安康高新區富家河多級水面蓄水工程水量平衡分析

劉 瑞

(陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西 西安 710001)

1 工程概況及總體布局

安康高新區富家河生態環境整治項目位于安康市高新區建民鎮與河西鎮的富家河下游段，距離安康市約10.0 km。起點位于富家河出山口與北環線交匯處一帶，末端至富家河與月河入匯口，全長約5.6 km。

項目在防洪體系完善的基礎上，對河道內蓄水景觀進行規劃設計。根據富家河的河流特性及水沙特性，將河道全部作為蓄水區，同時兼有蓄水和泄洪排沙的功能。本工程擋水建筑物液壓活動壩，共設4 座。平時為全河槽蓄水湖區，成為供觀賞游樂的景觀湖水面。每年的主汛期7 月～9 月，根據上游來水來沙量的大小，景觀蓄水區采取低水位運行或全部塌壩泄空運行等相應的調度運行方式，確保上游洪水及泥沙自工程區河道安全下泄;主汛期過后，立壩重新蓄水，形成蓄水景觀湖。

根據蓄水深度、周邊地面及河槽高程、河道比降以及保證橋址處水面景觀效果最佳等原則，在此基礎上進行壩址選擇。從上游向下游總共布置了4 個液壓活動壩。設計將1#壩布置于規劃的新時代大道上游約100 m 處，緊鄰安康市規劃高鐵站，壩高4 m，蓄水深度為0～4.0 m，蓄水區末端與主河槽平順銜接。2#壩位于新時代大道下游約500 m 處，設計壩高3.5 m，蓄水區深度為1.0 m～3.5 m。3#壩位于創新路下游約200 m 處，設計壩高3.5 m，蓄水區深度為1.0 m～3.5 m。4#壩位于陽安鐵路下游約300 m 處，設計壩高3.5 m，蓄水區深度為1.0 m～3.5 m。工程總體布置示意圖見圖1。

圖1 工程總體布置示意圖

2 水量平衡分析

為了解該水面工程建成后蓄水情況，故進行水量平衡分析計算。由于規劃四級水面為梯級開發，水面首尾相接，蓄水相互關聯，所以對四級水面進行綜合水量平衡分析計算。

2.1 來水分析

富家河位于安康境內，屬漢江一級支流月河的主要支流，發源于陜西省安康市鎮安縣和旬陽縣交界的王莽山，河道由北向南流經安康市的東鎮、茨溝鎮于建民鄉匯入月河。全流域面積457 km2，主河道全長75.4 km，河道平均比降6.9‰，付家河含沙量小，水質清澈，滿足景觀用水水質要求。

根據《安康市城市總體規劃(2010～2020 年)》，各縣鄉鎮采用地表水源，局部地區不能直接取用地表水源的可采取地下水源補充。工程采用地下水存在運行成本問題，綜合分析，不采用地下水作為蓄水工程的首選水源，可作為特殊情況下工程的備用水源。

綜合分析，設計選用富家河地表水作為工程蓄水的主要水源，進行蓄水和補水，地下水初步作為工程的備用水源。

富家河上游修建黃石灘水庫，總庫容4177 萬m3，有效庫容2034 萬m3。本階段不考慮黃石灘水庫的下泄水量，蓄水區來水由天然徑流補給，黃石灘水庫至本工程區間多年平均徑流量為2620 萬m3，不同典型年各月來水量情況見表1。

表1 黃石灘水庫至工程區間不同典型年各月來水量 單位:萬m3

2.2 壩址生態基流量

根據《水資源保護規劃編制規程》(SL 613-2013)，生態基流采用不小于90%保證率最枯月平均流量和多年平均天然徑流量的10%兩者的大值。根據上述原則，本次生態基流流量為0.11 m3/s，一年生態基流水量為346.9 萬m3。

2.3 設計參數及需水量

液壓壩設計參數及蓄水一次需水量見表2，工程總水面面積24.65 萬m2，蓄水一次需水量為41.84 萬m3。

表2 蓄水區蓄水一次需水量

2.4 蒸發水量

依據工程建成后各蓄水區的水位面積曲線，1#～4#壩總蓄水面積為24.65 萬m2，計算蓄水區月水面蒸發損失量見表3，年蒸發損失水量為2.02 萬m3。

表3 蓄水區各月水面蒸發損失水量

2.5 滲漏量

工程區地層呈多層結構，在工程蓄水運行期間，滲漏量約為10.04 萬m3。

2.6 水量平衡計算

水面工程水量平衡計算按月來水量扣除生態水量，損失水量(包括庫區滲漏、水面蒸發)后作為水面工程的來水，水面工程蓄滿后溢流。水量平衡計算結果見表4、表5、表6和表7。

表4 25%典型年各月蓄水所需天數及水量分析表

表5 50%典型年各月蓄水所需天數及水量分析表

表6 75%典型年各月蓄水所需天數及水量分析表

表7 多年平均各月蓄水所需天數及水量分析表

2.7 結果分析

根據上述豐、平、枯典型年及多年平均逐月水量供需平衡分析計算，豐水年來水量最小為2 月份，來水量為58.2 萬m3，該月水量滿足生態后，還能夠滿足工程1#～4#液壓壩蓄水區的補水要求(蒸發、滲漏損失)。平水年來水量最小為2 月份，來水量為53.2 萬m3，工程斷面從上游向下游徑流量滿足生態后，能夠滿足工程的補水要求。枯水年來水量最小為12 月份，來水量為34 萬m3，工程斷面從上游向下游徑流量滿足生態后，來水能夠滿足工程的補水要求。經過分析，工程斷面處來水量較大，均能夠保證蓄水運行期間的蒸發滲漏補水要求。

3 結論

通過多級水面的水量平衡計算分析，可為工程的布置、結構、防滲等方面的設計提供依據，也為多級水面的聯合調度運行管理提供科學的參考。本工程遵循人水和諧的治水理念，順應現代化城市水利要求，充分利用城區河流水資源，在確保城市防洪安全的基礎上，營造優美的城市河流生態景觀，提高城市人居環境質量，增加市民與水的親和性，使人和自然的關系更加和諧。