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        大雅河水利樞紐工程防洪目標的分析確定

        2012-06-30 05:07:10那榮越
        東北水利水電 2012年10期
        關(guān)鍵詞:大雅河口堤防

        那榮越

        (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧 沈陽 110006)

        1 概 況

        雅河位于遼寧省東部本溪市桓仁縣境內(nèi),是渾江右側(cè)主要支流之一,發(fā)源于桓仁縣與本溪縣交界處的草帽頂子山東麓,流經(jīng)八里甸子、普樂堡、雅河三個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))至雅河口村匯入渾江,全長83.2 km,流域面積為724 km2,河道平均比降為0.428%。

        大雅河水利樞紐工程位于雅河流域中上游姚家堡子附近,夾道子溝河與雅河交匯口上游200 m處,壩址以上控制面積為382.5 km2,設(shè)計洪水標準為50年一遇,校核洪水標準為500年一遇。大雅河水利樞紐工程任務是以供水、發(fā)電、灌溉、防洪為主的綜合性中型水利樞紐工程。

        2 雅河流域防洪目標及防洪要求

        雅河流域大部分河段沒有防洪工程,普樂堡鎮(zhèn)河段有一段堤防,總長度不足3 km,防洪標準不足10年一遇洪水標準(允許安全泄量為770 m3/s),洪水對兩岸村鎮(zhèn)及耕地均構(gòu)成威脅,根據(jù)GB50201-94《防洪標準》,并結(jié)合該地區(qū)經(jīng)濟、社會等特點,選定該地區(qū)要求為10年一遇洪水標準。

        現(xiàn)狀雅河口回水堤防設(shè)計防洪標準為10年一遇,允許安全泄量為929 m3/s,根據(jù)桓仁縣城市發(fā)展規(guī)劃的要求,結(jié)合已建的北江工業(yè)園區(qū)及在建中的西江新城、南江新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)地理位置及重要性,雅河口回水堤需要提高防洪標準,設(shè)計要求對原堤按50年重現(xiàn)期洪水進行提高標準設(shè)計。

        針對下游的防洪目標,大雅河水利樞紐防洪要求分為兩級,第一級要求,保證發(fā)生10年一遇洪水情況下,普樂堡鎮(zhèn)的洪峰組合流量不超770 m3/s;第二級要求,當流域發(fā)生 50年一遇洪水情況下,樞紐進行蓄洪消峰,盡量減小雅河口組合流量峰值,雅河口組合流量不超過安全泄量為929 m3/s。

        3 大雅河水利樞紐工程防洪能力分析

        依據(jù)雅河流域“雅河口控制設(shè)計洪水地區(qū)組成”成果(見表1)可以看出,在“樞雅區(qū)間設(shè)計”情況下(樞紐至雅河口),50年一遇的洪水洪峰流量為1250 m3/s,大于雅河口安全泄量929 m3/s,說明該情況下,即使大雅河水利樞紐落閘蓄洪,滴水不放,下游區(qū)間的洪水大于雅河口堤防的安全泄量,所以完全由大雅河水利樞紐承擔雅河口新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)防洪任務不可行。

        依據(jù)雅河流域“普樂堡控制設(shè)計洪水地區(qū)組成”成果(見表2)可以看出,在“樞普區(qū)間設(shè)計”情況下,10年一遇的洪水洪峰流量為401 m3/s,小于普樂堡河段安全泄量770 m3/s,成果表明大雅河水利樞紐工程通過蓄洪應用、錯峰調(diào)節(jié),保證洪峰組合流量在普樂堡小于770 m3/s還有可操作性。

        針對只保證洪峰組合流量在普樂堡鎮(zhèn)小于770 m3/s單一防洪任務,進行了大雅河水利樞紐工程的洪水調(diào)節(jié)計算。

        經(jīng)全區(qū)洪水調(diào)節(jié)計算,大雅河水利樞紐修建后,P=10%普樂堡站最大組合流量769.4 m3/s,可使大雅河水利樞紐以下普樂堡段兩岸城鎮(zhèn)及農(nóng)田的防洪標準由現(xiàn)狀的不足10年一遇提高到10年一遇。見表3。

        大雅河水利樞紐不同頻率樞紐設(shè)計洪水,經(jīng)水庫洪水調(diào)節(jié)計算,50年設(shè)計洪水位427.49 m;500年校核洪水位430.81 m。樞紐洪水計算成果見表4。

        表1 雅河口控制設(shè)計洪水地區(qū)組成成果表

        表2 普樂堡控制設(shè)計洪水地區(qū)組成成果表

        表3 大雅河水利樞紐全區(qū)洪水調(diào)節(jié)計算成果表(普樂堡控制)

        表4 大雅河水利樞紐洪水調(diào)節(jié)計算成果表

        4 樞紐承擔雅河口新型產(chǎn)業(yè)園防洪方案投資分析

        針對雅河口新型產(chǎn)業(yè)園防洪目標,分別進行由大雅河回水堤防承擔防洪任務、大雅河水利樞紐和雅河回水堤防共同承擔防洪任務的方案分析,論證雅河口段防洪工程未來建設(shè)中的經(jīng)濟合理方案。

        1)大雅河口回水堤防整修承擔雅河口新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)防洪任務的方案

        目前雅河回水堤的設(shè)計防洪標準為10年重現(xiàn)期洪水標準,左、右岸從大泉源橋沿河道兩岸由西向東延伸,在雅河出口與南老臺防洪堤相接,根據(jù)桓仁縣城市發(fā)展規(guī)劃的要求,并結(jié)合已建的北江工業(yè)園區(qū)及在建中的西江新城、南江新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)地理位置及重要性,設(shè)計要求對原堤按50年重現(xiàn)期洪水進行提高標準設(shè)計。

        經(jīng)分析,由現(xiàn)狀的10年一遇防洪標準提高到50年一遇防洪標準,雅河口回水堤防需要加高加厚整修堤防約1750 m,工程總投資約1620萬元。

        2)大雅河水利樞紐與雅河口修建堤防結(jié)合防洪方案

        大雅河水利樞紐與雅河口修高回水堤防結(jié)合防洪情況,針對下游的防洪目標,大雅河水利樞紐防洪要求保證發(fā)生10年一遇洪水情況下,普樂堡鎮(zhèn)的洪峰組合流量不超770 m3/s第一級防洪要求下,當流域發(fā)生 50年一遇洪水情況,樞紐進行蓄洪消峰,盡量減小雅河口組合流量峰值,降低堤防規(guī)模,減少工程投資。

        經(jīng)全區(qū)洪水調(diào)節(jié)計算,P=2%雅河口站最大組合流量1818.0 m3/s,相對雅河口P=2%設(shè)計洪水 2070 m3/s,洪峰消減252 m3/s。詳見表5大雅河水利樞紐全區(qū)洪水調(diào)節(jié)計算成果表。

        表5 大雅河水利樞紐全區(qū)洪水調(diào)節(jié)計算成果表(普樂堡控制(10%)、雅河口控制(2%))

        大雅河水利樞紐不同頻率樞紐設(shè)計洪水,經(jīng)水庫洪水調(diào)節(jié)計算,50年設(shè)計洪水位428.41 m,相對于僅第一級防洪要求庫水位增加0.92 m;500年校核洪水位430.91 m,相對僅第一級防洪要求增加0.10 m。樞紐洪水計算成果見表6。

        表6 大雅河水利樞紐庫堤結(jié)合方案樞紐洪水調(diào)節(jié)計算成果表

        通過全區(qū)洪水調(diào)節(jié)成果可以看出,由于大雅河水利樞紐工程防洪庫容太小,針對2%頻率洪水情況,經(jīng)過水庫蓄洪錯峰運行后,雅河口組合流量為1818 m3/s,可以使雅河口天然洪峰流量2070 m3/s消減252 m3/s。占雅河口50年一遇設(shè)計洪水的洪峰的12.0%。經(jīng)計算,削峰后雅河口回水堤防工程總投資可以降低174.5萬元。

        考慮雅河口防洪情況,大雅河水利樞紐工程投資相對原設(shè)計方案(只保證普樂堡鎮(zhèn)的防洪要求)的工程投資方案增加290.38萬元,其中閘門增加130.66萬元,啟閉機增加82.37萬元,水工增加77.35萬元。

        5 結(jié)語

        綜上所述,經(jīng)大雅河水利樞紐工程削峰調(diào)節(jié)后,雅河口組合流量減小,回水堤防整修規(guī)模也相應減小,經(jīng)計算,可降低投資174.5萬元,但是大雅河樞紐工程卻因該防洪任務增加投資290.38萬元,大雅河水利樞紐結(jié)合雅河口回水堤防洪方案不夠經(jīng)濟。

        建議修建雅河口回水堤防承擔新型產(chǎn)業(yè)園防洪任務,大雅河水利樞紐工程單一防洪目標就是承擔下游普樂堡鎮(zhèn)防洪任務。

        [1]葉守澤.水文水利計算[M].北京:中國水利水電出版社,1994.

        [2]武漢水利電力學院,西北農(nóng)學院,華中工學院.水能利用[M].北京:電力工業(yè)出版社,1981.

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