摘要:本文主要探討水庫(kù)庫(kù)區(qū)常用的防護(hù)措施,為了減小因水庫(kù)蓄水而造成的庫(kù)區(qū)淹沒(méi),消除或減輕因水庫(kù)滲漏和地下水位抬高而引起的浸沒(méi),以及防止因庫(kù)水位升高而引起的庫(kù)岸坍塌等情況,改善庫(kù)區(qū)的環(huán)境,最大限度地利用水土資源,所相應(yīng)采取的工程措施,稱(chēng)為水庫(kù)庫(kù)區(qū)的防護(hù)工程。
關(guān)鍵詞:水利水電工程;水庫(kù)庫(kù)區(qū);防護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):TV62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
建設(shè)水庫(kù)庫(kù)區(qū)的防護(hù)工程是為了減小因水庫(kù)蓄水而造成的庫(kù)區(qū)淹沒(méi),消除或減輕因水庫(kù)滲漏和地下水位抬高而引起的浸沒(méi),以及防止因庫(kù)水位升高而引起的庫(kù)岸坍塌等情況,改善庫(kù)區(qū)的環(huán)境,最大限度地利用水土資源。
1 水庫(kù)的防淹沒(méi)措施
減少水庫(kù)淹沒(méi)損失的措施可歸納如下:
1.1 優(yōu)化梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案,慎重選擇壩址。在擬定河流的梯級(jí)開(kāi)發(fā)方案時(shí),應(yīng)對(duì)干、支流全面規(guī)劃,適當(dāng)布置梯級(jí),注意在耕地和人口稀少的河流上游或支流上修建高壩,而在人口和耕地較多,工業(yè)密集的河流中下游修建低壩,并適當(dāng)選擇壩址和壩高,以便既能調(diào)節(jié)徑流,又能減少淹沒(méi)損失。
1.2 采取措施降低水庫(kù)的防洪水位
1.2.1 降低汛前限制水位。在不影響水庫(kù)興利效益的前提下,合理制定汛前限制水位,使洪水到來(lái)前騰空一部分庫(kù)容,以便在取得同樣防洪效果的情況下降低水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位。
1.2.2 增大水庫(kù)的泄洪能力。在不超過(guò)下游安全泄量的前提下,采取增設(shè)泄洪隧洞、底孔等措施,加大水庫(kù)的泄洪能力,以降低水庫(kù)的防洪水位。
1.2.3 在溢洪道(或溢流堰頂)上設(shè)置閘門(mén)。汛前將閘門(mén)開(kāi)啟,使水庫(kù)水位降至汛前限制水位,汛后將閘門(mén)關(guān)閉,蓄水至正常蓄水位,如此,在正常蓄水位和汛前限制水位之間有一共用庫(kù)容,這一庫(kù)容在汛期為防洪庫(kù)容的一部分,在汛后為興利庫(kù)容的一部分,這樣就可相應(yīng)地降低了防洪水位。
1.2.4 利用庫(kù)岸天然凹口向相鄰水系泄洪。在不加大相鄰水系防洪負(fù)擔(dān)的情況下,利用庫(kù)岸天然凹口向該水系宣泄部分洪水,以加大水庫(kù)的總泄洪流量,達(dá)到降低水庫(kù)防洪水位的目的。
1.3 采取梯級(jí)水庫(kù)防洪聯(lián)合調(diào)度。合理分配梯級(jí)水庫(kù)的防洪庫(kù)容,采取聯(lián)合調(diào)度的運(yùn)用方式,有計(jì)劃地利用水庫(kù)有限的庫(kù)容來(lái)攔蓄和宣泄洪水,起到錯(cuò)峰和削減洪峰流量的作用,以達(dá)到減少庫(kù)區(qū)和壩下游淹沒(méi)的目的。
1.4 有計(jì)劃地利用水庫(kù)漲落區(qū)的土地。各類(lèi)水庫(kù),隨其調(diào)節(jié)性能和興利目標(biāo)的不同,從土地征用線(xiàn)至死水位之間的土地,都有一定時(shí)段出露在水庫(kù)水位以上可加以利用,庫(kù)水位漲落區(qū)土地的利用方式隨水庫(kù)的運(yùn)用方式,水位的變化情況和土地出露時(shí)段的長(zhǎng)短而定。
1.5 引洪放淤,抬高地面。在多沙河流上,水庫(kù)臨時(shí)淹沒(méi)區(qū)的土地可以采用引洪放淤的方法,有計(jì)劃地逐步抬高地面的高程,減輕淹沒(méi)的影響;同時(shí)也可漫地造田,減輕水庫(kù)的淤積。
1.6 修建防護(hù)工程。在經(jīng)濟(jì)上合理和技術(shù)上可行的情況下,對(duì)水庫(kù)的淺水區(qū)和臨時(shí)淹沒(méi)區(qū)采取修建防護(hù)工程的方法來(lái)減少水庫(kù)的淹沒(méi),是采取較廣的一種方法,特別是位于平原區(qū)的水庫(kù),更是一種行之有效的方法。
2 防護(hù)工程
2.1 防護(hù)工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
防澇標(biāo)準(zhǔn)。防澇的要求是保護(hù)人民的居住和衛(wèi)生條件,改良土壤,以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。防澇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般以澇區(qū)發(fā)生重現(xiàn)期為0~10年的暴雨不產(chǎn)生澇災(zāi)為基準(zhǔn),條件較好的地區(qū)和大城市郊區(qū)可適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)。
防浸沒(méi)標(biāo)準(zhǔn)。防浸沒(méi)是以地下水位達(dá)到某一容許最小埋深為條件的,根據(jù)氣候、土壤、結(jié)構(gòu)物埋置深度、農(nóng)作物品種及其生長(zhǎng)期、農(nóng)業(yè)措施等因素來(lái)確定。一般取城鎮(zhèn)的地下水埋深大于1.2~2.0m,南方取小值,北方取大值;農(nóng)作物要求的最小地下水深度是,小麥0.5~0.7m,棉花1.0~1.4m,玉米0.5~0.6m,綠豆0.6~0.8m,蔬菜0.8~1.0m,高粱0.3~0.4m,大豆0.4~0.5m,甘薯0.5~0.6m。
2.2 防護(hù)工程的布置
水庫(kù)庫(kù)區(qū)的防護(hù)工程按其防護(hù)的任務(wù)有:修筑防護(hù)堤;修建排水溝渠和排水井;修建抽水站;修筑護(hù)岸工程;河流改道和截流堵口工程。防護(hù)工程的布置與防護(hù)對(duì)象的性質(zhì)及重要性,防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和所要達(dá)到的目的有關(guān)。
當(dāng)防護(hù)區(qū)無(wú)河流通過(guò),防護(hù)對(duì)象為城鎮(zhèn)、農(nóng)田、工礦企業(yè)或重要文物時(shí),防護(hù)工程通常有下列3種布置方式:
沿水庫(kù)邊岸正常蓄水位以上和防洪水位以下的地區(qū)修建防護(hù)堤,沿防護(hù)堤內(nèi)側(cè)開(kāi)挖排水溝渠,以匯集地面雨水,然后通過(guò)抽水站將其抽出堤外。
如果水庫(kù)水位漲落幅度較大,岸邊灘地寬闊平坦,為了使灘地僅在特大洪水年份才被淹沒(méi),而其他年份仍可加以利用,可沿水庫(kù)邊岸修筑大圍堤(長(zhǎng)而較低的圍堤),以抵御一般洪水,而對(duì)于重要的防護(hù)對(duì)象和經(jīng)濟(jì)用地,修建第二道小圍堤(較高的圍堤),以防御較大洪水。此時(shí)兩層圍堤的內(nèi)側(cè)均需修建排水溝渠和抽水站,內(nèi)層圍堤內(nèi)排水溝中的積水通過(guò)內(nèi)層圍堤內(nèi)的抽水站抽到外層圍堤內(nèi)的匯水溝中,匯水溝與外層圍堤內(nèi)的排水溝渠相連,并通過(guò)布置在外層圍堤內(nèi)的抽水站將溝內(nèi)積水抽入水庫(kù)。
如果防護(hù)區(qū)為坡地或高低不平的場(chǎng)地,此時(shí)可從坡地一側(cè)地形較高處挖土將低處填高(挖高填低),使所保護(hù)的場(chǎng)地地面高于水庫(kù)的防洪高程。
當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)有天然河流或河溝通過(guò)時(shí),可根據(jù)河流及其水量的大小,采取下列防護(hù)措施:
當(dāng)通過(guò)防護(hù)區(qū)進(jìn)入水庫(kù)的河流較大時(shí),可采取分片筑堤防護(hù)的方法。
當(dāng)通過(guò)防護(hù)區(qū)流入水庫(kù)的河流流量不大,可采取將原河道筑壩堵塞,而在防護(hù)區(qū)的一側(cè)另修人工河道將河水引入水庫(kù),而防護(hù)區(qū)則修筑圍堤進(jìn)行整片防護(hù)。
如果通過(guò)防護(hù)區(qū)的河流不大,流量較小,則可修建大圍堤將防護(hù)區(qū)整片圍護(hù),并將河流截?cái)?,在圍堤?nèi)側(cè)設(shè)排水溝渠,將防護(hù)區(qū)內(nèi)的地表水匯集到河溝內(nèi),利用設(shè)在圍堤內(nèi)側(cè)河溝端點(diǎn)處的抽水站將河水和排水溝內(nèi)的水抽入水庫(kù)。
2.3 防護(hù)堤
防護(hù)堤應(yīng)布置在土質(zhì)均勻而堅(jiān)實(shí)的地基上,避免過(guò)多地壓占農(nóng)田和拆遷民房,并避免將防護(hù)堤設(shè)置在可能受水流沖刷和失穩(wěn)的庫(kù)岸上。防護(hù)堤的線(xiàn)路應(yīng)順?biāo)鞣较虿贾?,避免迎流頂沖,并應(yīng)保證河道有足夠的行洪斷面。防護(hù)堤與河道和城區(qū)應(yīng)有足夠的距離,以便布置排水設(shè)施和便于施工及管理,同時(shí)應(yīng)注意城市發(fā)展和交通的需要。防護(hù)堤的線(xiàn)路應(yīng)盡量順直,以縮短長(zhǎng)度,減小工程量。在地震區(qū),防護(hù)堤的線(xiàn)路應(yīng)避開(kāi)易液化的粉砂及淤泥地段。
3 防護(hù)區(qū)的排洪措施
當(dāng)防護(hù)區(qū)修建防護(hù)堤后,防護(hù)堤以?xún)?nèi)的天然水系的出口即被堵塞,為了防止由此而引起的內(nèi)澇和淹沒(méi),必須另外規(guī)劃和修建排水渠道,將地表水和河水排入水庫(kù)。
排洪渠的渠線(xiàn)應(yīng)根據(jù)防護(hù)區(qū)內(nèi)的地形情況由高處向低處布置,力求順直,以縮短長(zhǎng)度和少占農(nóng)田,并應(yīng)盡量繞過(guò)防護(hù)區(qū)內(nèi)的城鎮(zhèn),以免拆遷民房和工業(yè)企業(yè)。渠線(xiàn)應(yīng)該避開(kāi)地形變化很大的地區(qū),以免深挖方和高填方,在遇山受阻時(shí)應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)決定是采用盤(pán)山渠道還是開(kāi)挖隧洞。排洪渠應(yīng)該修建在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定性好和滲透性小的土坡上,避開(kāi)陡峭的山坡和可能發(fā)生流沙及塌滑的地段,以保證渠道的安全。在可能的情況下,應(yīng)盡可能利用原有的溝、渠和水道,以減少土方工程量,并應(yīng)盡量將排洪、排撈和灌溉、航運(yùn)、治理鹽堿結(jié)合起來(lái),以便一渠多用,充分發(fā)揮效益。當(dāng)排洪渠不可能自流排水時(shí),應(yīng)在渠線(xiàn)的末端和適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)修建抽水站。
結(jié)束語(yǔ)
水庫(kù)庫(kù)區(qū)防護(hù)設(shè)施的類(lèi)型是多種多樣的,同一種防護(hù)設(shè)施也因其用途,規(guī)模和地點(diǎn)的不同而各有差別,為了正確地選擇和修建水庫(kù)庫(kù)區(qū)的防護(hù)設(shè)施,必須對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)進(jìn)行必要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然地理、地形地質(zhì)、水文氣象等方面的綜合調(diào)查,在此基礎(chǔ)上擬定防護(hù)方案,并通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定防護(hù)措施。
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