河流型平原水庫(kù)旅游開(kāi)發(fā)防洪影響研究

(遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局， 沈陽(yáng) 110166)

運(yùn)行管理

河流型平原水庫(kù)旅游開(kāi)發(fā)防洪影響研究

李穎卓

(遼寧省石佛寺水庫(kù)管理局， 沈陽(yáng) 110166)

本文以全國(guó)七大江河干流上最大的平原水庫(kù)石佛寺水庫(kù)旅游開(kāi)發(fā)規(guī)劃為例，利用MIKE21軟件建立二維水力數(shù)學(xué)模型，對(duì)區(qū)域現(xiàn)狀以及生態(tài)景觀建設(shè)后進(jìn)行二維流場(chǎng)計(jì)算，研究平原水庫(kù)旅游開(kāi)發(fā)對(duì)防洪的影響，旨在為平原水庫(kù)的生態(tài)旅游開(kāi)發(fā)提供借鑒。

平原水庫(kù)；水力模型；防洪影響

1 旅游規(guī)劃區(qū)防洪工程概況

石佛寺水庫(kù)是遼河干流上唯一的一座控制性樞紐工程，為河道型平原水庫(kù)，由主壩、副壩、泄洪閘、穿壩建筑物等組成。壩址以上控制流域面積16.48萬(wàn)km2，其中控制省內(nèi)的流域面積1.62萬(wàn) km2，設(shè)計(jì)洪水位50.22m，總庫(kù)容1.85億m3，其中防洪庫(kù)容1.60億m3。石佛寺水庫(kù)水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃區(qū)內(nèi)現(xiàn)有防洪工程主要為堤防，堤防工程包括主、副壩，全長(zhǎng)共約46.183km，其中，主壩12.432km、副壩33.751km。石佛寺水庫(kù)主壩、副壩、泄洪閘工程等級(jí)為Ⅱ級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、300年一遇洪水校核。區(qū)域內(nèi)無(wú)護(hù)岸、丁壩等河道控導(dǎo)工程。

石佛寺水庫(kù)一期工程按防洪興建，主要為泄洪閘及主壩、副壩，一期工程于2005年完工，樞紐與左側(cè)支流水庫(kù)及堤防共同組成遼河防洪體系，將壩址下游干流的防洪標(biāo)準(zhǔn)由30年一遇提高到100年一遇。

2 石佛寺水庫(kù)旅游開(kāi)發(fā)規(guī)劃簡(jiǎn)介

石佛寺水庫(kù)生態(tài)蓄水位46.20m，蓄水面積16.13km2，生態(tài)治理面積22.6km2。近期規(guī)劃為左岸主壩迎水側(cè)戧臺(tái)區(qū)，分3個(gè)區(qū)域和3處親水島嶼分別進(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長(zhǎng)為原有樹(shù)木生態(tài)景觀區(qū)，1.00km長(zhǎng)為摩紋花帶、花壇休閑廣場(chǎng)區(qū)，2.00km長(zhǎng)為采葉林生態(tài)景觀區(qū)；其中分別在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。此外，規(guī)劃島嶼面積13.72 hm2，其中湖心島5.35 hm2、柳島2.67 hm2、游樂(lè)島5.7 hm2。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。

3 防洪影響評(píng)價(jià)

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)水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃布置與景觀工程對(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。同時(shí)，闡述河道行洪對(duì)景區(qū)規(guī)劃的影響。

3.1 水力模型的建立

將石佛寺壩址至其以上約21km的區(qū)域作為此次水力計(jì)算的建模區(qū)域，模型橫向邊界由河道兩邊堤防及山體控制。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)后進(jìn)行二維流場(chǎng)計(jì)算。

3.1.1 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。

3.1.2 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，其余區(qū)域糙率為0.06。

3.1.3 邊界條件

此次建模設(shè)置開(kāi)邊界兩個(gè)，即上游為恒定流量邊界，下游為恒定水位邊界。此次生態(tài)景觀規(guī)劃工程防洪標(biāo)準(zhǔn)均為5年一遇洪水，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，故此次計(jì)算5年一遇和100年一遇兩個(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、2729m3/s，100年一遇洪水所對(duì)應(yīng)的水位和流量分別為50.22m、5412m3/s。

3.1.4 模型概化

此次戧臺(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年一遇洪水位，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，其影響也按分布式的橋墩來(lái)考慮。戧臺(tái)上新植灌木及樹(shù)林帶、果蔬采摘區(qū)等不改變?cè)瓉?lái)地形高程，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年洪水時(shí)規(guī)劃島不淹沒(méi)。

3.2 計(jì)算結(jié)果分析

3.2.1 水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)對(duì)區(qū)域內(nèi)水位的影響分析

工程建設(shè)前后工程區(qū)域水位升高平均約為2cm，最大水位變幅不足10cm，且其影響向上游逐漸減小并消失，故其水位變化對(duì)兩岸及上下游防洪工程影響不大。水利風(fēng)景區(qū)工程建設(shè)完工后石佛寺水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式不變，故不會(huì)因壩址水位變化而對(duì)上游水位產(chǎn)生影響。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)下表。

旅游規(guī)劃工程實(shí)施前后水庫(kù)大(橫)斷水位差統(tǒng)計(jì)表

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

5年一遇洪水條件下在規(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，較工程建設(shè)前平均減小0.2m/s左右。局部流場(chǎng)即規(guī)劃島附近流場(chǎng)變化較大，但流速大小均在1m/s以下，其影響程度有限。圖1、圖2為柳島附近流場(chǎng)變化情況。

圖1 工程建設(shè)前5年一遇流速等直線

圖2 工程建設(shè)后5年一遇流速等直線

從圖3、圖4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。

圖3 工程建設(shè)前100年一遇流速等直線

圖4 工程建設(shè)后100年一遇流速等直線

遼河為多沙河流，區(qū)域內(nèi)局部流速的減小可能會(huì)引起小范圍的泥沙淤積而改變局部流場(chǎng)分布，若長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行清理疏導(dǎo)可能會(huì)擴(kuò)大其影響范圍，從而對(duì)兩岸防洪安全產(chǎn)生不利影響。

3.2.3 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)通道即為其主壩、副壩的壩頂路面及其壩下防汛作業(yè)路。景區(qū)內(nèi)交通道路區(qū)擬利用現(xiàn)有壩頂路為主道路，但主道路在近期規(guī)劃不作為游覽道路，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。

當(dāng)發(fā)生5年一遇以上洪水時(shí)，景區(qū)中的園林小品、棧道、果蔬大棚等建筑物以及花卉、蒲草、樹(shù)木等可能在洪水作用下?lián)p毀并在短時(shí)間內(nèi)被沖到壩址處，極易造成閘門(mén)堵塞，妨礙行洪和大壩安全。

3.2.4 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

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(méi)損失較大。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。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)

此次生態(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，進(jìn)而對(duì)防洪工程產(chǎn)生影響。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(mén)前漂浮物的清理。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。

工程在施工過(guò)程中盡量避免對(duì)原堤防(主壩及副壩)的擾動(dòng)，若有損壞應(yīng)及時(shí)按原標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)。工程完工后，應(yīng)注意清理閘門(mén)前的浮柴、水草等，避免其影響閘門(mén)的正常啟閉。尤其在汛期，雖然閘門(mén)敞泄，但景觀設(shè)施如親水平臺(tái)、園林小品、采摘區(qū)作物等容易將閘孔堵塞而威脅壩體，故應(yīng)注意觀察，及時(shí)清理。同時(shí)應(yīng)注意觀察風(fēng)景區(qū)建設(shè)引起的泥沙淤積，加強(qiáng)淤積監(jiān)測(cè)，并按照水庫(kù)設(shè)計(jì)運(yùn)用要求進(jìn)行清理。

大型平原型水庫(kù)低水位蓄水，水面面積較大，生物多樣性良好，具有較好的旅游開(kāi)發(fā)價(jià)值。同時(shí)，應(yīng)加大生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，劃分不同的區(qū)域，促使人與自然和諧發(fā)展，在保證防洪安全的前提下，適度開(kāi)發(fā)。

簡(jiǎn)訊

向家壩電站最后一臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)輪順利吊裝

3月20日20時(shí)，向家壩電站最后一臺(tái)計(jì)劃投產(chǎn)發(fā)電的80萬(wàn)千瓦巨型水輪發(fā)電機(jī)組——左岸電站4號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪順利吊裝，意味著4號(hào)機(jī)組開(kāi)始全面進(jìn)入總裝階段，這為確保其6月份投產(chǎn)發(fā)電創(chuàng)造了良好局面。

向家壩電站共安裝有8臺(tái)80萬(wàn)千瓦混流式水輪發(fā)電機(jī)組，右岸電站4臺(tái)機(jī)組由天津阿爾斯通制造，已全部投產(chǎn)發(fā)電；左岸電站四臺(tái)機(jī)組由哈爾濱電機(jī)廠制造，其中1、2號(hào)機(jī)組已于2013年投產(chǎn)發(fā)電，3、4號(hào)機(jī)組分別計(jì)劃于今年4月底、6月底投產(chǎn)發(fā)電，屆時(shí)向家壩電站將全面投產(chǎn)發(fā)電，電站的發(fā)電效益將全面發(fā)揮。

來(lái)源：中國(guó)三峽集團(tuán)、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)網(wǎng) 2014年3月31日

http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=12511

StudyonRiverTypePlainReservoirTourismDevelopmentFloodControlInfluence

LI Ying-zhuo

(LiaoningShifosiReservoirAdministration,Shenyang110166,China)

Tourism development planning of Shifosi Reservoir, the largest plain reservoir on national seven major river trunks, is adopted as an example in this paper. Two-dimensional hydraulic mathematical model is established by MIKE21 software. Two-dimensional flow field construction is conducted on regional status and ecological landscape after construction. The influence of plain reservoir tourism development on flood control is studied aiming at providing reference for eco-tourism development of plain reservoirs.

plain reservoir; hydraulic model; flood control influence

TV87

A

1673-8241(2014)04-0035-04