臨城縣興業(yè)礦業(yè)引水工程防洪評價及影響分析

王海龍

(河北省邢臺水文水資源勘測局，河北邢臺054000)

1 引水工程基本情況

1.1 建設(shè)項目概況

臨城興業(yè)礦產(chǎn)資源有限公司是一家大型的中外合資企業(yè)，集采礦、選礦于一體。公司主要經(jīng)營鐵礦石的開采及深加工，玄武巖、灰綠巖、石英巖的深加工，采礦證覆蓋區(qū)域達5.22 km2，隨著生產(chǎn)規(guī)模的增大，產(chǎn)量的提高需水量不斷增加，現(xiàn)有供水能力制約公司的正常生產(chǎn)。為此臨城興業(yè)礦產(chǎn)資源有限公司與臨城水庫管理處協(xié)商，準備在臨城水庫西北角修建加壓泵站，然后沿泜河北支鋪設(shè)管道到達蓄水池，滿足礦區(qū)用水需要。

1.2 引水工程河流概述

引水工程位于泜河上游，該河上游較大分支有三條:北支發(fā)源于臨城縣石家欄鄉(xiāng)，全長33.5 km，流域面積190 km2，河道平均坡度20.9‰;中支發(fā)源于內(nèi)丘縣獐貘鄉(xiāng)，全長38.9 km，流域面積194 km2，河道坡度14.1‰，與北支在臨城水庫匯合;南支發(fā)源于內(nèi)丘縣南賽鄉(xiāng)，全長18 km，流域面積46 km2;項目區(qū)位于泜河上游北支。

1.3 臨城水庫基本情況概述

臨城水庫位于臨城縣西豎村附近，1958年動工，1960年開始攔洪蓄水?？刂泼娣e384 km2，占泜河流域面積的44%，總庫容1.712 5億 m3;標準為100年設(shè)計，2000年校核，現(xiàn)狀校核標準1 500年一遇;是一座以防洪、灌溉為主，綜合利用的大(Ⅱ)型水庫。

2 設(shè)計洪水計算

2.1 流域設(shè)計洪水計算

2.1.1 頻率曲線法計算設(shè)計洪水

泜河上游有較大分支三條，北支流域面積190 km2，中支194 km2，南支流域面積46 km2，計算時首先根據(jù)歷年臨城水庫入庫洪水資料進行頻率計算，求得臨城水庫設(shè)計入庫洪水相應(yīng)頻率的洪峰流量，臨城水庫入庫洪水采用《河北省大型水庫設(shè)計洪水審查成果》中的臨城水庫設(shè)計洪水成果。入庫洪水特征值及成果見表1。

表1 臨城水庫入庫洪水特征值

在推求到臨城水庫相應(yīng)頻率的入庫洪水過程以后，根據(jù)各支流的匯流面積根據(jù)如下計算公式計算泜河北支的相應(yīng)頻率的設(shè)計洪水。根據(jù)海河流域部分實測站的分析成果，計算公式如下:

式中:Q總、W總為水庫設(shè)計洪峰流量及三日洪水總量(m3/s，億m3);Q北支、W北支為泜河北支設(shè)計洪峰流量及三日洪水總量(m3/s，億m3);F北支、F總為泜河北支流域面積及三條支流總控制面積(km2，km2)。

經(jīng)計算泜河北支天然情況下20年一遇設(shè)計洪峰流量為1 361 m3/s、三日洪水總量為0.612億 m3。

2.1.2 經(jīng)驗公式法計算設(shè)計洪峰

利用《邢臺水文計算手冊》提供的本區(qū)百年一遇洪峰系數(shù)C1%等值線圖，利用下列計算公式計算百年一遇的洪峰流量，再按《手冊》提供的不同重現(xiàn)期洪峰流量換算系數(shù)表計算不同重現(xiàn)期的設(shè)計洪峰流量。插補查得系數(shù)C1%為110。

經(jīng)分析計算二十年一遇泜河北支的洪峰流量為1 409 m3/s。

本引水工程采用二種計算方法的最大值，即二十年一遇洪峰流量為1 409 m3/s。

2.2 引水工程主要過水斷面水利計算成果

本次引水工程主要過水斷面為北三岐斷面和官都斷面。根據(jù)縱橫斷面資料及分析糙率，用曼寧公式推求河流流速;點繪水位流量關(guān)系圖反推最高洪水位，平均流速和最大流速。

表2 泜河北支北三岐斷面現(xiàn)狀條件下20年一遇水力計算成果表

表3 泜河北支官都斷面現(xiàn)狀條件下20年一遇水力計算成果表

2.3 河道沖刷計算

泜河北支上游地處山丘區(qū)，由于上游坡陡流急，流速較大，并且由于該工程斷面部分位于河道轉(zhuǎn)彎處，河道中的水流，不僅受到重力的作用，而且受到離心力的作用，其方向是從凸岸指向凹岸的，由此造成河道彎道處凸岸被沖，凹岸發(fā)生淤積。

根據(jù)非粘性土平均粒徑和粘性土液性指數(shù)進行沖刷計算，經(jīng)計算分析確定，當斷面附近發(fā)生20年一遇洪水時，泜河北支斷面最大沖刷深度為1.36 m。

3 工程竣工后防洪影響分析

該水庫引水工程項目出現(xiàn)20年一遇(即1 409 m3/s)的洪水時，河道的上游彎道對上游洪水起到消能的作用，降低洪水傳播速度，但對彎道下游的河道左岸宜造成沖刷。河段的洪水情勢通過對典型洪水的實地調(diào)查，由于本工程采用地下埋設(shè)管道，經(jīng)過綜合分析后，認為工程附近河段的洪水流勢、流態(tài)不會受到影響。

泜河北支屬于季節(jié)性河流，近些年很少過水。該引水工程項目實施后，穿越河道水工建筑物部位，成為新的防汛重點防守部位，遇有大洪水時，必須切實做好該段工程監(jiān)測工作，提前做好排險預(yù)案，準備好防汛物資，落實防汛責任制，確保行洪安全。

該引水工程實施后，由于管道埋設(shè)在地下，對河道防洪基本無影響，與目前制定的河道規(guī)劃沒有沖突，對河道內(nèi)的其它水利設(shè)施無直接影響;對現(xiàn)有的水利規(guī)劃和防洪標準基本沒有影響。

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