武烈河口滦河段设计断面优化设计

武烈河口滦河段设计断面优化设计

1投运河流域简称动员河元河发源于河北省丰宁县西北部的大滩界。流经内蒙古多伦县，经外沟门子，经河北省，在峡谷之间蜿蜒流过潘家口。他通过28390来到平原，在乐亭县注入渤海。规划区域上游沿滦河自上而下汇入的主要河流有小滦河、兴洲河、伊逊河、武烈河等。武烈河,滦河支流、古称武列水,《热河志》称其为热河。发源于燕山山脉七老图山支脉南侧的围场县道至沟,在承德市大石庙镇雹神庙村汇入滦河。流域地处滦河中游左岸。地理坐标在东经117°42′~118°26′,北纬40°53′~41°42′之间。河长114km,流域总面积2580km2。流域涉及围场、隆化、承德三县和承德市双桥区。小滦河位于河北省围场县西部桃山林场和孟滦林场境内,系滦河的最大支流,全长97km,流域面积3.9万hm2,是围场县境内水量最充沛、流量最稳定的一条河流。天然落差730m,水流清澈、河床狭窄,水深0.8~1.0m,平均宽3~10m,平均流量3.859m3/s,最大流量120m3/s。伊逊河是滦河较大支流,发源于围场县哈里哈老岭山麓。流经围场县,于隆化县存瑞乡山咀村与蚁蚂吐河汇流,南下入滦平县,至承德市滦河乡汇入滦河。支流蚁蚂吐河又称“山羊河”,“蚁蚂”蒙语“山羊”之意。蚁蚂吐河发源于围场县的燕格柏、桃山及石桌子3个乡,流经围场县西北部,从山咀村注入伊逊河,蚁蚂吐河水量变化较大,枯水期几乎干涸,洪水期洪量很大。2规划中心区上游图书馆的分布规划区域附近的滦河干流上没有水文站,其上游干流设有三道河子水文站,支流伊逊河上设有韩家营水文站,支流武烈河上设有承德水文站。2.1实践结果及洪水水位分析始建于1953年10月,位于河北省滦平县西地乡三道河子村,为滦河中游控制站,集水面积1.71万km2,高程采用大沽基面。测站类别为基本站,测站级别为省级重要站。该站位于滦河中游、郭家屯水文站下游,多年平均降水量521.0mm,多年平均径流量6.5561亿m3,多年平均含沙量和输沙量分别为2.99kg/m3、184万t。当实测最大洪峰流量1580m3/s时,最高洪水水位91.49m,出现在1958年7月14日;洪峰流量为742m3/s时,洪水水位90.7m,出现在1973年8月15日;洪峰流量为732m3/s时,洪水水位91.14m,出现在1976年7月23日。调查资料最大流量3930m3/s,出现在1890年。2.2水文站庙宫水库始建于1953年12月,位于河北省承德市双塔山镇大龙庙村,系伊逊河干流出口控制站,集水面积6787km2,高程采用大沽基面。测站类别为基本站,测站级别为国家级重要站。该水文站位于伊逊河的下游,多年平均降水量508.0mm,多年平均径流量3.8561亿m3,多年平均含沙量和输沙量分别为26.1kg/m3、957万t。水文站上游120km处有庙宫水库1座,控制面积2400km2,总库容1.83亿m3,可灌溉面积5600hm2。上游流域共有32处雨量站,密度为212.1km2/站,设有围场水文站。水文站实测最大洪峰流量2020m3/s,最高洪水水位383.25m,出现在1958年7月14日;当洪峰流量1310m3/s时,水位382.65m,出现在1957年8月12日;当洪峰流量1160m3/s时,水位382.43m,出现在1959年8月29日。调查资料最大洪峰流量4250m3/s,发生在1890年。2.3降水量、洪水水位位于滦河支流武烈河下游,在承德市双桥区雹神庙村汇入滦河,较大的支流有石洞子川、鹦鹉川、茅沟川、头沟川,全长114km,流域面积2580km2。该站多年平均降水量518.9mm,多年平均径流量2.4324亿m3,多年平均含沙量和输沙量分别为6.31kg/m3、144万t。当实测最大洪峰流量2580m3/s时,洪水水位5.00m,出现在1962年7月26日;当洪峰流量为1680m3/s时,洪水水位4.08m,出现在1958年7月16日;当洪峰流量为1420m3/s时,洪水水位4.23m,出现在1994年7月13日。调查资料最高洪水水位9.25m,最大洪峰流量3980m3/s,出现在1938年。3洪水设计3.1洪水传播时间结果根据流域干流水文站的分布情况,采用干流三道河子水文站实测流量过程与伊逊河韩家营、武烈河承德站实测洪水过程错时段迭加的方法进行分析。干流三道河子水文站距离规划河段断面35.4km,伊逊河韩家营水文站距离规划河段断面41.4km,武烈河承德水文站距离规划河段断面7.6km。通过洪水流速综合分析,确定韩家营、三道河子水文站至规划断面洪水演进的传播时间为1h,承德站不计洪水传播时间。根据3个水文站实测流量过程,通过迭加后得到1995~1999年45年连续洪水系列。实测洪水系列统计成果如表1。利用实测洪水资料,采用皮尔逊Ⅲ型曲线进行事先分析得到滦河武烈河口段设计洪水成果,如表2。3.2武烈河洪水特征规划河段的洪水来自滦河干流或支流武烈河,主要由暴雨形成,个别年份融雪也形成春季洪峰。流域内降水量主要集中在汛期6~9月份,占全年降水量的70%~80%,其中又以7、8月更为集中。滦河上游地区大部处于高原区或背风区,产流模数较低,支流武烈河处于迎风区边缘,产流模数明显增加。造成规划河段大洪水的涞源一般为干流中游区及支流伊逊河和武烈河洪水,有些年份武烈河洪水比干流来水量还大。如1938年洪水,武烈河承德站洪峰流量为4700m3/s,而滦河干流滦河站的流量仅为1390m3/s。流域暴雨特性决定了洪水特性,年际间变化悬殊,年内分配十分集中,洪水过程持续时间较短。特别是以武烈河为主的洪水反映更为明显。如1962年洪水,承德站洪峰流量2580m3/s,持续时间28h。从年际变化分析,在1954~1999年46年系列中,1958年规划河段洪峰流量为5120m3/s,1999年仅为159m3/s,两者相差32倍。3.3河道底宽方案比降由现状河道行洪能力分析成果可以看出,在5年一遇洪水条件下,行洪水位全面超过滩面过程,平均漫滩水深0.6m;10年一遇洪水条件下平均漫滩水深1.4m;20年一遇洪水条件下平均漫滩水深2.0m。通过现状河道行洪能力分析表明,由于河道主槽断面狭小,主槽行洪能力不足5年一遇,高标准洪水更是全断面行洪,洪水淹没范围更大,因此对此河段进行防洪工程整治,对河道两岸开发具有重要意义。现状河道主槽位于左岸,一般主槽宽度为300~400m,深1~2m。主槽右岸建有简易的护岸堤坝。遇到超过主槽行洪能力的洪水,出槽后将向右岸探底漫溢,形成大范围行洪的形势。根据现有河道河床组成、河床特性及植被情况,主河槽糙率采用0.025。河道水面线推算基本方程:式中Z上、Z下分别为上、下断面的水位(m);A上、A下分别为上、下断面的过水面积(m2);K为流量模数(m3/s·km2);Q为设计流量(m3/s);△S为断面间距离(m);ξ为局部水头损失系数。根据不同标准设计洪水情况,规划河段分别以河宽200,300,350m3个方案进行比较。规划河道两岸采取工程措施防护,河底采用经开挖平整后的河床,河段总比降统一确定为0.156%,综合考虑河床糙率采用0.025。利用上述条件进行水面线推算,计算结果如表3。由表3计算结果可以看出,200m底宽的方案设计水深较大,300m底宽方案与200m底宽的方案相比,20年一遇水深平均降低1.0m,300m底宽方案与350m底宽方案相比,20年一遇水深差在0~0.4m之间。综合考虑不同底宽方案对堤防高度的影响及对土地资源的充分利用,规划改线河段推荐河底宽300m方案,如图1。4效果分析滦河武烈河口段生态防洪工程的实施,不仅提高了防洪标准,改善了生态环境,而且经济效益、社会效益、生态效益十分显著。4.1提高了防洪标准,减轻了水对周边区域的威胁,有利于开发价值滦河武烈河口治理河段现状防洪标准不足5年一遇,规划工程实施后,使河道防洪标准提高到20年一遇,大大减轻了洪水对周边区域的威胁,具有显著的防洪效益,使河道两岸土地增值,大大提高了开发价值。生态建设橡胶坝工程,又为承德市这座世界著名的旅游城市增添新的旅游资源,增加了旅游收入。4.2保护和重建社会,确保社会安全生态防洪工程的实施,不仅具有明显的防洪效益和经济效益,而且具有巨大的社会效益。生态防洪工程的实施,提高了承德市区的防洪标准,保护了城市交通、通讯等基础设施,稳定了工农业生产;同时保障了人民生命财产的安全,使人民免遭洪水灾害;对促进当地经济发展,保持社会稳定具有十分重要的作用,并且随着社会的不断发展,综合效益将越来越大。市场化运作,土地开发带动河道整治,为招商引资创建了优越的外部环境,将极大地推动当地经济的持续发展,具有强大的辐射功能;生态工程的实施,形成了两岸秀丽的风景绿化带,不仅美化了环境,