石佛寺水庫(kù)生態(tài)景區(qū)建設(shè)對(duì)防洪的影響分析

(遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局，沈陽(yáng) 110129)

石佛寺水庫(kù)生態(tài)景區(qū)建設(shè)對(duì)防洪的影響分析

姜灝

(遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局，沈陽(yáng) 110129)

本文通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)及回水區(qū)建立二維水力數(shù)學(xué)模型，從石佛寺水庫(kù)生態(tài)風(fēng)景區(qū)規(guī)劃布置與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系及影響、景觀工程對(duì)兩岸及上下游防洪安全和對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響等方面，綜合分析了本次景區(qū)規(guī)劃建設(shè)對(duì)現(xiàn)狀防洪工程可能產(chǎn)生的影響，以及河道行洪對(duì)景區(qū)規(guī)劃的影響。

景區(qū)規(guī)劃；水庫(kù)；防洪安全

石佛寺水庫(kù)位于沈陽(yáng)市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)，距沈陽(yáng)市區(qū)47km，是遼河干流上唯一一座以防洪為主，兼顧生態(tài)、供水的大型控制性水利工程，屬于河道型平原水庫(kù)。工程主要由主壩、副壩、泄洪閘、穿壩建筑物等組成。閘壩全長(zhǎng)42.6km，其中主壩長(zhǎng)12.4km，副壩長(zhǎng)29.9km，泄洪閘16孔、總寬248.5m。工程按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。壩址以上控制流域面積16.48萬(wàn)km2，總庫(kù)容1.85億m3。庫(kù)區(qū)淹沒范圍為50.41km2，回水長(zhǎng)度21.17km。

1 石佛寺水庫(kù)生態(tài)風(fēng)景區(qū)規(guī)劃概況

1.1 戧臺(tái)生態(tài)景觀

規(guī)劃的左岸主壩迎水側(cè)戧臺(tái)區(qū)，分3段區(qū)域與3處親水設(shè)施分別進(jìn)行景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)。戧臺(tái)生態(tài)景觀規(guī)劃總長(zhǎng)6.50km，其中，3.50km為原有樹木生態(tài)景觀區(qū)，1.00km為摩紋花帶、花壇休閑廣場(chǎng)區(qū)，2.00km為采葉林生態(tài)景觀區(qū)；在3個(gè)區(qū)域中設(shè)計(jì)有親水平臺(tái)、親水棧道、親水廣場(chǎng)(碼頭)等。

1.2 人工島生態(tài)景觀

規(guī)劃島嶼面積13.72hm2，其中，湖心島5.35hm2，柳島2.67hm2，游樂島5.7hm2。在島中補(bǔ)植景觀喬灌花等植物，建設(shè)游人碼頭、休閑亭、甬路、棧橋、沙灘等休閑設(shè)施。

1.3 果蔬采摘區(qū)

規(guī)劃在明沈公路東側(cè)與主壩迎水側(cè)區(qū)域，充分利用現(xiàn)有土地資源優(yōu)勢(shì)規(guī)劃800畝蔬菜種植區(qū)(300畝溫室蔬菜種植區(qū)和500畝大田蔬菜種植區(qū))；規(guī)劃1500畝瓜果種植區(qū)(1200畝果林區(qū)和300畝瓜田區(qū))。按季節(jié)分時(shí)段對(duì)蔬菜、瓜果進(jìn)行觀光、采摘，并在農(nóng)產(chǎn)品銷售區(qū)進(jìn)行二級(jí)產(chǎn)品供銷。見圖1。

圖1 石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃布置

2 防洪分析計(jì)算

將石佛寺壩址至其以上約21km的區(qū)域作為該次水力計(jì)算的建模區(qū)域，模型橫向邊界以河道兩邊堤防及山體控制。選取9個(gè)斷面，采用DHImike21軟件中的HD模塊對(duì)區(qū)域現(xiàn)狀以及生態(tài)景觀建設(shè)后情況進(jìn)行二維流場(chǎng)計(jì)算。

2.1 地形資料

地形資料為2009年5月由遼寧省地礦測(cè)繪院測(cè)量的庫(kù)區(qū)及回水區(qū)1∶5000平面地形圖。

2.2 參數(shù)選取

糙率為模型中的主要參數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘，參照《水力學(xué)計(jì)算手冊(cè)》，并結(jié)合《遼河石佛寺水庫(kù)樞紐一期工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》回水計(jì)算中選取的糙率值，確定河道主槽糙率為0.02，邊灘荷花及苜蓿草區(qū)域糙率為0.08，林木區(qū)糙率為0.1，其余為0.06。

2.3 邊界條件

本次建模設(shè)置邊界兩個(gè)，即上游為恒定流量邊界，下游為恒定水位邊界。該次生態(tài)景觀規(guī)劃工程防洪標(biāo)準(zhǔn)均為5年一遇，石佛寺水庫(kù)主壩及副壩的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水，故該次計(jì)算5年一遇和100一遇年兩個(gè)洪水標(biāo)準(zhǔn)下工程前后的流場(chǎng)情況，邊界條件采用《遼河石佛寺水庫(kù)樞紐一期工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中水位流量成果：5年一遇洪水所對(duì)應(yīng)的水位和流量分別為46.80m和2729m3/s，100年一遇洪水所對(duì)應(yīng)的水位和流量分別為50.22m和5412m3/s。

2.4 模型概化

該次戧臺(tái)上布置的園林小品基礎(chǔ)直徑3.5m，基礎(chǔ)頂高程略高于5年一遇水位，計(jì)算中將其概化為底面直徑為3.5m的圓柱形橋墩參與流場(chǎng)計(jì)算。而親水平臺(tái)及親水棧道等部分深入水中，其影響也按分布式橋墩來(lái)考慮。戧臺(tái)上新植灌木及樹林帶、果蔬采摘區(qū)

等不改變?cè)瓉?lái)地面高程，只增加水流阻力，因此用增加糙率的形式來(lái)考慮。規(guī)劃島高程略高于5年一遇洪水位，即5年一遇洪水時(shí)規(guī)劃島不淹沒。

2.5 計(jì)算結(jié)果

石佛寺水庫(kù)初設(shè)及該次計(jì)算工程前后堤防附近水位差見下表，現(xiàn)狀及工程后流速見圖2、圖3，局部流場(chǎng)(小島及新植樹區(qū)域)對(duì)比見圖2、圖3，工程前后100年一遇洪水流速及局部流場(chǎng)詳情見圖4、圖5。

大橫斷面水位統(tǒng)計(jì)表

圖2 工程前5年一遇洪水條件下流速等值線

圖3 工程后5年一遇洪水條件下流速等值線

圖4 工程前100年一遇洪水條件下流速等值線

圖5 工程后100年一遇洪水條件下流速等值線

3 石佛寺水庫(kù)生態(tài)風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)防洪安全的影響分析

石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)兩岸防洪安全的影響主要從工程建設(shè)變化對(duì)現(xiàn)狀堤防(主壩和副壩)結(jié)構(gòu)的影響以及工程布置對(duì)區(qū)域內(nèi)水位、流場(chǎng)等方面的影響來(lái)進(jìn)行分析。

3.1 工程對(duì)現(xiàn)狀堤防結(jié)構(gòu)的影響分析

根據(jù)《遼河石佛寺水庫(kù)樞紐一期工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，石佛寺左岸主壩及左岸副壩、右岸副壩均按100年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。主壩及副壩的設(shè)計(jì)都結(jié)合地層巖性，為保證壩體的滲流穩(wěn)定及壩體滑動(dòng)穩(wěn)定等，分段采取了不同的防滲、加固及防護(hù)措施。生態(tài)景觀建設(shè)工程近期規(guī)劃在左岸主壩迎水側(cè)戧臺(tái)區(qū)。左岸50m的土質(zhì)戧臺(tái)為后期修建，非堤防結(jié)構(gòu)的一部分?，F(xiàn)狀戧臺(tái)上主要為局部林帶，其余為雜草帶。近期生態(tài)景觀規(guī)劃中親水臺(tái)、游道等的設(shè)置主要集中在戧臺(tái)的臨水側(cè)，不會(huì)破壞原堤防結(jié)構(gòu)。

3.2 風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)區(qū)域內(nèi)水位的影響分析

從前面表中可知，布置工程區(qū)域的堤防附近工程后較工程前水位最大升高約2cm，且其影響越靠近回水末端越小。整體來(lái)看工程后區(qū)域內(nèi)水位變化不大，對(duì)兩岸防洪工程影響甚微。

風(fēng)景區(qū)工程建設(shè)完工后石佛寺水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用方式不變，故不會(huì)因壩址水位變化而對(duì)上游水位產(chǎn)生影響。

3.3 生態(tài)景觀建設(shè)對(duì)區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)的影響分析

從圖2、圖3可以看出，5年一遇洪水條件下整個(gè)模型區(qū)域內(nèi)流速變化不大，僅在規(guī)劃果蔬采摘區(qū)及沿河新植灌木或林木帶流速有所減小，較工程前平均減小0.2m/s左右。如圖2、圖3所示，局部流場(chǎng)即規(guī)劃島附近流場(chǎng)變化較大，但流速均在1m/s以下，其影響程度有限。同樣，從圖4、圖5中可以看出，100年一遇洪水條件下，除規(guī)劃島、新植灌木及林木帶和果蔬采摘區(qū)附近流速較工程前稍有降低外，其余流速基本不發(fā)生明顯變化。從水流流態(tài)來(lái)看，只有規(guī)劃島附近存在局部繞流現(xiàn)象，但其影響范圍有限。故整體來(lái)看工程前后流場(chǎng)變化有限，近期不足以對(duì)防洪工程產(chǎn)生不利影響。

3.4 石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響

石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)原防汛搶險(xiǎn)通道即為主壩、副壩的壩頂路面。景區(qū)內(nèi)交通道路擬利用現(xiàn)有副壩路為主道路，主道路在近期規(guī)劃中不作為游覽道路，只作為應(yīng)急事故道路；利用戧臺(tái)規(guī)劃6.0m寬次道路(觀光路、景觀路)。故工程建設(shè)后主、副壩路面不改變其作為防汛搶險(xiǎn)通道的作用。且汛期景區(qū)關(guān)閉，次道路可以作為防汛搶險(xiǎn)通道的補(bǔ)充。

3.5 河道行洪對(duì)石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)的影響

a.當(dāng)發(fā)生5年一遇洪水時(shí)，工程建設(shè)后魯家大橋以下灘地平均水深3m左右，戧臺(tái)上平均水深約為0.5m，灌木花卉等可能會(huì)不同程度受淹；左岸果蔬采摘區(qū)水深1～2.5m，淹沒損失較大。

b.河道行洪時(shí)水流對(duì)河道及灘地的沖刷加強(qiáng)，影響大棚、親水棧道、園林小品等設(shè)施的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，以及植被根系的穩(wěn)定性。

c.遼河為多泥沙河流，洪水含沙量較高，在規(guī)劃采摘區(qū)、灌木花卉帶及林帶、園林小品周圍等流速較小的區(qū)域容易落淤而對(duì)工程造成不同程度的損壞。

4 結(jié) 語(yǔ)

a.該次生態(tài)景觀規(guī)劃建設(shè)從水位和流速方面來(lái)看對(duì)兩岸防洪工程基本無(wú)影響，局部流場(chǎng)變化可在一定范圍內(nèi)消除。局部流速減小區(qū)域可能引起淤積，應(yīng)注意觀察風(fēng)景區(qū)建設(shè)引起的泥沙淤積，并按照水庫(kù)設(shè)計(jì)運(yùn)用要求進(jìn)行清理，進(jìn)而減小對(duì)防洪工程的影響。

b.石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)影響不大，但要注重汛期閘門前漂浮物的清理。

c.當(dāng)發(fā)生5年一遇以上洪水時(shí)，河道行洪會(huì)使景觀設(shè)施受到不同程度的損壞和損毀。

AnalysisofInfluenceofShifosiReservoirEcologicalScenicSpotConstructiononFloodControl

JIANG Hao

(LiaoningShifosiReservoirAdministration,Shenyang110129,China)

Two-dimensional water conservancy mathematical model is established for the reservoir and backwater area in the paper.The possible influence of the scenic spot planning and construction on current flood control project, and the influence of river flood discharge on scenic spot planning are comprehensively analyzed from the aspects of relation between Shifosi Reservoir Ecological Scenic Spot planning layout and current water conservancy planning, influence thereof, influence of landscape project on flood control safety and flood control emergency treatment on both banks as well as the upstream and downstream parts, etc.

scenic spot planning; reservoir; flood control safety

TV697

B

1673-8241(2014)1-0037-05