洛南縣張坪水庫(kù)防洪評(píng)價(jià)淺析

孫學(xué)軍，楊永平

(陜西省商洛水文水資源勘測(cè)局，陜西商洛726000)

洛南縣張坪水庫(kù)防洪評(píng)價(jià)淺析

孫學(xué)軍，楊永平

(陜西省商洛水文水資源勘測(cè)局，陜西商洛726000)

為改變洛南縣人畜飲用水緊張的局面，在伊洛河干流上游擬建張坪水庫(kù)樞紐工程，采用匯水面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、水文比擬法三種方法進(jìn)行計(jì)算，最終采用水文比擬法計(jì)算得出結(jié)論，并系統(tǒng)而全面地對(duì)工程防洪進(jìn)行全面的綜合評(píng)價(jià)，提出建設(shè)性意見(jiàn)，為今后的防洪抗災(zāi)、工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和建設(shè)性意見(jiàn)和建議。

洛南；張坪水庫(kù)；防洪影響；評(píng)價(jià)分析

1 概況

張坪水庫(kù)樞紐工程是一座擬建在伊洛河干流上游的水源工程。工程樞紐主要由溢流壩段、非溢流壩段、引水孔和泄洪排沙孔等部分組成。水庫(kù)校核洪水位1121.64 m，設(shè)計(jì)洪水位1120.00 m，正常蓄水位1120.00 m，死水位1105.00 m；最大壩高52.00 m，總庫(kù)容995萬(wàn)m3，有效庫(kù)容664萬(wàn)m3，死庫(kù)容200萬(wàn)m3，屬四等小Ⅰ型工程，主要建筑物溢流壩、非溢流壩、引水孔、泄洪沖砂孔等按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物和臨時(shí)建筑物為5級(jí)建筑物。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，本工程為四等小（1）型工程，永久水工建筑物為4級(jí)，其導(dǎo)流建筑物為5級(jí)，土石圍堰的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為10～5年一遇。根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，圍堰需抵擋一個(gè)枯水期的洪水，枯水期時(shí)段選為11月～6月。綜合考慮，采用枯水期土石圍堰擋水，洪水標(biāo)準(zhǔn)為Q20%=51 m3/s。

2 暴雨和洪水特性

伊洛河流域暴雨量級(jí)和強(qiáng)度較大的暴雨一般產(chǎn)生在7~9月份。伊洛河上游暴雨分為兩種類(lèi)型：一種是鋒面雨，其特點(diǎn)是歷時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)度均勻，籠罩面積大，另一種是雷暴雨，其特點(diǎn)是雨量集中，歷時(shí)短、強(qiáng)度大、籠罩面積小.伊洛河洪水分為桃汛、夏汛和秋汛，其中夏汛最大。洪水最早出現(xiàn)在4月，其洪量較小，年最大洪水一般發(fā)生在7~9月，根據(jù)石門(mén)峪和靈口水文站資料統(tǒng)計(jì)，7~9月洪水占81.4%，10月由于受淋雨影響，亦有洪水發(fā)生。伊洛河上游屬山地性河流，洪水陡漲陡落，由于河槽調(diào)蓄能力較小，一次暴雨形成一個(gè)洪峰，形成陡漲陡落的洪峰，一次洪水過(guò)程一般1～2天，其主峰段約12小時(shí)左右。

3 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

3.1 基本水文資料

張坪水庫(kù)所處的伊洛河干流下游設(shè)有靈口水文站，本次收集到1960~2010年共51年實(shí)測(cè)的連續(xù)系列水文資料，石門(mén)峪站1957~1960年、1964~1967年、1969~1978年、1993~2009年共35年實(shí)測(cè)水文資料。

3.2 工程設(shè)計(jì)洪水

（1）根據(jù)矩法計(jì)算出來(lái)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，采用皮爾遜Ⅲ型理論頻率曲線(xiàn)適線(xiàn)（計(jì)算時(shí)采用黃河水利委員會(huì)水文局的洪水頻率計(jì)算程序計(jì)算），在適線(xiàn)時(shí)著重考慮曲線(xiàn)中、上部較大洪水點(diǎn)據(jù)，適當(dāng)考慮下端較小的洪水點(diǎn)據(jù)。求得石門(mén)峪水文站不同頻率洪峰流量見(jiàn)表1。

表1 石門(mén)峪水文站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表

表2 匯水面積相關(guān)法和綜合參數(shù)法中不同分區(qū)參、指數(shù)表

（2）張坪水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量

分別采用匯水面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、水文比擬法三種方法進(jìn)行計(jì)算。匯水面積相關(guān)法和綜合參數(shù)中不同分區(qū)參，指數(shù)見(jiàn)表2，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3~表5。

表3 匯水面積相關(guān)法洪水計(jì)算成果表

表4 綜合參數(shù)法洪水計(jì)算成果表

表5 水文比擬法設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表

（3）張坪水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量采用值

從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，根據(jù)石門(mén)峪水文站洪峰流量按水文比擬法計(jì)算結(jié)果與《商洛地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》經(jīng)驗(yàn)公式法及《陜西省丹江干流防洪工程初步設(shè)計(jì)》計(jì)算結(jié)果差別不大?？紤]到與《陜西省洛南縣張坪水庫(kù)樞紐工程初步設(shè)計(jì)》的一致性，本次防洪影響評(píng)價(jià)五百年、五十年一遇洪水設(shè)計(jì)洪峰流量采用《初設(shè)》中的結(jié)果,其它頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量及五龍溝設(shè)計(jì)洪峰流量采用水文比擬法計(jì)算結(jié)果。

表6 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用值

4 防洪綜合評(píng)價(jià)

4.1 工程建設(shè)與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

在開(kāi)發(fā)方向上，要堅(jiān)持水利水電并重，統(tǒng)籌兼顧，綜合治理，干支河流的開(kāi)發(fā)都應(yīng)結(jié)合水電開(kāi)發(fā)，同時(shí)考慮城鎮(zhèn)生活、工業(yè)供水和農(nóng)業(yè)灌溉，兼顧防洪、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益。規(guī)劃張坪水庫(kù)為四等小（一）型水庫(kù)，供水對(duì)象為城市供水及農(nóng)灌。規(guī)劃新增可供水量為1490萬(wàn)m3，其壩址以上河道無(wú)污染，是解決洛南縣城供水和四十里梁塬人飲、灌溉的理想水源。因此，張坪水庫(kù)樞紐工程建設(shè)，基本符合現(xiàn)行水利規(guī)劃中確定的總體要求與整治目標(biāo)。

4.2 工程建設(shè)對(duì)現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求的影響分析

按二十年一遇(P=5%)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算回水位作為居民點(diǎn)、企事業(yè)單位、公路、耕地、河堤等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)。按照十年一遇(P=10%)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算回水位作為農(nóng)防河堤等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)。該報(bào)告已通過(guò)陜西省庫(kù)區(qū)移民工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室的審查,其中的淹沒(méi)問(wèn)題按其辦理,本次評(píng)價(jià)不再重述。

4.3 對(duì)行洪安全的影響

由于大壩建設(shè)，造成上游河段壅水，行洪能力降低，泥沙下沉淤積。在50年一遇設(shè)計(jì)洪水和500年一遇校核洪水之間回水范圍較大，回水區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定量的淤積，對(duì)行洪會(huì)造成一定影響；上下游可按規(guī)范要求采取過(guò)渡段，做好水力銜接，盡可能使其平順。汛期加強(qiáng)觀測(cè)，適當(dāng)控制閘門(mén)的啟閉，合理防洪調(diào)度，可基本保證行洪安全。對(duì)有河堤的河段，根據(jù)影響程度，采取加高加固河堤的方法，減少或避免洪水造成損失。

4.4 工程建設(shè)對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響分析

從河道流量、泥沙兩方面講，該工程的修建雖會(huì)對(duì)河勢(shì)有一定的影響，但影響不大。在水庫(kù)靜水末端，隨著時(shí)間的推移，淤積不可避免。由于此段淤積對(duì)河勢(shì)影響較大，影響因素較多，應(yīng)在回水影響范圍內(nèi)專(zhuān)門(mén)設(shè)立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)其變化，總結(jié)分析變化規(guī)律，提出防治措施，減少和消除影響。

綜上，工程的修建對(duì)河勢(shì)在局部會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但對(duì)河勢(shì)整體穩(wěn)定不會(huì)造成重大影響。

4.5 工程建設(shè)對(duì)現(xiàn)有防洪工程及其它水利工程和設(shè)施的影響分析

根據(jù)《陜西省防洪規(guī)劃報(bào)告》，張坪水庫(kù)所處“峽谷段不規(guī)劃防洪工程”。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看和對(duì)伊洛河10個(gè)斷面的分析，使用本次評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原移民規(guī)劃范圍進(jìn)行復(fù)核。移民規(guī)劃劃定范圍與本次相當(dāng)，是適合的，以下對(duì)伊洛河干流及支流五龍溝的影響評(píng)價(jià)主要是《移民安置初設(shè)》中未包含的部分。

4.6 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

張坪水庫(kù)所在河段，屬于深山峽谷區(qū)，人員居住相對(duì)集中的地帶有張坪、洛源等地，因地處張坪水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)而搬遷，其余地帶耕地面積較少，河道調(diào)蓄、行洪主要靠自然河岸山體攔防，無(wú)其它防洪設(shè)施。根據(jù)張坪水庫(kù)工程的施工平面布置圖可以看出，主要施工集中壩址地帶，汛期會(huì)給防汛搶險(xiǎn)帶來(lái)一定的影響，會(huì)增加防汛搶險(xiǎn)工作難度。但樞紐導(dǎo)流圍堰、基礎(chǔ)處理、大壩澆筑等主體工程施工工期安排在非汛期，給防汛搶險(xiǎn)帶來(lái)的影響不大。

5 工程影響防治與補(bǔ)救措施

5.1 對(duì)河道行洪安全影響的防治措施

（1）施工圍堰、施工棧橋等阻水作用較大的臨時(shí)設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)和河道行洪統(tǒng)籌考慮。

（2）施工期要與河道主管部門(mén)、水文部門(mén)保持密切聯(lián)系，根據(jù)洪水預(yù)報(bào)，上游實(shí)時(shí)雨水情信息及時(shí)采取措施，確保防洪安全。

（3）施工結(jié)束后，要及時(shí)拆除臨時(shí)建筑物，推平施工道路，清除棄渣等。施工圍堰要徹底拆除，河道棄渣必須清除至河道以外定點(diǎn)堆放，盡可能還河道原貌，以利洪水通暢宣泄。

5.2 對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響的防治措施

（1）在滿(mǎn)足工程布置的前提下，壩軸線(xiàn)盡可能與河道主流垂直，減少對(duì)河流主流的影響。

（2）水閘盡可能靠近河道主流，優(yōu)化閘墩墩型，盡量減小對(duì)水流的阻力。

（3）對(duì)庫(kù)區(qū)蓄水后可能會(huì)滑坡和崩塌的山體采取削坡整治。

5.3 對(duì)現(xiàn)有防洪工程和其它水利設(shè)施影響的防治措施

（1）對(duì)壩址以上4 km范圍內(nèi)的淹沒(méi)路段，應(yīng)配合公路主管部門(mén)恢復(fù)建設(shè)；

（2）對(duì)防洪任務(wù)重要的路堤，應(yīng)采取路堤漿砌石擋土墻進(jìn)行防護(hù)，以減少洪水對(duì)路堤的沖刷；水庫(kù)上游、壩下河道治理工程應(yīng)重新設(shè)計(jì)。

（3）施工過(guò)程中占用河道管理范圍內(nèi)的土地，有可能造成防洪設(shè)施的破壞，建議做好施工總布置，做到臨建設(shè)施“不占”和“少占”河道管理范圍的土地，盡可能“不占用、不破壞”河道防洪管理設(shè)施。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

（1）張坪水庫(kù)建設(shè)是十分必要的

張坪水庫(kù)建成后，每年將為洛南縣城及永豐、四皓等鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水1035萬(wàn)m3。

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)符合相關(guān)要求

張坪水庫(kù)大壩樞紐、泄洪、消能建筑物等的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50202-94）及《水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL5180-2003）的要求，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法適當(dāng)，計(jì)算結(jié)果較為合理。

（3）張坪水庫(kù)的修建對(duì)河勢(shì)在局部會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但對(duì)河勢(shì)整體穩(wěn)定性不會(huì)造成重大的影響。

（5）張坪水庫(kù)建設(shè)符合《陜西省水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃》。

（6）張坪水庫(kù)建設(shè)對(duì)河道行洪影響不大。

（7）張坪水庫(kù)物料堆放場(chǎng)、棄渣場(chǎng)設(shè)置合理，對(duì)行洪無(wú)不利影響。

（8）張坪水庫(kù)建設(shè)對(duì)現(xiàn)有防洪工程及其它水利工程和設(shè)施影響甚微。

（9）張坪水庫(kù)建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)無(wú)不利影響。

（10）張坪水庫(kù)建設(shè)會(huì)淹沒(méi)一些實(shí)物，影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活，但本工程已編制移民安置規(guī)劃，并報(bào)經(jīng)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)。

6.2 建議

（1）妥善解決庫(kù)區(qū)淹沒(méi)問(wèn)題

張坪水庫(kù)的淹沒(méi)范圍相對(duì)較少，建議建設(shè)單位根據(jù)水庫(kù)淹沒(méi)處理及移民安置規(guī)劃報(bào)告的批復(fù)文件,積極與各級(jí)政府聯(lián)系,妥善解決移民安置問(wèn)題。

（2）工程運(yùn)用初期的觀測(cè)、防護(hù)和科學(xué)運(yùn)行。

張坪水庫(kù)建成后對(duì)河勢(shì)變化以及河道沖淤情況等進(jìn)行觀測(cè)，建設(shè)入庫(kù)和出庫(kù)專(zhuān)用水文站觀測(cè)。并根據(jù)觀測(cè)成果，分析河勢(shì)、水流形態(tài)、河道沖淤與大壩的相互影響程度，根據(jù)需要對(duì)工程進(jìn)行加固和增設(shè)導(dǎo)流、控砂措施。根據(jù)來(lái)水情況，合理調(diào)度水量，提高運(yùn)行效率。

（3）建議加固壩下左岸堤路結(jié)合基礎(chǔ)，在壩下400 m修建攔沙壩，防沖固基。

（4）對(duì)五龍溝河口以上洛河段、五龍溝河段河堤按五百年一遇標(biāo)準(zhǔn)加固，基礎(chǔ)埋深可減小，加固長(zhǎng)度增加。新修550 m河堤，與洛河加固河堤形成圈狀保護(hù)。

（5）建議下階段進(jìn)行大壩整體水工模型試驗(yàn)。

Preliminary Analysis on Flood Control and Evaluation of Zhangping Reservoir in Luonan County

Sun Xuejun,Yang Yongping
（Shangluohydrologyand water resources investigation bureau in Shaanxi Province Shangluo726000,Shaanxi）

In order to change the situation of drinking water in Luonan County,the Zhangping reservoir project proposed to be constructed in the upper reaches of the Yiluo River by calculation using the method of catchment area correlation, comprehensive parameter method and hydrological comparison method.Finally,it makes a comprehensive and comprehensive evaluation of the project flood control systematically and comprehensively,and puts forward constructive suggestions for the future flood control and disaster prevention,project construction to provide scientific basis and constructive comments and suggestions.

Luonan；Zhangping Reservoir；flood-proof influence and evaluation and analysis

TV87

B

1673-9000（2017）03-0013-04

2017-04-15

孫學(xué)軍（1981-），男，陜西富平人，工程師，主要從事水文勘測(cè)、水質(zhì)分析等工作。