对陕西泾河东庄水利枢纽工程的初步认识

摘要：本文扼要论述了陕西泾河在渭河流域综合治理中的重要性，说明了东庄水库工程修建的必要性，同时对东庄水库的开发目标(水库功能)、坝址、坝型、坝高(库容)选择以及涉及的岩溶漏水、水库泥沙工程问题等作了简要论述。最后提出希望在千载难逢的西部大开发中早日建成东庄水库工程，造福子孙后代。

关键词：防洪、岩溶渗漏、泥沙

1.东庄水利枢纽工程修建的必要性

陕西省泾河东庄水利枢纽工程位于陕西省关中地区。关中地区南依秦岭北越黄土高原，自古号称“八百里秦川”，自然地理优越，资源丰富，历史悠久，是中华民族的发源地，历史上曾有十三个王朝建都于此，区内文物古迹、人文景观颇多。

1.1东庄水库与治黄的关系

在渭河流域综合治理中，建立一个完善的防洪工程体系，是关系到人民生命财产安危、发展经济的大事，东庄水库枢纽的兴建对于加快黄河的治理，促进西部大开发、发展陕西经济，缓解渭河下游严重的泥沙淤积和频繁洪水灾害，改善渭河流域的生态环境，遏制水质恶化，提供工农业用手及人畜饮水等都有着重大的作用和深远的意义。

黄河是中华民族的摇篮，同时又是中华民族的心腹之患，治理黄河，历来是兴邦安民的大事。渭河是黄河的第一大支流，渭河流域综合治理是治黄工作的重要组成，东庄水库枢纽工程是治理渭河的一项重要骨干工程，该工程地处黄河中上游地区渭河的主要支流泾河的下游处，泾河是黄河流域三大多沙、粗沙来源区之一。根据实测资料分析，泾河多年平均输沙量（2.80亿t）占黄河的19.3%（陕县水文站），且泥沙颗粒较粗，对黄河干、支流（渭河）影响较大。建设东庄水库是治理泾河泥沙最有效的措施之一，经计算，当库容为30亿m3，减少渭河下游和黄河下游的泥沙来源，对黄河小浪底水库的堆沙库容的寿命有延长作用，并能通过水库削峰堆黄河下游的防洪有积极的作用，因此东庄水库的兴建时治理黄河工作的一项有力措施，对加快治理黄河的进程有着促进作用。

1.2修建东庄水库是渭河下游洪水灾害的有力措施

渭河下游三门峡库区涉及渭南、西安、咸阳三市11个县（区）的74个乡（镇），总人口207万，耕地206万亩。然而该地区洪水灾害不断，防洪形势十分严峻。据统计，从1960年至2003年共发生二十余场较大的洪灾，给沿岸人民生命财产安全造成了极大的危害。更为严重的是三门峡库区335m高程以下尚有30余万人，60多万亩农田，仅有低标准的防洪措施，几乎年年遭灾。特别是2003年8、9、10月渭河下游发生了连续六场洪水，使关中咸阳、西安、渭南市56万人受灾，22万人无家可归，138万亩农田被淹，19万间房屋倒塌，初步估计直接经济损失达28亿元。渭河下游频繁发生的洪水灾害已严重危及人民生命财产的安全，制约着陕西的经济发展。

目前该地区的防洪措施主要依靠堤防，335m高程以上修建了178.6km的渭河干流大堤，335m高程以下按五年一遇的防洪标准修建了生产围堤，南山支流方山河以上均按20年一遇的标准修建了防洪堤。但是由于渭河下游泥沙淤积严重，河床不断抬高，通流量洪水位大幅度上升，因此堤防的防护标准不断降低。

为解决渭河下游的洪水灾害问题，在渭河流域综合治理规划中，近期通过综合治理，要求建设防洪减瘀工程体系，完善防洪非工程措施，降低潼关高程，渭河下游干流堤防防洪标准达到50年一遇，加强下游河道整治，提高其它防洪工程的防洪能力。规划实现后，近期可基本解除渭河下游防御标准内的洪水灾害，但由于渭河大堤质量差、隐患多，加上随着时间的推迟，渭河下游泥沙淤积越来越多，河床不断抬高，同流量的洪水位大幅度上升，致使防洪堤的防护标准不断降低，甚至失去作用，因此在渭河下游三门峡库区的防洪问题上，不能单纯开堤防来被动的防御洪水，应该采用“上拦、下排、区域综合治理”的渭河治理基本思路，否则渭河下游防洪问题更严重，渭河下游临被差更大，“悬河”问题更突出，所有必须在渭河的中上游地区，由于铁路、地形等客观条件的限制，只有在渭河的最大支流泾河的下游段东庄峡谷附近具有修建大型控制性拦洪、堆较优越的水库条件。据此，在黄委会编制的《渭河流域综合治理规划》中，明确提出在泾河干流见东庄水库，作为重要的防洪骨干水库。

2东庄水库水利枢纽工程的设计原则及规模

泾河东庄水利枢纽工程位于渭河的最大支流泾河干流下游峡谷段，行政区划属陕西省关中地区的礼泉县与淳化县交界处，距西安市105km，距礼泉县城40km，水库回水长度97km，正常高水位以不影响（包括回水淹没和浸没）彬县为原则。

根据《渭河流域重点治理规划》，泾河东庄水利枢纽工程的建设任务为：以防洪、减瘀为主，兼顾供水、发电及改善生态环境。

以东庄灰岩坝址高坝方案为例，总库容30.1亿m3，校核洪水位796.14m。水库原始总库容4.0亿m3。

主要建筑物有混凝土拱坝、泄洪排沙洞群、引水发电系统、消能防冲建筑物等组成。拱坝坝顶高程798.0m，最大坝高228.0m。

电站厂房采用地下式，布置在左侧下游侧山体中，安装3台发电机组，总装机容量80MW，其中2台30MW机组在高水头条件下运行，1台20MW机组在低水头条件下运行。

根据工程规模及重要性，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，泾河东庄水利枢纽工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型。按《防洪标准》要求，混凝土拱坝的防洪标准为500年一遇设计，5000年一遇校核。

3东庄水库水利枢纽工程存在的一些问题

3.1东庄水库漏水可能性分析

根据东庄水库地形地质条件，可能存在库区向邻谷漏水，库区区域性断层漏水，库区碳酸盐岩溶以及坝址岩溶渗漏问题，现将漏水可能性及工程处理措施进行简要说明：

1.库区向邻谷漏水的可能性：

泾河东邻冶峪河，西邻泔河，分水岭基岩高程均在900～980m左右。泾河水库峡谷段库岸基岩为石炭、二迭、三迭系砂岩页岩互层组成，属相对不透水岩体。两岸有地下水补给河水，泉水出露高程在840.00m以上，上游最高达950.00m。正常蓄水位786.00m，不存在向邻谷渗漏的问题。

2.沿区域性断层（老龙山及东宁沟逆断层）漏水的可能性

老龙山逆断层位于灰岩坝址上游2.6km的老龙山峡口，横切河谷，走向NW280°～290°，倾向SW，倾角70°～80°，出露长度约23km，西端西马庄以西为塬顶黄土覆盖，东端在口镇为张家山断层错断伸入渭河断陷。东宁沟逆断层倾向SW，倾角47°，位于老龙山断层以南，相邻平行展布，两者走向一致，在河床相聚约100m。东宁沟断层在老龙山断层的上盘为一背斜的南翼顺层错动，规模较小。

老龙山断层带的宽度小于0.5m，为角砾岩或钙泥质胶结，挤压紧密，影响带的宽度为2～6m，节理切割岩层成0.3～1.0m块体，节理多为闭合状。出露在上盘的白云岩、灰岩，均为厚层状，多呈断壁陡崖，未见较大洞穴。沿下盘形成的隔水层多处有泉水出露，如沿断层西部的相虎沟及东部的于东山等第均有常年不断的泉水溢出，均在800.00m高程以上。东宁沟断层带宽仅0.2～0.3m，为角砾岩或断层泥充填，影响带宽度20m左右，节理发育呈碎块状，有的呈砾状。综上所述，从见到的断层带内为角砾岩，胶结良好，影响带的岩石仍保持原来层面，裂隙多呈闭合状，属扭性断层，两盘岩石完整，透水性不会太大，而且沿此带泉水出露均在800.00m高程以上，高于正常蓄水位，所以不存在漏水的可能性。

3.库区碳酸盐（白云岩、灰岩）地段以及坝址岩溶漏水的可能性

在东庄灰岩坝址建坝时，坝址以上至老龙山断层2.6km长的库段为碳酸盐岩库段。该碳酸盐岩以灰岩、白云岩及少量泥质白云岩为主，岩性上均为可溶岩，无非可溶岩夹层。地质勘察表明：溶洞的发育规模不等，一般洞高1.0～4.5m，宽1.5～3.5m。最大者洞口高10m，宽19m，形状各异，以近似圆形者较多。这些洞的特征是口大里小，洞深一般3～8m，最深的洞深26m，末端逐渐变小而消失，或成为一个裂隙而结束。洞的底坡比较缓，一般5°～15°，倾向河谷，仅有个别构造破碎岩体上较小的洞倾向岸里。从分布高程看，相当于Ⅰ级阶地，620.00m高程（河底590m左右）有2个溶洞；Ⅱ级阶地在高程430.00～680.00m有三个；Ⅲ级阶地690.00～750m高程有11个；Ⅳ级阶地750.00～820.00m高程有15个；有将近50%的溶洞分布在Ⅳ级阶地。洞里的填充物在洞底多为塌溶堆积碎块，洞顶有的有石钟乳，溶孔及支洞。溶洞主要沿构造断裂或层面裂隙发育。钻孔及长期地下水位观测表明，岩溶地下水位低于河水位15～30m，河谷底局部形成反漏斗状地下水位，向两岸远至2km处地下水位仍低于河水位。

灰岩坝址处曾进行过多次测流（漏），但由于各次时间、位置、精度控制等方面的差异，导致测流结果各不相同，很难确定天然河道是否存在岩溶渗漏和渗水量的大小。但宏观认为，只要地下水位低于河水位，岩体中有岩溶现象发育，因而渗漏是可能存在的。2003年3月，承担测量任务的陕西省水文局对各次施测成果进行了综合分析，提出《东庄水库岩溶河段测流（漏）成果分析报告》。该报告的结论是“可以认定岩溶河段无渗漏”。此结论是基于水文法（5％精度）得出的，并不意味着滴水不漏，但至少表明河底岩溶发育强度较弱，以溶隙为主，无大的集中渗漏通道，河道漏水不明显，致使现有手段测不出来，但不排除存在少量漏水的可能性。

综上所述，在东庄灰岩坝址建坝，2.7km长的碳酸盐岩库段的岩溶渗漏和绕坝渗漏问题是可能存在的。由于岩溶发育程度为中等～微弱，渗漏介质以溶隙～裂隙型为主，未发现脉管式管道系统，预计蓄水后岩溶漏水应是一个相对缓慢的渗流过程，但在实施帷幕防渗处理后，不致产生严重的漏水现象。同时泾河为多泥沙河流，由于水库泥沙淤积，对于减少库区和坝基渗漏也将有显著的作用。

3.2东庄水库的泥沙问题

泾河东庄坝高228m，库容30.1亿m3，如十几年年内淤满，将严重影响水库的效益，因此泥沙问题处理是否妥当将是东庄水库工程成败的关键性问题。

由于泾河“水少沙多”，主要的矛盾是水少。如为了排沙则损失水量，汛期7、8月份沙量占80%，水量也占40%，汛期平均含沙量达320公斤/立方。而且在汛期集中于一次最大洪峰，多年统计平均一次洪峰（三天时间）沙量占全年的35%，而水量占全年的12%，含沙量高达500公斤/立方，如蓄这部分水就需蓄沙，而且1立方米高含沙量的浑水，需损失10几倍的水冲。如排泄这部分沙量除损失这部分水量外在存在一系列问题，如对渭河的淤积以及三门峡水库上下游的影响等，因泾河泥沙占渭河60%，占三门峡入库沙量19%。因此，东庄水库的运用方式不仅对东庄水库的寿命和效益影响极大，还涉及减少入黄泥沙，减轻三门峡水库及渭河下游的淤积问题，所以对水库的运用方式应进行“蓄水用浑”多种方案研究，并结合水库上游入库水沙预报，灌区小型库塘，引泾灌溉，引洪放瘀，以及高浓度含沙量挟沙能力，异重流排沙与利用河道性水库特点“死库复活”等问题进行研究，故此可以认为：东庄水库的泥沙问题，仅是处理好汛期中的几次洪水，特别是根据流域内的气象和水文预报，按水库调度运用原则处理好一年中的第一大洪水，基本可解决东庄水库泥沙问题。

4尾言

自1956年黄委、省水利厅等单位对泾河选点东庄水库灰岩坝址，迄今勘测设计工作已经历了五十多个年头，期间由于简单的认为“悬库漏水”、“泥沙问题弊大于利”，又没有悉心研究，一再怠误时机。此次东庄水库再次开展勘测设计工作，希望能在这千载难逢的西部大开发的机遇中，早日建成东庄水库独具特色的高拱坝，为后代子孙造福。