劉 瑞

(陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710001)

1 工程概況及總體布局

安康高新區(qū)富家河生態(tài)環(huán)境整治項(xiàng)目位于安康市高新區(qū)建民鎮(zhèn)與河西鎮(zhèn)的富家河下游段，距離安康市約10.0 km。起點(diǎn)位于富家河出山口與北環(huán)線交匯處一帶，末端至富家河與月河入?yún)R口，全長約5.6 km。

項(xiàng)目在防洪體系完善的基礎(chǔ)上，對(duì)河道內(nèi)蓄水景觀進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。根據(jù)富家河的河流特性及水沙特性，將河道全部作為蓄水區(qū)，同時(shí)兼有蓄水和泄洪排沙的功能。本工程擋水建筑物液壓活動(dòng)壩，共設(shè)4 座。平時(shí)為全河槽蓄水湖區(qū)，成為供觀賞游樂的景觀湖水面。每年的主汛期7 月～9 月，根據(jù)上游來水來沙量的大小，景觀蓄水區(qū)采取低水位運(yùn)行或全部塌壩泄空運(yùn)行等相應(yīng)的調(diào)度運(yùn)行方式，確保上游洪水及泥沙自工程區(qū)河道安全下泄;主汛期過后，立壩重新蓄水，形成蓄水景觀湖。

根據(jù)蓄水深度、周邊地面及河槽高程、河道比降以及保證橋址處水面景觀效果最佳等原則，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行壩址選擇。從上游向下游總共布置了4 個(gè)液壓活動(dòng)壩。設(shè)計(jì)將1#壩布置于規(guī)劃的新時(shí)代大道上游約100 m 處，緊鄰安康市規(guī)劃高鐵站，壩高4 m，蓄水深度為0～4.0 m，蓄水區(qū)末端與主河槽平順銜接。2#壩位于新時(shí)代大道下游約500 m 處，設(shè)計(jì)壩高3.5 m，蓄水區(qū)深度為1.0 m～3.5 m。3#壩位于創(chuàng)新路下游約200 m 處，設(shè)計(jì)壩高3.5 m，蓄水區(qū)深度為1.0 m～3.5 m。4#壩位于陽安鐵路下游約300 m 處，設(shè)計(jì)壩高3.5 m，蓄水區(qū)深度為1.0 m～3.5 m。工程總體布置示意圖見圖1。

圖1 工程總體布置示意圖

2 水量平衡分析

為了解該水面工程建成后蓄水情況，故進(jìn)行水量平衡分析計(jì)算。由于規(guī)劃四級(jí)水面為梯級(jí)開發(fā)，水面首尾相接，蓄水相互關(guān)聯(lián)，所以對(duì)四級(jí)水面進(jìn)行綜合水量平衡分析計(jì)算。

2.1 來水分析

富家河位于安康境內(nèi)，屬漢江一級(jí)支流月河的主要支流，發(fā)源于陜西省安康市鎮(zhèn)安縣和旬陽縣交界的王莽山，河道由北向南流經(jīng)安康市的東鎮(zhèn)、茨溝鎮(zhèn)于建民鄉(xiāng)匯入月河。全流域面積457 km2，主河道全長75.4 km，河道平均比降6.9‰，付家河含沙量小，水質(zhì)清澈，滿足景觀用水水質(zhì)要求。

根據(jù)《安康市城市總體規(guī)劃(2010～2020 年)》，各縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用地表水源，局部地區(qū)不能直接取用地表水源的可采取地下水源補(bǔ)充。工程采用地下水存在運(yùn)行成本問題，綜合分析，不采用地下水作為蓄水工程的首選水源，可作為特殊情況下工程的備用水源。

綜合分析，設(shè)計(jì)選用富家河地表水作為工程蓄水的主要水源，進(jìn)行蓄水和補(bǔ)水，地下水初步作為工程的備用水源。

富家河上游修建黃石灘水庫，總庫容4177 萬m3，有效庫容2034 萬m3。本階段不考慮黃石灘水庫的下泄水量，蓄水區(qū)來水由天然徑流補(bǔ)給，黃石灘水庫至本工程區(qū)間多年平均徑流量為2620 萬m3，不同典型年各月來水量情況見表1。

表1 黃石灘水庫至工程區(qū)間不同典型年各月來水量 單位:萬m3

2.2 壩址生態(tài)基流量

根據(jù)《水資源保護(hù)規(guī)劃編制規(guī)程》(SL 613-2013)，生態(tài)基流采用不小于90%保證率最枯月平均流量和多年平均天然徑流量的10%兩者的大值。根據(jù)上述原則，本次生態(tài)基流流量為0.11 m3/s，一年生態(tài)基流水量為346.9 萬m3。

2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)及需水量

液壓壩設(shè)計(jì)參數(shù)及蓄水一次需水量見表2，工程總水面面積24.65 萬m2，蓄水一次需水量為41.84 萬m3。

表2 蓄水區(qū)蓄水一次需水量

2.4 蒸發(fā)水量

依據(jù)工程建成后各蓄水區(qū)的水位面積曲線，1#～4#壩總蓄水面積為24.65 萬m2，計(jì)算蓄水區(qū)月水面蒸發(fā)損失量見表3，年蒸發(fā)損失水量為2.02 萬m3。

表3 蓄水區(qū)各月水面蒸發(fā)損失水量

2.5 滲漏量

工程區(qū)地層呈多層結(jié)構(gòu)，在工程蓄水運(yùn)行期間，滲漏量約為10.04 萬m3。

2.6 水量平衡計(jì)算

水面工程水量平衡計(jì)算按月來水量扣除生態(tài)水量，損失水量(包括庫區(qū)滲漏、水面蒸發(fā))后作為水面工程的來水，水面工程蓄滿后溢流。水量平衡計(jì)算結(jié)果見表4、表5、表6和表7。

表4 25%典型年各月蓄水所需天數(shù)及水量分析表

表5 50%典型年各月蓄水所需天數(shù)及水量分析表

表6 75%典型年各月蓄水所需天數(shù)及水量分析表

表7 多年平均各月蓄水所需天數(shù)及水量分析表

2.7 結(jié)果分析

根據(jù)上述豐、平、枯典型年及多年平均逐月水量供需平衡分析計(jì)算，豐水年來水量最小為2 月份，來水量為58.2 萬m3，該月水量滿足生態(tài)后，還能夠滿足工程1#～4#液壓壩蓄水區(qū)的補(bǔ)水要求(蒸發(fā)、滲漏損失)。平水年來水量最小為2 月份，來水量為53.2 萬m3，工程斷面從上游向下游徑流量滿足生態(tài)后，能夠滿足工程的補(bǔ)水要求?？菟陙硭孔钚?2 月份，來水量為34 萬m3，工程斷面從上游向下游徑流量滿足生態(tài)后，來水能夠滿足工程的補(bǔ)水要求。經(jīng)過分析，工程斷面處來水量較大，均能夠保證蓄水運(yùn)行期間的蒸發(fā)滲漏補(bǔ)水要求。

3 結(jié)論

通過多級(jí)水面的水量平衡計(jì)算分析，可為工程的布置、結(jié)構(gòu)、防滲等方面的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也為多級(jí)水面的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行管理提供科學(xué)的參考。本工程遵循人水和諧的治水理念，順應(yīng)現(xiàn)代化城市水利要求，充分利用城區(qū)河流水資源，在確保城市防洪安全的基礎(chǔ)上，營造優(yōu)美的城市河流生態(tài)景觀，提高城市人居環(huán)境質(zhì)量，增加市民與水的親和性，使人和自然的關(guān)系更加和諧。