洛南縣張坪水庫防洪評價淺析

孫學軍，楊永平

(陜西省商洛水文水資源勘測局，陜西商洛726000)

洛南縣張坪水庫防洪評價淺析

孫學軍，楊永平

(陜西省商洛水文水資源勘測局，陜西商洛726000)

為改變洛南縣人畜飲用水緊張的局面，在伊洛河干流上游擬建張坪水庫樞紐工程，采用匯水面積相關法、綜合參數(shù)法、水文比擬法三種方法進行計算，最終采用水文比擬法計算得出結(jié)論，并系統(tǒng)而全面地對工程防洪進行全面的綜合評價，提出建設性意見，為今后的防洪抗災、工程建設提供科學依據(jù)和建設性意見和建議。

洛南；張坪水庫；防洪影響；評價分析

1 概況

張坪水庫樞紐工程是一座擬建在伊洛河干流上游的水源工程。工程樞紐主要由溢流壩段、非溢流壩段、引水孔和泄洪排沙孔等部分組成。水庫校核洪水位1121.64 m，設計洪水位1120.00 m，正常蓄水位1120.00 m，死水位1105.00 m；最大壩高52.00 m，總庫容995萬m3，有效庫容664萬m3，死庫容200萬m3，屬四等小Ⅰ型工程，主要建筑物溢流壩、非溢流壩、引水孔、泄洪沖砂孔等按4級建筑物設計，次要建筑物和臨時建筑物為5級建筑物。根據(jù)《防洪標準》規(guī)定，本工程為四等小（1）型工程，永久水工建筑物為4級，其導流建筑物為5級，土石圍堰的設計洪水重現(xiàn)期為10～5年一遇。根據(jù)施工進度計劃安排，圍堰需抵擋一個枯水期的洪水，枯水期時段選為11月～6月。綜合考慮，采用枯水期土石圍堰擋水，洪水標準為Q20%=51 m3/s。

2 暴雨和洪水特性

伊洛河流域暴雨量級和強度較大的暴雨一般產(chǎn)生在7~9月份。伊洛河上游暴雨分為兩種類型：一種是鋒面雨，其特點是歷時長，強度均勻，籠罩面積大，另一種是雷暴雨，其特點是雨量集中，歷時短、強度大、籠罩面積小.伊洛河洪水分為桃汛、夏汛和秋汛，其中夏汛最大。洪水最早出現(xiàn)在4月，其洪量較小，年最大洪水一般發(fā)生在7~9月，根據(jù)石門峪和靈口水文站資料統(tǒng)計，7~9月洪水占81.4%，10月由于受淋雨影響，亦有洪水發(fā)生。伊洛河上游屬山地性河流，洪水陡漲陡落，由于河槽調(diào)蓄能力較小，一次暴雨形成一個洪峰，形成陡漲陡落的洪峰，一次洪水過程一般1～2天，其主峰段約12小時左右。

3 防洪評價計算

3.1 基本水文資料

張坪水庫所處的伊洛河干流下游設有靈口水文站，本次收集到1960~2010年共51年實測的連續(xù)系列水文資料，石門峪站1957~1960年、1964~1967年、1969~1978年、1993~2009年共35年實測水文資料。

3.2 工程設計洪水

（1）根據(jù)矩法計算出來的統(tǒng)計參數(shù)，采用皮爾遜Ⅲ型理論頻率曲線適線（計算時采用黃河水利委員會水文局的洪水頻率計算程序計算），在適線時著重考慮曲線中、上部較大洪水點據(jù)，適當考慮下端較小的洪水點據(jù)。求得石門峪水文站不同頻率洪峰流量見表1。

表1 石門峪水文站設計洪水計算成果表

表2 匯水面積相關法和綜合參數(shù)法中不同分區(qū)參、指數(shù)表

（2）張坪水庫設計洪峰流量

分別采用匯水面積相關法、綜合參數(shù)法、水文比擬法三種方法進行計算。匯水面積相關法和綜合參數(shù)中不同分區(qū)參，指數(shù)見表2，計算結(jié)果見表3~表5。

表3 匯水面積相關法洪水計算成果表

表4 綜合參數(shù)法洪水計算成果表

表5 水文比擬法設計洪水計算成果表

（3）張坪水庫設計洪峰流量采用值

從以上計算結(jié)果可以看出，根據(jù)石門峪水文站洪峰流量按水文比擬法計算結(jié)果與《商洛地區(qū)實用水文手冊》經(jīng)驗公式法及《陜西省丹江干流防洪工程初步設計》計算結(jié)果差別不大。考慮到與《陜西省洛南縣張坪水庫樞紐工程初步設計》的一致性，本次防洪影響評價五百年、五十年一遇洪水設計洪峰流量采用《初設》中的結(jié)果,其它頻率的設計洪峰流量及五龍溝設計洪峰流量采用水文比擬法計算結(jié)果。

表6 設計洪水計算采用值

4 防洪綜合評價

4.1 工程建設與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關系與影響分析

在開發(fā)方向上，要堅持水利水電并重，統(tǒng)籌兼顧，綜合治理，干支河流的開發(fā)都應結(jié)合水電開發(fā)，同時考慮城鎮(zhèn)生活、工業(yè)供水和農(nóng)業(yè)灌溉，兼顧防洪、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益。規(guī)劃張坪水庫為四等小（一）型水庫，供水對象為城市供水及農(nóng)灌。規(guī)劃新增可供水量為1490萬m3，其壩址以上河道無污染，是解決洛南縣城供水和四十里梁塬人飲、灌溉的理想水源。因此，張坪水庫樞紐工程建設，基本符合現(xiàn)行水利規(guī)劃中確定的總體要求與整治目標。

4.2 工程建設對現(xiàn)有防洪標準、技術要求的影響分析

按二十年一遇(P=5%)設計洪水標準計算回水位作為居民點、企事業(yè)單位、公路、耕地、河堤等評價標準線。按照十年一遇(P=10%)設計洪水標準計算回水位作為農(nóng)防河堤等評價標準線。該報告已通過陜西省庫區(qū)移民工作領導小組辦公室的審查,其中的淹沒問題按其辦理,本次評價不再重述。

4.3 對行洪安全的影響

由于大壩建設，造成上游河段壅水，行洪能力降低，泥沙下沉淤積。在50年一遇設計洪水和500年一遇校核洪水之間回水范圍較大，回水區(qū)域內(nèi)會產(chǎn)生一定量的淤積，對行洪會造成一定影響；上下游可按規(guī)范要求采取過渡段，做好水力銜接，盡可能使其平順。汛期加強觀測，適當控制閘門的啟閉，合理防洪調(diào)度，可基本保證行洪安全。對有河堤的河段，根據(jù)影響程度，采取加高加固河堤的方法，減少或避免洪水造成損失。

4.4 工程建設對河勢穩(wěn)定的影響分析

從河道流量、泥沙兩方面講，該工程的修建雖會對河勢有一定的影響，但影響不大。在水庫靜水末端，隨著時間的推移，淤積不可避免。由于此段淤積對河勢影響較大，影響因素較多，應在回水影響范圍內(nèi)專門設立監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測其變化，總結(jié)分析變化規(guī)律，提出防治措施，減少和消除影響。

綜上，工程的修建對河勢在局部會產(chǎn)生一定的影響，但對河勢整體穩(wěn)定不會造成重大影響。

4.5 工程建設對現(xiàn)有防洪工程及其它水利工程和設施的影響分析

根據(jù)《陜西省防洪規(guī)劃報告》，張坪水庫所處“峽谷段不規(guī)劃防洪工程”。經(jīng)現(xiàn)場查看和對伊洛河10個斷面的分析，使用本次評價標準，對原移民規(guī)劃范圍進行復核。移民規(guī)劃劃定范圍與本次相當，是適合的，以下對伊洛河干流及支流五龍溝的影響評價主要是《移民安置初設》中未包含的部分。

4.6 對防汛搶險的影響分析

張坪水庫所在河段，屬于深山峽谷區(qū)，人員居住相對集中的地帶有張坪、洛源等地，因地處張坪水庫淹沒區(qū)而搬遷，其余地帶耕地面積較少，河道調(diào)蓄、行洪主要靠自然河岸山體攔防，無其它防洪設施。根據(jù)張坪水庫工程的施工平面布置圖可以看出，主要施工集中壩址地帶，汛期會給防汛搶險帶來一定的影響，會增加防汛搶險工作難度。但樞紐導流圍堰、基礎處理、大壩澆筑等主體工程施工工期安排在非汛期，給防汛搶險帶來的影響不大。

5 工程影響防治與補救措施

5.1 對河道行洪安全影響的防治措施

（1）施工圍堰、施工棧橋等阻水作用較大的臨時設施的設計應和河道行洪統(tǒng)籌考慮。

（2）施工期要與河道主管部門、水文部門保持密切聯(lián)系，根據(jù)洪水預報，上游實時雨水情信息及時采取措施，確保防洪安全。

（3）施工結(jié)束后，要及時拆除臨時建筑物，推平施工道路，清除棄渣等。施工圍堰要徹底拆除，河道棄渣必須清除至河道以外定點堆放，盡可能還河道原貌，以利洪水通暢宣泄。

5.2 對河勢穩(wěn)定影響的防治措施

（1）在滿足工程布置的前提下，壩軸線盡可能與河道主流垂直，減少對河流主流的影響。

（2）水閘盡可能靠近河道主流，優(yōu)化閘墩墩型，盡量減小對水流的阻力。

（3）對庫區(qū)蓄水后可能會滑坡和崩塌的山體采取削坡整治。

5.3 對現(xiàn)有防洪工程和其它水利設施影響的防治措施

（1）對壩址以上4 km范圍內(nèi)的淹沒路段，應配合公路主管部門恢復建設；

（2）對防洪任務重要的路堤，應采取路堤漿砌石擋土墻進行防護，以減少洪水對路堤的沖刷；水庫上游、壩下河道治理工程應重新設計。

（3）施工過程中占用河道管理范圍內(nèi)的土地，有可能造成防洪設施的破壞，建議做好施工總布置，做到臨建設施“不占”和“少占”河道管理范圍的土地，盡可能“不占用、不破壞”河道防洪管理設施。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

（1）張坪水庫建設是十分必要的

張坪水庫建成后，每年將為洛南縣城及永豐、四皓等鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水1035萬m3。

（2）設計標準符合相關要求

張坪水庫大壩樞紐、泄洪、消能建筑物等的設計標準滿足《防洪標準》（GB50202-94）及《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》（DL5180-2003）的要求，設計洪水計算方法適當，計算結(jié)果較為合理。

（3）張坪水庫的修建對河勢在局部會產(chǎn)生一定的影響，但對河勢整體穩(wěn)定性不會造成重大的影響。

（5）張坪水庫建設符合《陜西省水資源開發(fā)利用規(guī)劃》。

（6）張坪水庫建設對河道行洪影響不大。

（7）張坪水庫物料堆放場、棄渣場設置合理，對行洪無不利影響。

（8）張坪水庫建設對現(xiàn)有防洪工程及其它水利工程和設施影響甚微。

（9）張坪水庫建設對防汛搶險無不利影響。

（10）張坪水庫建設會淹沒一些實物，影響當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活，但本工程已編制移民安置規(guī)劃，并報經(jīng)有關部門批準。

6.2 建議

（1）妥善解決庫區(qū)淹沒問題

張坪水庫的淹沒范圍相對較少，建議建設單位根據(jù)水庫淹沒處理及移民安置規(guī)劃報告的批復文件,積極與各級政府聯(lián)系,妥善解決移民安置問題。

（2）工程運用初期的觀測、防護和科學運行。

張坪水庫建成后對河勢變化以及河道沖淤情況等進行觀測，建設入庫和出庫專用水文站觀測。并根據(jù)觀測成果，分析河勢、水流形態(tài)、河道沖淤與大壩的相互影響程度，根據(jù)需要對工程進行加固和增設導流、控砂措施。根據(jù)來水情況，合理調(diào)度水量，提高運行效率。

（3）建議加固壩下左岸堤路結(jié)合基礎，在壩下400 m修建攔沙壩，防沖固基。

（4）對五龍溝河口以上洛河段、五龍溝河段河堤按五百年一遇標準加固，基礎埋深可減小，加固長度增加。新修550 m河堤，與洛河加固河堤形成圈狀保護。

（5）建議下階段進行大壩整體水工模型試驗。

Preliminary Analysis on Flood Control and Evaluation of Zhangping Reservoir in Luonan County

Sun Xuejun,Yang Yongping
（Shangluohydrologyand water resources investigation bureau in Shaanxi Province Shangluo726000,Shaanxi）

In order to change the situation of drinking water in Luonan County,the Zhangping reservoir project proposed to be constructed in the upper reaches of the Yiluo River by calculation using the method of catchment area correlation, comprehensive parameter method and hydrological comparison method.Finally,it makes a comprehensive and comprehensive evaluation of the project flood control systematically and comprehensively,and puts forward constructive suggestions for the future flood control and disaster prevention,project construction to provide scientific basis and constructive comments and suggestions.

Luonan；Zhangping Reservoir；flood-proof influence and evaluation and analysis

TV87

B

1673-9000（2017）03-0013-04

2017-04-15

孫學軍（1981-），男，陜西富平人，工程師，主要從事水文勘測、水質(zhì)分析等工作。