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為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國家出臺了《建設(shè)項目水資源論證管理辦法》,實施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導建設(shè)項目合理布局,保障建設(shè)項目的合理用水要求,促進水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評審的建設(shè)項目水資源論證報告書共138項,其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項目水資源論證報告書評審專家”,參加了13個水利水電項目水資源論證報告書的評審?;仡櫲陙碓颇鲜∷娊ㄔO(shè)項目水資源論證(以下簡稱論證)工作,總體感到進步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項目水資源論證導則》(SL/Z322-2005)的要求,認真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對一些主要技術(shù)問題的認識還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對評審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2論證范圍的選取和工作等級確定
云南水利水電建設(shè)項目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費嚴重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1論證范圍的選取
對地表水而言,一般應(yīng)從3個方面考慮論證范圍:①水文評價區(qū)間。對建設(shè)項目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評價區(qū)間。建設(shè)項目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評價區(qū)間。對建設(shè)項目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2工作等級的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進行,對建設(shè)項目取用水的全過程進行分析論證,有別于區(qū)域水資源評價、水資源規(guī)劃和建設(shè)項目的水文專題分析。工作等級的確定主要從建設(shè)項目的取水規(guī)模、用途、當?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標的最高級別確定。
3取用水合理性分析
3.1取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評價現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡要分析水資源量及其時空分布特點;在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評價成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展指標,評價區(qū)域用水水平,進行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項規(guī)劃、水中長期供求計劃、水資源配置方案及國家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項目的取水方案和用水工藝,進行各行業(yè)用水指標、用水定額的擬定,并與國內(nèi)同行業(yè)先進指標、區(qū)域用水指標、用水定額相比較,分析建設(shè)項目的用水合理性,并通過水量平衡計算,分析是否緩解當?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國民經(jīng)濟的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對云南省第一個水資源論證報告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫用水合理性評價為:報告提出的隴川縣2015設(shè)計水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫),設(shè)計枯水年份需麻栗壩水庫供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫工程后,可對水資源進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計算分析,水庫多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4取水水源論證
4.1取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實測降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動對徑流的影響分析及徑流還原和插補延長,一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項目對取水設(shè)計保證率要求,選擇取樣時段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗頻率按數(shù)學期望公式計算,適線時,在照顧大部分點據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點群趨勢。當建設(shè)項目所在流域、區(qū)域無實測水文資料時,可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評價與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計算來水量。
對水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計算,都應(yīng)對徑流成果進行合理性檢查,即徑流分析計算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項目的實施計劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展指標、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進行不同水平年的需水量預(yù)測;以需水預(yù)測和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計算可供水量??晒┧康挠嬎阍瓌t是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運要求的航運用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計算工程的可供水量。計算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對不同工程條件和需水水平進行多方案調(diào)節(jié)計算;對于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進行多年調(diào)節(jié)計算;對于保證率要求較高的建設(shè)項目,應(yīng)對連續(xù)枯水年進行調(diào)節(jié)計算。
4.3綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計算得到的建設(shè)項目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對各種影響可供水量的因素進行風險分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動對水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5取退水對周邊環(huán)境的影響分析
5.1地表取水影響分析
建設(shè)項目地表取水影響,重點是分析取水對論證范圍內(nèi)水量時空分布與水文情勢的影響。根據(jù)建設(shè)項目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時段徑流量的變化和影響;當取水量占取水水源可供水量比例較大時,必須定量分析取水對河流生態(tài)基流量的影響;對引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對下游水文情勢的影響,對農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點是對回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對河道產(chǎn)生的影響及對水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護的最小流量和其它生態(tài)保護措施。
當取水可能對敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時,要針對取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對可能進一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護性生物群落棲息地、繁殖場和遷徙通道的影響等問題進行重點分析,預(yù)測取水對水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2退水影響分析
建設(shè)項目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護的要求。對水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對水域納污總量及水資源保護
規(guī)劃目標的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對退水特性和退水水域環(huán)境特點,特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對建設(shè)項目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護要求。
6存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費標準或各級水資源論證工作的指導價格,競相壓價會導致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場。
(2)對于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計保證率90%以上時河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計保證率沒有實際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會責任重大,但還不被廣大群眾所重視,導致論證工作中對相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護目標,與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。
7結(jié)語
建設(shè)項目水資源論證工作開展時間不長,且涉及的內(nèi)容非常廣泛。上述幾個方面,筆者認為是云南省水利水電工程建設(shè)項目水資源論證工作中最具關(guān)鍵性的技術(shù)問題,有許多技術(shù)問題尚需在理論上和實踐中進一步探討和研究。在水利水電建設(shè)項目水資源論證工作中,抓住工作重點和難點,培育新型的用水觀念,以水定規(guī)模,以水定發(fā)展,在充分做好上述調(diào)查分析工作的基礎(chǔ)上,科學、公正、合理地作出水資源論證結(jié)論,為取水許可審批提供可靠的依據(jù)。
關(guān) 鍵 詞: 水利水電項目;水資源論證;技術(shù)問題
1 問題的提出
為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國家出臺了《建設(shè)項目水資源論證管理辦法》,實施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導建設(shè)項目合理布局,保障建設(shè)項目的合理用水要求,促進水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評審的建設(shè)項目水資源論證報告書共138項,其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項目水資源論證報告書評審專家”,參加了13個水利水電項目水資源論證報告書的評審?;仡櫲陙碓颇鲜∷娊ㄔO(shè)項目水資源論證(以下簡稱論證)工作,總體感到進步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項目水資源論證導則》(SL/Z322-2005)的要求,認真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對一些主要技術(shù)問題的認識還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對評審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2 論證范圍的選取和工作等級確定
云南水利水電建設(shè)項目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費嚴重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1 論證范圍的選取
對地表水而言,一般應(yīng)從3個方面考慮論證范圍:①水文評價區(qū)間。對建設(shè)項目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評價區(qū)間。建設(shè)項目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評價區(qū)間。對建設(shè)項目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2 工作等級的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進行,對建設(shè)項目取用水的全過程進行分析論證,有別于區(qū)域水資源評價、水資源規(guī)劃和建設(shè)項目的水文專題分析。工作等級的確定主要從建設(shè)項目的取水規(guī)模、用途、當?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標的最高級別確定。
3 取用水合理性分析
3.1 取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評價現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡要分析水資源量及其時空分布特點;在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評價成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展指標,評價區(qū)域用水水平,進行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2 取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項規(guī)劃、水中長期供求計劃、水資源配置方案及國家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3 用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項目的取水方案和用水工藝,進行各行業(yè)用水指標、用水定額的擬定,并與國內(nèi)同行業(yè)先進指標、區(qū)域用水指標、用水定額相比較,分析建設(shè)項目的用水合理性,并通過水量平衡計算,分析是否緩解當?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國民經(jīng)濟的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對云南省第一個水資源論證報告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫用水合理性評價為:報告提出的隴川縣2015設(shè)計水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫),設(shè)計枯水年份需麻栗壩水庫供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫工程后,可對水資源進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計算分析,水庫多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4 取水水源論證
4.1 取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實測降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動對徑流的影響分析及徑流還原和插補延長,一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項目對取水設(shè)計保證率要求,選擇取樣時段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗頻率按數(shù)學期望公式計算,適線時,在照顧大部分點據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點群趨勢。當建設(shè)項目所在流域、區(qū)域無實測水文資料時,可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評價與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計算來水量。
對水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計算,都應(yīng)對徑流成果進行合理性檢查,即徑流分析計算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2 應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項目的實施計劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展指標、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進行不同水平年的需水量預(yù)測; 以需水預(yù)測和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計算可供水量??晒┧康挠嬎阍瓌t是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運要求的航運用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計算工程的可供水量。計算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對不同工程條件和需水水平進行多方案調(diào)節(jié)計算;對于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進行多年調(diào)節(jié)計算;對于保證率要求較高的建設(shè)項目,應(yīng)對連續(xù)枯水年進行調(diào)節(jié)計算。
4.3 綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計算得到的建設(shè)項目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對各種影響可供水量的因素進行風險分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動對水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5 取退水對周邊環(huán)境的影響分析
5.1 地表取水影響分析
建設(shè)項目地表取水影響,重點是分析取水對論證范圍內(nèi)水量時空分布與水文情勢的影響。根據(jù)建設(shè)項目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時段徑流量的變化和影響;當取水量占取水水源可供水量比例較大時,必須定量分析取水對河流生態(tài)基流量的影響;對引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對下游水文情勢的影響,對農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點是對回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對河道產(chǎn)生的影響及對水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護的最小流量和其它生態(tài)保護措施。
當取水可能對敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時,要針對取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對可能進一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護性生物群落棲息地、繁殖場和遷徙通道的影響等問題進行重點分析,預(yù)測取水對水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2 退水影響分析
建設(shè)項目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護的要求。對水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對水域納污總量及水資源保護
規(guī)劃目標的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對退水特性和退水水域環(huán)境特點,特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對建設(shè)項目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護要求。
6 存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費標準或各級水資源論證工作的指導價格,競相壓價會導致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場。
(2)對于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計保證率90%以上時河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計保證率沒有實際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會責任重大,但還不被廣大群眾所重視,導致論證工作中對相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護目標,與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。
關(guān)鍵詞:水利水電項目;水資源論證;技術(shù)問題
1問題的提出
為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國家出臺了《建設(shè)項目水資源論證管理辦法》,實施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導建設(shè)項目合理布局,保障建設(shè)項目的合理用水要求,促進水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評審的建設(shè)項目水資源論證報告書共138項,其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項目水資源論證報告書評審專家”,參加了13個水利水電項目水資源論證報告書的評審。回顧三年來云南省水利水電建設(shè)項目水資源論證(以下簡稱論證)工作,總體感到進步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項目水資源論證導則》(SL/Z322-2005)的要求,認真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對一些主要技術(shù)問題的認識還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對評審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2論證范圍的選取和工作等級確定
云南水利水電建設(shè)項目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費嚴重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1論證范圍的選取
對地表水而言,一般應(yīng)從3個方面考慮論證范圍:①水文評價區(qū)間。對建設(shè)項目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評價區(qū)間。建設(shè)項目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評價區(qū)間。對建設(shè)項目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2工作等級的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進行,對建設(shè)項目取用水的全過程進行分析論證,有別于區(qū)域水資源評價、水資源規(guī)劃和建設(shè)項目的水文專題分析。工作等級的確定主要從建設(shè)項目的取水規(guī)模、用途、當?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標的最高級別確定。
3取用水合理性分析
3.1取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評價現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡要分析水資源量及其時空分布特點;在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評價成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展指標,評價區(qū)域用水水平,進行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項規(guī)劃、水中長期供求計劃、水資源配置方案及國家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項目的取水方案和用水工藝,進行各行業(yè)用水指標、用水定額的擬定,并與國內(nèi)同行業(yè)先進指標、區(qū)域用水指標、用水定額相比較,分析建設(shè)項目的用水合理性,并通過水量平衡計算,分析是否緩解當?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國民經(jīng)濟的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對云南省第一個水資源論證報告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫用水合理性評價為:報告提出的隴川縣2015設(shè)計水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫),設(shè)計枯水年份需麻栗壩水庫供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫工程后,可對水資源進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計算分析,水庫多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4取水水源論證
4.1取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實測降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動對徑流的影響分析及徑流還原和插補延長,一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項目對取水設(shè)計保證率要求,選擇取樣時段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗頻率按數(shù)學期望公式計算,適線時,在照顧大部分點據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點群趨勢。當建設(shè)項目所在流域、區(qū)域無實測水文資料時,可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評價與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計算來水量。
對水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計算,都應(yīng)對徑流成果進行合理性檢查,即徑流分析計算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項目的實施計劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展指標、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進行不同水平年的需水量預(yù)測;以需水預(yù)測和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計算可供水量??晒┧康挠嬎阍瓌t是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運要求的航運用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計算工程的可供水量。計算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對不同工程條件和需水水平進行多方案調(diào)節(jié)計算;對于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進行多年調(diào)節(jié)計算;對于保證率要求較高的建設(shè)項目,應(yīng)對連續(xù)枯水年進行調(diào)節(jié)計算。
4.3綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計算得到的建設(shè)項目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對各種影響可供水量的因素進行風險分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動對水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5取退水對周邊環(huán)境的影響分析
5.1地表取水影響分析
建設(shè)項目地表取水影響,重點是分析取水對論證范圍內(nèi)水量時空分布與水文情勢的影響。根據(jù)建設(shè)項目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時段徑流量的變化和影響;當取水量占取水水源可供水量比例較大時,必須定量分析取水對河流生態(tài)基流量的影響;對引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對下游水文情勢的影響,對農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點是對回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對河道產(chǎn)生的影響及對水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護的最小流量和其它生態(tài)保護措施。
當取水可能對敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時,要針對取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對可能進一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護性生物群落棲息地、繁殖場和遷徙通道的影響等問題進行重點分析,預(yù)測取水對水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2退水影響分析
建設(shè)項目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護的要求。對水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對水域納污總量及水資源保護
規(guī)劃目標的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對退水特性和退水水域環(huán)境特點,特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對建設(shè)項目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護要求。
6存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費標準或各級水資源論證工作的指導價格,競相壓價會導致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場。
(2)對于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計保證率90%以上時河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計保證率沒有實際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會責任重大,但還不被廣大群眾所重視,導致論證工作中對相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護目標,與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。
關(guān)鍵詞:水閘,消力池,長度,計算
中圖分類號: TV66 文獻標識碼: A 文章編號:
1問題的提出
底流消能是水閘工程中主要消能方式之一。如果下游水深不影響閘孔出流,則為閘孔自由出流(見圖1),閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍有遠驅(qū)式水躍、臨界水躍、淹沒水躍三種形式;如果下游水位影響了閘孔出流,稱為閘孔淹沒出流(見圖2),閘孔淹沒出流只產(chǎn)生淹沒水躍一種形式。
圖1
在工程設(shè)計中,閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍往往和閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍在公式運用上相混淆。本文對閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍和閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍相應(yīng)的消力池長度計算公式分別進行闡述,并對其在工程設(shè)計中的應(yīng)用進行探討。
圖2
2計算公式分析
2.1閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍工況下消力池長度計算公式分析
根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265-2001)附錄B,采用以下公式進行消力池長度計算[1]:
hc′3-T0 hc′2+aq2/(2gψ2)×(b1/b2)0.25=0(1)
hc〃= hc′/2{[1+8aq2/(ghc3)]0.5-1}(2)
Lj=6.9×(hc〃- hc′)(3)
Lsj=Ls+βLj(4)
式中:
hc′――收縮水深,m;
hc〃――躍后水深,m;
a――水流動能修正系數(shù),可采用1.0~1.05;
q――過閘單寬流量,m3/(s.m);
g――重力加速度,可采用9.81(m/s2);
b1――消力池首端寬度,m;
b2――消力池末端寬度,m;
H0――含行近流速水頭在內(nèi)的堰上水頭,m;
T0――由消力池底板頂面算起的總勢能,m;
ψ――流速系數(shù),一般采用0.95;
Lj――水躍長度,m;
Ls――消力池斜坡段水平投影長度,m;
β――水躍長度校正系數(shù),可采用0.7~0.8;
Lsj――消力池長度;
經(jīng)對上述公式分析可知其適用范圍如下:1)、上述公式是基于閘孔自由出流推導而來的,該公式適用于閘孔自由出流產(chǎn)生的三種水躍形式消力池長度的計算;該公式中并未出現(xiàn)和下游水深相關(guān)的參數(shù),即與下游水深無關(guān),這也印證該公式是在自由出流產(chǎn)生水躍的基礎(chǔ)上推導而來。2)、水流通過閘孔后,因慣性產(chǎn)生垂向收縮,在距離閘門(0.5~1)e處出現(xiàn)第一次收縮水深為hc;當消力池有一定深度時,因消力池底板低于閘孔底板,水流將會在消力池底板上出現(xiàn)第二次收縮水深hc′。該公式適用于水流在消力池底板上出現(xiàn)的收縮水深hc′(即第二次收縮水深)計算。3)、閘孔淹沒出流工況時套用上述公式計算得出的水躍要比閘孔自由出流計算得出的水躍長,這個結(jié)果顯然是錯誤的。根據(jù)單寬能量公式計算[2] :E=γ×H×q(γ為水的重度,H為上下游水位差,q為單寬流量),當閘孔淹沒出流工況時,上下游水位差H小,因單寬能量和上下游水位差成正比,也就是說上下游水位差H小,單寬能量就小,相應(yīng)的水躍就短。這說明上述公式不適用于閘孔淹沒出流工況下消力池長度的計算。
經(jīng)上述分析,規(guī)范推薦的消力池長度計算公式應(yīng)用僅適用于閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍計算工況,不適用于閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍計算工況。
2.2閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍工況下消力池長度計算公式分析
水流通過閘孔后,因慣性產(chǎn)生垂向收縮,在距離閘門(0.5~1)e處出現(xiàn)第一次收縮水深hc;在淹沒出流中,由于受下游水深淹沒的影響,消力池深度為0m(d=0m),水流在消力池底板上不會出現(xiàn)第二次收縮水深,因此,閘孔淹沒出流中的收縮水深按第一次收縮水深hc計算,公式如下[3]:
hc=ε′×e(5)
ε′――垂直收縮系數(shù),
e――閘門開度。
淹沒出流的躍后水深hc〃、水躍長度Lj采用自由出流公式(2)、(3)計算;由于收縮水深發(fā)生在閘底板上(見圖2),因此,消力池長度Lsj采用如下公式計算:
Lsj=βLj(6)
閘孔被淹沒后,收縮斷面的實際水深增大為h,且h>hc,故實際水頭減少為(T0-h),因而,閘孔淹沒出流流量小于自由出流的流量。但h 位于旋滾區(qū)不易測量,故實際計算時,將閘孔自由出流量乘上一個淹沒系數(shù),淹沒出流流量計算公式如下[4]:
Qs=σsμbe(2gH0)0.5(7)
μ――閘孔自由出流流量系數(shù),μ=0.6-0.176e/H;
σs――淹沒系數(shù),與潛流比(ht- hc〃)/(H- hc〃)有關(guān);
e――閘門開度,m;
g――重力加速度,可采用9.81(m/s2);
b――閘孔寬度,m;
H0――含行近流速水頭在內(nèi)的堰上水頭,m;
從公式(6)可知,淹沒出流流量和下游水深ht、躍后水深hc〃有關(guān),適用范圍:0.1
3計算公式應(yīng)用舉例
在工程設(shè)計中,考慮到工程運行時,泄洪一般都是在汛期,對開閘有一定的時間要求,多數(shù)閘孔按區(qū)域(按閘門開啟的先后順序通常分為兩區(qū)或三區(qū))進行消力池消能工的設(shè)計,即在水閘調(diào)度過程中,先打開第一區(qū)泄水,因下游水位無水,將產(chǎn)生閘孔自由出流,應(yīng)采用閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍計算公式;再打開第二區(qū)泄水,因第一區(qū)泄水壅高下游水位,第二區(qū)泄流將受到下游水位頂托,產(chǎn)生閘孔淹沒出流,應(yīng)采用閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍計算公式。本文以新莊水電站攔河水閘開閘泄水為例,說明兩種不同的計算公式在工程中的應(yīng)用。
新莊水電站的攔河水閘建于2005年,位于廣東省仁化縣周田鎮(zhèn)附近的湞江河上,最大過閘流量為4130m3/s,屬大(Ⅱ)型水閘工程,正常水位為75.50m,布置14孔10m寬的泄水閘,水閘底板高程為71.50m。先打開第一孔泄水,根據(jù)閘門不同開度或下泄流量計算出相應(yīng)閘孔消力池的長度,計算中忽略行近流速水頭的影響,按公式(1)、(2)、(3)、(4)求得消力池長度列入表1中。因hc"-ht-d>0,為自由出流,經(jīng)計算可知消力池池深為0.85m,相應(yīng)的底板高程為70.65m,消力池長度為15.49m。再打開第二孔泄水,根據(jù)閘門不同開度或下泄流量計算出相應(yīng)閘孔消力池的長度,同樣計算中忽略行近流速水頭的影響,且忽略三維水流對消力池長度計算的影響(因三維出流對消力池長度計算影響不大),當打開第二孔時,下泄流量增大,下游水位升高,對第一孔出流產(chǎn)生影響,從而反影響下游水位,按公式(2)、(3)、(5)、(6)、(7)經(jīng)3次疊代后求得消力池長度列入表2中。從表2可知,因hc"-ht-d<0,為淹沒出流,經(jīng)計算可知消力池池深為0m(d=0m),相應(yīng)的底板高程為71.50m,消力池長度為3.31m。
表1:第一閘孔出流消力池長度計算
注:e/H<0.65為閘孔出流,hc"-ht-d>0為自由出流。
表2:第二閘孔出流消力池長度計算
注:e/H<0.65為閘孔出流,hc"-ht-d<0為淹沒出流。
經(jīng)上述分析,新莊水電站14孔的泄水閘中,只需布置1孔(即第一區(qū))為自由出流消力池,相應(yīng)的消力池長度為15.49m,在制定水閘調(diào)度原則時安排在第一時間開閘泄水;其余13孔(即第二區(qū))為淹沒出流,相應(yīng)的消力池長度為3.31m,在制定水閘調(diào)度原則中安排在第二時間開閘泄水。
在閘孔淹沒出流工況時,經(jīng)計算,消力池長度較短,在工程實踐中,往往不再通過計算設(shè)消力池,而是采用下控0.5m或加強底板防護設(shè)計,提高抗沖能力進行保護。
新莊水電站水閘下游消力池按上述布置建成后6年多來,并經(jīng)過2006年“7.16”百年一遇的洪水考驗,運行效果良好。
4結(jié)論
閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍和閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍消力池長度的計算結(jié)果相差較大,如能結(jié)合兩種不同的計算結(jié)果合理運用在工程布置上,與單純利用閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍消力池長度計算結(jié)果運用在工程布置上相比,可較大幅度地降低工程造價,并能取得較好的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:正常蓄水位選擇;防洪安全;梯級銜接;水庫淹沒、浸沒
1.桃源水電站工程概況
桃源水電站為低水頭徑流式電站,位于沅水桃源河段,是沅水干流最末一個水電開發(fā)梯級。桃源水電站上游距凌津灘水電站38.2km,下游距桃源縣延溪河口約1.6km,壩址緊臨桃源縣城,左、右岸分別為桃源縣漳江垸和潯陽垸。
桃源庫區(qū)長度38.2km,河道落差約7.5m,平均坡降0.196‰。兩岸為低山丘陵地區(qū),河勢基本順直。河道依托兩岸防洪堤或低矮丘陵,庫區(qū)干流防洪堤線總長33km。桃源正常蓄水位選擇應(yīng)按合理利用水力資源的原則,綜合考慮兩岸防洪堤垸的安全、電站發(fā)電效益、工程地質(zhì)地形條件、水庫淹沒、工程開發(fā)經(jīng)濟性以及與上游凌津灘水電站合理銜接等諸多因素。
2.正常蓄水位選擇的基本原則
a) 符合河流規(guī)劃原則,合理開發(fā)利用水能資源
2009年1月,中南院編制完成了《沅水凌津灘~桃源河段補充規(guī)劃報告》,2009年4月,湖南省水利廳在長沙市主持召開了該規(guī)劃報告的審查會議,審查意見基本同意規(guī)劃河段梯級開發(fā)方案,并考慮兩岸防洪堤安全、與凌津灘水電站合理銜接及水庫淹沒控制條件等方面因素,桃源水電站正常蓄水位初擬為39.50m。2009年6月湖南省政府以“湘政函[2009]111號”文批復(fù)了補充規(guī)劃報告。
b) 留有足夠防洪安全裕度,滿足防洪堤垸防洪要求
隨著洞庭湖二期治理工程的完成,沅水尾閭河道現(xiàn)狀安全泄量由20000m3/s提高到23000m3/s,防洪標準可達20年一遇洪水。桃源河段屬山區(qū)河流向平原河流的過渡段,庫區(qū)內(nèi)現(xiàn)有防洪堤垸4處,其中萬畝以上堤垸2座,一般堤垸2座,干流堤線總長33km。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)不影響上、下游防洪情勢,并為防洪堤垸留有足夠的防洪安全裕度。
c) 與上游梯級合理銜接,滿足梯級技術(shù)經(jīng)濟指標較優(yōu)的原則
上游已建梯級凌津灘水電站是五強溪的反調(diào)節(jié)電站,距桃源水電站38.20km,工程于2000年底建成投產(chǎn)。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)在基本不影響或少影響上游梯級凌津灘的發(fā)電效益的前提下,盡可能多利用水頭,使梯級整體效益最優(yōu)。
d) 盡量減小庫區(qū)淹沒
桃源水電站水庫范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段,庫區(qū)地勢平坦,兩岸約1/3的河段筑有防洪堤,淹沒、浸沒問題比較敏感。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)進行充分的技術(shù)經(jīng)濟比較,并盡量減小水庫蓄水對庫區(qū)的淹沒、浸沒影響。
e) 結(jié)合桃花源風景名勝區(qū)規(guī)劃,促進景區(qū)建設(shè)和水電開發(fā)的協(xié)調(diào)發(fā)展
桃源水電站正常蓄水位的擬定,應(yīng)以不影響風景區(qū)原有景點的景觀效果為前提,并結(jié)合風景區(qū)規(guī)劃,以水庫建設(shè)為契機,豐富、整合區(qū)域旅游資源,形成新的旅游格局,帶動區(qū)域旅游基礎(chǔ)設(shè)施的提升,使景區(qū)建設(shè)和水電開發(fā)相得益彰、協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.桃源水電站正常蓄水位選擇影響因素分析
3.1 堤防安全影響分析
桃源水電站壩址左、右岸分別為漳江垸和潯陽垸,庫區(qū)防洪堤沿沅水Ⅰ級階地前緣布置,累計長度約33.85km,約占水庫庫岸長度的1/3。漳江垸上游各堤垸堤頂高程均高于46.90m,警戒水位均高于40.525m,防洪堤外為寬約2km的一級階地,堤腳地面高程一般為41m~42m。
調(diào)查表明,庫區(qū)不存在堤身直接座落于砂卵礫石強透水層上和強風化巖基上等情形,故堤身與堤基的結(jié)合面不可能發(fā)生接觸沖刷或接觸流土破壞。水庫蓄水位低于40.00m時,堤基無滲透之虞;堤內(nèi)水塘、水井高程低于階地地面,但其滲徑更長,多年來汛期均未出現(xiàn)過管涌、流土破壞現(xiàn)象,庫區(qū)堤防堤基整體穩(wěn)定條件良好。
3.2 桃源縣城影響分析
桃源水電站壩址所在的漳江垸為桃源縣城所在地,縣城建成區(qū)面積約為12.11km2;城鎮(zhèn)人口為119534人,占全縣人口的12.3%。漳江垸地勢較為平坦,地面高程為41m~44m,縣城沿延溪及沅水干流修筑有防洪堤,其中8.1km建有混凝土防浪墻。
桃源縣城漳江鎮(zhèn)現(xiàn)有主要排污口包括黃花井閘、東街泵站閘、紅旗閘和新橋閘,其中黃花井閘位于延溪上,東街泵站閘位于延溪入?yún)R口處,紅旗閘和新橋閘位于沅水大橋上游。桃源水電站庫區(qū)涉及紅旗閘和新橋閘兩個排污口,閘底板高程分別為36.30m和34.80m。
3.3 水庫淹沒影響分析
桃源水電站淹沒影響范圍涉及桃源縣6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的56個村。庫區(qū)45.00m高程以下不涉及支流的人口和房屋淹沒,干流搬遷安置人口較少,且全部分布在雙洲等部分江心洲區(qū)域,屬施工區(qū)及水庫淹沒影響區(qū);建設(shè)征地影響的耕地主要分布在沅水右岸支流甘潭溪、水溪、澄溪和左岸的綠蘿,淹沒區(qū)域相對集中,淹沒深度較淺,防護條件較好。
3.4 水庫浸沒影響分析
a) 土地浸沒
水庫區(qū)無明顯的礦產(chǎn)浸沒存在。除極少量農(nóng)村民居外,庫區(qū)集鎮(zhèn)及村莊地面高程均在44m以上,不存在農(nóng)村及集鎮(zhèn)建筑物基礎(chǔ)浸沒問題。調(diào)查表明,桃源水庫庫區(qū)可能發(fā)生浸沒的地段主要集中于右岸的支流甘潭溪、水溪及部分江心洲。水庫蓄水后,階地地面高程為39.5m~40.7m的地段將成為澇漬浸沒區(qū),初步估計庫區(qū)土地浸沒面積數(shù)量不大,正常蓄水位低于40.00m時庫區(qū)浸沒范圍差別較小。
b) 建筑物基礎(chǔ)浸沒
桃源縣城建筑物相對集中,縣城高層建筑(包括部分多層建筑)為樁基礎(chǔ),其樁端底高程約25m;多層及大部分低層建筑,其基礎(chǔ)為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)底板最低高程約40m??梢姡邔蛹安糠侄鄬拥臉痘A(chǔ)底端蓄水前就常年處于水下,水庫蓄水對其無影響;多層以下建筑其基礎(chǔ)底板最低高程亦高出階地二元結(jié)構(gòu)分界面約4m~8m。
3.5 環(huán)境因素影響分析
a) 對桃花源國家級風景名勝區(qū)的影響分析
桃源水電站水庫范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段。桃花源景區(qū)不屬于淹沒范圍內(nèi),景區(qū)涉及的江心洲高程均位于42.00m以上。正常蓄水位40.00m以下不會淹沒桃花源風景區(qū)涉及的江心洲,僅對景區(qū)土地資源有一定的影響,但不會對沅水沿岸的風景名勝區(qū)造成不利影響。相反,桃源水電站建成后,枯水期將增加約15km2的景區(qū)水域面積,形成一條完整的水上旅游航線,將桃花源5 大景區(qū)聯(lián)結(jié)在一起,進一步提升桃花源景區(qū)旅游品位。
b) 文物古跡及壓覆礦產(chǎn)
根據(jù)初步調(diào)查,工程區(qū)無文物古跡分布。庫區(qū)范圍內(nèi)目前沒有礦權(quán)設(shè)置,庫區(qū)沒有壓覆礦產(chǎn)資源。桃源水電站水庫不存在可開采工業(yè)礦產(chǎn)淹沒問題。
3.6 上游銜接梯級影響分析
凌津灘水電站壩址上距五強溪水電站47.5km,下距桃源水電站38.20km。凌津灘水電站水庫正常蓄水位51m,汛期限制水位50m,死水位49.1m,水庫僅具日調(diào)節(jié)能力。桃源水電站為徑流式電站,正常運行時水庫維持在正常蓄水位。因此,桃源水電站對凌津灘尾水的影響主要體現(xiàn)在停機流量以下的正常運行時段。
4.正常蓄水位選擇
4.1 防洪安全及樞紐運行方式分析
隨著洞庭湖二期治理工程的完成,沅水尾閭河道現(xiàn)狀安全泄量由20000m3/s提高到23000m3/s。規(guī)劃梯級為低水頭徑流式電站,水庫無調(diào)節(jié)能力,電站調(diào)度與上游凌津灘水電站同步運行。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)不影響上、下游防洪情勢,滿足防洪堤垸要求,并為防洪堤垸留有足夠的防洪安全裕度。因此,從庫區(qū)防洪堤安全及樞紐運行方式方面考慮,規(guī)劃梯級的正常蓄水位不宜超過40.00m。
4.2 與凌津灘尾水位合理銜接分析
上游已建梯級凌津灘水電站裝機9臺,單機額定流量403m3/s,多年平均流量2010m3/s相應(yīng)的廠房下游尾水位39.53m,全廠滿發(fā)流量3627m3/s相應(yīng)的廠房下游尾水位40.74m。從凌津灘近年來實際運行資料分析,凌津灘水電站枯水期大多數(shù)情況下留1臺~2臺機備用,相應(yīng)下泄流量約3000m3/s左右,相應(yīng)的廠房下游尾水位40.22m。從與凌津灘尾水合理銜接考慮,規(guī)劃梯級的正常蓄水位在39.50m左右較為合適。
4.3 水庫淹沒控制條件分析
本梯級水庫范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段。漳江垸上游各堤垸警戒水位均高于40.525m,無堤防防護的剪市河段地面控制高程為42.74m,庫區(qū)涉及的江心洲高程均位于42.00m以上,可見,庫區(qū)沅水干流部分淹沒控制高程約為40.00m。
綜合考慮兩岸防洪堤安全、與凌津灘水電站合理銜接及水庫淹沒控制條件等方面因素,依據(jù)正常蓄水位選擇的基本原則,擬定桃源水電站正常蓄水位方案比較范圍為39.25m~40.00m,進行技術(shù)經(jīng)濟比較。
5.結(jié)論
a) 桃源水電站正常蓄水位低于39.50m時,隨著正常蓄水位的抬高水庫淹沒指標及工程量及工程投資增幅均較小,補充單位千瓦投資及補充單位電度投資均低于方案本身,投資年費用略有降低,經(jīng)濟指標略優(yōu);
b) 正常蓄水位從39.50m繼續(xù)抬高,庫區(qū)淹沒耕地、房屋及需搬遷安置人口等指標增幅較大,補充單位電度投資及補充單位千瓦投資接近方案本身指標,投資年費用略有增加,各項經(jīng)濟指標趨劣。
c) 由于桃源水電站庫區(qū)大都建有防洪堤,抬高水庫正常蓄水位對庫岸穩(wěn)定及庫區(qū)農(nóng)田的浸沒影響增大,加之高水位方案對凌津灘水電站能量指標影響加大,綜合分析桃源水電站技術(shù)經(jīng)濟指標及各方面影響因素,推薦桃源水電站正常蓄水位為39.50m。
參考文獻
﹝1﹞DL/T 5042-2010,河流水電規(guī)劃規(guī)范﹝S﹞.
關(guān)鍵詞:山區(qū) 中小河流 河道規(guī)劃治理探討
中圖分類號:TV85 文獻標識碼:A 文章編號:
中小河流治理的主要任務(wù)是保護河道兩側(cè)的城鎮(zhèn)、村莊、良田及工礦企業(yè)免受洪災(zāi)的侵害,其建設(shè)重點為河道兩側(cè)的堤防建設(shè),河道清淤,生態(tài)恢復(fù)等,面對山區(qū)地形起伏大,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,氣候差異懸殊,河道洪水位枯洪變幅大,坡降陡,沖刷力強,水土流失嚴重等特點。我們只有不斷地對山區(qū)河道的洪水特性、洪災(zāi)類型、災(zāi)害成因、治理措施進行認真探索,密切結(jié)合工程實際,進行全面統(tǒng)籌規(guī)劃,合理開發(fā)利用河道灘涂,提高土地利用率,減少重復(fù)建設(shè)項目,把河道治好管好,達到治理河道,防治洪澇,改善生態(tài)環(huán)境,發(fā)展城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村建設(shè)的目的。
山區(qū)河道由于集雨面積裸巖多,坡降陡,入滲量小,匯流時間短,水流速度快,挾沙能力強等原因 ,在相同的降雨強度下,地面徑流相對較多,沖刷能力強,危害性特別大。輕則河岸坍塌、河床淤塞,重則損毀耕地、沖毀道路、城鎮(zhèn)和村莊,直接威脅人民群眾的生命財產(chǎn)安全。實踐證明,要治理好山區(qū)河道,無論在規(guī)劃設(shè)計階段,還是在實施階段,都必須根據(jù)山區(qū)每一條河流的具體情況,如歷史洪水、成災(zāi)原因、災(zāi)害性質(zhì)、保護對象,地形地質(zhì)情況等,進行具體分析,統(tǒng)籌兼顧,制定出完整、切合實際的治理方案,達到河道治理事半功倍的目的。在規(guī)劃治理中要從以下幾個方面進行認真研究:
一、掌握河流特性,統(tǒng)籌兼顧,綜合治理
山區(qū)中小河流,水文地質(zhì)條件復(fù)雜。一般情況下,流域面積都比較小,但裸巖多,入滲少,匯流時間短,河道比降大,汛期洪水位暴漲暴落。河岸和河堤承受高水位壓力的時間短,但一遇洪水,水流速度快,泥沙多,沖刷力強,對河道和岸坡的穩(wěn)定破壞較大,輕則沖淤河槽,影響河勢穩(wěn)定,重則沖毀農(nóng)田和村莊,直接威脅人民的生命財產(chǎn)安全。所以在規(guī)劃治理中,要因地制宜,綜合考慮上下游、左右岸、甚至整個流域的相互關(guān)系,統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合治理。
首先,在河道上游采取水土保持措施,封山育林,攔截地面徑流和泥沙進入河道。
其次,在上游河道縱坡比較大、沖刷嚴重的農(nóng)村河道,由于污染少,主要采取防沖效果較好、造價比較便宜的工程措施修建堤防和護岸,一般采用漿砌石、干砌石、鉛絲石籠結(jié)構(gòu),這樣既可就地取材,節(jié)約造價,還可節(jié)約壩址占地,少占耕地。而在河道比較平緩的村莊與城鎮(zhèn)河道,由于人口密集,經(jīng)濟發(fā)達,工礦企業(yè)較多,污染對河道影響較大,隨著人民群眾生活水平的逐步提高,人們對水環(huán)境的要求也越來越高,人們渴望見到水清天藍、綠樹夾岸、魚蝦洄游的生態(tài)河道,因此,在進行中小河流建設(shè)時,應(yīng)結(jié)合市政園林工程,使河道整治工程不僅滿足防汛、排洪的要求,同時還應(yīng)滿足生態(tài)修復(fù),城市景觀,綠化、亮化等其他功能,一般河道規(guī)劃面積要大,采用復(fù)式斷面,不僅要有行洪的河道,還應(yīng)有供游人游玩的灘地,河邊帶狀公園等,這種河道的堤防一般應(yīng)采用生態(tài)型堤防,既采用河道清淤過程中挖取的泥沙筑堤,然后將堤防削成1:3或1:5的緩坡,在上采用反濾結(jié)合新型生態(tài)建筑材料及植物護坡,使其既美觀又具有一定抗沖刷功能。
另外在進行河道綜合規(guī)劃中,還應(yīng)充分遵循自然規(guī)律,不易過多改變河道自然特性。尤其是對天然河道進行截彎取直和改變河道行洪斷面時,往往會有利有弊,要特別慎重。因為河道截彎取直后,會增大河槽比降、流速和水動能,加劇水流對河岸及河槽的沖刷,改變河道行洪斷面時,根據(jù)洪水流量規(guī)劃河道的寬窄,在河槽澭水的河段,采取清淤和拓寬等工程措施,雖然可以增大洪峰下泄流量,但同時也會失去天然河道對洪峰的調(diào)節(jié)作用,增大下游的洪水災(zāi)害,往往顧此失彼,造成更大的損害。因此,對河道進行截彎取直和擴寬河道堵口時,必須認真調(diào)查,充分研究,結(jié)合水能、水文計算成果,客觀分析下泄流量和經(jīng)濟損失,采取多方案比較,確定出科學的方案,設(shè)計合理的斷面尺寸,達到最佳治理的效果。
二、平面布置問題
山區(qū)河道規(guī)劃治理中的平面布置,必須做到點、線、面的合理布局,點就是要確定治理的重要河段和重點部位,如城鎮(zhèn)、村莊等,采取超出其它河段的防洪標準設(shè)計河壩,一般為十到二十年一遇。線就是對河道的岸線、堤線進行統(tǒng)籌布置,調(diào)整好河勢和流向,充分發(fā)揮天然河道的作用,使河岸線平緩、自然,富于變化。面就是本著正確處理興利與除害、上下游左右岸、整體與局部等方面關(guān)系的原則,充分利用已有的護岸工程作為節(jié)點,從控制主流擺動,穩(wěn)定中小河床出發(fā),確定制導線,作為控制河道平面位置的長期目標。
三、確定堤防的高度和堤身的結(jié)構(gòu)形式
山區(qū)河道堤防的高度和堤身的結(jié)構(gòu)形式,主要應(yīng)根據(jù)保護對象的性質(zhì)、河道水流特征、洪峰流量及該河段在整條河流中的位置等多種因素確定。要確定堤防的高度,首先應(yīng)根據(jù)堤防保護對象的重要性確定設(shè)計洪水標準(根據(jù)經(jīng)驗,在山區(qū)一般保護對象為5到10年,城鎮(zhèn)、村莊、重要工礦企業(yè)為10到20年。),然后根據(jù)原河道的實際斷面,水力要素等,按照設(shè)計標準,確定洪水流量和洪水位,再加上一定的堤防安全超高來擬定堤防高度。山區(qū)河道水文資料短缺,有的根本無資料。采用經(jīng)驗公式進行設(shè)計洪水計算時,其計算成果精度一般較差。實踐中常加上歷史調(diào)查洪水,結(jié)合實際,綜合平衡考慮。
山區(qū)河道堤身的結(jié)構(gòu)型式,應(yīng)根據(jù)當?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)條件,因地制宜地選取,既要經(jīng)濟合理,又要安全可靠。山區(qū)大部分河道內(nèi)都有泥砂和卵礫石材料,河道兩岸巖石分布較多,因此可以就地取材。在結(jié)構(gòu)上首先應(yīng)選用砂質(zhì)土堤結(jié)構(gòu)做主體,然后采用植草磚、土工格室結(jié)合根系發(fā)達的植物護坡,這種結(jié)構(gòu)形式簡便,經(jīng)濟、環(huán)保,有利于群眾施工,但工程量大,占地多,水流條件差,抗沖刷弱。因此在迎流頂沖,沖刷嚴重的河段,也可采用重力式漿砌石墻結(jié)構(gòu),但這種結(jié)構(gòu)不環(huán)保,造價也較高,一旦破壞,對環(huán)境影響較大。
四、基礎(chǔ)處理問題
山區(qū)河流修建堤防,基礎(chǔ)是關(guān)鍵,從 多數(shù)沖毀的堤防看,與基礎(chǔ)處理的好壞直接相關(guān)。不少堤防是前一年建成,第二年洪水就掏空堤腳,開始垮塌,形成了年年修堤,連年受災(zāi)。所以一般都應(yīng)把基礎(chǔ)超過河道沖刷深度50公分以上,對沖擊層較深的河段,基礎(chǔ)應(yīng)深入沖刷層1.5米以上。對排水困難的河段,應(yīng)運用水下施工技術(shù),同時采用鉛絲石籠堤腳防護措施,抗沖和增加堤防穩(wěn)定性。
結(jié)束語:目前,隨著人們生活水平的提高,人們對水環(huán)境的要求也越來越高,作為水的輸送體,河道能否保持良好的生態(tài)發(fā)展狀況,客觀上將直接影響水環(huán)境的保護和河道的治理效果。因此,我們在進行中小河流治理過程中,一定要綜合考慮,充分尊重自然,樹立人與自然和諧,河流回歸自然的設(shè)計理念,避免天然河道人工渠化,或者采用單一的斷面形式,套用設(shè)計,給生物的多樣性造成毀滅性的災(zāi)難。只有這樣,我們才能保質(zhì)保量地完成中小河流治理工作,避免以后的重復(fù)建設(shè)。
參考文獻:
1《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)
2《砌石壩設(shè)計規(guī)范》(SL25-2006)