侯 凱 謝加球
(1.畢節市勘察設計研究院貴州畢節551700;2.貴州中水工程有限公司貴州貴陽550002)
賴子河水庫防洪影響評價
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(1.畢節市勘察設計研究院貴州畢節551700;2.貴州中水工程有限公司貴州貴陽550002)
本文結合賴子河水庫實際情況,探討了該水庫所采取的主要防洪建設與相關措施,并通過對防洪效果的評價,為類似水庫工程的防洪措施提供重要參考。
賴子河;水庫;防洪;評價
1.1賴子河水庫工程概況
水庫的建設為當地的防洪問題提供了重要的保障,通過水庫防洪庫容的調蓄洪水措施,能夠有效調節水位高低及雨水量,從而達到避免下游洪災的作用,最終維護人們的生命財產安全,避免經濟損失[1]。
賴子河水庫位于威寧縣城東南面的爐山鎮溪街村境內,水庫壩址以上集水面積為266.8km2,占二塘河流域面積的29.5%,其中明流區流區集雨面積176km2,伏流區集雨面積60km2,并襲奪外流域面積為30.8km2;明流區壩址以上河道長20.8km,平均比降為12.0‰,流域形狀系數f為0.408,幾何特征值θ為24.944。
1.2賴子河水庫暴雨洪水特性
1.2.1暴雨特性
賴子河水庫位于二塘河流域上游,流域的汛期天氣和暴雨特性,大多由于貴州高空西北帶大槽和副熱帶高壓的作用,形成明顯的長江橫切變,來回擺動幅度不大。西南季風將孟加拉灣水汽沿副熱帶高壓邊緣輸入貴州,副高位置穩定,有利于西南溫濕氣流輸送和上空低流槽發展,切變在貴州的中部維持,低渦不斷沿切變線由西向東移動,形成強烈的輻合上升運動;加上山區地形的影響,更促使了氣流的抬升運動,使貴州中、西部持續地發生大面積降雨。暴雨頻繁且強度較大,發生特大暴雨的空間地面也廣。
1.2.2洪水特性
二塘河的洪水特性與流域的暴雨特性和自然地理條件密切相關,流域出口斷面坡降1.9‰。由于流域坡降較小,洪水匯流速度比較慢,因此,與面積相當的其它山區河流相比,同頻率的洪峰流量一般較其他山區河流要小。也由于河道坡降小、使得水流速度較小、對洪峰的排泄相當不利,以致流域的中、下游經常形成洪災。
2.1防洪標準
賴子河水庫總庫容在1000萬m3~1億m3之間,根據《防洪標準》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)的規定,水庫工程等別為Ⅲ等。水庫推薦壩型為砼雙曲拱壩,校核洪水標準為500年~1000年一遇,本工程水庫庫容1250萬m3,相應洪水標準取下限較為合適。本工程經調洪演算,水庫大壩及相應泄水建筑物洪水標準如下:按50年一遇洪水標準設計,1000年一遇洪水標準校核。
2.2洪水調度原則及方式
賴子河水庫總體運行方式為:(1)庫水位需保證在枯末汛初之時由正常蓄水位回落到汛期限制水位;(2)在汛末枯臨之前水位蓄到正常蓄水位1892.5m,根據徑流資料,確保蓄水時間在9月上旬,保證在11月份枯期來臨之前水庫水位蓄滿到正常蓄水位。
汛期中,初始庫水位為1887.00m,當發生洪水時,根據不同頻率的來水情況,逐步開啟底孔進行泄流,直至下泄量最大為50.1m3/s時,此時滿足20年一遇洪水回水不淹上游爐山鎮,水庫洪水位為1893.2m,削減了上游洪峰322m3/s,增加了下游的防洪能力;當來水量繼續加大,底孔下泄流量仍保持50.1m3/s下泄,水位達到防洪高水位時,開啟溢洪道閘門開始自由溢流,直至來水流量與泄流量相等時,水庫水位達到最高點。繼而來水流量小于水庫水位相應的下泄能力時,庫水位開始下降,直至降到汛期限制水位1887.00m。
3.1對水利水電開發規劃的影響
根據規劃,三岔河干流(阿珠以上)水電梯級開發方案為:賴子河+水簾洞+下扒瓦+岔河+出水洞+金獅子一級+金獅子二級+櫻孜渡+平寨+灣河+阿珠。本次設計中賴子河水庫是《三岔河干流(阿珠以上)水利水電開發規劃》實施的一部分,也符合《三岔河干流威寧二塘河流域綜合治理規劃報告》對賴子河增加的防洪功能的表述,修建總體符合流域水利水電開發規劃。
3.2對三位一體規劃的影響
賴子河水庫屬于骨干水源工程項目,規劃中以農村人畜飲水、城鎮供水及灌溉為主,總庫容1098萬m3。本次設計中賴子河水庫是一座以灌溉、防洪、火電廠供水為主,兼顧發電的綜合性利用水庫,其建設是符合《貴州省水利建設生態建設石漠化治理綜合規劃》的,僅在規模任務上有所區別,這也是隨著設計深入的細化而相應調整的結果。
3.3對水利發展“十二五”規劃的影響
2011年3月,根據《威寧縣國民經濟和社會發展十二五編制工作方案的通知》,威寧縣水利局編制完成了《威寧縣“十二五”水利發展規劃》,規劃到2015年,全縣建設中小型水源工程68處,其中:中型水庫4座(含賴子河水庫)、小(1)型水庫13座、小(2)型水庫51座:到2015年,建成裝機5600kW的農村水小電代燃料項目,主要解決下游沿岸鄉鎮及村的人畜飲水問題和工農業用水問題。
3.4施工期對河道泄洪的影響
根據施工組織設計,賴子河水庫采用全段圍堰+左岸隧洞導流方式導流。本工程枯期導流洪水標準取5年一遇(P=20%),相應導流設計流量為34.9m3/s。結合施工進度安排,第一個枯水期大壩澆筑至1868.00m高程,根據調洪計算結果,此時大壩攔洪庫容為33.6萬m3,小于1×108m3,度汛標準為20年一遇(P=5%)的全年洪水,其度汛流量為372m3/s。賴子河水庫的建設在施工期將影響本河段的正常行洪,但在施工導流設計時已考慮了解決方案,汛期采用上游預留防洪庫容及壩體直接過水度汛。
3.5對運行期對河道泄洪的影響
賴子河水庫因大壩的攔擋,使庫區河道水位壅高,改變了天然河道的行洪條件,主要影響如下:(1)大壩阻隔使天然洪水受到了人為調節與控制,洪水通過設置泄流建筑物泄洪,大壩下游河道及河岸可能造成一定的沖刷和破壞;(2)庫區河段水位抬高、流速減慢,導致庫區河段沿岸淹沒或浸沒的影響,而庫尾河段的泥沙淤積和回水可能造成庫尾河段行洪不暢;(3)由于水庫具有季調節性能,且人為控制泄洪,洪水期水庫對下游河道將具有較大的滯洪作用,削減下泄洪水流量,減小洪水對下游河道的負面影響。
3.6對河道穩定性的影響
3.6.1河床橫向穩定性
河床穩定性用河岸穩定系數來表示,本次防洪評價采用阿爾圖寧公式的簡化公式計算[2],其計算公式為:

式中:b——枯水水面寬;B——造床流量下水面寬。
本次評價區天然情況下河道河寬為8m~40m,結合實際調查,平均枯水河寬取為16m,中水河槽平灘河寬取23m,河寬根據實測壩址處斷面量算,經估算,K2=0.696,由于缺乏橫向穩定性指標,以長江荊州河段的穩定性指標做分析,賴子河水庫河段橫向穩定性系數K2在0.67~0.77范圍,說明本河岸較穩定。
3.6.2縱向穩定性
對評價范圍內干支流35.1km的河段進行調查,河床縱向上無跌坎發育,因此,從河流組成物質、河流的沖刷作用及河床現狀形態上分析,建庫河段河床向深部發展變化的范圍受限,河床在深部向下不會發生大的變化。因此,評價河段河床在縱向總體上是穩定的,目前河流的寬度不會發生大的變化,河相關系較好。
3.6.3穩定河寬
在大壩下游,水庫建成后,威寧~六盤水段河道治理工程業已完成,各河段水面線從上至下平穩過渡,河道兩岸都有河堤加固,河寬較穩定。根據《河流動力學概論》中的穩定河寬進行計算,得到本工程賴子河干流的穩定河寬平均值為22.5m,本工程完成后,評價河段的穩定河寬平均值為65m,遠大于所計算出來的22.5m,因此,河床是穩定的。
3.7對現有防洪、河道整治及其它水利工程與設施的影響
3.7.1壩址上游
賴子河水庫庫區內無防洪工程及河道整治工程,因此不存在相關的影響。庫區內其他水利工程及設施有小型公路橋7座,樂溪電站一座,采用現金補償或恢復重建的方式進行補償。
3.7.2壩址下游
壩址下游評價范圍內有威寧縣~六盤水段的河道治理工程,水庫建成后,對應下游河道治理10年一遇的洪水標準,能將天然洪峰296m3/s削減到滿足下游河道治理洪峰要求的50.1m3/s,其他頻率洪水通過水庫調節后下泄,也能起到不同程度的削減作用,水庫通過閘門控制下泄,逐漸開啟閘門,不會制造人為洪水。
3.8對防汛搶險的影響分析
賴子河水庫壩址河段兩岸無堤防,也無防汛搶險通道,屬自然岸坡。左右岸均無重要防洪對象,因此水庫建設對防汛搶險無影響。施工期來回的車輛對公路暢通可能產生一定影響,但施工期不長,因此必須通過有效組織工程建設運輸車輛的有序通行,尤其在汛期要避免施工運輸車輛在關鍵路段堵塞,只要合理安排,工程建設期間保障交通暢通是可實現的,因此施工期也不會對交通有大的影響[3]。
賴子河水庫施工期工程設施按設計要求布置,汛期按防洪度汛方案執行,沿岸的永久公路有利防汛搶險的實施。運行期,對庫區受影響的公路進行重建,使得庫區內公路的標準有一定程度的提高,對防汛搶險也有積極影響。陜西水利
[1]黃義娟.三大類建設項目的防洪評價要點分析[J].中國農村水利水電,2015(8):39-41.
[2]陳娟,黃燕.淺談堤防工程的防洪評價技術要點[J].珠江現代建設,2015(2):18-20.
[3]黃衛藍.防洪評價應注意的幾個問題的探討[J].城市建設理論研究:電子版,2014(22):65-66.
(責任編輯:唐紅云)
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