
夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目防洪安全評價報告
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1概述
1.1項目背景
1.1.1項目所在地理位置
夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目位于夏縣祁家河鄉(xiāng)。夏縣位于運(yùn)
城市東南部,地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°02′~111°41′和北緯34°
55′~35°19′,東靠黃河,西依峨嵋?guī)X,中條山、鳴條崗橫穿全境,
四周與平陸、鹽湖、聞喜、垣曲接壤,隔黃河和河南省澠池縣相望,
全縣總面積1352。6Km2.祁家河鄉(xiāng)地處夏縣東南方向的中條山腹地,東
接垣曲縣,西連平陸縣,南與河南澠池縣隔黃河相望,北與本縣泗交
鎮(zhèn)接壤。鄉(xiāng)政府所在地距縣城70公里,是夏縣最偏遠(yuǎn)的山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。庫
區(qū)位于祁家河鄉(xiāng)窯泉村深切河谷內(nèi),河谷寬度60~350m,呈“V"字型,
兩岸山體雄厚。
1.1.2建設(shè)項目所在流域規(guī)劃概況
項目區(qū)位于中條山深處的泗交河祁家河鄉(xiāng)段。泗交河發(fā)源于泗交
鎮(zhèn)西溝村的東、西普峪,由東向南,在泗交鎮(zhèn)與王家河、法河匯流,又向
東流,經(jīng)祁家河鄉(xiāng)于平陸縣曹川鄉(xiāng)老鴨池入黃河,全長120華里,流域
面積353平方公里,清水流量0。68立方/秒.
西溝~泗交水庫段,引泗濟(jì)運(yùn)工程在寨里河、王家河上建有簡易
引水設(shè)施,用以引取兩河的清水基流。而南河、法河的清水基流及四
條河流的洪水徑流尚未開發(fā)。泗交水庫~祁家河鄉(xiāng)段,兩岸住有居民,
通往祁家河鄉(xiāng)公路沿河而修,當(dāng)?shù)卣畬放院拥桃呀?祁家河鄉(xiāng)~
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入黃口段無人居住和廠礦企業(yè),完全尚未開發(fā).
1.1.3項目建設(shè)規(guī)模
該工程是攔蓄泗交河河水,解決本旅游項目漂流用水問題和增加
該段局部水面,開發(fā)水上項目,發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì).
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)中的
有關(guān)規(guī)定,確定工程等別為Ⅳ等,規(guī)模為小(2)型。主要建筑物為4級,
次要建筑物為5級,臨時建筑物為5級。
大壩為漿砌石重力壩,壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程
200.000m,最大壩高18.28m。壩頂長80m,頂寬4.0m。溢流段長48m,
分7孔泄流,單孔凈寬6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能.沖沙洞直徑
1.5m,長25m。水庫建成后,可形成9.8萬m2水面,回水長度750m,
庫容43.6萬m3。淹沒林地46畝,灘地15。4畝.
1.1.4項目工作進(jìn)展情況
2010年3月受夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)有限公司的委托,運(yùn)城
市水利勘測設(shè)計研究院承擔(dān)該項目攔水壩工程的設(shè)計,組織有關(guān)技術(shù)
人員到工程現(xiàn)場進(jìn)行水文、地質(zhì)、水工、施工等方面調(diào)查研究,對各
項勘測設(shè)計任務(wù)進(jìn)行了部署,在水文分析、徑流調(diào)節(jié)計算、調(diào)洪演算、
水工設(shè)計、施工布置的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了壩軸線和壩體結(jié)構(gòu)布置方案、
主體工程施工方案進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步核實了淹沒實物指標(biāo)。2010年
4月委托中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,完成了該項目環(huán)境
影響評價報告。
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1.1.5任務(wù)來源
根據(jù)《中華人民共和國水法》第四章之三十八條和《中華人民共
和國河道管理條例》第二章之十一條規(guī)定:“在河道管理范圍內(nèi)建設(shè)取
水口、碼頭和其他攔河、跨河、臨河建筑物、構(gòu)筑物,鋪設(shè)跨河管道、
電纜,應(yīng)當(dāng)符合國家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)和其他有關(guān)技術(shù)要求,工程建設(shè)
方案應(yīng)當(dāng)依據(jù)防洪法的有關(guān)規(guī)定報有關(guān)水行政主管部門審查同意"、
“修建跨河、穿河、穿堤、臨時的取水口、碼頭、道路、渡口、管線
等建筑物及設(shè)施,建設(shè)單位必須按照河道管理權(quán)限,將工程建設(shè)方案
報送河道主管機(jī)關(guān)審查同意后,方可按照基本建設(shè)程序履行審批手續(xù)
".
依據(jù)國家計委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)
定》(水改[1992]7號),對于河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目,應(yīng)進(jìn)行防洪評
價,編制防洪評價報告.受夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)有限公司的委托,
我公司承擔(dān)了《夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目攔水壩水庫工程防洪、
安全評價》的編制工作。根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)
規(guī)定》(水政[1992]7號)、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建
設(shè)項目審批管理的通知》(水建管[2001]618號)、《河道管理范圍內(nèi)建
設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》(試行)(辦建管[2004]109號)及《水
庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)的相關(guān)規(guī)定,編制完成本評價
報告.
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1.2評價依據(jù)
1.2.1法律法規(guī)和政策依據(jù)
(1)《中華人民共和國水法》(2002.8.29);
(2)《中華人民共和國防洪法》(1997.8.29);
(3)《中華人民共和國河道管理條例》(1988.6。3);
(4)水利部、國家計委《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》
(水政[1992]7號);
(5)水利部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目審
批管理的通知》(水建管[2001]618號)。
1.2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
(1)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94);
(2)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000);
(3)《水利工程水利計算規(guī)范》(SL104-95);
(4)《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》(SL44-2006);
(5)《水利水電工程水文計算規(guī)范》(SL278-2002);
(6)《河道演變勘測設(shè)計調(diào)查規(guī)范》(SL383-2007);
(7)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》(試行)(辦
建管[2004]109號)。
(8)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)。
1.2.3其它資料
(1)《夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目可行性研究報告》(運(yùn)城市水
利勘測設(shè)計研究院,2009年8月);
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(2)《夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目攔水壩技施設(shè)計報告》(運(yùn)城
市水利勘測設(shè)計研究院,2010年3月);
(3)《夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目環(huán)境影響評價報告》(中國地
質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所,2010年4月);
(4)實測河道斷面資料;
(5)萬分之一、二千分之一地形圖。
1.3評價河段范圍
根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》(試行)
的有關(guān)要求并結(jié)合夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目修建以后洪水影響
范圍以及施工布置等影響范圍,確定夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目
攔水壩工程防洪評價的范圍主要為水庫壩區(qū)、庫區(qū)以及壩址以下消能
河段、料場、渣場。依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258—2000)
的有關(guān)要求夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目攔水壩安全評價包括永久
性擋水建筑物以及與大壩安全有關(guān)的泄水建筑物及金屬結(jié)構(gòu)等.
1.4技術(shù)路線及工作內(nèi)容
1.4.1技術(shù)路線
通過歷史及近期實地調(diào)查資料,進(jìn)行河床演變及河勢穩(wěn)定影響分
析,分析壩址上、下游河段河床演變規(guī)律;采用數(shù)學(xué)模型,通過壅水
計算、泥沙沖淤計算、分析工程施工期和運(yùn)行期對河段防洪的影響;
綜合評價工程建設(shè)對河勢及防洪的影響;提出評價意見和建議。攔水
壩安全評價要求做到全面評價,重點突出。應(yīng)對防洪標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全、
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滲流安全、抗震安全、金屬結(jié)構(gòu)安全以及工程質(zhì)量和運(yùn)行管理等進(jìn)行
復(fù)核或評價。
1.4.2工作內(nèi)容
主要工作內(nèi)容如下:
(1)概述:介紹項目的背景、評價的依據(jù)及工作內(nèi)容。
(2)基本情況:主要介紹項目的基本情況、河道基本情況等。
(3)河道演變:分析河道近期演變以及將來的河道演變趨勢。
(4)防洪評價計算:包括水文分析計算、壅水分析計算以及河勢影
響分析。
(5)防洪綜合評價:主要評價水庫對行洪安全的影響、對河勢穩(wěn)定
的影響、對現(xiàn)有水利工程設(shè)施的影響及對防汛搶險的影響,水庫成庫后
河道泥沙淤積情況。
(6)攔水壩安全評價對防洪標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全、滲流安全、抗震安
全、金屬結(jié)構(gòu)安全以及工程質(zhì)量和運(yùn)行管理等進(jìn)行復(fù)核或評價。
(7)結(jié)論與建議:所評價水庫對防洪各方面的影響及大壩的安全作
出結(jié)論性意見,并提出主要建議。
主要研究內(nèi)容及工作方法如下:
(1)通過對本河段河道歷史演變、地質(zhì)調(diào)查等資料分析,對河道演
變和庫區(qū)穩(wěn)定及山洪災(zāi)害作一定的評述。
(2)計算壩址處不同頻率的洪水,通過洪水調(diào)節(jié)計算,評價水庫大
壩的泄洪能力、對下游河道防洪及對大壩安全的影響。
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(3)運(yùn)用實測的縱橫斷面資料,分析水庫回水對上游的影響;
(4)水庫對河道河勢的影響。
(5)從河流規(guī)劃、地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求以及防洪影響等方面綜
合評價水庫對行洪的影響。
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2基本情況
2.1建設(shè)項目概況
夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)項目位于夏縣祁家河鄉(xiāng).夏縣位于運(yùn)
城市東南部,地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°02′~111°41′和北緯34°
55′~35°19′,東靠黃河,西依峨嵋?guī)X,中條山、鳴條崗橫穿全境,
四周與平陸、鹽湖、聞喜、垣曲接壤,隔黃河和河南省澠池縣相望,
全縣總面積1352.6Km2。祁家河鄉(xiāng)地處夏縣東南方向的中條山腹地,東
接垣曲縣,西連平陸縣,南與河南澠池縣隔黃河相望,北與本縣泗交鎮(zhèn)
接壤。鄉(xiāng)政府所在地距縣城70公里,是夏縣最偏遠(yuǎn)的山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。庫區(qū)
位于祁家河鄉(xiāng)窯泉村深切河谷內(nèi),河谷寬度60~350m,呈“V"字型,兩
岸山體雄厚。
該工程是攔蓄泗交河河水,解決本旅游項目漂流用水問題和增加
該段局部水面,開發(fā)水上項目,發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)中的
有關(guān)規(guī)定,確定工程等別為Ⅳ等,規(guī)模為小(2)型。主要建筑物為4
級,次要建筑物為5級,臨時建筑物為5級。
大壩為漿砌石重力壩,壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程200.000m,
最大壩高18.28m。壩頂長80m,頂寬4。0m.溢流段長48m,分7孔泄流,
單孔凈寬6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能。沖沙洞直徑1。5m,長
25m。水庫建成后,可形成9。8萬m2水面,回水長度750m,庫容43.6
萬m3。淹沒林地46畝,灘地15。4畝。
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2.1.1主要涉河建筑物
水庫永久涉河建筑物有大壩、庫區(qū)河岸護(hù)堤,臨時涉河建筑物有
圍堰、導(dǎo)流。
2.1.2工程等級及防洪標(biāo)準(zhǔn)
一工程等別及建筑物級別
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)中的有
關(guān)規(guī)定,確定工程等別為Ⅳ等,規(guī)模為小(2)型。主要建筑物為4級,
次要建筑物為5級,臨時建筑物為5級。
二防洪標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)的有關(guān)
規(guī)定,水庫大壩設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。
2.1.3涉河建筑物設(shè)計方案
一擋水建筑物設(shè)計方案
大壩為漿砌石重力壩,壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程200。
000m,最大壩高18。28m。壩頂長80m,頂寬4。0m。溢流段長48m,分
7孔泄流,單孔凈寬6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能。沖沙洞直徑1。
5*2m,長25m.水庫建成后,可形成9。8萬m2水面,回水長度750m,庫
容43.6萬m3。淹沒林地46畝,灘地15。4畝。
二泄水建筑物設(shè)計方案
溢流堰頂高程200。000m,溢流段長48m,分7孔泄流,單孔凈寬
6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能。大壩底部設(shè)有沖沙洞,直徑1.5m,
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進(jìn)口有平面鋼閘門控制,型號為PGZ-1.5*2。0m,啟閉機(jī)為QP-K-125,
沖沙洞長25m。
2.2河道基本概況
2.2.1流域概況
項目區(qū)位于中條山深處的泗交河祁家河鄉(xiāng)段。泗交河發(fā)源于泗交
鎮(zhèn)西溝村的東、西普峪,由東向南,在泗交鎮(zhèn)與王家河、法河匯流,
又向東流,經(jīng)祁家河鄉(xiāng)于平陸縣曹川鄉(xiāng)老鴨池入黃河,全長120華里,
流域面積353平方公里,清水流量0。68立方/秒。
該工程所處地貌為中條山地貌區(qū)及河流地貌區(qū),主要由古老的變質(zhì)
巖系及新生界的沖、洪積物形成。地質(zhì)構(gòu)造屬于相對穩(wěn)定的地段。地震
烈度為7度,地震動峰值加速度值為0.15g。
庫區(qū)位于祁家河鄉(xiāng)窯泉村深切河谷內(nèi),河谷寬度60~350m,呈“V”
字型,兩岸山體雄厚。庫區(qū)不存在永久滲漏問題,產(chǎn)生誘發(fā)地震的可能
性很小,絕大部分庫岸基本穩(wěn)定。
2.2.2水文、氣象
項目區(qū)位于中條山深處的泗交河祁家河鄉(xiāng)段。泗交河發(fā)源于泗交
鎮(zhèn)西溝村的東、西普峪,由東向南,在泗交鎮(zhèn)與王家河、法河匯流,又
向東流,經(jīng)祁家河鄉(xiāng)于平陸縣曹川鄉(xiāng)老鴨池入黃河,全長120華里,流
域面積353平方公里,清水流量0.68立方/秒。
項目區(qū)屬半干旱溫帶大陸性氣候.冬季盛行西北風(fēng),干燥寒冷;夏
季盛行東南風(fēng),炎熱多雨。由于中條山脈形成一道天然的北東~南西
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向的迎風(fēng)屏障,東南吹來的海洋性季風(fēng)受到阻擋,降水量比中條山北
部的背風(fēng)面盆地相對集中。多年平均降水量為720mm;年平均氣溫
13.1℃,極端最低氣溫-18。3℃,極端最高氣溫40.1℃.無霜期250天,
最大風(fēng)速15m/s.
2.2.3地形、地貌、河道地質(zhì)情況
該工程所處地貌為中條山地貌區(qū)及河流地貌區(qū),主要由古老的變質(zhì)
巖系及新生界的沖、洪積物形成。地質(zhì)構(gòu)造屬于相對穩(wěn)定的地段。地震
烈度為7度,地震動峰值加速度值為0。15g。
庫區(qū)位于祁家河鄉(xiāng)窯泉村深切河谷內(nèi),河谷寬度60~350m,呈“V"
字型,兩岸山體雄厚。庫區(qū)不存在永久滲漏問題,產(chǎn)生誘發(fā)地震的可
能性很小,絕大部分庫岸基本穩(wěn)定.
壩址區(qū)河床部位沉積有厚3。5~5m的第四系洪沖積混合土卵(漂)
石及卵(漂)石混合土,局部夾砂層透鏡體。壩基為吳家坪組的石英
巖,巖性較硬,但存在沿覆蓋層滲漏及滲透變形問題,將覆蓋層及強(qiáng)
風(fēng)化基巖全部清除,將基礎(chǔ)置于吳家坪組石英巖弱風(fēng)化層上,并進(jìn)行
灌漿處理。
左壩肩地形坡度較緩,右壩肩基巖裸露,邊坡較陡,且有裂隙存在,
施工時兩壩肩強(qiáng)風(fēng)化層已清除,并采取了防護(hù)措施。
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3河道演變
河道演變是河流的邊界在自然情況下或受人工建筑物干擾時所發(fā)
生的變化,這種變化是水流和河床相互作用的結(jié)果。影響河道演變的
因素極其復(fù)雜多樣,與該地區(qū)的地質(zhì)、地貌、氣候、土壤和植被等情
況有密切聯(lián)系。對本工程而言,起主要影響作用的是流量大小及其變
化過程,流域來沙及組成,河道比降和河床物質(zhì)組成。
3。1河道歷史演變概況
本河段的演變無相關(guān)的歷史文獻(xiàn)記載,本次主要是通過區(qū)域構(gòu)造
背景結(jié)合實地調(diào)查進(jìn)行分析。
3.1。1區(qū)域構(gòu)造變化及河系形成
該區(qū)在構(gòu)造上位于豫皖斷塊西部,中條山塊隆的北東側(cè),東臨濟(jì)
源澠池塊拗,北西側(cè)為臨汾運(yùn)城新裂陷,南為芮城新裂陷,沒有通過庫
區(qū)、壩址區(qū)斷裂的區(qū)域性,屬相對穩(wěn)定的地段。
地層總體呈單斜巖層,局部具有坡狀小型褶曲,巖層走向小角度
斜越河道,巖層產(chǎn)狀N20°E。SE∠35°~40°,斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育。
地下水類型以碎屑類孔隙裂隙水、松散巖類孔隙水為主,基巖裂
隙水位一般高于松散巖類孔隙水位及河水位,地下水一般由兩岸向河
床、由上游向下游流動.區(qū)內(nèi)河道走向追蹤構(gòu)造走向,與構(gòu)造方向基本
一致,與河流溯源侵蝕基本一致。
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綜上分析,河道歷史演變情況符合地質(zhì)構(gòu)造變化及水系形成規(guī)律。
3。1。2工程所在河段演變情況
水庫為基巖山區(qū)峽谷型水庫,河岸局部有耕地,其余基本為自然
邊坡,坡度一般18°~25°。庫兩岸大部分地段基巖裸露,為巖質(zhì)邊
坡,未見發(fā)生或正在發(fā)生的變形位移現(xiàn)象。絕大部分庫岸處于穩(wěn)定狀
態(tài),局部地段由于邊坡較陡,有小規(guī)模坍滑掉塊現(xiàn)象。庫區(qū)兩岸局部
地段覆蓋有低液限粉土、低液限粘土,但厚度一般不大,蓄水后會產(chǎn)
生坍岸,其范圍較小,對工程影響不大。山體較龐大,水庫兩岸地形
相對較寬緩,其演變主要受構(gòu)造控制,追蹤構(gòu)造走向發(fā)育,今后一段時
間內(nèi)將繼續(xù)表現(xiàn)為該形式。
3。2河道近期演變分析
3.2。1河道岸線及斷面變化
從七、八十年代出版的1/萬地形圖及2010年3月工程區(qū)1:2000、
1:500實測地形圖、河床縱、橫斷面圖對比分析,防洪評價河段近40
年來在平面上無明顯的岸線變化,河段深泓、橫斷面沖淤變化不明顯,
河道近期處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
3。2。2河道淤積變化分析
河道淤積主要受兩方面的影響,一是流域內(nèi)人類開發(fā)活動的加劇,
使得水土流失的日趨嚴(yán)重,從而使河道淤積增加;二是該水庫工程的建
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設(shè),改變了河道原有的沖淤平衡模式,從而改變了河道的淤積形態(tài)。
水庫壩址河段無實測懸移質(zhì)和推移質(zhì)泥沙資料,泥沙選用水文比
擬法計算的成果,年平均輸沙量為2.8萬m3。經(jīng)現(xiàn)場查勘,該流域植被
良好,森林覆蓋率達(dá)30%以上,地表裸露面積少,兩岸山勢陡峭,偶有塊
狀崩塌體,河床多砂礫石和基巖,因此,河水清澈,河流泥沙不大.該
段河道人類開發(fā)活動不多,水土流失不嚴(yán)重。河道及河道兩岸無明顯
塌方和改道現(xiàn)象發(fā)生。
對河道淤積影響較大的因素是其上下游水利水電工程,上游水庫
的建設(shè)減小了該河段的淤積,下游攔河建筑物的建設(shè)則會增加該河段
的淤積。從現(xiàn)狀調(diào)查來看。目前,壩址以上河段無較大的水利工程,
只有一些小山塘,其攔沙作用較小,對減輕夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)
項目攔水壩水庫祁家河河段的淤積影響能力較小。下游分析評價范圍
無水利工程。
綜上所述,河道近期演變主要受水庫的影響,一方面由河道演變
為水庫,水面變寬,岸線平面發(fā)生變化;另一方面,河道由于水庫的建
設(shè),使河段淤積量及淤積速度增加。
3.3河道演變趨勢分析
3.3.1河道演變特點
河道演變主要受山區(qū)地形、地勢、河床地質(zhì)構(gòu)造、兩岸植被、當(dāng)
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地氣象和徑流條件及人為的影響。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及訪問河段河邊居民,
發(fā)現(xiàn)長期以來河道無大的變化。
水庫建成后,庫區(qū)內(nèi)水體流速變緩,其懸移質(zhì)將會逐步沉降而產(chǎn)生
淤積,將會在庫區(qū)內(nèi)形成河床再造過程,根據(jù)水庫所在河段的河道特
點、樞紐布置、水庫運(yùn)行方式及庫區(qū)段河道等情況,水庫大壩以下河
道在汛期河流造床時,水流條件與天然情況相比,河床可能發(fā)生局部
的變形,但河道本身在較短的時間內(nèi)能夠達(dá)到新的沖淤平衡狀態(tài)。壩
址以上河道水位普遍抬高,在汛期洪水來臨時,受大壩擋水及庫區(qū)泥
沙逐年淤積的影響,難免造成庫區(qū)水位的抬高,形成一定長度的回水區(qū),
在初期,庫區(qū)河道以淤積為主,直至淤積達(dá)到平衡后,河床沖淤達(dá)到
相對穩(wěn)定狀態(tài)。
因此,河道歷史、近代演變過程中河床河岸及走向基本上與現(xiàn)有
河道走向一致,認(rèn)為該河段河道演變是極其緩慢的,演變趨勢基本趨
于穩(wěn)定。
3.3.2河道穩(wěn)定性分析
本次防洪評價確定上至P=5%回水尖滅點,下至老鴨池入黃口處,
評價河段總長度為8.0km,河段天然比降19。2‰,河段兩岸基巖裸露,
河岸整體穩(wěn)定,河段總體為山區(qū)穩(wěn)定性河段,主河槽位置穩(wěn)定。水庫建
庫河段屬于泗交河下游,按河流流經(jīng)地區(qū)分類,屬山區(qū)型河流,地形
較簡單,河谷形成一方面與地殼構(gòu)造運(yùn)動有關(guān),一方面又受到水流侵
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蝕作用的影響,兩者在漫長的歷史過程中共同作用,形成現(xiàn)在的河床
形態(tài)。
評價河段地貌特征表現(xiàn)為中條山地貌區(qū)及河流地貌區(qū),緩傾單斜
山嶺,山體較龐大,水庫兩岸地形相對較寬緩,河水面寬50~80m,屬峽
谷地貌,“U”型谷.庫區(qū)主要由古老的變質(zhì)巖系及新生界的沖、洪積物
形成。水庫河段以峽谷為主,庫區(qū)無礦山開采活動,也無其他工業(yè),
為典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)山區(qū),以種植為主,人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響
小.水庫建成后,庫區(qū)水流變緩,對原河道的沖刷作用減小,只會形成庫
內(nèi)泥沙淤積,不會造成河道向縱深方向發(fā)展。由于水庫蓄水后,形成庫
岸再造,在庫水的沖刷和浸蝕作用下,存在局部坍塌,但整體兩岸穩(wěn)定
性較好,故河道是穩(wěn)定的。
3。3.3庫岸穩(wěn)定性分析
庫區(qū)位于祁家河鄉(xiāng)窯泉村深切河谷內(nèi),河谷寬度60~350m,呈“V”
字型,兩岸山體雄厚。水庫為基巖山區(qū)峽谷型水庫,河岸局部有耕地,
其余基本為自然邊坡,坡度一般18°~25°。庫兩岸大部分地段基巖
裸露,為巖質(zhì)邊坡,未見發(fā)生或正在發(fā)生的變形位移現(xiàn)象。絕大部分
庫岸處于穩(wěn)定狀態(tài),局部地段由于邊坡較陡,有小規(guī)模坍滑掉塊現(xiàn)象。
庫區(qū)兩岸局部地段覆蓋有低液限粉土、低液限粘土,但厚度一般不大,
蓄水后,除局部岸坡發(fā)生小的崩塌現(xiàn)象外,其范圍較小,對工程影響不
大,不會發(fā)生大的庫岸坡穩(wěn)定問題.
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水庫區(qū)為VⅡ度地震基本烈度區(qū),區(qū)域穩(wěn)定較好,區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)活動斷
裂等新構(gòu)造,庫水靜水壓力也不大,故產(chǎn)生水庫誘發(fā)地震的可能性很小。
庫區(qū)回水范圍內(nèi)涉及地層為絹片巖及鈣絹片巖及吳家坪組的石英
巖,兩岸地層中地下水位均高于河床水位,斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育,未發(fā)
現(xiàn)通向庫外大斷層,庫區(qū)隔水條件較好,庫周地下水補(bǔ)給河(庫)水,
不存在永久滲漏問題.
3。3.4河道未來演變分析
如前所述,本次防洪評價河段河床岸坡基本穩(wěn)定,防洪評價河段河
槽形狀基本成型,在攔河建筑物的設(shè)計使用期內(nèi),評價河段平面位置
不會發(fā)生大的改變.
由于水庫的修建,天然河流的水文和水力條件發(fā)生改變,輸沙平
衡遭到破壞,壩上游水流流速減少,輸沙能力降低,引起淤積變化。
隨著泥沙淤積量的增大,壩前淤積高程的抬高,攔沙率下降,經(jīng)過一段
時間后最終將達(dá)到?jīng)_淤平衡。
大壩下游河段,河道變化主要集中在消能河段,由于河道來水受
上游大壩影響,含沙量降低,水庫汛期泄洪時受到水流的沖刷作用,河
床沉積物被水沖走,將在下游形成沖坑,當(dāng)沖坑底部達(dá)到一定高程時,
形成的水墊能有效的緩沖水流沖刷,沖坑就不再發(fā)展,河床形成新的平
衡.河床總的演變趨勢是沖坑范圍內(nèi)河床高程逐漸降低,會重新形成一
個平衡狀態(tài),河床高程將逐漸停止下降.河床兩岸為巖質(zhì)邊坡,不會危
機(jī)大壩及兩岸安全。壩后下游至老鴨池入黃口處的地層,以硬質(zhì)巖為
主,水庫的修建僅改變了天然徑流,洪水期洪水較天然情況略有減小,
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將不均勻的天然徑流調(diào)節(jié)成相對均勻的徑流過程,水流條件的改變較
小,對下游河勢無影響。
大壩下游河段河水較修壩以前的含沙量減少,原有的沖淤平衡短
期內(nèi)被破壞,河床的演變趨勢是高程逐漸降低,經(jīng)過一定時間沖淤作用
后,水流沖刷能力降低,重新建立新的沖淤平衡以后,河道高程將重新
趨于穩(wěn)定.
3.4河道演變分析結(jié)論
根據(jù)對河道歷史演變、近期演變及演變趨勢的分析,認(rèn)為河道歷
史、近期演變過程中河床河岸及河流走向與現(xiàn)有河道基本一致。其影
響岸線變化的主要因素是河道上水庫大壩的修建使得其相應(yīng)河段由河
道變?yōu)樗畮?河段水面寬度增加;其影響河道淤積的主要因素是流域內(nèi)
水土流失程度和河道上水利水電工程的興建,但以上影響不會對河道
造成大的改變。因此,河道演變趨勢基本趨于穩(wěn)定的。
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4防洪評價計算
4.1水文分析計算
現(xiàn)收集水文資料有:
(1)泗交水文站觀測的泗交河支流王家河1973~1999年27年徑
流資料,見表4—1。
(2)泗交河和清水河流域上游馬家廟雨量站1960~2005年降雨實
測資料,見表4—2.
泗交水文站王家河年徑流量統(tǒng)計表
表4—1單位:萬m3
序號年份年徑流量序號年份年徑流量
11973111。2151987141
2197472。27161988211
31975212。5171989234
41976161。7181990256
591136
6197888。9201992208
793198。3
81989。7
99574.7
196120。7
199750.6
1998447。8
1319854。5
141986158
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馬家廟雨量站降水資料統(tǒng)計表
表4—2單位:mm
序號年份年降雨量序號年份年降雨量
11960434.2241983966。3
21961948。5251984969。1
31962460。5261985872.6
41963566。5271986617。4
519641039。4281987768。9
61965446。9291988782。1
71966756。3301989704。7
81967769。1311990781.3
91968831。1321991615.4
101969670。2331992722。1
111970692.6341993780。6
121971890。8351994645。1
131972596.。8
141973785。6371996788.2
151974703。8381997401.6
161975781.9391998979。8
171976725.2401999688。9
181977684。1412000604。4
191978688.6422001639。4
201979698。.0
211980704.54420031119.6
221981647。9452004729.7
231982994.8462005734.2
4.2徑流
4.2.1年徑流量計算
(1)泗交水庫以上
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引泗濟(jì)運(yùn)工程在寨里河、王家河上建有簡易引水設(shè)施,引取兩河
的清水基流.而南河、法河的清水基流尚未開發(fā),此部分水量可作為受
益區(qū)水源之一.泗交水庫(已成)主要攔蓄泗交河扣除引泗濟(jì)運(yùn)工程引
水量后的地表徑流。
泗交大壩位于泗交鎮(zhèn)土崖頭村,控制流域面積107。2km2,流域內(nèi)
有四條支流:寨里河、王家河、南河、法河,長60.25km。支溝7條,
長48.5km,總長109.75km,各支流的流域面積見表4-3。
泗交大壩控制流域面積匯總表
表4—3
河流名稱
流域面積
(km2)
土石山區(qū)
(km2)
巖石山區(qū)
(km2)
森林面積
(km2)
寨里河66.77.259。519.0
王家河15。54.011.5
南河14。51。812.75.8
法河9.09。07。7
支溝1。51.5
合計107.21394。232。5
①地表徑流計算
泗交水文站位于夏縣泗交鎮(zhèn)泗交村,測流斷面設(shè)在泗交河支流
王家河上,測流斷面以上控制流域面積13。9km2,流域平均寬度
1.8km,干流長度7.9km,干流平均比降35.4‰,流域平均坡降31.3‰。
該站于1973年6月由山西省水文總站設(shè)立。
從徑流資料分析,1973~1999年共27年資料,既有1982~1985
年的豐水年組,又有1988~1990年的平水年組,也有1994~1997年的
枯水年組,包含了豐、平、枯各種年份,具有較好的代表性,基本滿
足分析計算要求。寨里河、南河、法河上無任何觀測資料。因此,泗
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交河年徑流分析計算借用其支流王家河測流斷面處年徑流資料,采用
水文比擬法計算。
水文比擬法的基礎(chǔ)是影響設(shè)計年徑流量的各項因素與參考流域極
為相似,即氣候條件一致,流域下墊面情況相似,現(xiàn)分析兩流域的各項
因素。
A氣候條件:王家河是泗交河的第二大支流,位于泗交河流域中
部,均屬于同一氣候區(qū),氣候條件相似。
B流域下墊面因素:泗交河流域土石山區(qū)13km2,巖石山區(qū)94。2km2,
其中森林覆蓋面積32。5km2。王家河流域土石山區(qū)為4km2,巖石山區(qū)為
11.5km2,無森林覆蓋面積,故泗交河徑流調(diào)節(jié)能力應(yīng)好于王家河流域。
因此,采用水文比擬法,將王家河流域的水文資料移植到泗交河流域上
是可行的,且偏于保守的.
根據(jù)王家河的實測資料,按流域面積比進(jìn)行修正.
計算公式為:
W泗=KW王
K=F泗/F王
式中:W泗、W王-泗交河的徑流量和王家河徑流量(萬m3);
F泗、F王—泗交河的流域面積之和及王家河流域面積(km2)。
計算年徑流量詳見表4-4,將各年可引水量大小按遞減次序排列,
詳見表4-5。
經(jīng)計算,多年平均徑流量為1520。0萬m3,Cv=0。587,Cs=1.066.采
用適線法調(diào)整優(yōu)選理論頻率曲線.從適線情況看,當(dāng)Cv=0.66,Cs=2。4Cv
時,理論頻率曲線為妥,故確定的統(tǒng)計參數(shù)為W=1520。0萬m3,Cv=0.66,
Cs=2。4Cv。
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泗交河年徑流量計算表
表4—4
序號年份
年徑流量
(萬m3)
序號年份
年徑流量
(萬m3)
11973857。6。40
21974557。4。30
319751638.8.70
419761247。1.30
51977879。2.90
61978685.6.10
71979879。2.30
819801318.8。60
91981987。2.10
1019823030。9.90
1119833030.9.20
1219843262.3。50
1319853092。6.30
1419861218.50
泗交河年徑流量經(jīng)驗頻率表
表4—5
序號年份
年徑流量
(萬m3)
頻率
(%)
序號年份
年徑流量
(萬m3)
頻率
(%)
119983453。503.571519861218。5053。60
219843262。307。1.3057.10
319853092.6010.7.4060.70
419823030.9014.3.9064.30
519833030.9017。90
19
1981987。2067。90
619901974。3021.4。9071。40
719891804.7025。。2075.00
819751638.8028。6.2078。60
919881627.3032。1。6082。10
1019921604.1035.7.6085。70
1119931529.3039。3.1089。30
1219801318。8042。9。4092.90
1319761247.1046.4271997390。2096.40
1419941231.6050.00
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年徑流頻率計算結(jié)果見表4-6。
泗交水庫年徑流量頻率計算成果表
表4—6單位:萬m3
特征參數(shù)P=50%
P=75%P=95%
均值1520。0
1267.4
787。2
417。6
C
v
0.66
C
s
/C
v
2。4
C成果合理性分析
王家河實測徑流資料系列較長,包括了上世紀(jì)九十代中期枯水年
組,具有很強(qiáng)的代表性。無論植被覆蓋還是地形地貌,泗交河流域均
優(yōu)于王家河流域,因此,根據(jù)王家河的實測資料,采用水文比擬法確
定泗交水庫壩址處的地表年徑流量是可靠的。
(2)泗交水庫~祁家河鄉(xiāng)段
此段無實測徑流資料,年徑流量分別采用清洪徑流分別計算法、
年降水與年徑流關(guān)系法兩種方法計算。
①清洪徑流分別計算法
A清水徑流量
泗交水庫~祁家河鄉(xiāng)段均屬石灰?guī)r,巖溶裂隙發(fā)育,含水豐富,經(jīng)
走訪當(dāng)?shù)厝罕?多年流量穩(wěn)定。
為給工程建設(shè)提供可靠依據(jù),摸清清水基流的基本情況,自2006
年10月份起,水文觀測人員多次在擬建壩址進(jìn)行實地測量,測量結(jié)果
表明壩址處設(shè)計年枯水流量平均值為0.5m3/s,則年總來水量為1560
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萬m3.
清水基流觀測成果表
表4—7單位(m3/s)
測流位置
流量
時間
擬建壩址
2009.10.50。55
2010.3.80.5
2010。9.100.53
B洪水徑流計算
洪水徑流量按下式計算:
W=0.1×F×h
式中:W—徑流量(萬m3);
F—壩址以上流域面積(km2),取77.5km2;
h—徑流深(mm)。
流域附近有馬家廟雨量站。因此采用馬家廟雨量站資料進(jìn)行分析
計算。對1960~2005年46年的年降水量按遞減次序排列,詳見表4
—8.
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年降水量及經(jīng)驗頻率表
表4—8
序號年份
降雨量
(mm)
頻率
(%)
序號年份
降雨量
(mm)
頻率
(%)
120031119.62..751。10
219641039。44.26251980704。553。20
31982994.86。38261974703。855。30
41998979。88。51271979698.057。40
51984969.110.6。059.60
61983966。312。8.661。70
71961948。514。9。963.80
81971890。817..666.00
91985872。619.1.168。10
101968831。121.3。270.20
111996788。223.4.972。30
121973785。625。5。174。50
131988782.127.7。476。60
141975781。929。8。478.70
151990781。331.9.480。90
161993780。634。。883。00
171967769.136.2。485。10
181987768.938。3.087。20
191966756。340.4。589.40
202005734。242。6。591.50
212004729.7044.7.993。60
221976725.246.8。295。70
231992722。148。9.697.90
經(jīng)計算,多年平均降水量為733.0mm,Cv=0。21。采用適線法,確
定參數(shù)X=733.0mm,Cv=0。23,Cs=2Cv。各設(shè)計頻率年降水量見表4—
8.
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查《山西省運(yùn)城地區(qū)水文計算手冊》附表2-3和附表3—3,求汛期降
水量占全年降水量的百分比,按流域各地類分區(qū)面積加權(quán)平均計算設(shè)計頻
率汛期徑流深.計算結(jié)果見表4—9.
年徑流計算成果表(一)
表4-9
特征參數(shù)
年頻率
年降
水量
(mm)
汛/年
(%)
汛期
降水量
(mm)
汛期
徑流深
(mm)
流域
面積
(Km2)
洪水
徑流量
(萬
m3)
均值73350%720.267。4485。4101。7877.5789
C
v
0.2375%611.360.5369.855.6277。5431
C
s
/C
v
295%479。358.3279.431.9877。5247
C年徑流總量
清水和洪水徑流之和為年徑流量:
P=50%W=2349萬m3
P=75%W=1991萬m3
P=95%W=1807萬m3
②年降水與年徑流關(guān)系法
根據(jù)各頻率的年降水量,查《運(yùn)城地區(qū)水文手冊》年降水量與年徑流
深表,求得年徑流量,計算成果表見表4-10。
年徑流計算成果表(二)
表4-10
頻率
年降水量
(mm)
年徑流深
(mm)
控制流域面積
(Km2)
年徑流量
(萬m3)
P=50%720。2212。677.51648
P=75%611。3143。777.51114
P=95%479。378。1277。5605
③成果分析
兩種方法計算成果見表4-11。
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-28-
年徑流計算成果匯總表
表4—11單位:萬m3
頻率
清洪分別計算法年降雨與徑流深關(guān)系法
P=50%23491648
P=75%19911114
P=95%1807605
由表4-11知,兩種計算的成果偏差較大。后者所查資料僅用至1972
年,資料系列短,誤差較大。特殊的地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)使水文手冊統(tǒng)計
的降雨與徑流規(guī)律已不符合實際情況,所以采用清洪分別計算法計算的成
果。
4.2.2徑流年內(nèi)分配
⑴設(shè)計典型年
泗交河1997年徑流量為390。2萬m3,與P=95%時年徑流量為417。6
萬m3接近,則選1997年王家河徑流資料作為設(shè)計典型年,進(jìn)行徑流年內(nèi)分
配。清水河與泗交河相鄰,暴雨量基本一致,平均縱坡坡比較接近,選用
王家河1997年暴雨徑流資料作為設(shè)計典型年,進(jìn)行徑流年內(nèi)分配。各月
徑流量見表4-12.
典型年徑流量各月分配表
表4—12單位:萬m3
月份1112合計
徑流量
2。
99
2.90
3。
34
3.042.99
2。
73
7。388.106。80
3。
44
4。
86
2。
02
50.6
百分比5。95.76.66。05.95。414。616。013.56.89。64.0100
⑵徑流年內(nèi)分配
泗交水庫和祁家河水庫各月徑流見表4-13。
徑流年內(nèi)分配表
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-29-
表4—13單位:萬m3
月
份
水
源
1112合計
泗
交
水
庫
14.714。216。514。914。613。336.239.933.516。8
23。9
10。1
248。
6
祁
家
河
水
庫
132.0
2
121。
4
132。
0
128.
6
132。
02
128.6
2
213.
4
226。
7
199.
5
132。
0
128.
6
132.
0
1807
4。3洪水
由于本流域內(nèi)無洪水資料,洪水計算采用《山西省暴雨洪水計算實用
手冊》(以下簡稱《手冊》)推薦的“推理公式配合概化過程線”法進(jìn)行計
算,推求各頻率下洪峰流量及洪量.
4.3。1暴雨特性和洪水特性
流域地處中條山迎風(fēng)面,地形復(fù)雜,夏季多暴雨,集中在7~8月份,
暴雨來勢猛烈,破壞性大,相應(yīng)的洪水具有歷時短、強(qiáng)度大、災(zāi)害重的特
點。
4.3.2設(shè)計洪水
⑴推求設(shè)計暴雨
采用間接法計算,即先求流域中心設(shè)計點暴雨量,然后通過暴雨的點
面關(guān)系,求相應(yīng)的面暴雨量。
查《手冊》附圖一至附圖十得控制歷時為10min、1h、6h、24h、3d
的點暴雨量均值hot及變差系數(shù)Cv,再根據(jù)需求的設(shè)計頻率,查《手冊》附
表1求得模比系數(shù)KP.各種歷時的暴雨量Ht可由下式求得:
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-30-
Ht=KP·Hot
式中:Ht—頻率為P歷時t的設(shè)計點暴雨量(mm);
KP—頻率為P的摸比系數(shù);
Hot—歷時t的暴雨均值(mm)。
設(shè)計頻率的點暴雨量、面暴雨量見表4—14、4-15。
各頻率點暴雨量
表4-14單位:mm
歷時H
10%
H
3%
H
0。5%
10min22。430.041.3
1h54。977.8112。2
6h92。0130.5188.2
24h131。5182.4257。6
3d160。0219。5310。6
各頻率面暴雨量
表4—15單位:mm
歷時H
5%
H
2%
H
0。5%
10min22。430。041。3
1h53。073.9102.9
6h88。7125.6180.8
24h128.9179。4253。6
3d157。5216。8307.1
⑵時程雨型設(shè)計
根據(jù)短歷時暴雨的時—深關(guān)系計算
??
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
??
??
?
)246(
24
61
1
3
1
2
1
24
1
t
t
H
tst
Hn
n
t
式中:Ht
-某一頻率下歷時為t的面暴雨量(mm)
S—雨力,即某一頻率下歷時1小時的面暴雨量(mm)
1
2
n、1
3
n—1~6小時和1~24小時的暴雨強(qiáng)度衰減指數(shù).
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-31-
根據(jù)上式計算逐時暴雨量,按主雨日雨量時程分配表的時程安排進(jìn)行
計算,結(jié)果見表4-16。
各頻率暴雨過程線
表4—16
日程㈠㈡㈢
主雨峰雨強(qiáng)序號651234
時程
起2:000:00
6:007:00
8:009:0010:0011:00
12:
00
4:00
至8:006:00
7:008:00
9:00
10:
00
11:
00
12:00
17:
00
10:
00
逐時
雨量
(mm)
P=10%17.221.74.65。355。311.88.16.318.111.4
P=3。3%22。431.76。77。873。917。111.89。321.215.0
P=0.5%32。144.69.911。3102。924。717.113。529.721。4
(3)產(chǎn)流分析
本流域地類為變質(zhì)巖石山區(qū)密敝林,產(chǎn)流分區(qū)為17區(qū),該區(qū)為“飽和
產(chǎn)流",流域面積為77。5km2,由《手冊》圖3-1上查得全面產(chǎn)流雨量為68mm,
“飽和產(chǎn)流"的檢驗雨量為主雨峰及其以前暴雨量,從表4—18知,各頻
率下逐時暴雨累積量分別為128mm、180。8mm、256。1mm,都大于65mm,
即檢驗全部通過。
“飽和產(chǎn)流”,模式采用隨暴雨量及可能最大損失量而異的雙曲正切
損失模型:
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??Pbath
Pba
PR
''
1
1
式中:R-一次暴降雨產(chǎn)流深(mm);
P—包括前期影響量Pa在內(nèi)的流域平均次雨量,由《手冊》表
3-7,半干旱區(qū)中前期影響量Pa.1=40;
a′、b′—損失系數(shù)的經(jīng)驗參數(shù)。
主雨日產(chǎn)流過程計算:
Rt′=Ht′—μt′
式中:Rt′—歷時t′的產(chǎn)流深(mm);
Ht′-分段按時序累計的暴雨量(mm);
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-32-
μ—全降雨過程平均入滲率(mm/h)。
計算結(jié)果見表4—17、4—18和4—19。
P=10%暴雨產(chǎn)流計算表
表4-17
日程段號
各分
段
序號
時程
(h)
各間
隔間
(h)
雨量(mm)產(chǎn)流深計算
逐時產(chǎn)流
深
h
t
′
時段
分段
累積
H
t
′
計算歷
時
T′
累計降雨
量
H
t
′
平均入滲
率
μ
累計產(chǎn)流深
R
t
′=H
t
′—μ
t
′
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)
(一)一12-—81617。217.2617.2R
Ⅰ
=3.530。73
(二)
二
10-—6
0
21.721.7621.710。990
26—-74。626.3726。310。990
37--85.331。6831.610.990
三18—-9.9942。0142.01
四
19——10
0
11。811.8111。810.990.810。81
210-—118。119.9219.910.990
311-—126。326.2326。210。990
412--171118.144.3544。310。990
(三)五14—-1011。411。4611。4R
Ⅲ
=11.41。9
合計157.557。75
徑流系數(shù)(%)0。37
P=3.3%暴雨產(chǎn)流計算表
表4-18
日程段號
各分
段
序號
時程
(h)
各段
間
隔時
間
(h)
雨量(mm)產(chǎn)流深計算
逐時產(chǎn)流
深
h
t
′
時段
分段累積
H
t
′
計算
歷時
T′
累計降
雨量
H
t
′
平均入
滲率
μ
累計產(chǎn)流深
R
t
′=H
t
′—
μ
t
′
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)
(一)一12--81622.422.4622。4R
Ⅰ
=4.230.73
(二)
二
10-—6
0
31。731。7631。76。850
26-—76.738.4738。46。850
37——87。846.2846。26.850.950.95
三18--9073.973。9173.96。8567。0567。051
四
19——10
0
17。117。1117.16.8510。2510。25
210—-1111.828。9228.96.8515。24。95
311--129。338.2338。26.8517。652。45
412--161221。259。4459.46.853214。35
(三)五14-—101515615R
Ⅲ
=15。02。5
合計216。9119。23
徑流系數(shù)(%)0。55
P=0。2%暴雨產(chǎn)流計算表
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-33-
表4-19
日程段號
各分
段
序號
時程
(h)
各段
間
隔時
間
(h)
雨量(mm)產(chǎn)流深計算
逐時產(chǎn)
流深
h
t
′
時段
分段累
積
H
t
′
計算
歷時
t′
累計降
雨量
H
t
′
平均入
滲率
μ
累計產(chǎn)流深
R
t
′=H
t
′—
μ
t
′
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)
(一)一12——81632。132.1632.1R
Ⅰ
=5。750。96
(二)
二
10--6
0
44.644。6644.65。799.861.64
26—-79.954。5754。55.7913.974。11
37——811。365.8865。85.7919。485。51
三18--90102。9102。91102.95。7997.1197.11
四
19—-10
0
24.724。7124.75.7918。9118.91
210-—1117。141.8241。85.7930。2211。31
311-—1213.555.3355.35.7937.937.71
412--161229.7854855.7961.8423.91
(三)五14——1021.421。4621。4R
Ⅲ
=21.43.57
合計307。2205。58
徑流系數(shù)(%)0。67
(4)匯流計算
按《手冊》的劃分標(biāo)準(zhǔn),屬Ⅰ類,為密蔽林區(qū),采用推理公式法進(jìn)行匯
流分析計算。用Qm′~t、Qm′~τ兩條曲線交點求“造峰雨"洪峰流量Qm與
匯流歷時τ。
t
h
FQt
m
278.0?
?
4/1
3/1
278.0
m
QmJ
L
??
m=0.19ht
—0。22θ0.38
4/13/1FJ
L
??
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-34-
式中:
'
m
Q—造峰雨形成的洪水流量,m3/s;
F—流域面積,Km2;
ht
—某一頻率下歷時t的面暴雨量,mm;
t—降雨歷時,h;
τ—匯流歷時,h;
m—匯流參數(shù);
θ—流域特征值;
L-流域水度,Km;
J—流域縱坡,J=19‰。
計算結(jié)果見下表4-20。
造峰雨洪水計算成果表
表4-20
項目P=10%P=5%P=1%
流峰流量(m3/s)400.1575.41160.9
匯流歷時(h)2。32.412。22
暴雨歷時(h)333
洪水上漲歷時1。91.961。86
凈雨深(mm)
42.82
82。25
127。33
洪量(萬m3)331.86637.44986。81
洪峰形狀系數(shù)0.820。840。79
主雨日造峰雨前后兩段按三角形過程線計算,然后把三段過程疊加,
即得到各頻率洪水流量過程線,見表4—21,4—22,4-23.洪水計算成果表
見表4—24.
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-35-
洪水過程線(P=10%)
表4—21
時間流量(m3/s)時間流量(m3/s)
004.5653。6
0。3819.2
4。94
45.6
0。7679。25。3241。6
1。14185.65。7034.4
1.52287.36.6530.4
1。90400.17.6026.4
2。28315。38。5522.4
2.66221.69.5018。0
3。04156.010.4514。4
3.42113.611。4010。4
3。8084。813。300
4.1862.4
洪水過程線(P=5%)
表4-22
時間流量(m3/s)時間流量(m3/s)
004.7073。6
0。3926。55.1062。1
0.78112。85.4956。4
1。18263.55。8847。2
1。57412。06.8641.4
1。96575。47。8435.7
2。35452.28。8229.9
2.74315。39.8024。2
3。14218。610.7818。4
3.53154。311。7612。7
3。92117.413。720
4。3187.5
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-36-
洪水過程線(P=1%)
表4-23
時間流量(m3/s)時間流量(m3/s)
004。46163.7
0。3759。24.84140.5
0.74233.35。21128。9
1。12546。85。58106.8
1。49837.06。5194.0
1.861160.97。4482.4
2.23924.18.3770.8
2.60
665.2
9。3059.2
2。98477.110。2347。6
3。35354。1
11.16
36.0
3。72258。913。022.3
4.09190.414。880
洪水計算成果表
表4-24
頻率
項目
P=10%
P=5%
P=1%
設(shè)計暴雨H
24
(mm)131.5182。4257。6
洪峰流量Q
p
(m3/s)400.1575。41160。9
洪量(萬m3)339.86637。44986。81
洪水歷時13。3013。7214。88
(5)成果合理性分析
查《運(yùn)城地區(qū)水文計算手冊》附表6—1運(yùn)城地區(qū)各河流歷史洪水調(diào)
查成果表,可知在老鴨池推測的1958年7月17日洪水的洪峰流量為
743m3/s,該年馬家廟雨量站實測最大24小時暴雨量為135mm,歷史重現(xiàn)
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-37-
期為十年一遇.本次洪水計算的十年一遇洪峰流量為400。1m3/s。壩址以
上流域面積占整個流域面積43%,本流域?qū)傩×饔颍×饔蛎娣e對洪峰流
量影響程度指數(shù)為0。67,則洪峰流量的面積因素比值為0。57,與洪峰
流量比值0。54相接近,表明本次洪水計算成果符合實際.
4。4泥沙
壩址以上巖石山區(qū)占流域面積90%,土石山區(qū)占10%,流域內(nèi)有大面
積的森林覆蓋,約占45%,對防止水土流失起到了很好的保護(hù)作用。土石
山區(qū)植被覆蓋較差,在汛期暴雨沖蝕下,泥沙匯入河流中,以懸移質(zhì)、推
移質(zhì)方式挾帶到水庫內(nèi).采用水文手冊法和水文比擬法分別計算多年平
均輸沙量。
4。4。1水文手冊法
根據(jù)多年平均降雨量733mm,查《運(yùn)城地區(qū)水文計算手冊》附表7-1
“運(yùn)城地區(qū)年降雨量與年水蝕模數(shù)表",推得石山區(qū)、森林石山區(qū)、土石
山區(qū)的水蝕模數(shù),按面積加權(quán)平均求得整個流域的年水蝕模數(shù)為
994t/km2,見表4—25。年平均懸移質(zhì)輸沙量按下式計算:
W沙=M×F/I
式中:W沙—年平均輸沙量(萬m3);
F—壩址以上流域面積(km2),取77.5km2;
M—水蝕模數(shù)(t/km2);
Ⅰ—泥沙容重(t/m3),取1。5t/m3。
水蝕模數(shù)計算表
表4-25
山區(qū)分類石山區(qū)森林石山區(qū)土石山區(qū)平均水蝕模數(shù)
面積比例(%)454510
994
水蝕模數(shù)(t/km2)1
經(jīng)計算,年平均懸移質(zhì)輸沙量為8.4萬m3。年輸沙量為懸移質(zhì)輸沙量
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-38-
和推移質(zhì)輸沙量之和,在石山區(qū)推移質(zhì)輸沙量約為懸移質(zhì)輸沙量的三分之
一,則推移質(zhì)輸沙量為2.8萬m3.
4。4。2水文比擬法
鄰近流域泗交河多年平均年輸沙量為8.8萬m3.泗交河泗交水庫段與
祁家河水庫段流域的巖石組成、植被覆蓋、暴雨強(qiáng)度都非常接近,因此,
可采用水文比擬法推算水庫上游流域的年平均輸沙量。經(jīng)計算年平均輸沙
量為2。1萬m3,其中推移質(zhì)輸沙量為0。53萬m3。
4。4。3成果合理性分析
手冊采用的資料系列短,概括性強(qiáng),因而誤差較大。水文比擬法是根
據(jù)實測資料分析的,相對較為可靠。因此,選用水文比擬法計算的成果。
4.5壩址水位流量關(guān)系
根據(jù)祁家河水庫壩址實測斷面資料,采用曼寧公式進(jìn)行水位流量推算。
JAR
n
Q???2/3
1
式中:Q-斷面過流量(m3/s);
n-河段糙率;
A-過流面積(m2);
R-水力半徑,
X
A
R?
;
X-濕周;
J-河道縱坡.
水面比降取河底平均比降12‰,糙率按經(jīng)驗取0.04,計算水位~流量
關(guān)系.
4。6洪水調(diào)節(jié)計算
(1)防洪標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)中3。2.2、
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3。4.2~3.4。4及3.5。1有關(guān)規(guī)定,水庫大壩設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,
校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。
(2)調(diào)洪計算
水庫的泄水建筑物有溢流壩、排沙洞。溢流壩的孔口形式采用堰頂溢
流式,為減少投資,降低壩高,方便運(yùn)行管理,溢流孔不設(shè)閘門。根據(jù)壩
址河道地形,溢流壩段長度為48m,分7孔泄流,單孔凈寬6m。排沙洞
直徑1.5m,長度為25m。
①溢流壩
壩的溢流堰下泄流量按下式計算。
2/32..
mmZ
HgnbmQ?????
式中:Q—流量,m3/s;
mz
—流量系數(shù),取mz=0.47;
ε—側(cè)收縮系數(shù),取ε=0.92;
σm-堰流自流出流,σm=1;
n—孔數(shù);
b—孔口寬度;
②沖沙洞
沖沙洞為圓形斷面,直徑1.5m,洞長28。62m。其泄量按下式計算:
gHAQ
c
2??
式中:μc
-流量系數(shù);
A—過水?dāng)嗝婷娣em2;
H—洞頂水頭;
調(diào)洪計算從堰頂起調(diào),考慮沖沙洞及溢流堰段泄洪。庫容曲線見圖
4-1。
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調(diào)洪計算結(jié)果見表4-26。
調(diào)洪計算成果表
表4—26
頻率
洪峰
流量
(m3/s)
實施方案
最大
泄量
(m3/s)
庫水位
(m)
水庫
容量
(萬m3)
水庫
面積
(萬m2)
P=5%575.4518.8120043.69。8
P=1%1160.91057.020365.812.1
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水庫H~V曲線圖
H---V曲線
V
H
庫容
(萬m)
(m)
庫水位
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庫水位
(m)
(萬m)
面積
H
S
H---S曲線
水庫H~S曲線圖
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4。7河道壅水的影響分析
根據(jù)河道雍水分析計算可知,水庫建成后.設(shè)計洪水為P=5%的干流回水
尖滅點距離壩址約為0.64km。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明,水庫建設(shè)淹沒涉及夏縣
祁家河鄉(xiāng)窯泉一個行政村.
根據(jù)設(shè)計洪水回水水面線和壩前水位,調(diào)查水庫淹沒實物指標(biāo)如下
表。
水庫淹沒主要實物指標(biāo)匯總表
表4-27
項目單位水庫
一、人口
搬遷安置人口人0
二、房屋及附屬建筑物m20
三、土地畝61。4
1、耕地(灘地)畝15。4
2、林地畝46
四、交通道路Km
0
五、輸電線路Km0
對淹沒影響的專業(yè)項目進(jìn)行復(fù)建和一次性補(bǔ)償處理.
4.8沖刷與淤積分析計算
4.8。1沖刷分析
當(dāng)河床經(jīng)過長時間的沖刷后,河床縱剖面將達(dá)到河床泥沙停止起動的
狀態(tài).在河床組成為均勻的中細(xì)沙及下泄水流基本為清水的條件下,當(dāng)沖
刷后流速降至起動流速時,河床沖刷便將停止。受河床形狀的影響,地形
開闊斷面或深灘易淤積,陡坎易沖刷。
根據(jù)“水電水利工程泥沙設(shè)計規(guī)范條文說明”:山區(qū)河流,河床為卵
石或基巖,河岸為山體,天然河流輸沙不飽和,工程修建后隨著洪水加大,
大壩上下游水位差將減少,下游河流沖刷不明顯,下游水沙條件改變不大,
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對下游影響也不顯著,且在設(shè)計中已考慮消能防沖措施。因此,水庫行洪論
證不對下游沖刷作定量分析計算。
水庫無防洪任務(wù),對于下游河道來說,其水沙條件建壩前后變化不大,
因此,本工程的修建,對下游的沖刷影響甚微.
4.8.2淤積分析
影響水庫泥沙淤積數(shù)量和分布的因素是眾多的,主要有:庫區(qū)地形、來
水量、來沙量、水庫運(yùn)行方式、水庫泄流規(guī)模和泄流方式、庫容的大小、
支流的匯入等.一般在同一座水庫中,若保持較高的運(yùn)用水位,而且?guī)焖?/p>
位變幅較小,則易出現(xiàn)三角洲淤積;若降低水位防洪排沙運(yùn)用,則易出現(xiàn)
錐體淤積;若壩前運(yùn)用水位變幅較大,則易出現(xiàn)帶狀淤積。
根據(jù)陜西省水利科學(xué)研究院和清華大學(xué)水利系研究的經(jīng)驗公式:
0
410
iW
V
K
s
?
?
?
?
入
K〈2.2為錐體,K>2。2為三角洲或帶狀。
式中:V-正常蓄水位以下庫容,V=43.6萬m3;
Ws入—入庫沙量;
i0—庫區(qū)河床比降,i0=17.5‰。
經(jīng)計算,經(jīng)計算,水庫在其工程設(shè)計使用期限內(nèi)上壩址K=1。44~0.29
為錐體淤積形態(tài)。
4.9河勢影響分析
河勢就是河流形態(tài)發(fā)展和自動調(diào)整變化的趨勢。它的變化與河流地質(zhì)
地貌條件、水文泥沙情勢、人類活動影響等密不可分,河勢穩(wěn)定是減免洪
災(zāi)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要保障,項目開發(fā)與建設(shè)應(yīng)保持河勢穩(wěn)定和保障行洪通
暢.水庫壩址所處河段屬于山區(qū)穩(wěn)定彎曲性河流,河道多呈“V"型,河岸主
要為巖石,河岸整體穩(wěn)定,河段總體為山區(qū)穩(wěn)定性河段,主槽位置穩(wěn)定。
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工程建成后,河流的地質(zhì)地貌條件、河床地層的組成均沒有大的改變。
在樞紐上游,由于河道水流流態(tài)和河相關(guān)系受到工程建設(shè)影響有一定程度
的改變,可能造成河床再造床過程,決定這一現(xiàn)象的控制參數(shù)一般使用河
寬這個參數(shù),只要河道的河寬滿足穩(wěn)定河寬,河床便趨于穩(wěn)定。水庫建成
后,水庫回水范圍內(nèi)由水庫水面代替了原河道,水面遠(yuǎn)大于原河道寬度,
但經(jīng)庫岸穩(wěn)定分析,庫岸總體平緩,無大的不良地質(zhì)體,巖層傾角平緩,
蓄水后有局部小規(guī)模的滑塌與庫岸再造問題,對水庫影響較小。因此,庫
區(qū)河床是穩(wěn)定的。樞紐上游主流水位抬高,水面順直.庫區(qū)段水流流速會
降低,壩址下游處由于水位高差較大,水流較紊亂,庫區(qū)泥沙淤積在一定
時期內(nèi)達(dá)到?jīng)_淤平衡,河床通過自動調(diào)整達(dá)到平衡狀態(tài),樞紐上下游河道
汛期行洪時,基本維持天然河道的水文泥沙情勢,整個河段的洪水基本不
會發(fā)生時空上的改變。
綜上所述,本河段的河勢是穩(wěn)定的。
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5防洪綜合評價
5.1與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析
水庫工程可實現(xiàn)流域水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用,符合水資源管
理要求,其規(guī)模、開發(fā)方式等主要工程特性指標(biāo)符合上級主管部門的相關(guān)
批復(fù)。項目適應(yīng)我省水利發(fā)展的要求,工程建設(shè)完成后,有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)
發(fā)展,具有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到優(yōu)化配置、合理利用水資源的目的,
服務(wù)于當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要。
5.2與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析
水庫建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)為:擋水建筑物及泄洪建筑物按20年一遇洪水
設(shè)計,100年一遇洪水校核;下游消能防沖建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇
設(shè)計;導(dǎo)流擋水建筑物和導(dǎo)流泄水建筑物按枯水期(10~5月)5年一遇
(P=20%)的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,下游圍堰的堰頂高程根據(jù)度汛下泄洪水流量
確定;大壩施工度汛標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇(P=5%)全年洪水。
水庫施工洪水標(biāo)準(zhǔn)滿足《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》
(SL303-2004)的要求,對庫區(qū)內(nèi)各影響對象采用的處理措施符合《防洪標(biāo)
準(zhǔn)》(GB50201—94)以及《水利水電工程建設(shè)征地移民設(shè)計規(guī)范》
(SL290-2003)規(guī)定。建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)與《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)和
《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)對水庫興建的有關(guān)
規(guī)定相適應(yīng),所以,水庫的興建與河道防洪標(biāo)準(zhǔn)是相適應(yīng)的,項目建設(shè)是
符合有關(guān)河道管理要求的。
5。3對行洪安全的影響分析
由于大壩的攔蓄作用,使庫區(qū)水位雍高,完全改變了原來天然河道的
行洪條件。主要影響有三個方面:一是大壩的阻隔使天然洪水通過設(shè)置的
泄流建筑物泄洪,大壩下游河道及河岸可能造成一定的沖刷和破壞;二是
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庫區(qū)河段水位抬高、流速減慢,對庫區(qū)河段沿岸造成一定的淹沒,對庫岸
可能造成浸沒影響,庫尾河段泥沙淤積和回水可能造成庫尾河段行洪不
暢;三是洪水期水庫對下游河道具有一定的滯洪作用,削減天然洪水洪峰
流量,減小了洪水對下游河道的負(fù)面影響。
一對泄洪河段的影響
泄水建筑物為無閘開敞式溢洪堰,從樞紐布置看,沖坑對大壩不會產(chǎn)生
影響,沖坑后坡滿足規(guī)范要求。泄洪河段除本工程的建筑物外,無其它建
筑和設(shè)施,且泄洪河段兩岸大多基巖裸露,沖刷對河床的影響有限。
二對庫區(qū)河段的影響
(1)水庫淹沒影響分析
水庫壩址以上河段主要是主要是以峽谷河段為主,兩岸坡較陡,淹沒
一定數(shù)量灌木叢和荒地,以及部分田土。
水庫淹沒將對庫區(qū)造成不可逆轉(zhuǎn)的影響,必須對受影響的人口進(jìn)行妥
善的安排,對淹沒的土地及相關(guān)設(shè)施按國家有關(guān)政策進(jìn)行補(bǔ)償.
(2)庫岸浸沒影響分析
庫區(qū)迴水范圍周邊無重要村鎮(zhèn)及工礦企業(yè)。經(jīng)調(diào)查,庫區(qū)無規(guī)劃開采
的礦藏及名勝古跡分布。水庫蓄水后有一定的淹沒損失,浸沒損失不大。
(3)庫岸崩塌、潛在滑坡的影響分析
庫區(qū)河谷兩岸較寬緩,自然邊坡穩(wěn)定,發(fā)生較大規(guī)模滑坡的可能性不
大;因此,水庫蓄水后,除局部岸坡發(fā)生小的崩塌現(xiàn)象外,不會發(fā)生大的庫
岸坡穩(wěn)定問題。
庫區(qū)總體為峽谷型河谷,河谷多呈基本對稱“U"型橫向谷,巖層緩傾
下游,局部為陡巖,兩岸多為荒坡,基巖多裸露,無較大規(guī)模的不穩(wěn)定巖
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土體分布,水庫蓄水后,局部岸坡可能發(fā)生小的崩塌掉塊現(xiàn)象,不會發(fā)生
大的庫岸坡穩(wěn)定問題。
(4)庫區(qū)水位提高及庫尾回水的影響
建庫后,庫區(qū)水位抬高將形成新的庫區(qū)水域,必然造成淹沒。由于大
壩的攔蓄作用,洪水來時,庫尾回水翹尾巴增加淹沒損失.必須根據(jù)《水
電工程建設(shè)征地移發(fā)安置規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(DL/T5064-2007)及相關(guān)的法律
法規(guī)進(jìn)行補(bǔ)償。
三對下游河段的影響
水庫下游無建筑物,分別對100年、20年、5年一遇洪水進(jìn)行調(diào)洪計
算,結(jié)果表明水庫沒有產(chǎn)生人造洪水,由于水庫具有多年調(diào)節(jié)性能,對洪
峰有很大的消減作用。泄洪建筑采取相應(yīng)的消能防沖措施,通過水力學(xué)計
算,射程/沖坑的安全范圍值為(1:3~1:6),射程/沖坑的比值均在此范
圍內(nèi),因此是安全的。
5.4對河勢穩(wěn)定的影響分析
5。4。1對水流流態(tài)及深泓的影響
工程建成后,河段本身已經(jīng)由原來的河道形式變?yōu)楝F(xiàn)在的水庫形式,
河水流速降低并趨于穩(wěn)定,因此其局部流場的變化影響較小,整體而言對
水流流態(tài)不會有大的影響。另外河道水流流速降低并趨于穩(wěn)定,水流的攜
沙能力降低,造成泥沙淤積,因此河道的深泓將受此抬高,運(yùn)行多年后達(dá)
到?jīng)_淤平衡。水庫下游河段來沙量減少,因此河道深泓點抬高速度較緩慢,
變化不明顯.
5。4.2對水流流速及河道沖淤的影響
工程實施后,使河道水位壅高,由于擋水壩的建設(shè),水庫蓄水后,河
道水流流速較建設(shè)前的流速減緩,水流的挾沙能力逐漸減低,會導(dǎo)致庫區(qū)
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河床產(chǎn)生明顯的沖淤變化。
對于水庫下游河道,水庫具有一定的攔沙作用,下泄泥沙有所減少,
會使水庫下游河道有一定的沖刷.在工程設(shè)計中已經(jīng)考慮了對下游河道的
工程防護(hù),河道受沖刷的影響較小。所以建壩對下游天然河道的河勢穩(wěn)定
基本無影響.
5。5對防汛搶險的影響分析
水庫壩址兩岸及上游P=5%的回水尖滅點左右岸均無重要防洪對象。
沿岸的永久公路有利防汛搶險的實施。運(yùn)行期,對庫區(qū)受影響的公路進(jìn)行
重建,使得庫區(qū)內(nèi)公路的標(biāo)準(zhǔn)有一定程度的提高,對防汛搶險也有積極影
響。
5.6產(chǎn)生山洪、泥石流的影響
工程樞紐本身不會產(chǎn)生山洪、泥石流,渣場和料場均位于沖溝邊上,
在渣場堆放棄渣之前先修建攔擋措施.經(jīng)過仔細(xì)研究主體工程設(shè)計結(jié)合實
際情況考慮設(shè)置重力式擋渣墻對棄渣進(jìn)行攔擋。在堆放頂部修建排水溝進(jìn)
行攔截上游坡面降水;堆放結(jié)束后對渣面進(jìn)行整治、植被恢復(fù)。故渣場不
會引發(fā)山洪泥石流。
在料場開采之前,在開挖線上緣根據(jù)地形設(shè)置排水溝,攔截上游坡面
匯水,并通過料場坡腳的公路排水溝排入河道.由于料場的開采將會產(chǎn)生
較為陡峭的裸露面,設(shè)計在開挖結(jié)束后,在陡峭的裸露面下采取漿砌石護(hù)
腳,對開挖面進(jìn)行防護(hù),防止開挖裸露面零星石塊脫落滾到進(jìn)掌布公路上,
影響交通安全。料場在取料結(jié)束后,對表面清理平整,邊坡進(jìn)行修整,清
除不穩(wěn)定的碎石塊,坡面盡量平順。設(shè)計棄渣場在開采結(jié)束、表面清理平
整后用推土機(jī)從附近的臨時堆放表土場地進(jìn)行回填覆蓋、植被恢復(fù)。故料
場亦不會引發(fā)山洪和泥石流。
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5。7水庫大壩防洪綜合評價
攔水壩為漿砌石重力壩,壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程200.000m,
最大壩高18.28m。壩頂長80m,頂寬4。0m.溢流段長48m,分7孔泄流,
單孔凈寬6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能。沖沙洞直徑1。5*2m,長25m。
調(diào)洪計算成果表
頻率
洪峰
流量
(m3/s)
實施方案
最大
泄量
(m3/s)
庫水位
(m)
水庫
容量
(萬m3)
水庫
面積
(萬m2)
P=5%575.4518.8120043.69.8
P=1%1160.91057。020365。812。1
由以上調(diào)洪結(jié)果可以看出,20年一遇洪水位為200.00m,最大泄量為
518.81m3/s;100年一遇洪水位為203.0m,最大泄量為1057.0m3/s,壩頂
高程205.00m,水庫大壩滿足20年一遇洪水設(shè)計及100年一遇洪水校核標(biāo)
準(zhǔn)要求。
水庫攔水壩滿足《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)
要求的百年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn);沖沙洞能正常沖沙行洪,溢流段消力池防
沖設(shè)施完好,泄洪通道順暢。但攔水壩溢流壩段的交通橋沒有完成。
根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》的大壩防洪安全分級表(附表B1),
大壩防洪安全性級別為B級。
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6工程質(zhì)量評價
6。1工程施工期質(zhì)量復(fù)查與評價
攔水壩為漿砌石重力壩,壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程200.000m,
最大壩高18。28m。壩頂長80m,頂寬4.0m.溢流段長48m,分7孔泄流,
單孔凈寬6m。溢流段采用連續(xù)式消力塘消能。沖沙洞直徑1.5*2m,長25m。
2010年由夏縣晉平黃河生態(tài)旅游開發(fā)有限公司組織設(shè)計并實施。經(jīng)過調(diào)查
了解和查看施工資料,大壩始建時施工基本按設(shè)計徹底挖除河槽表層松散
巖層,達(dá)到設(shè)計建基面。為了防止?jié)B漏,在壩軸線處做了寬0。5m厚鋼筋
砼防滲墻,壩肩兩側(cè)也做了砼結(jié)合槽。
經(jīng)觀測:攔水壩斷面均勻整齊,沒有發(fā)現(xiàn)沉陷拉裂傾斜現(xiàn)象,沖沙洞
運(yùn)行正常。但攔水壩溢流壩段的交通橋沒有完成,給工程運(yùn)行會留下安全
隱患.
6.2工程質(zhì)量綜合評價
根據(jù)大壩工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,結(jié)合工程施工質(zhì)量及本次檢查結(jié)
果,綜合分析,大壩施工清基徹底,壩體砌(澆)筑質(zhì)量較好,兩個沖沙洞
閘門正常運(yùn)行。溢流段下游消能防沖設(shè)施完好,洪水出路順暢.
根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》第2.6。2的規(guī)定,工程質(zhì)量評定為合
格。
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7大壩運(yùn)行管理評價
7。1大壩管理
1、管理機(jī)構(gòu)
擋水壩由夏縣水利局統(tǒng)一管理,管理站機(jī)構(gòu)及人員由夏縣晉平黃河生
態(tài)旅游開發(fā)有限公司統(tǒng)一設(shè)置。
2、水庫管理規(guī)章制度
為保證水庫安全運(yùn)行,發(fā)揮水庫的工程效益,水庫制定了工程管理
工作制度及防汛值班、維修、通訊等崗位責(zé)任制,明確了管理人員的
各自職責(zé),做到責(zé)任到人,獎罰分明。由于這些制度的建立和執(zhí)行,
基本保證了水庫的安全運(yùn)行,并發(fā)揮了水庫現(xiàn)有效益。
3、其它
①供電
2010年架設(shè)了通往水庫的專用線路,供電基本正常。
②通訊
管理站現(xiàn)有固定電話一部,通訊聯(lián)絡(luò)基本暢通.
③防汛搶險交通
上壩道路已通,利于防汛搶險及維修。但攔水壩溢流壩段的交通橋沒
有完成,會給防汛搶險帶來不便.
7.2大壩運(yùn)行
工程設(shè)計、施工、驗收及相關(guān)技術(shù)要求前期資料基本完整,施工質(zhì)量
合格。
水庫自建成以來,一直為試運(yùn)行,每年汛期向縣防汛指揮部報送汛期
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調(diào)度方案,溢流段開始泄洪前,及時巡視下游河道是否有人,做好防汛搶
險及疏散準(zhǔn)備,同時派專人觀察水位變化,及時傳遞汛情,確保安全渡汛.
7.3大壩安全監(jiān)測
對攔水壩的安全監(jiān)控主要通過巡視和目視檢查來進(jìn)行。
1、檢查項目
主要檢查壩頂、壩端是否存在滑坡、裂縫、滲水等,沖沙洞是否存在
裂縫、結(jié)構(gòu)破壞等危及大壩安全的問題。
2、檢查方法
主要依靠目視、目測并輔以簡單工具的探測。
3、巡視檢查
水庫檢查分為:經(jīng)常檢查、定期檢查和特別檢查.
經(jīng)常檢查為汛期每天一次,汛期管理人員時刻觀察庫內(nèi)水位變化情
況,其余時間5~10天一次;定期檢查為汛前5月份和汛后10月份各進(jìn)行一
次大壩全面檢查;當(dāng)有暴雨和地震預(yù)報時,及時進(jìn)行特別檢查,發(fā)現(xiàn)情況,
隨時上報處理.
7.4大壩運(yùn)行管理綜合評價
水庫試運(yùn)行以來,能按照預(yù)定的防洪調(diào)度計劃運(yùn)行,各項規(guī)章制度基
本健全,堅持了巡視檢查,分工明確,責(zé)任到人,保證了水庫的安全運(yùn)行。
水庫供電及通訊正常,防汛搶險道路基本通暢.根據(jù)《水庫大壩安全評價
導(dǎo)則》第3。5.1~3。5.5規(guī)定,大壩運(yùn)行管理綜合評價為較好。
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8結(jié)構(gòu)安全評價
8。1變形分析
水庫試運(yùn)行以來,未發(fā)現(xiàn)壩頂有沉陷、塌落,拉裂傾斜,不均勻沉降現(xiàn)
象,兩側(cè)壩肩沒有滲漏現(xiàn)象,大壩未有大險情發(fā)生.
8。2穩(wěn)定分析
8.2。1大壩穩(wěn)定分析
大壩抗滑穩(wěn)定采用摩擦公式,應(yīng)力計算采用材料力學(xué)法。計算結(jié)果見
下表。計算結(jié)果表明,在各種工況下,大壩抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力均滿足規(guī)范要
求。
大壩抗滑穩(wěn)定與應(yīng)力計算成果表
荷載組合
抗滑穩(wěn)定
安全系數(shù)
上游壩腳應(yīng)力
(KPa)
下游壩腳應(yīng)力
(KPa)
備注
基本組合1.50253.5267.1
特殊組合11。2476.4387.6
特殊組合21.32226。8287.4
特殊組合33.92575。754。2上游基坑回填砂礫石土
8.2.2建筑物結(jié)構(gòu)安全分析
溢流段位于攔水壩中部,溢流段長48m,分7孔泄流,單孔凈寬6m。
壩頂高程205.000m,溢流堰頂高程200。000m,溢流堰后連續(xù)式消力塘設(shè)
施完好,洪水能安全下泄。沖沙洞位于攔水壩右側(cè)高程188.00m處,控制
閘室為現(xiàn)澆C20鋼筋砼,閘門為PGZ—2*2m,啟閉機(jī)為QP-K—2000,洞體
為現(xiàn)澆C20鋼筋砼內(nèi)襯鋼管。試運(yùn)行三年來,砌體部分無砂漿脫落何損毀,
洞內(nèi)無裂縫和嚴(yán)重銹蝕,不影響水庫正常運(yùn)行。
8。3結(jié)構(gòu)安全綜合評價
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綜上所述,大壩抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力均滿足規(guī)范要求,建筑物運(yùn)行正常。
根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》的結(jié)構(gòu)安全性分級表,結(jié)構(gòu)安全性級
別為A級。
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9滲流安全評價
經(jīng)過調(diào)查了解和查看施工資料,攔水壩始建時施工基本按設(shè)計徹底挖
除河槽表層松散巖層,達(dá)到設(shè)計建基面。為了防止?jié)B漏,在壩軸線處做了
寬0。5m厚鋼筋砼防滲墻,壩肩兩側(cè)也做了砼結(jié)合槽。水庫蓄水后,兩側(cè)
壩肩均沒有滲漏現(xiàn)象。
沖沙洞斷面均勻整齊,沒有發(fā)現(xiàn)沉陷、拉裂、傾斜、滲漏現(xiàn)象,沖沙
洞運(yùn)行正常.
綜上所述,根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》6.6.2條的規(guī)定,攔水壩滲
流穩(wěn)定評價為A級.
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10抗震安全復(fù)核
10。1地震烈度確定
該工程所處地貌為中條山地貌區(qū)及河流地貌區(qū),主要由古老的變質(zhì)巖系
及新生界的沖、洪積物形成。地質(zhì)構(gòu)造屬于相對穩(wěn)定的地段。近期本區(qū)未發(fā)
生過7~8級強(qiáng)烈地震.
根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001)之《中國地震動峰
值加速度區(qū)劃圖》與《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖,壩址區(qū)的設(shè)計
地震動峰值加速度值為0。15g,本區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期為0。40s。
根據(jù)《地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照表》,本區(qū)地震基本烈
度為Ⅶ度。
10.2抗震穩(wěn)定復(fù)核
由大壩穩(wěn)定分析計算結(jié)果知,在地震作用下,攔水壩在正常蓄水位加
地震組合情況下安全系數(shù)為1。32,滿足規(guī)范要求.
根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》的抗震安全性分級表,攔水壩抗震安
全性級別為A級。
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11金屬結(jié)構(gòu)安全評價
攔水壩主要金屬結(jié)構(gòu)為沖沙洞工作閘門及啟閉機(jī)等。
工作閘門及啟閉機(jī)完好無損,沖沙洞內(nèi)襯鋼管無銹蝕脫皮。金屬結(jié)構(gòu)
正常運(yùn)用.
根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》8。5.3條的規(guī)定,大壩金屬結(jié)構(gòu)的安
全性定為A級。
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12結(jié)論與建議
12.1結(jié)論
該工程是攔蓄泗交河河水,解決本旅游項目漂流用水問題和增加該段
局部水面,開發(fā)水上項目,發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。
根據(jù)主體工程設(shè)計,水庫工程主要涉河建筑物有攔河大壩,攔水壩經(jīng)復(fù)
核、分析、計算是安全的.項目的建設(shè)將對工程所在河段及上下游水文情
勢、河勢穩(wěn)定、局部流態(tài)及岸坡沖刷帶來一定的影響,經(jīng)分析得出以下結(jié)
論:
(1)水庫建設(shè)項目,符合當(dāng)?shù)厮l(fā)展規(guī)劃。對當(dāng)?shù)貋碚f,是發(fā)展社
會經(jīng)濟(jì),提高群眾生活水平的重要水利工程項目,對促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)
展十分必要。
(2)水庫樞紐建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)與《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和《水利水電工程
等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定相適應(yīng),水庫的新建與河道防洪標(biāo)準(zhǔn)是
相適應(yīng)的,項目建設(shè)是符合有關(guān)河道管理要求的。
(3)河道截流后,由溢流壩面和排沙洞泄洪,對下游河道不會產(chǎn)生較
大影響。通過攔渣、排水和防沖等工程措施處理以后,不會對行洪產(chǎn)生較
大影響。運(yùn)行期溢洪道沖坑后坡滿足規(guī)范要求。泄洪時不會造成沖刷壩腳
而危及大壩的安全。
(4)工程建成后,由于大壩的興建,主流水位抬高,水面順直,水流
速度減緩,庫區(qū)泥沙淤積增加,但在一定時期內(nèi)達(dá)到?jīng)_淤平衡,河床通過自
動調(diào)整達(dá)到平衡狀態(tài);樞紐下游河道汛期行洪時,由于水庫的滯洪作用,上
下游河道的水文泥沙情勢有所變化,但變化幅度不大,對整個河段的洪水
基本不會產(chǎn)生較大的影響。因此本河段的河勢是穩(wěn)定的.
(5)水庫在設(shè)計中對下游沒有防洪任務(wù)要求。根據(jù)中華人民共和國
《防洪標(biāo)準(zhǔn)》,水庫大壩設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇(P=5%),校核洪水標(biāo)準(zhǔn)
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為100年一遇(P=1%)。上游庫區(qū)淹沒洪水標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇洪水回水線
調(diào)查統(tǒng)計(P=5%);全年度汛期洪水流量按設(shè)計洪水流量20年一遇(P=5%)
設(shè)計。水庫工程地處山區(qū),大壩下游無重要防洪對象。
(6)根據(jù)工程規(guī)模及涉河建筑物的布置情況,本次河道防洪評價的范
圍上至水庫P=5%回水尖滅點,回水?dāng)嗝婢啻髩?。64km。水庫的主要壅水
建筑物為攔河大壩。防洪評價通過對水文泥沙資料的分析計算,對工程建
設(shè)前后設(shè)計洪水位、河寬、過流斷面及流速進(jìn)行計算,就河道行洪能力進(jìn)
行了分析。分析認(rèn)為,水庫修建增大了庫區(qū)泥沙淤積,增加了河道過水面
積,增加了庫區(qū)淹沒以及對庫區(qū)岸坡的沖刷,但同時也使水流減緩,洪水峰
值減小,減小了下游河段洪水以及來沙量,對下游防洪影響是積極的,因
此對河段影響較小。
(7)工程建成后庫區(qū)河段的洪水位有所抬高,經(jīng)壅水分析,防洪標(biāo)準(zhǔn)
為20年一遇時,回水尖滅點在距大壩0。64km處,庫區(qū)內(nèi)受淹沒影響的
對象可通過賠償進(jìn)行解決。
(8)水庫壩址以上庫區(qū)河段設(shè)有堤防、護(hù)岸等相關(guān)的工程設(shè)施,沒有
航運(yùn)要求。因此,水庫建設(shè)不存在對其它規(guī)劃水利設(shè)施影響的問題。
綜上所述,水庫的建設(shè),對局部河段水流流速、流態(tài)、流向有一定的
影響,但對該河段整體變化影響甚微。對局部河段河岸沖刷可能造成的不利
影響很小.對所涉及的河段的行洪能力影響甚微。所以,該工程的建設(shè)是滿
足防洪、安全要求,符合有關(guān)河道管理要求的。
12.2建議
1、建議完善建設(shè)流域水情測報系統(tǒng),在壩址河段設(shè)立雨量站,觀測
降雨。設(shè)立水文站,進(jìn)行水位、流量觀測,觀測水位變化情況,做好洪水預(yù)
報。
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2、建議加強(qiáng)河道防洪管理工作,服從防洪總體安排,并對當(dāng)?shù)胤姥床?/p>
門投入防汛經(jīng)費(fèi),積極配合防洪管理部門作好防汛搶險工作。
3、建議編制年度防洪渡汛方案,編制水庫防汛搶險應(yīng)急預(yù)案,報上級
部門批準(zhǔn)后執(zhí)行。
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