獨(dú)山鎮(zhèn)山洪影響調(diào)查評價(jià)與預(yù)警分析

丁美峰

（安徽省六安水文水資源局，安徽 六安 237000）

1 工程概況

獨(dú)山鎮(zhèn)境內(nèi)大部分為山地，約有130 km2。地勢西高東低，南高北低，地面高程一般在海拔150～300 m，獨(dú)山群峰海拔高度300～700 m。淠河流域地形特點(diǎn)是北低南高以及中間低東西高的狹長帶狀。在面積分布上，沿河平原洼地占12%，山區(qū)占71%，丘陵面積為17%。根據(jù)匯流條件和地形，劃分為佛子嶺、響洪甸水庫以上，山區(qū)為主，總流域面積3 230 km2；劃為中游的是兩庫壩下至橫排頭，屬于山丘區(qū)；劃分為下游的是橫排頭至河口，只要是平原洼地和丘陵，流域整體面積為1 630 km2。上游河道以及中游支流河道呈現(xiàn)很大的坡降且下切的河床，水土流失的問題顯現(xiàn)，中下游干流為比降相對平緩的河道，迫降平均為0.17‰～0.31‰，河槽主體寬度為100～300 m，相對寬闊的河面，河床因?yàn)槟昃玫挠俜e而抬高，表現(xiàn)為砂質(zhì)的河床，河流因?yàn)閮砂峨A地的鉗制顯得順直。

2 現(xiàn)有水利工程及其他設(shè)施情況

現(xiàn)有水利工程包括響洪甸水庫、抽水蓄能工程、翻板壩等；響洪甸水庫控制淠河6 700 km2，總流域面積的21.36%，為1 431 km2。該水庫的蓄能電站于2000 年投入運(yùn)營，開始使用水庫壩下9 km 的攔水壩。以千年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬年一遇洪水校核，壩頂弧長367 m，弦長306 m，壩高87.50 m，頂寬6 m，底寬39 m，壩頂欄桿高程144.50 m。在水庫大壩下游9 km 處修建蓄能電站攔水壩，由老壩下游的下壩構(gòu)成下庫，下壩為重力拱壩，高16 m，長260 m，寬4.50 m，壩頂高程71.50 m，最高蓄水位70 m，相應(yīng)庫容675萬m3；死水位67 m，相應(yīng)庫容220萬m3。翻板壩位于獨(dú)山大橋下游600 m 處，壩址處河底設(shè)計(jì)高程為54.30 m，設(shè)計(jì)正常蓄水位58.80 m，閘門高4.50 m，設(shè)計(jì)翻壩水位59.20 m。

3 工程布置

工程主要由鋪蓋、閘底板、消力池、海漫、岸墻、液壓翻板壩系統(tǒng)組成。液壓翻板壩系統(tǒng)的構(gòu)造包括壩面、液壓桿、支撐桿、液壓缸和液壓泵站等。

4 影響評價(jià)

評價(jià)點(diǎn)位于裕安區(qū)獨(dú)山鎮(zhèn)西淠河主河道上，指定斷面選取響洪甸水文站測流斷面，即5#斷面位置。

4.1 響洪甸水庫出庫流量計(jì)算

參考響洪甸水文站實(shí)際測量歷年間最大出庫流量資料，通過P-Ⅲ頻率曲線進(jìn)行適線分析，均值Q 為445.60 m3/s，Cv 為0.66，Cs=1.34。經(jīng)計(jì)算得出10、20、50、100 年一遇洪峰流量分別為848.60、1 018.48、1 240、1 416.10 m3/s。

根據(jù)響洪甸水庫歷年實(shí)測最大出庫流量統(tǒng)計(jì)分析不同頻率的設(shè)計(jì)出庫流量成果見表1。

表1 響洪甸水庫不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

4.2 設(shè)計(jì)水位的計(jì)算

4.2.1 歷史洪水位調(diào)查

根據(jù)調(diào)查洪痕資料，指定5#斷面處2005 年最高洪水位為65.50 m。

4.2.2 設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算

經(jīng)現(xiàn)場查勘，該河段河底為砂礫和卵石組成，右岸灘地分布草叢、樹林，參照水利水電出版社《水力學(xué)》河槽的糙率n 值表，主河槽糙率取值0.04。

此次設(shè)計(jì)水位的計(jì)算可根據(jù)設(shè)計(jì)流量、河段比降（取2/1 000）、河槽糙率和橋址斷面（實(shí)測）資料應(yīng)用曼寧公式通過試算法推求。

計(jì)算公式為：

式中：Q—斷面流量（m3/s）；ω—斷面面積（m2）；C—謝才系數(shù)；R—水力半徑（m）；i—渠道底坡；n—河槽糙率。

經(jīng)計(jì)算，指定5#斷面處20 年一遇設(shè)計(jì)水位為64.74 m，50年一遇設(shè)計(jì)水位為65.18 m，100 年一遇設(shè)計(jì)水位為65.50 m。設(shè)計(jì)洪水成果見表2。

表2 指定5#斷面設(shè)計(jì)洪水成果表

4.3 成災(zāi)水位

基于房屋基礎(chǔ)高程、沿河洪痕投影結(jié)果，全面分析沿河堰壩以及河道縱斷面因素，根據(jù)短板效應(yīng)原則實(shí)施成災(zāi)水面線的確定，同時(shí)成災(zāi)水位根據(jù)水文站位代表斷面進(jìn)行確定。通過多要素綜合投影成果圖獲悉，約為7 470 m的起點(diǎn)距，右側(cè)呈現(xiàn)最低的堤頂高程，經(jīng)過換算，該位置堤頂高程到指定斷面致災(zāi)水位是64.20 m。成災(zāi)流量為902 m3/s，重現(xiàn)期約10年一遇。

4.4 預(yù)警水位

根據(jù)以上分析，成災(zāi)水位和成災(zāi)流量分別為64.20 m 和902 m3/s。根據(jù)河段的堤防狀況和洪水特性，取成災(zāi)水位以下0.50 m 作為指定斷面處警戒水位最適宜，也就是相應(yīng)流量為736 m3/s，代表斷面預(yù)警水位為64.70 m。

4.5 洪水風(fēng)險(xiǎn)

水庫規(guī)劃其防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御20 年一遇洪水，區(qū)域河段雖經(jīng)過整治，但由于受地形限制，局部河段防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇。經(jīng)分析，當(dāng)測區(qū)河段發(fā)生15年一遇的洪水時(shí)，發(fā)生洪水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)很高。

4.6 雨量閾值

評價(jià)點(diǎn)位于裕安區(qū)獨(dú)山鎮(zhèn)西淠河主河道上，洪水為響洪甸水庫泄洪流量。反推法計(jì)算雨量閾值不適于此調(diào)查點(diǎn)，不再分析測區(qū)雨量閾值。

5 預(yù)警水位

根據(jù)以上計(jì)算與分析，響洪甸水庫成災(zāi)水位為64.20 m，成災(zāi)流量為902 m3/s。結(jié)合河段的洪水特性和堤防的現(xiàn)狀，指定斷面處警戒水位取成災(zāi)水位以下0.50 m較為合適，即代表水庫預(yù)警水位，約為10年一遇。沿河警戒水面線成果見圖1。

圖1 警戒水面線成果圖

6 結(jié)語

裕安區(qū)獨(dú)山鎮(zhèn)水庫主體上通過削峰作用進(jìn)行防洪，按照目前工程體系，設(shè)定10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。代表斷面致災(zāi)水位和致災(zāi)流量分別為64.20 m和902 m3/s；設(shè)定64.70 m的警戒水位，以及737 m3/s的相應(yīng)流量，為8年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。一旦區(qū)域有10年一遇洪水發(fā)生，即為很高的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。建議以目前防洪能力為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的治理，將原有短板補(bǔ)齊，達(dá)到該河段20年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)，從降低災(zāi)害損失的目標(biāo)向降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。