陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段河道洪水影响分析

陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段河道洪陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段河道洪 水影响分析水影响分析 42 江淮水利科技?2007 年第 3 期 陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段 河道洪水影响分析 吴峥夭 (安徽省水文局安徽合肥 230022) 摘要本文通过对安徽省宣城市青弋江泾县城区段河道行洪能力,陈村水库泄洪对 泾县城区防洪安全的影响分析,认为 城区河道行洪能力远不能满足防洪需要,提出泾县急需提高城区防洪圈堤的防洪 标准:认为陈村水库泄洪对泾县城区洪水 水位增幅较大,提出在确保水库自身防洪安全的前提下,陈村水库适当控泄等,将 会减小泾县城区的防洪压力. 关键词青弋江泾县城区洪水分析行洪能力防洪安全 1 引言 泾县地处皖南丘陵山区,长江南岸一级支流青弋江畔, 交通通讯条件发达,205 国道横穿全县,322 省道直通黄山风 景区.泾县是着名的宣纸之乡,矿藏丰富,物产富饶.泾县 的水力资源也很丰富,主要水利工程有陈村水库,青弋江总 干渠,东干渠等. 每年的 6 月下旬一 7 月上中旬,泾县城区以上流域暴雨集 中,洪水总量大;加之水土流失严重,河道过洪能力减弱,易 引起洪水侵滩或漫滩.陈村水库位于青弋江上游,距泾县城区 30km,水库泄水进入青弋江,与徽水及其它支流洪水汇合 后,其主流从泾县城关穿过.青弋江总干渠位于县城上游,地 势高于城区 20m,一旦发生险情,城区将遭受重大损失. 2 水利工程及流域状况 泾县河流水系主要属于青弋江流域,境内大小河流 146 条,长 695.6km,境内青弋江长 75km.徽水是青弋江最大支 流.河道全长 94km,泾县境内长 53,15km.主要水利工程有陈 村水库,青弋江总干渠,东干渠及小型水库 56 座. 徽水于黄村附近与陈村总干渠交叉后,在杨河村以下注 入青弋江.黄村拦河坝上游 4l(m 处建有平垣水文站.平垣站与 黄村坝之间无支流汇人.该站可代表徽水天然来水情况.黄 村拦河坝是总干渠与徽水交叉的一座大型拦河坝,其主要功 能是挡蓄徽水枯季径流,为灌溉服务,大水时提闸过水.溪 口闸位于泾县溪口下游约 lkm,老安吴渠进水口.总干渠由溪 口拦河坝右岸引水后,利用原安吴渠到花林,沿山坡向东, 收稿日期:20061024 修改日期:2007319 作者简介:吴峥(1969.1).女,工程师,主要从事水情测报预报工作. 在黄村拦河建坝过徽水,经董冲,三板桥,泾县县城,山口 铺,慕山到纪村.渠道全长 41km.(见图 1) 图 1 泾县以上流域及水利工程图 3 河道洪水分析 3.1 河道洪水组成 为便于分析,将泾县河道洪水组成概化为三部分,第一 部分来自徽水经黄村闸调节后人青弋江;第二部分纪村电 站,平垣至泾县区间各支流来水;第三部分陈村水库泄洪经 纪村闸调节后人青弋江 陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段河道洪水影响分析?昊峥 43 青弋江干流堤防和北以山口河堤防形成县城防洪封闭圈.城区 青弋江干流设防水位 31.0m(吴淞系,下同),警戒水位 32.5m 主河道平均坡度约 1%o,河道比降较大.右岸城区现状防洪标 准相当于 5lO 年一遇. 3.2 河道设计洪水 不同洪峰流量传播时间差别较大,峰值高,传播时间 短.经分析,泾县洪峰的形成与徽水来水过程关系比较密 切,洪峰传播时间与泾县,平垣水位落差有一定的关系, 初步确定徽水平垣泾县洪水传播时间为 4h.考虑上游河 流特性,按曼宁公式分析计算,陈村至泾县城关平均传播 时间为 4h.徽水平垣站至泾县城关平均传播时间为 4h.洪 峰坦化量很小,基本上属于运动波类型.根据陈村水库设 计出库洪水过程与徽水不同频率的设计洪水进行组合.区 间采用设计洪水面积缩放.采用河道洪水演算将陈村出库 洪水及平垣洪水过程演算至泾县河段,针对河段过水情况 分析影响. 不考虑传播时间,经分析陈村调节后 2O 年一遇下泄洪峰 流量为 2600m3/s,按坦化率 O.98 计算,演算至泾县洪峰流量为 2548m3/s;平垣 20 年一遇洪峰流量为 2000mVs,按传播时间 4 小时,则洪峰至泾县为 l850mVs.区间 2O 年一遇洪峰流量为 600mVs,三项组合泾县洪峰流量接近 5000mVs.泾县水位应 在 34.20m 左右,淹没范围与 l999 年基本相同.考虑传播时 间,即洪水起涨时间一致,陈村洪峰和平垣洪峰经过河道演 算后到达泾县,与区间来水汇合后洪峰流量为 4200m3/s,洪峰 水位为 33.5m,比 1991 年略高. 分别以平垣站 2O 年一遇或 5O 年一遇洪水遭遇陈村水库 5 年,2O 年,loo 年一遇洪水情况,以考虑传播时间和不考虑传 播时间的方式分别演算至泾县.成果见表 l,表 2. 表 1 不考虑传播时间洪水组合 表 2 考虑传播时间洪水组合 不考虑传播时间的各种组合均超过 1991 年的 33.33m,陈 t2o 年一遇与平垣 5O 年一遇组合,洪峰水位与 1996 年洪水接 近,当陈村出现 100 年一遇洪水时,泾县有可能达到或者超过 1954 年洪水,其危害必将非常严重. 考虑传播时间的陈村 loo 年一遇与平 N5o 年一遇组合略大 于 1999 年的 34.18m,其他组合洪峰水位均小于 34.00m,亦即 洪水影响应介于 1983 与 1999 两种情况之间. 4 泾县城区段河道行洪能力 泾县水位站水位可代表该断面水位,断面及断面水位流 量关系见图 2. 泾县县城东以青弋江总干渠堤防,南以秦坑河堤防,西以 图 2 泾县控制断面水位一流量关系图 泾县境内青弋江断面变化较大,断面宽从 2000m400m 不等,断面起伏变化非常大,城关附近有江心洲,将青弋江 分为左右两江,洲尾位于泾县水位站附近.老大桥以下断面 狭窄,堤防标准低,过水能力差. 行洪能力计算依据泾县城区河段堤防高程,采用水力学 法推求河道天然水面曲线.糙率 n 选取 0.025,在控制水位不漫 堤的前提下,逐步加大断面过水流量,通过试算从而获得泾 县河段安全控制水位及安全泄量.经分析安全泄量约为 4410m3/s 表 3 泾县城区河段水面线及行洪能力成果表 图 3 泾县城区河堤,堤顶,水面线图 5 陈村水库泄洪对城区防洪影响分析 5.1 典型年分析 泾县历史上水灾十分频繁,新中国成立以来共发生较大 洪涝灾害 28 次,1980 年以后的 l9 年问共发生 7 次大洪水,特别 是 19967 月 3 日洪峰水位达113461m(1fH 当于 30 年一遇),1999 年 6 月城关地区洪水在警戒水位以上长达 85h,为历史罕见, 最高水位 34.18m(相当于 l6 年一遇). 1996 年 7 月 3 日陈村水库最大泄量为 3630m3/s,到达泾县控 制断面为 361Om3/s,区间洪峰流量为 1857m./s,泾县流量为 5670m3/s.陈村泄洪占泾县洪峰流量的 64%,造成控制断面水 位由 3201m 增加至 33.24m,增幅为 12m. 1999 年 7 月 1 日陈村水库最大泄量为 2480m3/s,到达泾县控 制断面为 2430m3/s,区间洪峰流量为 1935m/s,泾县流量为 4795m3/s,陈村泄洪占泾县洪峰流量的 51%,造成控制断面水 位由 3204m 增加至 32.98m,增幅约为 1Om. 5.2 设计洪水影响 陈村水库泄洪对青弋江泾县城区段河道洪水影响分析?吴峥 设计洪水影响主要考虑洪水组合情况,前面已介绍 当发生 20 年一遇同频率洪水时,陈村水库泄洪所引起的水 位增幅为 08m 左右;当发生不同频率组合时,不考虑传播 时间影响,陈村泄量的影响幅度在 0.6170m 左右;考虑 传播时间时,影响幅度应在 0.407m 左右(以上均未考虑 破堤影响). 6 结论 泾县右岸城区现状防洪标准相当于 510 年一遇.在不 破堤条件下,泾县城区河道最大行洪能力约为 441Om3/s;考 虑安全超高因素,河段行洪能力将更小城区河道行洪能 远不能满足防洪需要,因此泾县急需提高城区防洪堤的防 洪标准 陈村水库位于泾县上游,水库泄洪对泾县城区洪水水位 增幅较大.在确保水库自身防洪安全,尽量减少上游库区淹 没损失的前提下,陈村水库适当控制泄量,或错峰度,将 会减小泾县城区的防洪压力. + + (上接第 22 页)边墙混凝土要求具有低强度,低弹模,半 透水的性能,因此采用于硬性混凝土配比设计.参照类似 工程经验,并经室内试验验证,本工程采用的施工配合比 见表. 郑家湾大坝挤压边墙混凝土施工配合比 挤压边墙的施工工艺流程为:场地平整一测量放线一机 械就位一边墙挤压一端头混凝土浇筑一平整度检测一表面修 补.待边墙混凝土达到一定强度后,方能在其下游填垫层碎 石,并碾压密实.依次分层进行垫层区施工. 放样时,要求放出挤压边墙的外边线,边墙机的内边线 和内侧轨道线.采用平头铁钉打入垫层料中标识,沿铁钉拴 系塑料线. 挤压边墙表面平整度很大程度上取决于边墙机行走是否 直线.为此,在挤压机靠扶手的侧板上设定位针,挤压机行 走时,保证标识线始终与定位线一致.成型后的边墙如有不 平整处,立即进行人工修整. 挤压边墙与两岸岸坡趾板接头处的端头混凝土,采用人 工立模浇筑,混凝土采用强制式拌和机拌制,装载机运至现 场,速凝剂在拌和楼拌制混凝土时添加. 为防止挤压边墙与混凝土面板由于宽度不一致而影响面 板的自由伸缩,在浇筑面板混凝土之前,在面板伸缩缝对应 部位,人工将边墙凿断,并用凿出料到填密实. 4 效果检测 对已完成的挤压边墙,每 5 层取样进行一组抗压强度检 测.检测结果,28d 抗压强度平均值4MPa.边墙混凝土干 密度大于 2.16t/m3.边墙混凝土强度和干容重值,与湖北水布 垭,云南那兰坝等工程检测结果接近边墙的平整度,采用 3m 靠尺检测.根据 135 个检测点统计结果,平整度偏差值在 +16-23mm 之间,在垫层面碾压砂浆表面平整度允许偏差 +5050mmflJ 控制范围内.对垫层与挤压边墙接缝处进行脱 空检查,没有发现脱空现象 截止 2007 年 4 月,底部挤压边墙施 j 二形成已一年,尚未发 现有裂缝现象,说明由于边墙采用于硬性贫浆混凝土,