为枢纽,将响水河水库、小新寨水库、菲白水库等山区分散小水库联合形成供水系统,统一调度,利用工程群体优势,使有限的水资源发挥出最大灌溉效益;工程建设方面,五里冲水库是我国在强岩溶地区利用天然溶蚀洼地,采用一系列高新技术防渗堵漏,首次建成水深超过百米(106m)无大坝的中型水利工程。其开发建设的模式和经验,在同类地区(特别是西南岩溶区)水资源开发利用和生态建设中具有十分重要的推广价值。
② 呼和浩特市回民区坝口子旧村有啥规划
棚户区改造是最大的民生工程和发展工程。
随着呼和浩特城市规模不断扩大,许多城边村进入城区,成为基础条件差、改造难度大的城中村,特别是二环快速路周边仍有一部分城中村和城市棚户区亟待改造。市委、市政府决定从2017年开始,再用三年左右时间,投入1263亿元,对中心城区2680万平方米城中村和城市棚户区实施彻底改造,迅速改变棚户区基础设施不配套、规划建设水平低、生活环境脏乱差、基本公共服务不到位的状态,全面改善居民、特别是低收入困难群众的生活,让首府人民在城市发展建设中有更多的、实实在在的获得感。2017年安排投资405亿元,惠及群众10.5万人,征拆房屋854万平方米。新城区:投资92.5亿元,实施二环快速路北侧岱州营、下新营、毫沁营3个城中村整村改造和白酒厂、三合村、府兴营、一家村(巨华地块)、海东路区块、锡林路区块、东街区块、西街区块、中山路区块、东风路区块、迎新路区块、海新小学12个城市棚户区项目。征收土地4501亩,拆除建筑228万平方米,惠及群众10998户、21996人。回民区:投资75.5亿元,实施小府村、工农兵路危旧房、扎达盖河及北出城口、什拉门更、厂汉板、动力机械厂危旧房、东寺巷、橡机厂平房8个二环快速路内城市棚户区和刀刀板、倘不浪、一间房3个二环快速路边城中村整村改造。征收土地2744亩,拆除建筑141万平方米,惠及群众8611户、25833人。玉泉区:投资91.7亿元,实施北源村、西源村、西水磨村、西瓦窑村、巴彦乌素社区、绿树景苑社区、当浪土牧村、部分城市边死角(19个区块)8个二环快速路以内项目和南管子、范家营、小黑河村、西二道河村、章盖营村5个城中村整村改造项目。征收土地3861亩,拆除建筑155万平方米,惠及群众8305户,20762人。赛罕区:投资145亿元,实施人民路社区区块、大学西路社区区块、大学东路社区区块、乌兰察布东路社区区块、中专路社区区块、敕勒川社区区块6个城市棚户区改造和后罗家营村、保全庄村、格尔图村、八拜村、前罗家营村、前不塔气村、黑土凹村7个城中村整村改造项目。征收土地7128亩,拆除建筑331万平方米,惠及群众12320户、36960人。2018年安排投资475亿元,惠及群众13万人,征拆房屋970万平方米。新城区:投资42.4亿元,实施三卜树、上新营、毫沁营棚户区3个项目。征收土地2072亩,拆除建筑115万平方米,惠及群众5090户、10180人。回民区:投资80亿元,实施孔家营村、攸攸板村、盐站西路——巴彦路棚户区、乌里沙河两侧棚户区、扎达盖河两侧棚户区、西二环——盐站西路棚户区、刀刀板村、倘不浪村8个城中村整村改造项目。征收土地2968亩,拆除建筑149万平方米,惠及群众8480户、25440人。玉泉区:投资139.7亿元,实施辛辛板村、东源村、南源村、蛋厂路周边棚户区、部分城市边死角(14个区块)、前八里村、后八里庄7个城中村改造和市医院南侧棚户区改造项目。征收土地5452亩,拆除建筑225万平方米,惠及群众15725户、39312人。赛罕区:投资212亿元,实施东瓦窑村、双树村2个快速路内项目和东喇嘛营村、正喇嘛营村、西喇嘛营村、西古楼村、东古楼村、六犋牛村、合林村、东黑河村8个快速路外项目及前罗家营村、前不塔气村2个2017年未完成项目。征收土地10177亩,拆除建筑481万平方米,惠及群众18458户、55374人。2019年安排投资383亿元,惠及群众6.7万人,征拆房屋855万平方米。新城区:投资44.8亿元,实施沙梁、塔利2个棚户区改造项目。征收土地2239亩,拆除建筑104万平方米,惠及群众4000户、8000人。回民区:投资91.2亿元,实施坝口子村、元山子村、东乌素图村、厂汉板村、一间房村、东棚子村、酉乌素图村7个棚户区改造项目。征收土地6271亩,拆除建筑176万平方米,惠及群众5266户、15798人。玉泉区:投资124.8亿元,实施西二道河村、章盖营村、大库伦村、沟子板村4个整村改造项目。征收土地5147亩,拆除建筑290万平方米,惠及群众7030户、17575人赛罕区:投资122.7亿元,实施新营子村、东把栅村、什兰岱村、大厂库伦村、坝堰村5个整村改造项目。征收土地7767亩,拆除建筑285万平方米,惠及群众8632户、25896人。觉得有用点个赞吧
③ 大坝的选址
大坝一般选在峡谷处,水库库址应选在河谷、山谷地区“口袋形”盆地或洼地处。水库范围应是由大坝及接触到的最高一条等高线共同所组成的闭合区域。如果同时发电,还要选择地势落差大的地方,以创造更多的水能。避开断层地带,以免诱发断层活动,导致地震、滑坡、渗漏等不良后果。对于大型的水利设施在选址的时候,就是应该要考虑到地质构造。一般要选在地基坚实的地质构造上,背斜与向斜的比较上,背斜顶部因受张力的影响,容易被侵蚀成谷地,向斜由于槽部受到挤压,岩性坚硬不易被侵蚀,所以水库坝址应布置向斜。总之,要选择地质坚固、峡谷地段、水能丰富、移民量小的地区。同时水库等水利工程区在修建时需要避开喀斯特地貌区。
④ 黄河三门峡坝区地质勘探的历史丰碑(大口径勘探的理论依据)
张鉴新
一、坝区供水勘探373号供水井的钻孔工作创新理论依据
(一)1957年至1958年,黄河三门峡地质勘探总队,在完成坝区供水勘探的74号、231号和373号供水井的钻孔和抽水试验工作后,将此三个供水井移交工程局,经过孔口改造、泵房建造等工作后,便作为坝区大型供水设施,特别是373号供水井,它是三门峡大坝施工用水、三门峡枢纽改建工程施工用水、三门峡坝区至大安地区的工业和生活用水的主要水资源。
1970年至1980年期间,由水电北京设计院的三门峡设计代表组等单位组建的水电十一局设计院,住在大安,其生产和生活用水,均为坝区373号供水井,经输水管输送的,深感373号供水井,在该地区的国民经济建设中,发挥着举足轻重的作用。
(二)373号供水井,是黄河三门峡地勘总队的地质和勘探全体工作人员,在新中国诞生后,为治理黄河所做的科技成果。
由于黄河水含沙量大,不能作为大坝施工的直接用水,而漫滩沙砾层中水和闪长玢岩裂隙水,水量甚少,为解决三门峡施工用水、生活用水,当时三门峡地勘总队主任工程师贾福海和地质工程师夏其发为代表的地质科技人员,从区域水文地质查勘,到69号供水勘探孔的抽水试验成果后,认定:埋藏在奥陶纪石灰岩层的喀斯特裂隙水,水量大,是比较理想的坝区用水的水资源,因而贾福海主任工程师提出:373供水勘探孔,要兼作供水井施工。
1.当时总队党委非常重视373号孔的勘探工作,召开专门研究会,由贾福海主任工程师作了说明(大意):
1)水量大,可按50L/s以上水量,计算所需用抽水设备,为求得可靠的涌水量数字,抽水试验时间,要延续30天或45天,届时,由试验现场讨论决定。
2)钻孔孔径,要比74号孔径增大,以利增大抽水,并按供水井施工。
3)石灰岩顶部的煤系岩层是隔水层,奥陶纪石灰岩喀斯特裂隙水,具有承压水性质,承压高度为10~12m,地下水位标高约为(269~273m)。要在石灰岩与煤系岩层之间作隔水,封孔处理。
2.由于373号孔的勘探工作,工程量大,抽水试验时间长,要求高,因此,总队党委和总队领导决定:
1)成立由杨兆详(书记兼总队长)、贾福海(主任工程师)、张洪生(副总队长)、张鉴新(勘探科、勘探工程师)组成的领导协调组(以下简称:协调组):由杨兆详、张洪生负责组织动员工作,张鉴新负责制定全面勘探技术操作安装及钻具的设计工作等,并主管协调组的日常工作。
2)成立徐凤君为机长的大口径373号孔勘探机组(包括大型抽水试验组)属坝一队领导,调宋宝冲同志去坝一队为副队长,筹备373号孔钻探设备及大型抽水试验设备。
孙钊工程师协助坝一队,做好373号供水勘探孔的设备安装,包括14m高度的钻塔的改制工作等。
3)当时非常缺少大口径钻探设备及管材,总队协调组,要求物资科,派专人去北京、天津、上海相关物资局,请求支援,最终,物资科张英俊科长说(大意):能够调给总队的最大管材:直径:ϕ14″、ϕ12″、ϕ10″、ϕ8″、δ=10mm;供水钻机的盘型钻机,无货;动力机为25 马力柴油机;当时总队现有最大钻机为 KAm-500型,配套钻杆为ϕ50mm,水泵为200/40型。
至此,坝一队相关领导,要求使用供水勘探的盘式钻机及相应配套钻具的钻头,不能实现。
对此,杨兆详总队长:要我拿出一个切实可行的技术措施和理由,表明:使用 KAM-500型钻机,ϕ50cm钻杆,25马力柴油机,承担373号供水勘探孔的可行性,让总队党委和相关领导人心中有数。
(三)勘探工作是地质查勘的一种手段,前已说明:373号供水勘探孔,是用大孔径,进一步探明奥陶纪石灰岩的喀斯特的裂隙水资源的涌水量,为此,当时我们设定:
1.钻孔结构示意图(本图仅供选用钻进方法,作参考)如图1
图1 钻孔结构示意图
注:图1中:
1)地下水、承压水的水位,是根据贾工《三门峡坝址工程地质条件》推算的。
2)岩层厚度,是由8号孔岩心分层记录中,推算的尺寸数字。
2.铁砂钻头、钻铤加压,示意图2、图3
1)铁砂钻头是用厚壁钢管材料,内贴外包钢板(δ=3mm)制作。
铁砂钻头(示意图2)
do=原钢管内径(mm);
d=原钢管外径(mm);
图2 铁砂钻头示意图
图3 钻铤加压示意图
Do=do-2×3(mm);
D=d+2×3(mm)。
2)钻铤是用ϕ150mm圆钢柱,穿孔后,两端车锁接头丝扣。
钻铤加压(示意图3)
每个钻铤重约150~170kg
3.373号钻孔钻进,选用下列数据来校核:所需功率,ϕ50mm钻杆应力、KAM-500型钻机的主要部件强度等。
1)钻头转速n=120~150转/分钟。
2)闪长玢岩层:用铁砂钻进,但要少投砂、勤投砂,使钻孔孔径上下均匀,有利于钻杆导向器发挥导向作用。
石灰岩、煤系岩层:用硬质合金钻进。
3)钻头承受压力:
钻砂钻进:бo=钻头单位面积承受压力=8kg/cm2。
合金片钻进:每个钻头镶大块硬质合金片,ϕ14″或ϕ12″钻头,共计镶74块,每块承受20kg/cm2,共计承压:С=20×74=1480kg。
4)纯钻进进尺;参考 74号孔进尺,选用:h=62.5cm/台时,每分钟纯进尺:hmin=
5)钻头,选用ϕ14″,δ=10mm(或ϕ12″,δ=10mm)钢管,作为材料。
(1)制作铁砂钻头:在管材内壁、外壁,用δ=3mm钢板,内贴、外包,各焊一层(详见:钻头图示)。
(2)制作合金钻头:钻头唇部的内、外,交错镶大块合金片,间距为16mm左右;合金片在钻头内、外出刃各为3mm。
(3)孔底环状被刻取的岩层面积:
环状面积的外径:D=376+2×3=382mm。
内径:Do=376-2×3-2×10=376-6-20=350mm。
平均直径:Dcm=R+γ=
环状面积:F=
6)石灰岩或煤系岩,单向条件下岩层抗压:бcm=800kg/cm2。
而孔底岩层的抗压:б=3×800=2400kg/cm2。
(四)373号供水孔,钻孔需要功率计算:由《钻井力学》等。
1.刻取孔底岩层(选石灰岩或煤系岩层,用合金片钻头钻进),功率:
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式中:б=2400kg/cm2,孔底岩石抗压;
V=刻取岩层体积=Fhmin;
F=环状面积=184cm2;
hmin=1.04cm;
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2.克服摩擦力,所需功率:
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式中:c=考虑孔壁磨擦孔的倾斜度,下部钻杆的直度=1.1~1.3,选c=1.15;
f=孔底摩擦系数=0.30;
C=钻头承受压力=1480kg;
n=钻头转数≈150转/分钟(在煤系岩层、灰岩中,钻进时间较多,钻进较快);
R+γ=36.6cm;
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3.空转钻杆及钻杆上导向器、钻具等,按理论近似计算有多种公式,都是适用于直径ϕ60mm以上的钻具,对于钻杆直径ϕ50mm,常引用相关实测数值。
由相关实测:100m长,ϕ50mm钻杆,实转测得功率为 N3=1.4~1.8Hp,对比后,选用:N3=1.6Hp。
综合以上,373号供水孔的钻孔,需要功率:
NΣ≈N1+N2+N3=2.041+19.6+1.6=23.241≈23.24Hp。
上式表明,在钻孔无故障条件下,用25Hp柴油动力机,可满足373号供水孔的钻孔功率。
但钻机所用水泵须另用其他动力机,作为动力机,带动两台200/40型水泵。
4.取25Hp柴油机,超载效率系数为1.1;由动力机至钻杆,传动效率为n=0.93。
(五)KAM-500型钻机,当时是由苏联进口的,配备专用ϕ50mm钻杆,按其产品说明规定,开孔直径为ϕ151mm,钻孔深500m,因此,用上述钻机和钻杆,承担373号供水井的钻孔工作,孔深没有超出,但孔径ϕ376mm,是该钻机规定的ϕ151mm的2.49倍,显然,是存有风险的。
因此采取有效技术措施,完成373号供水井的钻孔工作,把地下水抽出来,这既是我们勘探人员的职责,也是考验。
1.改善ϕ50mm钻杆,在钻进中的受力条件
钻杆下端,承受扭矩和最大压缩弯曲应力,使钻杆在受压、弯曲、折断;因此,采用钻铤加压(见图示),即在钻具上端,连接钻铤,重约1.5t。形成钻具自重加压方式钻进,消除钻杆的弯曲压力;钻杆主要承担传递扭矩,其扭应力:
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式中:
Mk1=扭矩=
n=传动效率=0.93;λ=超载系数=1.1;
N∑=25Hp;n1=转速=150转/分钟;
Wk1=钻杆断面系数=
d1=钻杆外径=5cm;d2=钻杆内径=4cm
上式,表明采用钻铤加压钻进,钻杆的扭应力是安全的。
2.保持钻孔直度,是大口径钻进中非常重要的措施
钻孔偏斜,不仅增加弯曲荷载,甚至折断钻杆,阻止钻进工作。
1)当时,苏联学者B·C·费德洛夫提出:计算转动钻杆功率,要考虑井身弯曲影响,其计算公式:
N′3=αvd2Ln1.7Hp
式中:N′3=转动钻杆,消耗的功率,Hp;
v=冲洗液比重;
d=钻杆直径,cm;
n=钻杆转速,转/分钟;
L=钻杆长度,m;
α=与井身弯曲有关的系数:
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由系数α,可见当井身弯曲3°,增加功率:
2)我和坝一队有关领导,在处理69号孔井身偏斜时,当时值班班长告诉我(大意):“钻孔偏斜,钻头转动阻力增大,动力机超负荷运行,钻头转数明显降低,突然卡钻后,钻杆接头(位于距孔口30cm)断裂”。估计转速为110~120 转/分钟。69号孔,当时孔深约2.5m,孔底中心,经测锤(吊手电筒)测得偏斜于孔口中心约3cm,铁砂钻头钻进。经估算:
钻杆接头承受扭矩应力,
超负荷系数为1.1。
传动系数为0.93;
转速n2=120转/分;
钻杆接头承受扭矩Mk2为:
Mk2=
钻杆接头外径d3=ϕ38mm=3.8cm
钻杆接头内径d4=ϕ22mm=2.2cm
钻杆接头断而系数Wk2为:
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∴钻杆接头剪力
以上表明,要把平接头更换为锁接头,同时钻孔必需保护直度,不偏斜。
(六)总结坝一队,69号供水孔的钻头直径ϕ6″(ϕ168mm)的钻进经验后,制定10~14″大孔径供水孔,钻进技术操作要点:
1.保持钻孔孔身直度,是大孔径钻进非常重要的技术操作措施:
1)钻机,按照安全技术操作规程,安装定位后,开孔钻孔不能偏斜,孔口管的孔底中心线,与钻机主轴中心线,必需同一垂直线,否则,要及时对孔口管纠偏。
2)优先选用合金钻头钻进;如用铁砂钻进,要少投砂,勤投砂,把给水量调到最佳水量,保持孔径上下均匀,以利钻杆导向器发挥作用。
3)钻头和岩心管,总长度大于8m。
4)岩心管,由上而下,每间距2m左右,周边等分,焊接6~8根筋条。筋条长80mm,宽6mm,厚度:铁砂钻进为5mm,合金钻进为3mm,筋条两端切成斜度,竖直焊在岩心管上。
5)采用自重加压钻进,岩心管上端连接钻铤,总重为1.5t。自重加压钻进,可减少钻杆受压弯曲应力。
6)每根钻杆外径,安装一个硬木制作的导向器;导向器外径与钻头直径相同,长度为其直径的1.2倍;它与钻杆的连接,要防止打滑,磨损钻杆;为防止井壁磨损导向器,可用耐磨软材料,外包导向器,具体制作,由大口径机组决定。
7)要经常测量孔身直度,开孔钻进至孔深6m,每钻进3m,要测直一次;孔深6~14m,每钻进6m,测直一次;之后,每钻进8~10m,测直一次。
偏斜度,不能大于0.22度;或长度8m钻具,放到孔底,转动,手感转动无阻力,否则,要对该孔段进行纠斜处理。
8)纠斜方法:用浓水泥灰浆,满灌偏斜孔段,灰浆凝固后,用合金钻头,岩心管长度为9m,由孔口而下,慢速转动(此时丝扣要拧紧,严防松扣、钻具脱落事故),钻到孔底,把水泥岩心取出后,再次下落钻具到原偏斜孔段,转动无任何阻力,可继续钻进。
9)上述操作要点,由大口径机组,结合实际钻进情况,灵活撑握,具体操作。
2.增加钻杆接头和钻杆强度:
将钻杆平接头换为锁接头;选用优质钢材钻杆,钻杆两端头,墩厚,制作锁接头外扣;
在制作锁接头时,选用钢管厚度,大于平接头的厚度的2倍,这样,便大大增加钻杆接头和钻杆的强度。
锁接头制图工作,由季铁根同志负责,并负责与总队修配厂联系加工制作,交坝一队使用。
3.KAM-500型钻机
1)KAM-500型钻机的主轴、传动轴,承担25Hp荷载,给钻杆传递扭矩,由于它们的直径均大于钻杆直径,而钻杆的扭应力小于许用扭应力;因而,钻机的主轴、传动轴的扭应力,同样也应小于许用扭应力,是安全的,故不再验算。
2)钻杆的传动齿轮,经验算(此处将演算过程略),齿轮的弯曲应力小于许用弯曲应力,是安全的。但齿轮的接触应力大于许用接触应力,表明齿轮在传递扭矩、转动钻杆,在钻进工作中,磨损可能较快,需要备用齿轮,以便及时替换磨损的齿轮。
就是说,要做好齿轮的磨损更换工作,KAM-500型钻机,承担373号供水井的孔径为ϕ376mm的钻进工作,是安全可行的。
(七)如上所说,在没有供水勘探设备——盘式钻机情况下,我们实施:
挖掘KAM-500型钻机潜力;保持孔身直度,减少钻具阻力;采用钻铤自重加压钻进方法,消除钻杆弯曲应力等措施;为ϕ50mm钻杆,承担ϕ376mm供水井的钻进工作,创造有效安全的运行条件。
以上这些措施要点,也是当时总队党委领导,亲自召开的由坝一队大孔径机组、总队修配厂、物资科等单位参加的动员会上所说的要点;并且明确:大孔径钻具等,由勘探科设计;总队修配厂要做好加工制造;物资科要及时供应大型钢管等材料,总之,为支援大孔径机组,做好服务工作。
由于大孔径机组的努力工作,373号供水井的钻孔工作,是按期完成的。
使用小直径ϕ50mm钻杆,完成大直径ϕ376mm供水井的钻孔工作,这在当时,尚无先例。这是黄河三门峡地勘总队的地质和勘探人员为大坝用水完成的技术成果。
二、三门峡坝区373号供水勘探孔,压缩空气扬水的几点认识
三门峡坝区373号供水勘探孔抽水试验,是由贾福海主任工程师(以下称贾总)提出的地质要求,目的是探明石灰岩喀斯特裂隙水的涌水量,由于涌水量大,煤系岩层隔离封孔后,喀斯特裂隙水,距孔口可能有20多米。因此使用常用抽水机是无用的,在此情况下,我们采用压缩空气扬水措施。
(一)压缩空气扬水,计算空气量的相关数据:
1.依据贾总提出的地质要求:
1)抽水量可按60~70L/s,选择抽水设备。
2)抽水试验,按四个阶段进行:
一次为试抽,求降低最大水位的涌水量。
转为正式抽水试验,分三个阶段降低水位:由最大降低水位开始;
第二次降低水位值,是最大降低水位值的
3)每次降低水位稳定后,测量涌水量,延续时间为10天,四个阶段降低水位,共计40天,具体由抽水试验实情决定。
2.关于喀斯特裂隙水位h值:
1)由373号孔结构图,估算h值,约为h=23m。
2)当裂隙水是由河水补给,h值小于23m,为安全计算风量,选h=23m。
3.为安全起见,选抽水量为75L/s。
说明:
1)图4尺寸是由373号孔结构图来的。
2)孔内水位是承压水位,未考虑河水补给影响。
3)为使排水喷射向下,出水口,应连接90°向下弯头。
4)封孔钢管,外径ϕ330,内径ϕ304mm,内外均作防锈处理。
图4 压缩空气扬水示意图
(二)试求提升1m3水所需空气量和空气压力及提升水管尺寸:
这里要说明一点,抽水试验、涌水量和降低水位是相关的,但这种互相关系,是在抽水试验施行中才能得知,因而所求空气量,也要在抽水试验中,由调正降低水位数值,来修正所需空气数值。
1.《钻井力学》中相关理论,已证明。
1)空气扬水,是在钻孔套管内地下水中,送入压缩空气与水混合后的比重小于管外地下水的比重,这样,由管外比重大的地下水形成的水压差,把管内地下水提升,溢出管口,流到孔外。
2)提升1m3水所需空气量(折合一个大气压的空气量),由下式计算:
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式中:V0=提升1m3水,所需空气量(折合一个大气压下空气量)。
K=克服各种阻力所需水头损失系数,可由以下经验公式计算:
即K=2.17+0.0164h0
h0=提升水的高度,即动水位(m)
H=混合器埋入水中深度(m)
注:V0式的演算由来,这里从略,其理论依据是利用空气在等温膨胀中所作的功:R=
式中:G=1m3水重。
2.求扬水启动时,提升1m3水,需要空气量、气管直径等:
1)扬水启动时:取h0=h=23m;水量为75L/s;H=38m。
K=2.17+0.0164h0=2.17+0.0164×23=2.17+0.3772=2.5472≈2.55
求空气量:
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即当沉没系数:x=
V0=3.75m3。
2)由上,每秒提水75L/s=270m3/h,需要空气量为270×3.75=1012.5m3/h=0.28125≈0.3m3/s。
令:q=每秒钟提升水量=75L/s=0.075m3/s;
q0=需要空气量=0.3m3/s(1个大气压下的空气量);
混合:q+q0=0.075+0.3=0.375m3/s。
3)求压气管直径d值:
由q2=
式中:q0=0.3m3/s=300L/s;
p0=流出排水管口的自然空气压力=1个大气压。
p2=
∴q2=
ΔP=气管阻力,取ΔP=0.8大气压。
取压缩空气流速v1=10m/s=100 dm/s;
压缩空气管的面积:F=
∴气管直径:d=
4)求排水管直径:D值:
(1)混合器,放在排水管中心,采用同心式排水装置:
取水管流速,v0=9m/s
∴排水管需要断面积:ω=
(2)由π4(D2-d2)=ω
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5)由上,选择:
气管:外径ϕ89mm,内径:ϕ81mm。
水管:外径ϕ274mm,内径:ϕ254mm。
空气量:当沉没系数:χ=
提升1m3水,需要空气:V0=3.75m3≈4m3;
空气压力:q2=5.6大气压;取q2=6kg/cm2;
气水混合速v0=9m/s;气速v1=10m/s。
(三)试求降低最大水位时,提升1m3水所需空气量及备用空气总量。
1.参考74号孔抽水试验,可降低3m水位左右;
因此,取:h0=h+3=23+3=26m
H=38-3=35m
K=2.17+0.0164×h0=2.17+0.0164×26=2.5964≈2.6
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即:当沉没系数χ=
2.备用空气量:
1)每分钟提水量=75×60=4500L/min=4.5m3/min。
需要空气量=4.5×4.51=20.295m3/min。
2)抽水试验是三个班连续进行,以上是一个班需要的空气量为20.295m3/min,三个班,备用60m3/min。为安全起见,拟选用:
6台:9m3/min·台·6台:6m3/min·台。合计为12台空压机。
总计每分钟可送空气量为90m3/min,备用安全系数为1.5。
3.以上,降低3m水位,是求备用空气量,选用参考数字,373号孔实际抽水最大水位降低数,需在试抽水中,才能得到。
(四)前已说明,我们拟筹备12台空压机,空气量为90m3/min,但这些空气量,是否满足扬水需求?这要通过试抽水试验来检验。
373号孔,试抽水试验启动后,我们向气管内,由小到大,逐渐增送空气量,直到送入空气量为45m3/min;在逐渐增送空气量的同时,观察气水混合体,经排水管出口,由断断续续喷出,到均匀连续不断喷出,延续一定时间,喷出的混合体,均为连续不断的均匀混合体,表明空气扬水状态,处于合适状态,在这种状态下,初步测得降低水位,约在2m位置。选用:空气:水=5:1的气水混合体,进行计算,我们送入45m3/min空气量,可提升9m3/min水量,大于抽水试验设计估算涌水量4.5m3/min的要求,可满足抽水试验需求空气量。我们把这种状态下送入45m3/min空气量,作为最大需求空气量,来调配备用空压机的合理组合。
1.把12台空压机分为两个组合,每一个组合,均有3台×9m3/min和3台×6m3/min,合计6台空压机,送空气量为45m3/min,以满足扬水所需最大空气量。
2.空压机厂房火灾后,烧坏上述部分空压机,因此,我们另行组合空压机,改为:一组有一台40m3/min和一台6m3/min,合计空气量为46m3/min,另一组有3台×9m3/min和3台×6m3/min,合计空气量为45m3/min,以满足空气扬水的最大需求。
3.以上是备用空气量,选用的参考空压机组合,实际抽水试验工作中,是由现场技术负责人,依据实情选用空压机数量。
(五)做好大型抽水试验的组织工作和技安工作是非常重要的
1.空压机的内燃机和压气机,运转时温度高,每组空压机运转8小时,需停机冷却降温,改为另一组空压机运转,因此,需要运转操作人员(包括燃油运送人员),维修人员,此外抽水现场还有技术人员,可见,373号孔抽水试验规模很大,而且,抽水试验时间很长,总队决定,成立由坝一队宋宝冲副队长领导的大型抽水试验组,对空压机厂房、燃油库和抽水试验现场,统一管理,协调工作。
2.空压机远转时,内燃机温度高,使排气管温度也高,与排气管相距2~3cm的帆布,在风吹摆动下,贴近排气管,被烤烧,引发火灾,烧坏上述部分空压机,教训是深刻的,表明对空压机的防火工作,要做细,要排除易燃物品靠近排气管;切实做好油库的防火工作,为此,当时组织专职技安人员,督促检查安全工作,从而消除各种可能发生事故的隐患。
3.我们是首次采用压缩空气扬水,进行抽水试验工作,是由理性学习,到实践认识,对于如此大型的抽水试验工作,是边干边学,经过全体工作人员的努力,完成373号孔的抽水试验工作,成果是合格的。
在总结教训后,宋宝冲副队长较好地完成373号孔抽水试验工作中的组织协调工作。
(六)几点认识
1.选用压缩空气扬水进行抽水试验的条件:
1)孔内地下水位深度h大于抽水机吸水高度hf=7m。
2)地下水涌水量大于深井泵的扬水量。
在上述两种情况下,选择压缩空气扬水,是较好的选择。
2.要掌握以下知识:
1)混合器,埋入地下水深度H值,与压缩空气的压力是相关的,最大深度H值,由下式求得:
p2=
式中:[P2]=空压机的气压=7kg/cm2(民用空压机的许用压力)
故 H=[[p2]-p0-Δp]×
2)由前计算提升1m3水所需空气量V0值:
当沉没系数:χ=
χ=
可见,χ值愈小,V0愈大。因此,拟选用χ≥1.3,否则,将使气水混合体中气多水少,甚至使水极少,失去空气扬水价值。所以,常选用χ≥1.3,V0≈5m3。
3)抽水试验,最大降低水位涌水量,要大于平均降低水位的涌水量,两者需要的空气量也不相同,而抽水试验是连续进行,不能中断,无法更换气管和排水管;因此,气管和排水管要同时满足以上两种空气量,加排水量的要求,为此,可用调整空压机的压缩空气流速来解决。
由前计算:气管断面积和排水管面积:F=
当q2和q+q0增加,如能使v1和v0也增加;使F、ω的数值保持不变,或微变,不影响排水要求;为达到这个要求,可使用调动空压机的压缩空气压力,因为v1是由压缩空气压力驱动的;
图5 梯形堰断面示意图
调动空压机的压缩空气压力,可由空压机司机操作;v1值提高后,可带动v0值增加。
v1值:当时国外相关资料推荐为8~12m/s;华东某射流试验为10~14m/s。
3.计算备用空气量前,要全面了解抽水试验的地质要求,例如:
地下水位h值;含水层厚度;可能的单位涌水量;降低最大水位S值及最大涌水量等。
依据以上这些数据,求出合适的备用空气量。
4.我们选用的量水堰,是梯形堰,是按相关规定尺寸制作的。由于排水管出口,喷出浪大,为消除波浪冲击,引起槽内水面波动,将槽身增长,并增设两块带孔眼的横隔板,作为消波平浪用,效果尚好(注:本文没有列出梯形堰的尺寸图)。
梯形堰断面和涌水量计算方法,是学者宁有义着的《抽水试验的理论根据和工作方法》中推荐的,供参考。
(七)三门峡373号供水井,从钻孔到抽水试验,具有以下特点:
用直径ϕ50mm钻杆,完成直径ϕ376mm钻孔,这是当时没有先例的。
用规模特大的压缩空气扬水,进行单孔抽水试验,这是当时没有先例的。
抽水试验延续数十天,不间断进行,这是当时没有先例的。
由373号孔取出涌水量为70L/s如此大的涌水量,也是当时没有先例的。
所有这些,给人启示,以贾总为首的三门峡地质和勘探人员,对地质工作,是认真求实、科学严谨的,他们付出的劳动和代价是大的,目的是为查明喀斯特裂隙水涌水量的确切数据,为建设三门峡水利枢纽工程提供可靠的施工用水水资源。
373号供水井——三门峡地质勘探的历史丰碑,标志着新中国诞生后,三门峡总队地质勘探人员,为治理黄河水害,建设三门峡大坝的奉献。
2005.12.12
⑤ 潞江坝灌区施甸坝区起什么作用
有效提高全市农业供水保障能力和农业生产能力。
有利于全面改善农村生产生活条件,有利于持续推进农村产业发展,优化城乡生态空间布局,对脱贫攻坚成果巩固拓展、边疆少数民族地区团结稳定具有重大现实意义。
潞江坝灌区工程是国家“十四五”水安全保障规划确定的新建大型灌区,设计灌溉面积63.47万亩,项目涉及保山境内隆阳、施甸、龙陵3个县(区)的芒宽、潞江坝、酒房、镇安等13个乡镇。
⑥ 打坝建库是什么意思打坝淤地是什么意思
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物,其拦泥淤成的地叫坝地。在流域沟道中,用于淤地生产的坝叫淤地坝或生产坝。黄土高原地区土层深厚,黄土广布,具有质地均匀、结构疏松、透水性强、易崩解、脱水固结快等特点,是良好的筑坝材料,可以就地取材。同时,随着退耕还林还草政策的深入贯彻执行,为淤地坝建设提供了巨大的剩余劳动力市场。筑坝拦泥淤地,对于抬高沟道侵蚀基准面、防治水土流失、滞洪、拦泥、淤地(坝地),减少入黄泥沙、改善当地生产生活条件、建设高产稳产的基本农田、促进当地群众脱贫致富等方面有着十分重要的意义,是小流域综合治理的一项重要措施。在水土流失严重的地区,由于淤地坝投资少见效快、坝地利用时间长、效益高,深受群众欢迎。
在黄土高原丘陵沟壑区各级沟道中兴建缓洪拦泥淤地工程,用以拦蓄径流泥沙、控制沟蚀,充分利用水沙资淤地坝风景源,改变农业生产基本条件,改善当地生态环境,促进区域经济发展,效果十分明显,是该地区人民群众首创的一项独特的水土保持工程措施;它不同于国外的留淤坝和拦沙坝,而是一种淤地种植的坝工工程,在中国晋、陕、蒙、甘等省(区)分布最多。黄河中游地区,有着悠久的治沟打坝历史,劳动人民在与自然灾害的斗争中,创造了拦泥淤地、抗旱、增产的淤地坝。据历史记载,最早的淤地坝是自然形成的,即所谓天然聚湫,距今已有400多年的历史。人工修筑淤地坝,始于400年前的明代万历年间山西汾西一带。到了清代,晋西和陕北地区也开始筑坝。民国时期,中国近代水利先驱李仪祉先生,将淤地坝作为治理黄河的方略设想的组成部分。新中国成立以来,淤地坝逐渐发展成为改善当地农业生产条件的一项重要措施。20世纪70年代初,水坠法筑坝的试验成功,使工效成倍提高、成本大幅度降低(提高工效3-6倍,降低成本60%以上),从而使淤地坝建设得到了迅速发展,形成了"沟沟打坝、坝坝水坠"的局面。干、支沟建设的淤地坝工程大多为群众自发兴建,由于缺乏技术指导,加之单坝规模偏小,多为“一大件”工程,防洪标准较低。有的工程没有经过设计,而且施工质量差,工程在运行中,每遇暴雨,往往一坝溃决,导致整个沟道连锁垮坝。1977-1978年,陕北地区发生了大面积暴雨,不少淤地坝水毁严重。为了认真总结经验教训,各地对淤地坝的规划布局、工程结构、设计标准、建坝顺序等进行研究,得出了一条经验,即:在修建淤地坝的小流域坝系内,选适当位置修建控制洪水的骨干坝工程,以提高沟道坝系的防洪标准。骨干坝是指水土流失地区在坡面治理的基础上,为加强综合治理提高流域坝系的防洪能力,减少水毁灾害,而在支毛沟中兴建的控制性缓洪拦泥淤地工程(也通常称治沟骨干工程)。其作用是:保护下游小多成群的淤地坝,减轻下游危害,缓洪拦泥淤地,稳定沟床,防治沟壑侵蚀。
“沟里筑道墙,拦泥又收粮”,这是黄土高原地区群众对淤地坝作用的高度概括。通过调查表明,淤地坝在拦截泥沙、蓄洪滞洪、减蚀固沟、增地增收、促进农村生产条件和生态环境改善等方面发挥了显着的生态、社会和经济效益。延安市宝塔区副区长王建军说:“淤地坝建设无论是在生态建设,还是在增产粮食方面都有着不可替代的作用。”当地的群众形象地把淤地坝称为流域下游的“保护神”,解决温饱的“粮食囤”,开发荒沟、改善生态环境的"奠基石"。
拦泥保土,减少入黄泥沙
黄河泥沙主要来源于黄河中游黄土高原的千沟万壑。修建于各级沟道中的淤地坝,从源头上封堵了向下游输送泥沙的通道,在泥沙的汇集和通道处形成了一道人工屏障。它不但能够抬高沟床,降低侵蚀基准面,稳定沟坡,有效制止沟岸扩张、沟底下切和沟头前进,减轻沟道侵蚀,而且能够拦蓄坡面汇入沟道内的泥沙。据有关调查资料,大型淤地坝每淤一亩坝地,平均可拦泥沙8720吨,中型6720吨,小型3430吨。尤其是典型坝系,拦泥效果更加显着。据对内蒙古准格尔旗西黑岱小流域坝系调查,该流域总面积32平方公里,从1983年开始完善沟道坝系建设,到目前建成淤地坝38座,累计拦泥645万吨,已达到泥沙不出沟。延安市已建成的1.14万座淤地坝已累计拦蓄泥沙17亿吨,相当于全市6年输入黄河的泥沙总量。根据黄河水利委员会黄河上中游管理局初步调查统计,黄土高原区11万多座淤地坝可拦泥280亿吨,对黄河安澜起到了极其重要的作用。
淤地造田,提高粮食产量
淤农业生产地坝将泥沙就地拦蓄,使荒沟变成了人造小平原,增加了耕地面积。同时,坝地主要是由小流域坡面上流失下来的表土层淤积而成,含有大量的牲畜粪便、枯枝落叶等有机质,土壤肥沃,水分充足,抗旱能力强,成为高产稳产的基本农田。据黄河水利委员会绥德水土保持试验站实测资料,坝地土壤含水量是坡耕地的1.86倍。据黄土高原七省(区)多年调查,坝地粮食产量是梯田的2-3倍,是坡耕地的6-10倍。坝地多年平均亩产量300公斤,有的高达700公斤以上。山西省汾西县康和沟流域,坝地面积占流域总耕地面积28%,坝地粮食总产却占该流域粮食总产量的65%。据统计,黄土高原区坝地占总耕地的9%,而粮食产量占总产量的20.5%。特别是在大旱的情况下,坝地抗灾效果更加显着。据陕西省水土保持局调查资料:1995年陕西省遭遇历史特大干旱,榆林市横山县赵石畔流域有坝地1600亩,坡耕地25000亩,坝地亩产均在300公斤以上,而坡耕地亩产仅10公斤,坝地亩产是坡耕地的30多倍。因此,在黄土高原区广泛地流传着“宁种一亩沟,不种十亩坡”、“打坝如修仓,拦泥如积粮,村有百亩坝,再旱也不怕”的说法。
防洪减灾,保护下游安全
以小流域为单元,淤地坝通过梯级建设,大、中、小结合,治沟骨干工程控制,层层拦蓄,具有较强的削峰、滞洪能力和上拦下保的作用,能有效地防止洪水泥沙对下游造成的危害。1989年7月21日,内蒙古准格尔旗皇甫川流域普降特大暴雨,处在暴雨中心的川掌沟流域降雨118.9毫米,暴雨频率为150年一遇,流域产洪总量1233.7万立方米,流域内12座治沟骨干工程共拦蓄洪水泥沙593.2万立方米,缓洪514.8万立方米,削洪量达89.7%,不但工程无一损失,还保护了下游3900亩坝地和5100亩川、台、滩地的安全生产,减灾效益达200多万元。甘肃省庆阳县崭山湾淤地坝建成以后,下游80户群众财产安然无恙,道路畅通,600亩川台地得到保护,仅该坝保护的川台地年人均纯收入就达1680元。使烂泥沟变成了“聚宝盆”。
合理利用水资源,解决人畜饮水
淤地坝在工程运行前期,可作为水源工程,解决当地工农业生产用水和发展水产养殖业。对水资源缺乏的黄土高原干旱、半干旱地区的群众生产、生活条件改善发挥了重要作用。环县七里沟坝系平均每年提供有效水资源160多万立方米,常年供给厂矿企业,并解决了附近4个行政村7000多头(只)牲畜的用水问题。“十年九旱”的定西县花岔流域,多年靠窖水和在几十里外人担畜驮解决人畜饮水。通过坝系建设,不仅彻底解决了水荒,而且每年还向流域外调水50多万立方米,发展灌溉2000余亩。同时,淤地坝通过有效的滞洪,将高含沙洪水一部分转化为地下水,一部分转化为清水,通过泄水建筑物,排放到下游沟道,增加了沟道常流水,涵养了水源,同时,对汛期洪水起到了调节作用,使水资源得到了合理利用。据黄委会绥德试验站多年观测,陕西绥德县韭圆沟小流域,坝系形成后,人、畜数量增加一倍多,发展水地2700多亩,沟道常流水不但没有减少,反而增加两倍多。
优化土地利用结构,促进退耕还林还草
淤地坝建设解决了农民的基本粮食需求,为优化土地利用结构和淤地坝调整农村产业结构,促进退耕还林还草,发展多种经营创造了条件。昔日“靠天种庄园,雨大冲良田,天旱难种田,生活犯熬煎”的清水河县范四夭流域,坚持以小流域为单元,治沟打坝,带动了小流域各业生产,2001年流域人均纯收入达1970元,电视、电话、摩托车等高档产品也普遍进入寻常百姓家。绥德县王茂庄小流域,有坝地400多亩,在人口增加,粮食播种面积缩小的情况下,粮食总产却连年增加,使大量坡耕地退耕还林还草,土地利用结构发生了显着变化,耕地面积由占总面积的57%下降到28%,林地面积由3%上升到45%,草地面积由3%上升到7%。坝地面积占耕地面积的15%,产量却占流域粮食总产的67%。实现了人均林地36亩,草地5亩,粮食超千斤。环县赵门沟流域依托坝系建设,累计退耕还林还草3250亩,发展舍饲养殖1575个羊单位,既解决了林牧矛盾,保护了植被,又增加了群众收入。目前黄土高原区已涌现出一大批"沟里坝连坝,山上林草旺,家家有牛羊,户户有余粮的富裕山庄。另外,淤地坝的建设,坝顶成为连接沟壑两岸的桥梁,大大改善了山区的交通条件,促进了物资、文化交流和商品经济的发展。定西县水土保持局张振科局长说,全县建成的淤地坝有90%以上成为交通道路。
⑦ 贵州省道真县上坝地下河水资源开发利用方案研究
杨秀忠2,裴永炜2,王明章1,张林1,陈萍2,冯发焱2
(1.贵州省地质调查院,贵阳 550004;2.贵州省地矿局第二工程勘察院,遵义 563000)
摘要:上坝地下河岩溶管道发育于二叠系下统的茅口组灰岩中,顶底板均为很厚的隔水层,具有良好的蓄、隔水边界条件和地下水库建库条件;上坝地下河不但有较大的流量,而且具有较大的地下调蓄空间。研究结果认为,上坝地下河管道适宜建坝地段分布于地下河两条支流咽喉汇合口地段,该地段堵洞成库成功的把握性非常大。在靠近地下水库两坝肩部及坝底部,由于含水层本身厚度较大,钻孔勘探发现小规模溶洞、裂隙存在,因此可能产生轻微的岩溶渗漏,处理方案是对拟建地下水库堵洞坝轴线及两坝肩地段进行防渗帷幕灌浆。
关键词:地下河;岩溶水;地下水库;开发利用条件
1 基本地质概况
拟建上坝地下水库位于上坝地下河中段上坝垄岗槽谷西侧山脊,上坝地下河位处垄岗槽谷的垄岗地带,延伸方向呈NNE向,谷地东西两侧垄脊标高1000~1200m,谷底标高600~700m。谷地为农田和人口集中分布区,上坝乡玉溪镇和道真县城分布于该谷地中(图1)。
受地质构造控制,上坝地下河岩溶管道发育于二叠系下统的茅口组灰岩中,其底板有志留系上统韩家店组页岩,厚432m,顶板为二叠系上统吴家坪组至三叠系下统夜郎组泥、页岩,厚度近300m,均为很好的隔水层,具有良好的蓄、隔水条件。
地下河沿垄岗山脊谷坡部位由SSW向NNE方向形成地下径流,在道真县城东郊吊脚楼处排出地表。构造部位属道真向斜南东翼,向斜翼部形成垄岗山脊和谷坡地形,核部形成槽谷地形和低缓溶丘地形地貌。出露地层从东向西由老到新分别为志留系中统韩家店群(S2hj)、二叠系下统栖霞组及茅口组(P1q+m)、二叠系上统吴家坪组(P2w)和长兴组(P2c)、三叠系下统夜郎组(T1y)和下统茅草铺组等地层,地下河发育于二叠系下统栖霞组及茅口组(Pq+m)厚层至块状灰岩中,受下伏韩家店组页岩的阻隔和上覆吴家坪组泥岩、泥质粉砂岩与褐铁矿劣质煤层夹燧石条带灰岩相对隔水层的阻隔,地下河管道沿P1q+m顶部SSW—NNE方向发育,地下河分布高程为680~1280m,地下河平均水力坡度约37.5‰,在金钢山以南地段呈两条地下河支流汇合,其中东侧主支流地下河管道长度大于7km,西侧分支流管道长度大于5km,拟建地下水库段水力坡度18.7‰左右。
图1 道真县上坝地下河交流位置图
1—县政府驻地;2—区公所驻地;3—乡政府驻地;4—村 寨;5—区界;6—乡界;7—干线公路;8—支线公路;9—上坝地下河;10—水系
2 地下河系统特征
道真县上坝地下河岩溶流域面积38.6km2,拟建上坝地下水库补给面积18km2,由道真向斜T1y、P2c、P2w、P1q+m、S2hj等含水岩组组成,系统边界由P2w黄绿、棕色及黑色灰色页岩、粘土质灰岩和钙质泥岩与含煤层的粘土岩及与砂页岩互层组成相对隔水顶板,由S2hj紫红、灰绿等杂色页岩、泥岩与砂岩、粉砂质粘土岩组成隔水底板,地下河岩溶流域系统边界完整,构成独立的地下河补、径、排系统。在该系统南西侧南丫口东至标水岩深切沟谷中,由于发育高角度张扭性断裂F1,致使部分P1m灰岩含水层中的溶洞管道水沿断层带一侧向P2w中上部含泥质灰岩和燧石条带灰岩裂隙溶洞水含水层补给,形成P2w相对开放的二类流量排泄边界,其开放的流量排泄边界最低高程为1030m,在此高程以下由P2w底部泥页岩、砂岩夹褐铁矿层构成的隔水边界,其完整性和隔水性能良好,而通过F1破碎带排泄的流量为35~65L/s。动态较为稳定。受岩性和地质构造控制,上坝地下河系统分布于垄岗槽谷南东侧垄脊至谷坡地带,道真向斜南东翼P1q+m碳酸盐岩和P2w碳酸盐岩夹碎屑岩地层构成地下河系统的上部和侧向边界,地下河在P1q灰岩中发育,在P1m巨厚层和厚层块状灰岩中沿走向方向形成管道径流。上坝地下河中上游分布标高945~1280m,其系统结构特征和边界条件十分清晰(图2、图4)。
图2 道真县上坝地下河水文地质剖面图
1—灰岩;2—砂岩;3—页岩;4—地下河管道;6—地层代号;7—岩溶竖井;8—剖面方向
3 上坝地下河开发利用条件
图3 上坝地下河中上游岩溶主管道纵剖面示意图
上坝地下河在现有上坝引水隧洞950m高程至梅江河出口680m高程之间,直线距离为8.75km,落差达300m,平均水力坡度31‰,在8.55km长度的地段探测地下河管道,查明地下河的水力跌坎的位置起伏变化,则可在跌坎之上的适宜部位从垄岗西侧P2c灰岩中开凿引水隧洞揭穿P2w煤系地层至P1q+m上部地下河管道,截引地下河中上游段丰季的全部流量(图3)。由于中游地下河段由两平行的支流管道组成,为积水厅堂廊道和岩溶潭分布,且发育长度和发育规模较大,因此有利于地下水库的调蓄,而且预计引水隧洞长度仅约450~500m,即可达到目的。可以充分利用地下河床与上坝谷地、高差240~300m的有利条件,自流引水覆盖道真县上坝乡和玉溪镇,解决当地的人、畜饮水和工业用水量供需矛盾。实施农田分片集中保灌。
图4 岩溶地下水系统结构模式
上坝地下河岩溶管道是在二叠系下统的栖霞至茅口组灰岩中发育,灰岩厚度达411.2m,其底板有志留系下统韩家店组和二叠系下统底部泥页岩厚432m,顶板二叠系上统龙潭组至三叠系下统夜郎组泥、页岩,厚度近300m,均为很好的隔水层,具有良好的蓄水条件。地下水库坝址拟建于金钢山地面下两条地下河管道汇合口以下50m处(图5),在拟建坝址处,地下河空间形成狭长的廊道,洞宽13~16m,洞高25~27m,呈自然平衡拱,,洞壁光滑,岩层产状为315°~320°∠32°且岩层十分稳定。上坝地下水库设计坝型为砼塞子坝,坝宽14m,坝高26m,坝体厚5m,设计最高库前水头84m,地下水库成库工程地质条件较好。
图5 上坝地下河开发利用平面布置示意图
3.1 蓄水条件及蓄水空间
在地下河中堵建地下水库,地下蓄水空间主要是地下河管道,其次是含水介质的溶洞溶孔和溶隙,在950~1000m高程之间岩溶较发育,而到900m高程,岩溶发育十分微弱。因此,我们可以采用地下河蓄水空间几何形态概化法,对上述地段地下库容进行评价概算(图6)。计算式为:
V=V1+V2
式中:V——地下库容(m3);
V1——地下河管道容积(m3);
V1=h·B·L/2;
V2——被回水淹没的岩体洞隙容积(m3),
V2=h·b·Lμ/2
h——地下水库坝前水深(m);
B——地下河管道平均宽度(m);
L——回水长度(m);
b——岩溶含水层补给径流带宽度(m);
μ——岩溶含水体的给水度或岩溶率。
图6 地下库容概算示意图
经初步查明:上坝地下和拟建地下堵洞坝以上两条支流管道全长16.4km,根据地下河管道变化情况,以堵洞坝以上地下河管道长3535m总跌水高度小于60m的洞段作为地下库容,平均洞宽40~50m,洞高15~120m。按宽度下限40m,洞高下限值20m代入(1)式计算,则地下河管道库容量可达282.8万m3;此外,在两条地下河汇合口以上2500m长,平均宽216m,平均水头高为60m的地下河河间地块,按概略统计体积岩溶率取μ=0.03考虑,地下河纵向间的溶隙及次级管道空间,其蓄水空间约为97.2万m3。地下水库V1+V2总库容可达380万m3。同样,采用流量衰减方程计算地下河枯季岩溶管道的地下水储存量的消耗量(表1)并进行水库高度模比,按V储/2概算地下库容即得库容为380万m3。
表1 上坝地下水库地下水流量衰减计算表
注:Qt=Q0e-ata=(logQ0⁃logQt)/0.4343×(tn-t0);一次性降雨持续衰减时间t=31天。
3.2 地下水库渗漏条件分析
上坝地下水库蓄水管道处在二叠系栖霞组、茅口组灰岩中。栖霞组、茅口组岩溶发育,其间有岩溶裂隙、溶洞分布,在大郊枝处还有地下水以泉形式流出,且流量较大。在蓄水管道层的西侧有相对隔水层二叠系吴家坪组分布。应该说水位平均抬高39.5m,最高抬升79m后库区渗漏条件是不存在的,除库区尾部标水岩张扭性断裂溶洞带在1030m,高程以上会产生泄水渗漏以外,库区内地下水渗漏量经初设阶段初步勘查估算渗漏量近似为零。地下河管道的岩溶水动力条件往往对地下水库渗漏起决定性作用,由于地下河处于单斜构造的带状厚层石灰岩层中,岩溶地下河管道的发育方向主要是顺岩层面(NNE)方向,且沿岩层倾向方向发育。据钻孔勘探资料分析,在ZK1钻孔揭穿P1m962.5~936m高程巨厚层灰岩段时,发现3处小于0.7m3的小溶洞,呈孤立分布,由层面溶蚀裂隙连通。据此可以推测,除地下河以外岩溶管道沿垂直岩层走向作水平方向的发育规模和可能性是极微小的,其发育条件主要是受地质构造和岩性条件的控制,在P1q+m石灰岩带状含水层之下是岩层倾角26°~35°的S2hj的泥页岩具有极好的隔水条件;而在P1q+m灰岩含水层顶部,厚度达258m的上二叠统吴家坪组(P2w)煤系地层和厚度达42.6m的泥质粉砂岩夹泥质灰岩、粘土岩及褐铁矿层,具有良好的阻隔水条件。区内岩层和地质构造发育相对稳定,地表未见明显的横张断裂发育分布,沿含水层顶板出现岩溶管道和产生岩溶渗漏的可能性极小。此外,由于地下河岩溶主管道(右管道)在两条地下河支流汇合口以上地段,除主管道附近发育部分天窗和竖井落水洞等单个垂直岩溶形态外,在拟选库区内基本上不存在较大的裂点,地表无较大的垂直岩层走向方向发育的渗漏低槽地形,P2w砂、泥岩隔水段出露完整,岩层产状稳定,垂向上不存在双层或多层岩溶管道发育,从整个地下河管道结构、构造看,有很多地段的洞壁光滑,没有溶隙分布。在二条支流汇合后的下游更是如此,其管道侧壁光滑、直立,河床淤积较浅,淤积厚度0.8~0.6m,淤积物主要为沙、卵石和少量淤泥,河床坚硬完整。根据中上游地下河管道洪水位线痕迹显示,常年洪水位即可将地下河及溶洞主管道淹没,而10年一遇以上的洪水位则在天窗竖井底部留有痕迹,说明该地下河段不存在大的隐覆岩溶渗漏通道,既不会产生集中岩溶管道渗漏,也不会产生分散状岩溶管道渗漏,因而不会产生邻谷渗漏问题。因此,堵洞坝址和库区选择在该地段,不会产生大的渗漏问题。而在水库正常蓄水后有可能产生轻微的层面裂隙渗漏,预测将来渗漏可能发生于堵洞坝下和左坝肩部位,其渗漏量小于库水量的0.5%;据综合上述地下水库渗漏条件分析,地下河管道可能的渗漏地段主要分布在地下河两条支流汇合口以下靠近地下河潜流入口处(推测为一处较大的裂点),只有该地段地下河及溶洞管道据有水力坡度大和管道向深发展的条件,虽然有隔水层和相对隔水层分布,但含水层本身厚度大,其间又有较大的溶洞、裂隙存在。特别是通过岩层的节理和层间裂隙形成分散的层间溶蚀裂隙潜流带的可能性,而这些分散的溶隙渗漏带距离水库堵洞坝的位置大于60m,且大都被地下河床底部的粘土及河沙等物质充填和胶结。据简易的压水试验分析,其堆积层和P2w岩层吸水率ω较小,一般砂页层吸水率ω小于0.01~0.03L/min·m2,泥灰岩夹页岩吸水率ω为0.05~0.08L/min·m2,0.06~0.30L/min·m2(表2),透水率q一般小于0.01~100Lu,这说明P2w岩溶洞穴与溶隙空间规模不大,因而岩渗漏条件的分布范围较小,推算其渗漏量较小,利于灌浆处理(表2)。当然,拟选坝址两侧深部是否还有岩溶洞隙发育,仍需采取先进勘察手段在初步认定库首灌浆帷幕线平均深度70.0m,面积91700.0m2的基础上进一步开展更详细的工程地质勘查工作,以客观科学的数据查证岩溶渗漏并补充修正灌浆方案、确定堵洞坝址。
防渗处理方案:对坝区的防渗处理应以布置防渗帷幕灌浆处理为宜,防渗帷幕布置于库首部位,根据地形地貌和岩溶渗漏条件布置呈弧形,初步设计帷幕长250m,帷幕灌浆钻孔应在坝肩和坝下地下水位变动带内5m及地下水位季节变动带内进行,应深入透水率10lu以下。灌浆应使用聚合物水泥砂浆作灌浆材料,采取双液灌浆泵管进行综合分段灌浆。初步估算,防渗灌浆面积为1250m×104m。
表2 P2w岩石透水性试验特征统计
4 工程地质特性及值得注意的问题
4.1 工程地质特性
地下水库库区P1q+m灰岩含水层为缓倾斜岩层区,为坚硬工程地质岩组,该岩组顶底扳(东西两侧)为泥页岩,属软质岩组。同时,区内地层完整,未见断裂发育,构造与地层岩性的组合以及地下河发育的特点对地下水库的建设极为有利。根据初步调查结果显示,地下河管道内顶底扳和两面洞壁系由碳酸盐岩天然溶蚀作用而形成,洞穴横断面呈自然平衡拱形,茅口组巨厚层及厚层块状灰岩,岩石抗压抗剪强度较高,新鲜岩石单轴饱和抗压强度大于抗剪强度均达到和超出设计要求,有利于坝体的稳定性。
洞穴调查发现,两条地下河咽喉状汇合口拟选坝址区地段洞壁平直光滑,岩石新鲜完整,层面裂隙与缝合线发育延伸方向一致,垂直节理仅发育一组,节理产状200°∠66°,洞段内溶蚀裂隙不发育;但在两条地下河支流管道及其中间的河间地块洞段内,节理裂隙较发育,岩层产状310°~325°∠24°~35°,主要见产状为105°~115°∠68°~74°一组裂隙和200°~205°∠64°~69°一组裂隙,层面结合较差,这些裂隙控制P1m厚层块状和巨厚层灰岩溶蚀裂隙的发育方向,使构造网络和溶隙、缝合线交错复杂,即有“X”扭节理发育,亦出现张性节理,与层面裂隙(缝合线)一道共同组成“米”字型的构造节理网络,各组节理的发育程度不同,往往使一组节理被切割得断断续续,使其走向呈波状或参差不齐的阶梯状。其张节理沿一对“X”扭节理发育,其走向变化大。根据多条剖面地面和地下洞穴观察对照,证明节理裂隙发育随深度加深而明显减弱,甚至消失。区内小型构造裂隙带的宽度时厚时薄,层间错动一般规模较短小,水平及向下延续不深。
4.2 值得注意的问题
地表吴家坪煤系地层中部偶见小型压扭性断裂及层间错动,但断距仅15~35m,根据引水隧洞剖面观察,小断裂结构面较致密,在靠近地表附近变成舒缓波状,常产生次一级小褶曲,使地表局部软弱工程地质岩组地段出现较厚的风化层使岩体工程地质条件复杂化。库区P1q+m含水岩组两侧虽有较厚的隔水岩组分布,具有良好的隔水边界条件,但含水岩组本身厚度大,其厚达297.0~486.0m,地下库区内岩溶强烈发育的含水岩组,其间在垂向方向和水平方向均发育有密集的管道和洞隙,特别是在已成1#地下水引水隧洞轴线附近,溶蚀沟谷发育方向315°,溶蚀侵蚀切割深度30~50m,坡角25°~35°的地表裂隙发育密集带,使山体厚度变薄,可能会成为今后地下库区蓄水后向吴家坪组底部灰岩段产生轻微分散岩溶渗漏的途径。应特别值得注意。
5 结论和建议
5.1 结论
(1)道真县上坝地下河位处垄岗槽谷的垄岗地带,延伸方向呈NNE向,谷地东西两侧垄脊标高1000~1200m,谷底标高600~700m。上坝乡玉溪镇和道真县城分布于该谷地中,农田和人口分布集中。上坝地下河岩溶管道发育于二叠系下统的茅口组灰岩中,其底板有志留系上统韩家店组页岩,厚432m,顶板为二叠系上统吴家坪组至三叠系下统夜朗组泥、页岩,厚度近300m,均为很好的隔水层,具有良好的蓄、隔水条件和地下水库建库条件。
(2)上坝地下河补给面积为38.6km2,上坝地下水库汇水面积为18km2,地下河由两条分支管道组成,河道全长25.2km,地下河出口枯季最小流量为0.11m3/s,多年平均流量为0.3321m3/s。在上坝地下河拟建地下水库流域内,多年平均地下水径流模数M=18.45L/s·km2,多年平均地下水枯季径流模数M枯=14.41L/s·km2,在上坝地下河段溶洞宽10~80m,溶洞高20~120m,按宽度40m、高25m计,按3%的岩溶率估算地下河系统含水岩体中的溶洞管道、竖井、落水洞、天窗及次级裂隙管道空间,其岩溶管道及洞隙蓄水空间在平均回水水头高度为60m时,地下水库库容即可达380万m3。因此,上坝地下河不但有较大的流量,而且尚有较大的地下调蓄空间。拟建上坝地下水库流域多年平均天然补给量为1047.3120×104m3/a。多年平均天然径流量为1047.3105×104m3/a。
(3)上坝地下水库环境工程地质条件综合评价结论是:上坝水库有建坝成库条件,堵洞坝址地形地质条件较好,宜建瓶塞型砼塞子坝。在库区上游左端标水岩冲沟发育一条张扭性断裂构造,当其地下水位上升达1030m高程时,库水会从此出漏出,因此正常蓄水位定为1030m。经此高程为控制,初步推算库容可达380万 m3,堵洞坝底高程为946.0m,则坝底最大水压力为0.84MPa。
(4)初步查明上坝地下河管道可能的渗漏地段主要分布在地下河两条支流汇合口以下靠近地下河潜流入口处(推测为一处较大的裂点),只有该地段地下河及溶洞管道据有水力坡度大和管道向深发展的条件,虽然有隔水层和相对隔水层分布,但含水层本身厚度大,其间又有较大的溶洞、裂隙存在。特别是通过岩层的节理和层间裂隙形成分散的层间溶蚀裂隙潜流带的可能性,而这些分散的溶隙渗漏带距离水库堵洞坝的位置大于60m,且大都被地下河床底部的粘土及河沙等物质充填和胶结。据简易的压水试验分析,其堆积层和P2w岩层单位吸水量较小,一般砂页层ω小于0.01~0.03L/min·m2,泥灰岩夹页岩ω为0.05~0.08L/min·m2,0.06~0.30L/min·m2,(表2),透水率q一般为<0.01~100Lu,这说明P2w岩溶洞穴与溶隙空间规模不大,因而岩溶渗漏条件的分布范围较小,推算其渗漏量较小,利于灌浆处理。
(5)道真县上坝地下库容通过堵洞建坝可新增360万m3库容,根据地下河年径流上坝地下河多年平均允许开采资源为1047.3105×104m3/a。本工程的特点为利用上坝地下河河床位置高、天然流量大、地下调蓄能力强的特点,采用在地下河管道内的两条管道咽喉汇合口处修筑堵洞坝栏蓄地下水,利用地下空间构成较大的地下水库,调蓄地下水开采量,采用隧洞引水形式,充分利用240~300m的高差,自流引水全面覆盖道真县城谷地及其周围缺水区。该工程竣工后可解决上坝、玉溪片区农田灌溉1067hm2,其中灌溉已有稻田596hm2,解决旱地浇灌和部分土变田471hm2,解决退耕还林还草坡耕地207hm2,使233hm2中度石漠化和507hm2轻度石漠化得到有效的治理改善,解决上坝乡及玉溪镇2.8万人、1.2万头牲畜饮用水,并解决上坝乡规划工业园区的部分工业用水。通过工程的实施,一方面使区内现状贫困落后的经济面貌得到全面改观,另一方面,为垄岗槽谷型岩溶石山区岩溶地下水的开发和岩溶生态地质环境综合整治示范建立样板,提供经验。
5.2 建议
(1)根据确定的坝轴线,查明坝基基岩风化及溶蚀裂隙详细发育分布情况及延伸长度和裂隙的充填情况,准确查明库坝区岩溶渗漏地点和渗漏量。进一步查明可能存在的堵洞坝坝下渗漏及坝肩绕坝渗漏和库区渗漏问题,应用地下水动力学方法和水量均衡原理分别对地下河上下游分段进行流量计算并进行示踪验证,应用先进的科学技术方法和手段进行综合勘探测试分析,结合室内水箱模拟试验和渗流模型数值计算,准确查明渗漏地点、渗漏途径、渗漏特征和渗漏水量,确定渗漏范围及防渗处理的原则和方法。
(2)尽快继续全面开展地下水库堵洞坝区右岸特别是y006支洞洞穴系统多层面的岩溶渗漏通道专项调查,实施洞内第四系松散沉积物山地工程和轻型钻孔勘探工程,并在枯水季节之前提交技术可行、经济合理的堵洞防渗方案。
(3)开展坝基岩体原位测试,准确获取岩/岩、岩/砼节理裂隙结构面的力学参数,分析砼塞子坝稳定情况和变形的不利因素,对岩体工程地质稳定性作出定量计算评价。
(4)进一步比选防渗帷幕线路,并合理确定防渗帷幕端点,制定详细防渗帷幕灌浆方案和措施。严格按照水利水电有关规范规程进行防渗围幕灌浆堵漏等地质工程施工处理,有效进行防渗堵漏。保证坝基、坝肩附近的溶洞、裂隙中的粘土和混凝土块充填物在地下坝运行期间不发生冲刷,且不允许增大扬压力,确保地下堵洞坝的安全运行和地下水库正常蓄水。
⑧ 施甸县城坝区道路及配套基础设施招标文件最高限价是多少金额
根据查询相关资料最高限价是24689576点46元。关于施甸县县城坝区道路及配套基础设施建设项目,该项目原招标控制价(24911347点54元)因施甸米黄石材、青石路沿石主材价格调整,导致拦标价金额发生变化。现经施甸县县城建设项目指挥部重新调整后重新进行该项目拦标价备案。新拦标价为24689576点46元,请各投标人据此编制投标文件。最好先查询当地相关部门网站取得第一手信息。
⑨ 三峡大坝 是谁提出建的
是孙中山提出建的。
1918年第一次世界大战刚结束,孙中山便希望利用西方战时的工业设备和科学技术发展中国实业。这一年,他在上海用英文撰写了《国际共同发展中国实业计划——补助世界战后整顿实业之方法》,意在引起国际实业界的响应。
孙中山开发三峡水电资源的论着发表后,国民政府工商部曾于1930年初,拟在长江上游筹设水电厂,并着手收集有关资料和图表,但对坝区的勘察工作始终未能进行。两年后,即1932年,国民政府建设委员会主持组成长江上游水力发电勘测队。
(9)坝区建设脚本扩展阅读:
建设意义
三峡工程是迄今世界上综合效益最大的水利枢纽,在发挥巨大的防洪效益和航运效益。三峡大坝建成后,形成长达600公里的水库,采取分期蓄水,成为世界罕见的新景观。
工程竣工后,水库正常蓄水位175米,防洪库容221.5亿立方米,总库容达393亿立方米,可充分发挥其长江中下游防洪体系中的关键性骨干作用。
并将显着改善长江宜昌至重庆660公里的航道,万吨级船队可直达重庆港,将发挥防洪、发电、航运、养殖、旅游、南水北调、供水灌溉等十大效益,是世界上任何巨型电站无法比拟的。