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鹽鍋峽的工程地質條件

發布時間: 2021-03-05 08:56:02

『壹』 黃河的一切資料都可以,急!!! !!!!!

黃河(Yellow River)是中國第二長河,世界第五長河,世界上含沙量最多的河流。黃河,中國回的母親河答,若把祖國比作昂首挺立的雄雞,黃河便是雄雞心臟的動脈。它見證了中華人民共和國偉大的發展。黃河流程達5464千米,流域面積達到752443平方公里,上千條支流與溪川相連,猶如無數毛細血管,源源不斷地為祖國大地輸送著活力與生機。黃河文化有《黃河大合唱》等,著名詩人如李白、王維、王之渙等,都留下了千古絕唱。另有音樂家、教授、演員等人以此為名。

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『貳』 思念賈福海先生

錢學溥

1954至2004年,在這漫長的50年間,我曾多次有幸在賈福海先生指導下進行工作。下面敘述的是幾個印象比較深刻的片斷。

1.黃河規劃委員會

1953年,在黃河流域,地質部工程地質處組建有兩個工程地質隊。賈福海先生任黃河中游工程地質隊隊長,姜達權先生任黃河中下游工程地質隊隊長。1953年畢業後,我被分配到姜達權先生的帳下。姜達權先生要我熟悉、整理三門峽、鹽鍋峽等壩址的地質資料;要我針對水利樞紐工程地質勘察,編繪一張黃河流域大地構造圖。

1954年3月,我被調到黃河規劃委員會地質組,組長是馮景蘭教授和賈福海先生。我很高興來到這個地質組,因為馮景蘭是在清華大學教我們普通地質學的教授,他曾誇獎過我的塊狀圖畫得好;而賈福海先生是一位我所敬仰的先輩。

3月初,黃河規劃委員會組織考察團,赴黃河流域考察。考察團的規格很高,由水利部副部長帶隊,國務院開的介紹信。考察團包括蘇聯專家組12名專家,我國水利、地質等方面的權威人士,以及其他翻譯、工作人員等,共有40多人。馮景蘭教授、賈福海先生和我,可以說參加了全部的野外考察活動。在野外,經常受到馮景蘭教授和賈福海先生的指點,4個月下來,受益匪淺。野外工作十分緊張辛苦,但也遇到不少趣聞逸事,下面略述一二。

野外考察從黃河上游劉家峽一直到黃河河口,當時道路不好,大部分是砂石路和土路。乘坐的汽車,清一色都是戰爭遺留下來的美國軍用卡車,浩浩盪盪有10多輛。其中,蘇聯和我國專家乘小吉普,一般工作人員乘中吉普,軍用10輪大卡車上裝的是大家的行李和考察團的雜物。

考察團幾乎每天都是早上出發,傍晚留宿到一處新的地點。當時,在我國西北一些偏僻的地區,經濟十分落後。4月的一天傍晚,車隊風塵撲撲地來到一個小村莊。剛一進村,就看到男男女女、老老少少許多村民迎候在那裡。他們對汽車很感興趣,大家嘰嘰喳喳,東看看西摸摸。一位老人,手裡柱著拐杖,摸著我們的汽車,自言自語地說:「火車?……汽車?……噢!……是飛機」。

第二天早上,還是有不少村民圍在汽車旁邊,考察團員們上了車,汽車已經啟動了,忽然有人大喊停車,司機下了車,看到兩個年輕人從車底下爬了出來。司機嚇得出了一身冷汗,破口大罵。年輕人委屈地解釋說:「我們想看看你們汽車里有沒有牛」。司機感到莫名其妙,年輕人進一步提出了自己的疑問:「沒有牛,你們的汽車咋會跑;沒有牛,你們的汽車咋也要喝水;沒有牛,你們的汽車上坡咋也要喘氣」。一連串的問題,問得司機一時語塞。事後得知:這是當地政府為了宣傳「點燈不用油,耕地不用牛」的社會主義工業化,特意組織當地群眾來參觀參觀汽車。

5月份,考察團來到了賈福海先生工作過的黃河中游。由於黃河幹流喇嘛灣、萬家寨、龍口幾處壩址不通公路,考察團只得自內蒙托克托上船,在船上沿黃河考察這幾處壩址。峽谷中的黃河水流湍急,船隻能下行不能上行,並且十分危險。使用的木船都是一次性的,船體很大,平底,做工十分粗糙簡陋。4根又長又粗的木棍,砍一砍就權當了劃水槳。當地勝產煤炭,木船裝滿煤炭,沿河而下,到了鄭州,木船也就壽終正寢,按劈柴的價錢賣掉了。

那天早上,考察團分別上了兩只木船,每隻木船的後面都拖著一隻小木船,以備急用。水利部副部長、蘇聯專家、包括馮景蘭教授和賈福海先生在內的中國權威人士,都坐在第一隻木船上。一路上天氣晴朗,工作順利。船艙里堆放著剛從北京送過來的麵包、燒雞和紅葡萄酒。大家有說有笑,大口地吃著喝著,欣賞著黃河峽谷兩岸仲春特有的風光。船行駛在峽谷里,速度很快,到了下午,已經進入了山西省河曲縣境內。正當大家慶幸一天工作即將順利結束的時候,忽然看到前面的一隻木船沖上了暗礁,停在了黃河急流水面的中間。看到眼前的情況,我們第二隻木船趕緊停靠在了岸邊。

當時沒有任何通訊工具,在沒有人煙的峽谷里,只能企盼奇跡的出現。但是,約摸過了一個小時,那隻停在暗礁上的大船仍然是紋絲不動。人們開始焦慮了,船工們說,船老大說不定有辦法。船老大是個消瘦的老漢,年近花甲,沉默寡言,一個人一直坐在岸邊的崖底下。聽到船工的建議,考察團的有關領導趕緊把燒雞和葡萄酒送到老漢的面前,但是老漢卻是不吃不喝,仍然緊鎖著雙眉,一口一口地抽著他的旱煙袋。大家在無望的煎熬中一分一秒地度過時光,又過了個把小時,天色開始暗了下來。老漢忽然站了起來,他一個人上了小船,要大家把小船拉向上游,大概拉了有500米,他讓人把繩索解開。老漢在船上奮力地劃著雙槳,只見那小船像脫韁的烈馬一樣,沖向那隻擱淺的木船,遠遠地只聽到「砰」地一響,奇跡發生了:大船和小船同時旋轉了一個角度,一同奔向了下游。大家被眼前發生的奇跡驚呆了,過了兩三秒鍾,才有人呼叫了起來。站在我身邊的一位水利技術員,在歡呼跳躍中,不幸嘴裡的假牙掉了出來,當即被腳下黃河的激流沖走了。但是看起來,他卻毫不介意,仍然張著沒有門牙的大嘴,歡呼跳躍著。

6月份來到了三門峽,中外專家異口同聲地贊賞三門峽優異的條件。作為壩址基礎的閃長玢岩堅固穩定;壩址地形較為開闊,適合安排溢流道、電廠、排沙孔等建築;大壩位於黃河的下游,對防洪、灌溉都十分有利等等。大家一致認為,在黃河46個梯級當中,第一個應當修建的就是三門峽。

6月底,回到了北京,開始編寫《黃河流域規劃報告》。我們地質組在一間大的辦公室里,馮景蘭教授的辦公桌靠近窗戶,賈福海先生和我的辦公桌面對面。我的任務是編寫黃河支流水庫的工程地質條件。在報告的章節、壩址水庫的工程地質評價等方面,賈福海先生經常給予我耐心細致的幫助。

2.三門峽地質勘探總隊

1955年10月,在結束新安江水庫水文地質工程地質填圖工作以後,我和任福弘、李正清等人,被調往三門峽地質勘探總隊。當時,經過長征的馬志卿同志擔任總隊的副隊長,賈福海先生擔任總隊的副隊長兼主任工程師。報到以後,賈福海主任工程師要我擔任壩址工程地質隊的第一地質隊長,全面負責壩址的工程地質填圖和鑽探編錄、壓水試驗等工作,負責初步設計階段壩址工程地質勘察報告的編寫。

實際上,任福弘有填圖的經驗,他負責的壩址工程地質填圖不需要我指點,只是他們過黃河,有時需要我簽個字。因為那時三門峽沒有電,黃河兩岸之間只有一條鋼絲繩,鋼絲繩上吊著一個大的木箱,靠著6個工人奮力絞動一個大的絞盤,慢慢地把木箱和木箱里的人員、鑽具等送到黃河的對岸。當時,我和填圖的地質人員一同住在大壩壩址岸邊的帳篷里。早上起來,一同到結了冰的黃河水邊,舀起冰冷的河水漱口。早飯以後,他們去填圖,我的任務主要就是到壩址附近看看,熟悉壩址附近的地層、地貌,觀察作為壩址基礎閃長玢岩風化、構造破碎帶發育的情況,為編寫報告打下基礎。

在鑽探編錄、壓水試驗方面,有陳祺江把關,他是壩址工程地質隊的第二地質隊長,工作認真細致,不需要我操心。只是有一天,他向我反映說:不知為什麼,當地下水位位於試段之間時,計算的單位吸水量往往有相當大的誤差。我仔細分析了前蘇聯列寧格勒設計院提供的壓水試驗規程,發現當地下水位位於試段之間時,規程規定的計算壓力值的計算公式有誤。根據靜水壓力的原理,我推導出一個正確計算壓力值的計算公式。後來那個公式刊登在了1957年的《水文地質工程地質》刊物上。

地面填圖和鑽探壓水試驗工作結束以後,總隊要求我們7天提交壩址的初步設計階段工程地質勘察報告。我從實驗室借來了兩台手搖計算機,有關的地質人員集中在一間大的辦公室里,明確了任務和分工。8點鍾上班,有的人編繪平面圖,有的人編繪鑽孔柱狀圖和工程地質剖面圖,我負責主編文字報告。手搖計算機用來計算、核對各種數據和參數。辦公室里除了手搖計算機沙沙的聲音以外,十分安靜。經過7天緊張有序的工作,我們提交了報告。

提交了報告以後,部水文局調我去長江三峽工作。臨行前夕,總隊馬志卿隊長和賈福海主任工程師找我談話。馬隊長肯定我按期完成了任務,但是批評我沒有安排大家加班加點,沒有秉燭夜戰,沒有形成一個大會戰的氣氛。賈福海先生沒有批評我,只是勉勵我今後到了新的工作崗位,仍要努力工作。

第二天我和孫素貞兩個人,收拾好自己簡單的行李和雜物,中午趕到了會興鎮,乘火車午夜到達了鄭州,住了一宿,第三天回到了北京。

1979年夏天,我去西安開會回來,特意在會興鎮下了火車,坐汽車來到三門峽大壩。電廠的工作人員十分客氣,帶我參觀了大壩、電廠和十分壯觀的黃河溢流道。依照我的要求,他們還帶我參觀了壩址下游開采奧陶系岩溶地下水的管井。離開的時候,我特意在壩前的水庫里,暢遊了1小時。沒有想到,與當時奔騰混濁的黃河迥然不同,那開闊的庫水十分深邃、恬靜和清澈。仰游在水面上,望著藍天、大壩,不禁浮想聯翩,回想起1955到1956年,在賈福海先生領導下,在三門峽從事勘察工作時的情景。

3.勘探西張水源地

1958年春天,部水文局張更生局長要我負責組建山西水文地質隊。我拿上一張地質部開的介紹信,率領侯立臣、唐熾昌、胡長和等7名技術骨幹,來到太原山西省地質局,組建了水文地質隊。按照山西省領導的意見,我們首先奔赴晉東南缺水的石灰岩山區——平順縣,開展了工作。

1964年初,地質部下達給山西省地質局一項重點任務——在太原北郊尋找確定一處特大型水源地,要求當年提交勘探報告,提交A2級地下水可開采量15萬m3/d。部水文局沈樹榮工程師親自來到太原,晉見了山西省地質局申夢華局長,傳達了部水文局賈福海總工程師的意見——要求錢學溥親自確定這個水源地的位置並編制這個水源地的勘探設計。

我要求地質局安排一輛蘇聯嘎斯69吉普車,在太原的北郊和東、西山跑了一個星期,確定有奧陶系岩溶水補給的汾河沖積扇作為勘探的對象,定名為西張水源地。編寫的勘探設計,通過了濟南設計評審會議的審查。為了完成這項重點項目,在勘探地區,架設了高壓線和變壓器,買來了3台仿蘇的YKC-20型大口徑沖擊鑽鑽機和大流量的水泵。施工結果,十分理想。抽水試驗,單井出水量都在4000m3/d以上,地質局組織了各地質隊的技術負責,到現場進行了參觀。1964年11月份提交了勘探報告。當月,部水文局賈福海總工程師率領水文局孫鴻冰、沈樹榮工程師以及北京水文地質隊賓德智等幾位專家,來到太原驗收評審這項重點勘探項目。以賈總為首的專家組,肯定了我推導的「消除井損計算滲透系數的公式」(日後,該公式納入了供水水文地質勘察國家標准、專著和水文地質手冊,並獲得了地質礦產部頒發的科技進步獎)。會議一致通過了這個勘探報告,評審通過A2級地下水可開采量16萬m3/d。經過幾年的開采,該水源地的實際開采量達到了18萬m3/d。

4.《太行山石灰岩山區的飲用地下水源》

1965年大旱,山西太行山石灰岩山區用水十分困難,有個村莊的村民甚至需要走一天半的山路,下山到河北省境內,才能背回一桶水。7月份,山西省組織山區找水工作隊,指定我任技術隊長。

當時我對石灰岩山區尋找飲用地下水源,心中無底。於是結合工作,在盂縣、陽泉、平定、昔陽、和順、左權6個縣市,步行約1000km,調查了200多個現有的和失敗的水井,總結當地作為飲用水源的水井有12種水文地質類型。工作之餘,我撰寫了一篇名為《太行山石灰岩山區的飲用地下水源》的論文,寄到《水文地質工程地質》編輯部。沒有想到的是,兩個星期以後,編輯部寄來的竟是賈福海總工程師寫的評審意見。賈福海總工程師不僅對該論文的文字進行了詳細的審閱,並且要求每一種類型,附一幅獨立的剖面圖和圖例(原稿為了節省篇幅,12種類型的剖面圖集中在了一起,只有一組共用的圖例)。我按賈福海總工程師的要求進行了修改,該論文刊登在了1966年的《水文地質工程地質》雜志上。

5.天橋黃河水下岩溶大泉

1959年,宣化地質學校承擔晉西北廣大石灰岩地區的1:20萬水文地質普查。提交的報告指出奧陶系的泉水流量不大,觀測到的最大的泉水流量只有2.18L/s。我認為這個結論值得懷疑,因為晉西北出露有近萬平方公里的石灰岩,地表沒有河流,在黃河河谷,應該有流量很大的岩溶泉水或是水下的岩溶泉水出露。從地質圖上可以看到,保德以下出露的是石炭二疊系碎屑岩地層,那麼,保德以上的一段黃河河谷,就應該是奧陶系岩溶地下水的排泄帶。文化大革命期間,工作基本癱瘓了,我考慮可以「理論找礦」,當然也可以「理論找水」。1967年6月26日,我隻身來到了偏僻的保德縣,當天下午就迫不及待地背起挎包,在黃河河谷里沿著岸邊向上遊走去。經過鐵匠鋪村,邊走邊看走了七八千米,見到黃河河道中有一個岩石小島,兩岸岩層翹起,說明發育有斷層構造。附近黃河東岸黃石崖溝有約300L/s的岩溶地下水出露。訪問當地的群眾,他們說,這一段黃河冬天不結冰。這種河水不結冰的現象,說明有大量的岩溶地下水在河水水面以下匯入黃河。當晚回到保德縣招待所,雖然晚飯每人只賣給3 兩稠粥(土稱和則飯),但是找到了晉西北近萬平方公里石灰岩地下水的排泄帶,心裡感到十分欣慰。

1979年,應《水文地質工程地質》編輯室主任閻錫嶼工程師的邀請,撰寫並發表了《山西省岩溶泉水》一文。文章中,根據當地的一個小居民點——天橋村,把上述岩溶泉水命名為「天橋泉」。參考補給區石灰岩的出露面積、降水量等因素,推斷該水下泉水的總流量約有10m3/s。

1982年,我們山西水文地質隊在保德至河曲黃河河谷,施工大口徑水文地質普查鑽,不少鑽孔的自流水量都在10000m3/d以上。我把這個情況,匯報給了賈福海總工程師。賈總十分高興,那年秋天,他率領了一個強大的岩溶專家代表團——包括中國地質學會岩溶專業委員會辛奎德主任委員、岩溶研究所袁道先所長、水文地質研究所盧耀如研究員等知名專家學者,到現場進行了考察。

賈總的老家就在山西省原平縣大牛鎮。那次考察,從太原坐火車出發,在原平縣轉乘汽車,經過大牛鎮來到河曲縣。一路上,賈總很是高興。記得考察團一行人等,來到河曲縣招待所,縣政府領導知道原平縣大牛鎮是賈總的老家,在吃飯的時候,特意請來了一位來自原平縣的女服務員,為賈總介紹家鄉的情況。賈總聽到親切的鄉音,不禁喜形於色。另外,我還記得,那次晚餐我坐在賈總的左邊,晚飯快結束的時候,賈總對我說,文化大革命以前,他曾提名要我隨他應邀去國外工作,但是山西地質局強調工作需要,沒有如願。這雖然只是一件多年以前的憾事,但是當時聽起來,仍然是勃然心動,感悟到受到賈總厚愛的欣喜。

這處泉水被賈總為首的專家組肯定以後,受到了各方面的重視。80至90年代,天橋泉被列為國家重點科研項目,並為擬建中的保德電廠、府谷電廠、河曲電廠,沿天橋泉的排泄帶,圈定勘探了3 處特大型的水源地。其中,鑽孔的最大自流水量達到了創紀錄的56000m3/d。1987年,上游龍羊峽水庫蓄水,黃河河道基本乾枯,實測這一段岩溶地下水的總排泄量為12.4m3/s,這是後話。

6.《中國蓄水構造類型》

1980年,科學出版社邀請我撰寫一本反映我國蓄水構造類型的科技書籍。在對編寫大綱的討論過程中,得到了陳夢熊、張宗祜、胡海濤、方鴻慈、哈承佑、劉光亞、崔光中、秦毅蘇等國內知名專家學者的指導。為了充分反映我國多姿多彩的蓄水構造類型,我走遍了我國30個省、市、自治區,查閱和搜集了1000多份區域和水源地水文地質勘查方面的資料。1990年,出版了《中國蓄水構造類型》一書。該書共有64萬字,書中論述了蓄水構造的概念、控制因素、中國蓄水構造類型劃分的原則等,並將我國蓄水構造劃分為4類25型。書中精選了396個實例、413幅水文地質剖面圖和平面圖,其中包括北京、上海、天津等各大城市主要的蓄水構造,也包含了像遼寧海底岩溶大泉、藏北高原凍土區地下水、西沙群島珊瑚砂潛水等許多珍貴的勘查資料。該書闡述了各種蓄水構造的形成、可開采水量和一般規律。

記得1980年接受這項任務的時候,我擔任著山西水文地質隊總工程師的職務。山西水文地質隊是個大隊,職工最多達到1100人,開動千米鑽機18台,每年提交各種勘查和科研報告10多份。另外,我還擔任山西省人大代表、山西省水資源委員會辦公室副主任、中國地質學會岩溶專業委員會委員等大大小小18個職務。因此,只能斷斷續續每次抽出幾天、十幾天工作間隙,去各省市踏勘和搜集資料。1984年調回北京,任全國礦產儲量委員會辦公室副總工程師。當時家住京西魯谷,經常是每天晚上7點到家,7點半開始整理圖件和撰寫文稿,午夜1點半睡覺。

1987年5月,我把完成的書稿送到了科學出版社。沒有想到,責任編輯說,按照新的規定,書稿必須經過專家的評審。我一沒有經費,二沒有時間,這可難壞了我。我當即想到的就是求助於水文地質界的第一把交椅、科學院資深院士賈福海先生。

當天,我帶著厚厚的3大本書稿,來到了賈福海先生的住所,那天賈福海先生不在。我敲門,門內一位老婦人問:「誰呀?」我說:「我姓錢。」「你是錢學溥吧?」門開了。我第一次見到賈夫人,一位慈祥的老婦人。我驚訝地問,您怎麼知道我叫錢學溥。賈夫人平靜地答道:「賈總曾經念叨過你。」

過了兩個星期,我帶上了兩瓶酒,又來到了賈福海先生的住所。賈福海先生親自給我寫了評審意見。至於那兩瓶酒,賈先生執意不肯收下,我也只有尊敬不如從命了。賈先生對《中國蓄水構造類型》一書,給予了很高的評價。他認為該書闡述的蓄水構造概念明確,控制因素分析正確,類型劃分詳盡。精選的396個實例、413幅水文地質剖面圖和平面圖,是書中最精彩的部分。該書既包括了基岩山區的蓄水構造,也包括了鬆散岩層的蓄水構造,在我國還是首次。他認為這本書實際上是以另外一種形式,反映了我國的水文地質情況,是一個創舉。

多年以前,地質部水文局張更生局長曾經說過,錢學溥是個「書獃子」。寫到這里,捫心自問,我不得不承認自己是個「書獃子」——賈福海院士當時已經是73 歲的高齡了,又擔任地礦部高級咨詢中心的顧問,工作十分繁忙,我怎麼能夠要求賈福海院士親自審閱那幾十萬字的書稿呢。

7.《三門峽地質勘察史》

2004年3月,收到了賈福海先生要我參加編寫《三門峽地質勘察史》的來信。見到信封上賈先生那極富個性、蒼勁的毛筆字,感到十分親切。50年來,不管什麼大小場合,賈先生都叫我「小錢」,但是這次信封上寫的卻是「錢學溥先生」。我的眼睛濕潤了,我感到了歲月無情的流逝,我彷彿依稀地見到了一位深深陷入懷舊思緒的耄耋老者。

回想起來,做人本應是「滴水之恩,湧泉相報」,但賈老給予我的實在是「湧泉之恩」,我還給賈老的卻是「滴水相報」。原本商定當年10月20日,在北京西峰寺召開第一次《三門峽地質勘察史》編委會議,能夠再次見到已是90歲高齡的賈老,當然是件期盼已久的事。萬萬沒有想到的是,10月3日傳來了賈老突然逝世的噩耗。嗚呼哀哉!上天實在是有失公道,對我來說,衷心向賈老先生道一聲謝意的機會,也變成了泡影。對賈老先生愧疚的心情,只能久久地埋藏在心底。

2004年12月於北京

『叄』 三門峽壩段的選定

姜達權

1955年第一屆全國人民代表大會第二次會議同意了國務院鄧子恢副總理的「關於根治黃河水害和開發黃河水利的綜合規劃」報告,並通過了「關於根治黃河水害開發黃河水利的綜合規劃」的決議。黃河綜合利用規劃技術經濟報告擬訂在黃河幹流青海省貴德縣龍羊峽以下直至海口的3774km之內修建四十六座攔河壩,成為梯級,以攔蓄洪水並發展灌溉、發電、航運。黃河綜合規劃選定三門峽及劉家峽為主要的第一期工程目標,其中三門峽水利樞紐經過一年多來的進一步勘察、設計和施工准備工作,在蘇聯的幫助下已於1957年1月完成初步設計,現在三門峽工程已於1957年4月13日正式開工,這是舉國歡慶的一件大喜事。以往幾年筆者曾參加黃河的一些工程地質勘察及為編制黃河綜合規劃而進行的部分查勘工作,茲就個人所了解的一些地質情況,對於三門峽壩段的選定過程作一概略的介紹。

一、黃河的主要特點

黃河是我國僅次於長江的第二條大河,發源於青海省巴顏喀喇山脈的拉達合澤山東南約30km的約古宗列渠,流經青海、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陝西、河南、山東等八省(自治區)而入黃海,全長為4845km,流域面積745000km2

黃河是條善決、善徒、善淤的河流。從公元前2278年(禹治河)起至1946年止,四千二百餘年中,有記載的決口有1593次。北至天津大沽口,南經淮河入長江,均為黃河改道泛濫地區。嚴重的水災威脅著鄭州以東、天津以南、長江以北250000km2面積內約8000萬人民的生命財產。例如1117年滄州河決,淹死100 余萬人。1642年朱家寨河決,淹沒開封城,死34萬人。1933年下游決口共58處,受災人口約360萬人。1938年蔣介石政府在花園口挖堤決口,被淹面積約54000km2,受災人口達1250萬人,死亡89萬人。由這幾個主要的例子,又可說明黃河水災的嚴重性,說明黃河的亟需治理。

黃河流域絕大部分地區屬於半乾旱及乾旱地帶,年平均降雨量400mm,地表蒸發強烈,水面蒸發量約為1200~1700mm。黃河的流域面積雖僅次於長江為國內第二大河,但年平均輸水量僅470億m3,為長江年輸水量的二十分之一,就是較之珠江(年平均輸水量約3600億m3),松花江(年平均輸水量約630億m3),閩江(年平均輸水量約600億m3)也都少得很多。黃河水量並不算多,但在黃河流域內耕地面積,據1954年統計共有65600萬畝,佔全國耕地面積40%,廣大的農田需水灌溉。黃河流域地下礦藏豐富,有大量的煤、鐵、石油、銅、鉛等礦產,需要開發。黃河流域各省市的工業正在發展,新興的工業基地需要電力與水源。黃河本身在龍羊峽以下孕蓄水力約33000 kW。

以上這些情況說明黃河水量雖不大,幾千年來都危害著廣大面積內千百萬人民的生命財產,需要進行治理。地下礦藏的開發與工農業建設又需要使用為量不多的黃河水流,黃河的水利需要開發。

黃河造成災害的主要原因是洪水集中和泥沙過多。

黃河流量的分布極不均勻,蘭州平均流量為1019m3/s,年平均輸水量為322億m3/s,約為全河流量的68.3%;陝縣平均流量為1305m3/s,年平均輸水量422億m3,佔全河流量90%。

黃河流量以每年12月或1月為最小,3、4月間驟增而成桃汛,7~9月由於暴雨集中之故,出現最大流量,是為夏汛或秋汛,11月以後水位回落(見下表)。

陝縣、包頭、蘭州水文站年平均月流量(m3/s)變化情況

黃河最大洪水均出現於夏季,原因是夏季多暴雨,在中游日降雨量可以超過100mm,在下游可以超過150mm。根據陝縣水文站記錄。最大流量22000m3/s(1933年8月),根據洪水痕跡推算千年一遇供水流量為36000m3/s(1843年)。

黃河流域范圍以內,黃土分布面積約為370000km2,因植被遭受破壞,黃土被沖刷隨波逐流,使得黃河所含泥沙特多,水流為之黃濁,故名黃河。黃河含砂量居世界各國河流中第一位,每一立方米水的年平均含砂量,埃及尼羅河為1kg;蘇聯阿姆河為4kg;美科羅拉多河為10kg;黃河陝縣為34kg,陝縣最大含砂量摺合重量百分比為42.14%。年平均輸砂量為13.8億t。陝縣泥沙的來源約有10.9%來自包頭以上,49%來自包頭龍門之間,40%來自支流涇、洛、渭、汾河。涇河年平均含砂量約為161kg,最大含砂量為978kg,無定河平均含砂量為145kg,最大含砂量竟達1518kg,摺合重量百分比為78%,已成泥糊,為世界所絕無僅有情況。水流攜帶著這些巨量的砂泥抵下游鄭州以後,因地勢平緩,流速減低、泥沙沉澱,現在平均每年河床增高10~30cm。海口堆積向海推進約3km,河床日高,河水漫流,不得不在兩岸築堤束水,河床增高後,堤防亦須加高,日久而成地上河,高出地面數米至十餘米,成為了海河水系與淮河水系的分水嶺。

由上述情況可知黃河的水需要攔蓄,方可以減除下游洪水泛濫之災,並利用蓄水進行灌溉、發電及改善航運。由於黃河水量的逐年和年內分布均極不平衡,若要充分利用黃河的水量,就需要進行多年調節,就需要大容積的水庫。為了避免下遊河床的日益增高,建成攔蓄水的水庫以後,大量的泥沙亦應攔截沉積於水庫中,這樣雖避免了下遊河床的增高,卻要佔用相當大的庫容,因而減少了水庫的調節能力。為了蓄水攔砂,就更需要大容積的水庫。

黃河上游為延續約200km的連串的湖泊群,人煙稀少,又無水災,目前亦無興修水利的必要。

中游自青海龍羊峽至河南孟津長2922km,流域面積607000km2,其工程地質條件可以分段簡述如下:

1.龍羊峽—青銅峽段:本段長約979km,總落差1307m。黃河在這一段穿過19個峽谷及17個山間盆地,成為峽谷與山間盆地相間地形。劉家峽以上峽谷深刻,谷寬50~70m,以下則河谷較寬,約為100~200m。

本段黃河所穿過的19個峽谷系由變質岩、花崗岩、石灰岩及砂岩組成,以南山系變質岩及皋蘭系變質岩所成峽谷最為陡峻,岩石亦較堅固,如龍羊峽、劉家峽等,均適建築高壩。花崗岩所組成的公伯峽等亦為良好築壩地段。白堊紀六盤山系紅色岩層組成的鹽鍋峽也可以築壩。

山間盆地主要系由第三紀紅色岩層或黃土組成,面積均較小。

本段雖然峽谷與山間盆地相間,富有良好的築壩地段,但是水庫容積較小,只能解決蘭州等地的防洪、發電問題,不能控制大量的洪水與泥沙。

2.青銅峽—拐上段:本段長868km,總落差146m,坡降平緩,河道寬闊,兩岸沖積物廣布,而且河道遷移不定,築壩頗有困難。

3.拐上—龍門段:本段長717km,總落差612m。黃河切割寒武紀、奧陶紀石灰岩,石炭二疊紀煤系及二疊-三疊紀砂岩頁岩成為峽谷,並有第三紀及第四紀地層組成的山間盆地。峽谷與山間盆地相間,石灰岩地區多成U形峽谷,兩岸陡峭,河寬100~200m,可以築壩的地段有小沙灣、龍口及龍門等地。砂岩與頁岩分布地區河谷較寬,邊坡較緩,岩層易被沖蝕,因而形成落差十餘米的壺口瀑布。此等地區雖不適於建築高壩,但在拐上、壺口等地仍可築壩。

本段石灰岩分布地區喀斯特作用頗為發育,既不適於建築高壩,亦乏較大容積的水庫,而且在龍口以上建築較高水壩將淹沒巨量煤田。在蓄洪攔砂方面作用亦有限。

4.龍門—潼關段:本段長135km,總落差54m。這一段黃河流經山西、陝西黃土高原,河面寬3~10km,兩岸地層為黃土,極易被水流沖刷崩坍,枯水季節,水流分枝,時合時分,河灘棋布。河底沉積物主要為細砂、中砂及少量礫石,在這一段建築高壩實有困難。

5.潼關—桃花峪段:本段長223km,總落差228m。黃河過潼關後切過由震旦紀石英岩、寒武紀奧陶紀石灰岩、石炭二疊紀煤系、二疊三疊紀砂岩、頁岩、閃長玢岩所組成的太行山、熊耳山及崤山,而在中游最下游形成岩石峽谷。河谷寬120~300m。第三紀紅色岩層及煤系分布地區河谷稍寬。閃長玢岩組成的三門峽,石英岩組成的任家堆,石灰岩組成的八里胡同及砂岩頁岩組成的小浪底均可築壩。小浪底以下兩岸又為黃土,不適於建築高壩。

黃河過桃花峪後即入下游平原,河流作用以沉積為主,泥沙沉積,河道遷移不定。自古以來兩岸築堤,河床不斷增高,河床中為細砂層,無論在地形或地質方面,均缺乏建築較高水壩的條件。

從黃河龍羊峽以下各段地質條件比較,以在潼關—桃花峪段選擇築壩地段最為有利,可以控制流域面積的絕大部分,既可攔蓄大量洪水,又可截阻泥沙。

二、黃河中下游各壩段工程地質條件概要

黃河中下游潼關至桃花峪間可能築壩的地段計有潼關、三門峽、任家堆、八里胡同、小浪底及邙山桃花峪等壩段,茲將各壩段的主要工程地質條件簡述於下,以資比較。

潼關壩段:潼關壩段兩岸均為黃土,除夾有卵石層及在底部有少量第四紀紅色土外,均為現代河流沉積物,黃土中似喀斯特現象極為普遍,河岸遭受水流沖刷極易崩坍,如選擇此處建築高壩,甚為不利。

三門峽壩段:三門峽水利樞紐的天然地基是呈岩床狀的閃長玢岩,黃河在最窄處寬僅120m,河床中有兩個岩島,分河水為三支。岩層傾向上游。閃長玢岩的抗壓強度一般為1000~1800kg/cm2,閃長玢岩為一不透水層,除有裂隙外,地面15m以下,單位吸水量小於0.1L/min。

在此築壩不但地基良好,而且有廣大的腹地可作水庫。河中岩島矗立,亦利於施工。

任家堆壩段:位於三門峽下游約40km,地基為震旦紀石英岩夾薄層紅色或綠色板岩。岩層傾向上游,兩岸岩層走向不一致,可能有斷層存在。在這一段可以建築高壩,但水庫位於峽谷中,容積有限。

八里胡同壩段:八里胡同位於山西垣曲縣黃河下游25km。黃河切過寒武紀及奧陶紀石灰岩成為峽谷,河寬300餘米。峽谷入口有斜切河床的斷層,石灰岩中喀斯特現象甚為普遍,最大溶洞直徑可達2m,河床中覆蓋層厚度約25m。在此段築壩不但水庫容積小,而且壩基以下及兩側溶洞等的處理甚為費事。

小浪底壩段:位於八里胡同下游25km,河寬300~400m,地基及兩岸均為二疊三疊紀石千峰系紅色砂岩及頁岩,夾有粘土薄層。不適於建築高壩。

桃花峪壩段:兩岸地層為黃土或現代沖積物,河床中為細砂、淤泥及少量礫石,河道寬廣,不適於建築高壩。

由上述各壩段概略的地質條件比較,可知在潼關至桃花峪之間,以三門峽壩段的地質條件最適於建築高壩。

三、三門峽壩段的選定

三門峽在地理位置上位於黃河最下游岩石峽谷的入口,控制流域面積達90%以上。在地形上河谷亦較窄,河床中有岩石小島,便於施工。在地質條件方面,有厚達90~130m的堅硬而且基本上不透水的閃長玢岩岩床,可以作為高水頭水壩的地基。如果在此建築正常高水位為標高360m的水壩,則總庫容為640億m3,為其他任何一個壩段所不能比擬的。由於有這樣巨大的水庫調節水量,可以使千年一遇的洪水由35000m3/s削減到不超過6000m3/s。當下游伊、洛、沁河發生巨大洪水時,三門峽水庫還可以調節水量,僅泄放1000m3/s的流量,使幹流與支流的洪不相遭遇,以保證下游的安全。

在三門峽建築水庫,有巨大的庫容攔蓄泥沙,如80%的泥沙淤留於水庫中,則50年後水庫中可能淤積泥沙340億m3,仍有足夠的庫容可以蓄水,而50年以後水土保持工作已有成效,砂泥減少了來源,更可保證水庫的巨大效果。

如在三門峽建築巨大水庫,水電站的設置容量為110萬kW,每年可以發電60億度,可以供應山西、陝西、河南、河北等省工礦企業及生活用電。同時由於水庫調節水量而可以使下游航運水深不小於1m,有利於航運的暢通。

因此,只有在三門峽修築高水頭的壩才能達到蓄水攔砂,除弊興利,綜合開發的目的。經勘察過100多個壩段的地質條件,反復研究,三門峽最後被選定為治理與開發黃河的第一期工程地段。

主要參考文獻

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(本文原載於《水文地質工程地質》1957年第12期)

『肆』 鹽鍋峽水電站的工程構造

鹽鍋峽水電站素以工期短、造價低、效益高而聞名全國。38年來,年年超額完成發電任務。截至 1999年 12月底,累計發電600.15億千瓦·時,創工業總產值40.32億元,相當於建站初期總投資的29.2倍。
鹽鍋峽水電站位於中國甘肅省永靖縣黃河幹流鹽鍋峽出口處,距蘭州市70公里。工程以發電為主,兼有灌溉效益。設計灌溉面積0.3萬公頃。混凝土寬縫重力壩,最大壩高55米,水庫總庫容2.79億立方米,水電站裝機容量35.2萬千瓦,年發電量22.8億千瓦·時。
1958年9月開工,1962年1月第一台機組發電。至1970年共有6台機組投產。7號和8號機組於1975年投產。 壩址基岩以白堊系砂岩為主,夾有砂礫岩,粉砂岩及頁岩。
壩址以上流域面積18.28萬平方公里,多年平均流量877立方米/秒,年徑流量275億立方米,年輸沙量7600萬噸。 工程由主壩、廠房及灌溉引水管道組成。
主壩全長321米,溢流段位於大壩右側,設有4個12米×10米溢流孔。採用消力池水躍消能。大壩按200年一遇洪水設計,千年一遇洪水校核,最大洪峰流量7500立方米/秒。
廠房位於大壩左側壩後,裝有單機容量4.4萬千瓦水輪發電機組3台和4.5萬千瓦機組6台,設計水頭38米,蝸殼採用鋼筋混凝土結構。保證出力13.9萬千瓦。 灌溉引水管設在大壩兩端。
主體工程量:土石方開挖109萬立方米,混凝土澆築53.5萬立方米。工程截流採用立堵法,由左岸單向進占。工程投入運行後,曾出現漂浮物嚴重堵塞水電站進水口攔污柵的情況。

『伍』 永靖縣鹽鍋峽土方工程是真的嗎

目前總投資2.73億元的劉(家峽)鹽(鍋峽)八(盤峽)庫區地質災害綜合治理項目農業工程正式開建。雖然不清楚親具體問的什麼,但這條消息應該很明確了。

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