呂金浩，陳佰福

(齊齊哈爾市水利勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

1 工程概況

克東縣豐收水庫位于黑龍江省克東縣乾豐鎮(zhèn)境內(nèi)，烏裕爾河左岸一級支流潤津河左岸支流上，距離克東縣城35km，水庫壩址地理位置E126°16′，N47°45′。豐收水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)魚綜合利用的多年調(diào)節(jié)的小(1)型水庫，控制流域面積34.2km2。水庫由大壩和泄洪兼輸水洞構(gòu)成，大壩為均質(zhì)土壩，泄洪輸水洞為漿砌石擋墻鋼筋混凝土預(yù)制圓管涵閘。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇。

豐收水庫始建于1958年，運行期間未進(jìn)行過除險加固。由于水庫建成年份較早，工程老化年久失修。目前泄洪兼輸水洞進(jìn)口漿砌石擋墻倒塌；閘墩混凝土脫落、鋼筋外漏、底部出現(xiàn)裂縫；胸墻和工作橋破損；泄洪兼輸水洞漿砌石底板坍塌、涵管與涵管連接處漏水；出口擋墻坍塌、海漫段損毀嚴(yán)重；該水庫已經(jīng)空庫運行多年。根據(jù)水利部發(fā)布的《水庫降等與報廢標(biāo)準(zhǔn)》，該水庫符合報廢的標(biāo)準(zhǔn)，但是根據(jù)相關(guān)要求，水庫報廢需要對下游進(jìn)行防洪影響進(jìn)行分析。

2 水庫報廢對下游影響

豐收水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，承擔(dān)區(qū)域防洪、灌溉和水產(chǎn)養(yǎng)殖的任務(wù)，是一座綜合性水庫。豐收水庫直接承擔(dān)下游防洪任務(wù)，壩址以上洪水經(jīng)水庫調(diào)節(jié)、削減洪峰流量，對下游起到防洪作用。水庫防洪影響包括下游村屯2個，人口600人，耕地133.33hm2耕地。水庫原設(shè)計興利灌溉面積66.67hm2，水庫水產(chǎn)養(yǎng)殖6.67hm2，年產(chǎn)商品魚約1萬kg。

2.1 水面線推求

水庫報廢對下游防洪影響分析，首先要針對水庫報廢后大壩開口自由泄流情況下的水面線進(jìn)行推求，推算不同級別洪水對下游地區(qū)的影響。水庫水面線推求，自下游泄水溝道5km至上游水庫邊界，計算斷面共計19個，河道行洪距離總長5km，庫區(qū)水面長度3km。

1)水面線計算方法：

水面線計算采用簡化的穩(wěn)定非均勻流公式：

(1)

式中：Hx、Hs分別為下斷面和上斷面水位，m；Q為設(shè)計洪峰流量，m3/s；K為上、下斷面平均流量模數(shù)；L灘為按洪水流向確定的斷面間距，m。

流量模數(shù)按主槽和灘地分別計算，公式為：

(2)

式中：n主、n灘為主槽、灘地糙率；R主、R灘為主槽、灘地水力半徑，寬淺式流可用水面寬代替；A主、A灘為主槽、灘地斷面面積，m2。

2)設(shè)計流量及起推水位確定：

豐收水庫附近流域有兩處水文站，分別是友愛站和雙河站。雙河站作為本地區(qū)唯一的小面積試驗站，可以作為本次洪水計算比擬站；而友愛站雖不屬于克拜地區(qū)，但位置、地形、氣候均接近克拜地區(qū)，流域下墊面情況基本一致，相比雙河站集水面積更接近項目要求，因此本次洪水計算采用友愛站作為參證站。水庫設(shè)計洪水按三種方法推求復(fù)核：①圖集法推求設(shè)計洪水； ②參證站參數(shù)修正法推求設(shè)計洪水；③水文比擬法推求設(shè)計洪水。經(jīng)過分析豐收水庫設(shè)計洪水成果見表1[1]。

表1 下游影響分析起推水位及流量表

3)糙率的選定：

豐收水庫并無相關(guān)糙率成果可利用，推算時采用鄰近流域的糙率成果并結(jié)合灘地植被類型選擇我省綜合的水深與糙率的關(guān)系線初定糙率。

豐收水庫流域主槽糙率采用0.025-0.035；考慮到水庫下游溝道窄小兩側(cè)均為耕地多為高桿植物，因此糙率適當(dāng)加大，主槽糙率采用0.025-0.035，兩側(cè)灘地糙率為0.055。

根據(jù)實測斷面數(shù)據(jù)資料、計算方法和確定的參數(shù)，推求豐收書庫報廢后各頻率洪水設(shè)計水面線，具體成果見表2。

表2 設(shè)計水面線成果表

續(xù)表2 設(shè)計水面線成果表

2.2 推算成果及結(jié)論

水庫報廢后對下游的影響主要為防洪和農(nóng)業(yè)灌溉兩方面：水庫報廢后，不在對上游洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)，水庫下游泄水溝兩側(cè)的土地大部分耕地是基本農(nóng)田，由于有水庫調(diào)節(jié)作用，即便現(xiàn)狀下游泄水溝道兩側(cè)無堤，農(nóng)田仍能得到有效保護(hù)，不受一般洪水淹沒影響。本次根據(jù)不同頻率水面線繪制洪水淹沒范圍表，從表3可知水庫報廢后下游農(nóng)田按照防洪標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇計算，下游133.33hm2以上的耕地將處于10a洪水淹沒區(qū)中。

表3 水庫報廢水面線淹沒范圍表

圖1 下游泄水溝道典型斷面不同頻率水面線示意圖

由圖1可知失去水庫調(diào)節(jié)后，10a一遇的洪水將淹沒溝道兩側(cè)100-300m范圍內(nèi)的耕地。100a一遇的洪水將威脅到溝道沿線300m范圍內(nèi)的村屯。因此水庫報廢后為保護(hù)耕地及下游村屯的安全，水庫報廢后需對泄水溝兩側(cè)進(jìn)行防洪工程建設(shè)，堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為按10a一遇洪水設(shè)計。長度從現(xiàn)狀大壩泄水口至潤津河入河口，溝道長度約為15km，雙側(cè)堤防長度約為30km，擬需征地30.67hm2，估算投資1700萬左右。

同時水庫報廢后，下游66.67hm2的農(nóng)田也失去了灌溉保證，直接影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生產(chǎn)收入。水庫下游區(qū)域地面比降在1/600-1/800之間，現(xiàn)狀排水溝道斷面窄小不成形，過流能力有限，失去水庫徑流調(diào)節(jié)后，區(qū)間洪水極易造成洪水出槽，侵蝕沖刷兩側(cè)耕地，造成大范圍的水土流失[2]。

3 結(jié) 論

通過風(fēng)險評估分析，豐收水庫報廢僅能消除現(xiàn)狀水庫作為病險水庫帶來的防洪風(fēng)險，而報廢后水庫所在河段上下游防洪安全形勢的改變將引發(fā)更大的防洪安全風(fēng)險，對環(huán)境、社會以及經(jīng)濟均將產(chǎn)生不同程度的不利影響。

近年來江西省有許多小型水庫未發(fā)揮防洪效益，成為病險水庫，每年為地方的防洪工作帶來安全隱患。根據(jù)國家的政策要求，對于類似于豐收水庫情況的可以進(jìn)行報廢，但是設(shè)計階段在對水庫進(jìn)行報廢論證時，要充分考慮實行報廢后的影響，盡量消除因水庫報廢而引發(fā)的防洪安全風(fēng)險和可以預(yù)見的民事水事糾紛。