缪建新

(临泽县水务局，甘肃 临泽 734200)

1 概述

梨园河属于内陆河黑河水系，是黑河最大的一级支流，发源于祁连山北麓的锅盖沟与马圈沟，上游为隆畅河，中游为梨园河，下游为大沙河，流经肃南县、临泽县，在临泽县野沟湾汇入黑河，河流全长169km，黑河入河口以上流域面积3162km2，多年平均年径流量2.43亿m3。红山湾水库位于梨园河出山口处，东邻临泽县倪家营镇梨园新村，南依省道213线(张掖-肃南公路)，北靠闪佛寺山，西接梨园河河道。

红山湾水库的主要任务是与上游22.5km处的鹦鸽嘴水库联合调度，提高水库调节能力，保证下游社会经济发展各用户用水需要，提高下游河道防洪能力。该工程对梨园河出山口段河道进行了详细的现场踏勘，在独山子坝址和梨园堡坝址之间(上距独山子坝址8.3km，下距梨园堡坝址0.6km)选择了红山湾坝址与梨园堡坝址进行比较。上坝址为红山湾坝址，上距鹦鸽嘴水库22.5km，下距梨园河引水枢纽1.0km；下坝址为梨园堡坝址，上距鹦鸽嘴水库23.1km，下距梨园河引水枢纽0.4km；上下两个坝址相距0.6km。上、下坝址位置如图1所示。

图1 红山湾水库坝址位置

2 上、下坝址工程总体布置

2.1 上坝址工程总体布置

上坝址为红山湾坝址，根据工程选定的方案，枢纽主要建筑物包括大坝、泄洪排沙洞、输水洞及溢洪道。

大坝由主坝和副坝组成，坝顶总长2340.5m，平面上呈折线，有拐点3处。主坝长426m，垂直主河槽布置，副坝长1914.5m，坐落在右岸Ⅱ级阶地上，基本沿阶地前缘布置。副坝右端在河床内向上游延伸防渗体1045m。主、副坝为壤土斜墙砂砾坝壳，最大坝高33.7m，坝顶宽10～7m，坝顶高程1711.4m，防浪墙顶高程1712.4m，前坝坡拟定坡比1∶3～1∶2.75，后坝坡坡比1∶2.5～1∶2.25。坝体采用壤土斜墙防渗，斜墙顶高程1710.0m，上游坡1∶2.5，下游坡1∶1.8，顶宽4.5～3.0m，斜墙与砂砾石坝壳之间设厚度为1.2～1.0m的反滤层。上游坝坡设厚度为0.3m的干砌石护坡，护坡下铺设厚度为0.5m的砾石垫层，下游坝坡设厚度为0.3m的干砌石护坡。坝基河床砂砾石覆盖层采用砼防渗墙防渗，防渗体下岩石进行帷幕灌浆。

输水洞、泄洪排沙洞及溢洪道等建筑物均集中布置在左岸。输水洞为有压洞，总长492.5m，由进口段、闸前洞身段、检修闸室段、闸后洞身段和锥形阀室组成，在平面上布置2处弯道，其中进口段长6.5m，闸前洞身段长9.1m，检修闸室段长5m，闸后洞身段长463.4m，锥形阀室段长8.5m。输水洞纵坡1/31，圆形断面，内径2.2m，C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.45m。锥形阀室段为C25钢筋砼结构，安装内径2.0m锥形阀一台，水流在锥形阀室消能箱内消能后泄入梨园河。

泄洪排沙洞由导流洞改建而成，为方便与导流洞结合改建，泄洪排沙洞采用无压泄洪型式。泄洪排沙洞长618.5m，在平面上有2处弯道，城门洞型断面，由进口段、洞身段和消能段组成。进口段长75.55m，为“龙抬头”型式，由进口、闸室和闸后“龙抬头”段无压洞组成。洞身段长488.45m，与导流洞合用，纵坡1/90，城门洞形断面，宽5.0m，高4.94m，C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.5m。出口消能段长54.5m，采用扩散式下挖消力池，C25钢筋砼结构，消能后水流泄入梨园河。

溢洪道布置在左岸山体天然沟槽处，为一开敞式河岸溢洪道，全长199m，由进水渠、控制段及泄槽组成。进水渠长27m，为一喇叭形进水口。控制段长14m，为无坎宽顶堰，堰上设闸3孔，单孔宽度10m，安装弧形钢闸门控制。泄槽段长158m，梯形断面，岩石中开挖而成，底宽34m，槽深3.5m，C25钢筋砼衬砌。泄槽末端设计深齿墙防冲，洪水通过冲沟泄入河道。

2.2 下坝址工程总体布置

下坝址为梨园堡坝址，根据工程选定的方案，枢纽主要建筑物包括大坝、输水洞、泄洪排沙洞及溢洪道。

大坝垂直主河槽布置，坝顶长1000m，为壤土斜墙砂砾坝壳，最大坝高25.7m，坝顶宽7m，坝顶高程1696.2m，防浪墙顶高程1697.2m，前坝坡拟定坡比1∶3～1∶2.75，后坝坡坡比1∶2.5～1∶2.25。坝体采用壤土斜墙防渗，斜墙顶高程1694.8m，上游坡1∶2.5，下游坡1∶1.8，顶宽3m，斜墙与砂砾石坝壳之间设厚度为1.0m的反滤层。上游坝坡设厚度为0.3m的干砌石护坡，护坡下铺设厚度为0.5m的砾石垫层，下游坝坡设厚度为0.3m的干砌石护坡。坝基河床砂砾石覆盖层厚度小于15m时采用明挖回填壤土截水槽防渗，大于15m时采用砼防渗墙防渗，防渗体下岩石进行帷幕灌浆。

输水洞、泄洪排沙洞及溢洪道等建筑物均集中布置在左岸。输水洞为有压洞，长346m，由进口段、闸前洞身段、检修闸室段、闸后洞身段和锥形阀室组成，在平面上布置2处弯道，其中进口段长5m，闸前洞身段长12.4m，检修闸室段长5m，闸后洞身段长315.1m，锥形阀室段长8.5m。输水洞纵坡1/37，圆形断面，内径2.2m，C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.45m。锥形阀室段为C25钢筋砼结构，安装内径2.0m锥形阀一台，水流在锥形阀室消能箱内消能后泄入梨园河。

泄洪排沙洞由导流洞改建而成，为方便与导流洞结合改建，泄洪排沙洞采用无压泄洪型式。泄洪排沙洞长488.48m，在平面上有2处弯道，城门洞型断面，由进口段、洞身段和消能段组成。进口段长125.7m，为“龙抬头”型式，由进口、闸室和闸后“龙抬头”段无压洞组成。洞身段长312.98m，与导流洞合用，纵坡1/90，城门洞形断面，宽5.0m，高4.94m，C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度0.5m。出口消能段长49.8m，采用扩散式下挖消力池，C25钢筋砼结构，消能后水流泄入梨园河。

溢洪道布置在左岸，为一开敞式坝肩溢洪道，全长577.7m，由进水渠、控制段、泄槽及消力池组成。进水渠长118.2m，为一喇叭形进水口。控制段长14m，为无坎宽顶堰，堰上设闸3孔，单孔宽度10m，安装弧形钢闸门控制。泄槽段长404m，梯形断面，岩石中开挖而成，底宽34m，槽深4m，C25钢筋砼衬砌。泄槽末端接消力池，消力池长29m，边墙高6m，采用下挖式消力池，挖深2.8m。消能后洪水泄入梨园河。

3 地形、地质比较

从地形条件看，上、下坝址均属开阔河床，适宜修建土石坝，建筑物布置及施工布置地形条件均较有利。上坝址(红山湾坝址)位于梨园堡山间盆地左侧，水库左岸分布基岩山体，适宜布置河岸溢洪道，右岸是宽阔的Ⅱ级堆积阶地，但需要在右岸修建很长的副坝。下坝址(梨园堡坝址)具有典型的山谷“U”字型水库坝址地形条件，坝址地形开阔，左、右岸基岩山体高大，左岸可布置坝肩溢洪道。综上所述，从地形条件看，下坝址优于上坝址。从地质条件看，两坝址均具备建库条件，坝址地质条件基本相当。

4 主要建筑物工程布置比较

对大坝工程，上坝址最大坝高33.7m，坝顶长2340.5m(其中：主坝长426m，副坝长1914.5m)，在平面上有3处弯道。下坝址最大坝高25.7m，坝顶长1003m，在平面上为一直线。上坝址大坝高于下坝址，坝顶也显著长于下坝址。从大坝布置考虑，下坝址显著优于上坝址。

对溢洪道工程，上坝址左岸适于布置河岸溢洪道，最大开挖深度29m，且有一较大岩石冲沟可供泄洪，无需修建消力池。下坝址左岸可布置坝肩溢洪道，最大开挖深度33m，泄槽也很长，需布置消力池，且消力池出口位于河道转弯处。从溢洪道布置考虑，上坝址显著优于下坝址。

对输水洞、泄洪排沙洞工程，上坝址输水洞与泄洪排沙洞长于下坝址，从输水洞与泄洪排沙洞布置考虑，下坝址优于上坝址。

从大坝布置考虑，下坝址显著优于上坝址；从溢洪道布置考虑，上坝址显著优于下坝址；从输水洞与泄洪排沙洞布置考虑，下坝址优于上坝址。综上所述，从主要建筑物工程布置考虑，下坝址显著优于上坝址。

5 淹没及占压比较

红山湾坝址淹没及占压耕地、林地及农村宅基地共41.13hm2，渠道1.49km，迁移人口20人。梨园堡坝址淹没及占压耕地、林地及农村宅基地共109.13hm2，张肃公路3.0km，迁移人口261人，水库左坝肩位于张掖丹霞国家地质公园核心区。综上所述，从淹没损失及工程占压考虑，上坝址显著优于下坝址。下坝址移民和环境部分费用占到总投资的56.0%，水库淹没及占压设施很多，实施阻力很大。

6 综合比较

对2坝址从地形地质、主要建筑物、淹没损失、工程量及投资等方面进行同精度比较，具体见表1。

上、下坝址综合比较：从地形条件看，下坝址显著优于上坝址，从地质条件考虑，下坝址优于上坝址；从主要建筑物工程布置考虑，下坝址显著优于上坝址；从淹没损失及工程占压考虑，上坝址显著优于上坝址；从工程量比较，下坝址小于上坝址；从施工条件考虑，天然建筑材料上坝址运距小于下坝址；从投资考虑，上坝址优于下坝址。综上所述，2处坝址均具备建库条件，各有优缺点，综合考虑各方面因素，红山湾水库坝址推荐采用上坝址(红山湾坝址)。

表1 红山湾水库坝址选择方案比较

7 结束语

红山湾水库选择了上坝址(红山湾坝址)与下坝址(梨园堡坝址)进一步技术经济比较，综合地形地质、主要建筑物布置、淹没损失、工程量、施工条件、工程投资等方面因素，推荐采用建库条件相对优越的上坝址(红山湾坝址)，一方面技术条件更具科学性、可操作性，另一方面又节省了投资、工程效益显著。因此，在水库工程建设中，对水库坝址进行同精度、多方案比选尤为重要。