藺艷琴，趙彥平

（1.陜西省府谷縣防汛抗旱指揮部辦公室，陜西 府谷 719499，2.陜西省府谷縣水利水保工作隊(duì)，陜西 府谷 719499）

1 概況

府谷清水川煤電一體化電廠項(xiàng)目總裝機(jī)規(guī)模4600MW，分三期建設(shè)。本次三期2×1000MW電廠擴(kuò)建工程位于府谷縣境內(nèi)馮家塔井田，在二期工程東南側(cè)的預(yù)留場地上進(jìn)行擴(kuò)建（即二期擴(kuò)建端廠址）。廠址距入黃口約5 km，距上游清水水文站約11 km。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，規(guī)劃面積約60 hm2。工程采用“煤電一體化”建設(shè)模式，采用黃河地表水生產(chǎn)，設(shè)計(jì)防標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。計(jì)劃于2019年12月第1臺機(jī)組投產(chǎn)，2020年3月第2臺機(jī)組投產(chǎn)。項(xiàng)目區(qū)位于清水川下游段，為了確保項(xiàng)目安全建設(shè)，需對其防洪情況進(jìn)行評價。

2 河道演變分析

2.1 水文氣象特征

項(xiàng)目區(qū)屬中溫半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量453.5mm，年平均蒸發(fā)量1192.2 mm。降水量年內(nèi)、年際分布不均，且多以暴雨形式出現(xiàn)。清水川屬季節(jié)性河流，雨季暴漲，旱季斷流。河川徑流年內(nèi)、年際變化較大，并具有“雙汛型”（“春汛”和“夏汛”）特征。

2.2 河道及防洪現(xiàn)狀

清水川屬黃河右岸一級支流，府谷縣境內(nèi)流長47 km，流域面積567 km2。項(xiàng)目區(qū)所在清水川河段兩岸塬面相對寬闊平坦，河床寬淺、平坦，河寬為120~200 m，水面寬3~5 m，水流居中，水深約15 cm。經(jīng)現(xiàn)場查勘，已建堤防工程包括一期、二期整個廠區(qū)及三期廠址的約2/3段，剩余段為府墻公路既有路堤，與防洪堤自然順接，目前尚未砌護(hù)。清水川電廠東側(cè)的山洪沖溝直對本期廠區(qū)，擬在靠山側(cè)設(shè)截洪溝導(dǎo)引洪水穿過防洪堤瀉入清水川，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇洪水。

2.3 河道演變分析

根據(jù)歷史資料，清水川主要有以下特點(diǎn)：河道水流受到兩岸山體和階地的制約，自由活動余地較?。挥捎谥Я骱樗^小，對主流頂沖作用較小，不影響主流流向；河段內(nèi)存在多處對河流水勢起控導(dǎo)作用的山體和陡岸，能使水流長期在這里坐彎，形成相對穩(wěn)定的河段。因此，清水川河道多年來未出現(xiàn)過大的擺動，河床變形相對緩慢，河床穩(wěn)定性相對較好，河勢基本穩(wěn)定。

3 洪水影響分析

3.1 設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算

項(xiàng)目區(qū)上游11 km處為清水川清水水文站，本次收集了清水水文站1977~1995年共19年的洪峰流量資料系列。與清水川東北相鄰的皇甫川流域上的皇甫水文站控制集水面積3175 km2，本次收集了皇甫水文站1953~2015年共63年的洪峰流量資料系列?，F(xiàn)采用四種方法分析項(xiàng)目區(qū)所在河段的百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量：

（1）采用清水水文站資料系列的P-III型頻率曲線適線法

將清水水文站1977~1995年年最大洪峰流量組成系列，采用皮爾遜III型曲線，以矩法計(jì)算各站洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始值，用離差平方和準(zhǔn)則進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，再經(jīng)目估適線進(jìn)行調(diào)整，求得清水站不同頻率洪峰流量成果。根據(jù)確定的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，采用皮爾遜III型理論頻率曲線進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)適線，原則是在適度考慮使理論頻率曲線通過大小水經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)距的中心位置的基礎(chǔ)上，側(cè)重考慮使曲線與上、中部較可靠的較大洪水點(diǎn)距吻合，且絕對誤差相對最小，以克服均值代表性問題。根據(jù)計(jì)算的清水站設(shè)計(jì)洪峰流量成果，采用面積比擬法，求得項(xiàng)目區(qū)所在河段百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量，見表1。

（2）對清水站資料系列插補(bǔ)延長的P-III型頻率曲線適線法

由于清水水文站的實(shí)測資料系列較短，現(xiàn)采用皇甫站同期實(shí)測資料進(jìn)行洪峰流量的插補(bǔ)，即以清水站1977~1995年年最大洪峰流量和皇甫站同期數(shù)據(jù)建立相關(guān)關(guān)系，以延長清水站洪峰系列至2015年，使其具有1953~2015年連續(xù)的63年洪峰流量資料系列。兩站同期洪峰流量相關(guān)關(guān)系式如下：Q清水=0.21Q皇甫+285.52，相關(guān)系數(shù)為0.74。采用經(jīng)過插補(bǔ)延長后的清水水文站洪峰流量資料系列，方法同上，求得清水站不同頻率洪峰流量成果，再采用面積比擬法，求得項(xiàng)目區(qū)所在河段百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量，見表1。

（3）采用皇甫水文站資料系列的P-III型頻率曲線適線法

將皇甫水文站1953~2015年年最大洪峰流量組成系列，將1989年發(fā)生的11600 m3/s洪峰及1972年發(fā)生的8400 m3/s洪峰作為特大洪水對待，其余均按常規(guī)洪水對待，方法同上，求得皇甫站不同頻率洪峰流量成果，再采用面積比擬法，求得項(xiàng)目區(qū)所在河段百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量，見表1。

（4）利用暴雨資料進(jìn)行計(jì)算

根據(jù)榆林地區(qū)水文手冊上的綜合經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：QN為重現(xiàn)期為N的洪峰流量（m3/s），6100；CN為重現(xiàn)期為N的地理參數(shù)，0.98；h6為重現(xiàn)期為N的設(shè)計(jì)流域6h面雨量（mm），118.42；f為流域形狀系數(shù)為流域長度（km），72。F 為匯水面積（km2），861；β、ε、n 為經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，0.87，0.08，0.7。

經(jīng)計(jì)算，廠址河段百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為6100 m3/s。

表1 洪峰流量頻率計(jì)算成果表

3.2 右岸支流洪水及廠區(qū)山洪分析

根據(jù)《陜西銀河府谷電廠工程河勢分析及防洪影響評價報告》（2013年審批），其廠址斷面百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為4800 m3/s。當(dāng)發(fā)生百年一遇洪水時，支流匯入清水川的洪峰流量為86 m3/s，所占比列不到1.8%，對清水川的洪水不會造成頂托，反而是清水川主流會對支流造成頂托作用。因此，支流洪水對清水川河道洪水影響可以忽略不計(jì)。清水川電廠項(xiàng)目已修建及本期規(guī)劃修建的截排洪溝，將山洪引至清水川河道，百年一遇標(biāo)準(zhǔn)下，山洪洪峰流量為28 m3/s，僅占河道洪峰流量的1%。綜上所述，由于支流流量及山洪流量均相對較小，影響甚微，所以，本次評價不考慮此部分流量對項(xiàng)目區(qū)河段設(shè)計(jì)洪峰流量的影響。

3.3 設(shè)計(jì)洪水流量計(jì)算成果及對比與選用

將本次計(jì)算成果與《陜西銀河府谷電廠工程河勢分析及防洪影響評價報告》成果進(jìn)行對比（見表2）可知，由皇甫站資料系列及暴雨資料推求的設(shè)計(jì)洪水成果偏高，由清水站資料延長后得到的設(shè)計(jì)洪水成果偏低，由清水站資料系列求得的設(shè)計(jì)洪水與《評價報告》的成果較接近，因此，綜合考慮，本次設(shè)計(jì)洪水流量采用清水站資料系列的頻率計(jì)算成果，即廠址段河道100年一遇設(shè)計(jì)洪水流量為4900 m3/s。

表2 廠址河段百年一遇設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果比較與選用

3.4 設(shè)計(jì)洪水位分析計(jì)算

清水川電廠一期、二期工程廠址占用了部分河灘，壓縮了河道天然狀態(tài)下的過水?dāng)嗝?。本次?shí)測了六個現(xiàn)狀典型斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算，其中，1#、2#、3#、4#、6# 斷面左岸均為現(xiàn)狀堤防，5#斷面左岸為府墻公路既有路堤，即自然岸坎。根據(jù)確定的河道糙率、水面比降及實(shí)測斷面，采用曼寧公式，分別計(jì)算出1#、2#、3#、4#、5#、6#斷面100年一遇設(shè)計(jì)流量對應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水位分別為860.36 m、860.02 m、859.06 m、858.94 m、857.56 m、855.04 m。

3.5 堤頂高程復(fù)核

根據(jù)實(shí)測現(xiàn)狀斷面資料，1#斷面左岸堤防堤頂高程862.10m，2#斷面為861.00 m，3#斷面左為860.00 m，4#斷面為860.00 m，5#斷面左岸路堤高程為859.00 m，6#斷面左岸堤頂高程858.00 m。根據(jù)《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，經(jīng)計(jì)算，當(dāng)發(fā)生百年一遇設(shè)計(jì)洪水時，波浪爬高為0.55 m，風(fēng)壅增水高度為0.012 m；安全加高為0.5 m，得到堤頂超高為1.062 m。由設(shè)計(jì)水位計(jì)算成果，1#斷面百年一遇水位為860.36 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為861.42 m，低于現(xiàn)狀高程0.68 m；2#斷面百年一遇水位為860.02 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為861.08 m，高于現(xiàn)狀高程0.08 m；3#斷面百年一遇水位為859.06 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為860.12 m，高于現(xiàn)狀高程0.12 m；4#斷面百年一遇水位為858.94m，設(shè)計(jì)堤頂高程為860.00 m，與現(xiàn)狀高程一致；5#斷面百年一遇水位為857.56 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為858.62 m，低于現(xiàn)狀高程0.38 m；6#斷面百年一遇水位為855.04 m，設(shè)計(jì)堤頂高程為856.10 m，低于現(xiàn)狀高程1.90 m。

4 洪水影響評價

4.1 與防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)及管理要求的適應(yīng)性分析

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）及中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工程水文技術(shù)規(guī)程》（DL/T5084-2012），本次清水川煤電一體化電廠三期2×1000MW擴(kuò)建工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，與堤防工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)一致，滿足要求。

4.2 對河道行洪的影響分析

經(jīng)計(jì)算復(fù)核，當(dāng)發(fā)生百年一遇設(shè)計(jì)洪水4900 m3/s時，廠址區(qū)河段2#斷面和3#斷面處堤防高程低于設(shè)計(jì)高程，不滿足要求，即現(xiàn)狀堤防不滿足百年一遇設(shè)計(jì)洪水的安全高程；4#斷面處堤防高程與設(shè)計(jì)堤頂高程一致，是安全的；1#、5#、6#斷面處路堤高程高于現(xiàn)狀高程，也是安全的。

4.3 對河道防洪搶險的影響分析

項(xiàng)目區(qū)所在河段位于清水川下游段，受兩岸地形制約，河勢基本穩(wěn)定。因此，項(xiàng)目建設(shè)對河道河勢不會產(chǎn)生影響。廠區(qū)南側(cè)為府墻公路，其路堤即為清水川左岸堤防，當(dāng)汛期防洪搶險時，府墻公路便可作為防汛搶險通道。因此，項(xiàng)目建設(shè)不會對防汛搶險產(chǎn)生影響。

4.4 對第三人合法水事權(quán)益的影響分析

廠址區(qū)所在河段有村民自建的小型給排水工程，本項(xiàng)目建設(shè)對其影響較小；除此之外，兩岸無已建、在建的其他取水、排水工程。因此，項(xiàng)目建設(shè)不存在對其他第三人合法水事權(quán)益的影響。

5 結(jié)語

清水川煤電一體化電廠三期項(xiàng)目采用100年一遇洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，符合國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求，項(xiàng)目區(qū)河勢基本穩(wěn)定。經(jīng)分析計(jì)算，100年一遇設(shè)計(jì)洪水洪峰流量為4900 m3/s，現(xiàn)狀條件下，1#、2#、3#、4#、5#、6# 斷面百年一遇設(shè)計(jì)洪水位分別為860.36 m、860.02 m、859.06 m、858.94 m、857.56 m、855.04 m。經(jīng)復(fù)核，除2#、3#堤防斷面需要加高加固外，其它堤段均滿足防百年一遇防洪要求。為滿足河道安全行洪，建議對已建堤防進(jìn)行加高，且應(yīng)加高至設(shè)計(jì)堤頂高程；對堤防的損毀部分應(yīng)采取加固措施；對未修建部分，應(yīng)至少修建至清水川電廠廠區(qū)下游100 m范圍處，且應(yīng)符合設(shè)計(jì)堤頂高程。