江西水電站防洪評價報告

PAGEPAGE18XX縣XX水電站防洪評價報告XX省XX水利電力勘察設(shè)計有限責任公司工程設(shè)計丙級144019-Sb二○○六年十一月1概述1.1項目背景XX水電站是XX縣的重點水利建設(shè)項目，電站位于XX縣XX管理區(qū)的XX村。XX縣是XX重點產(chǎn)糧縣，建國五十多年來，大力發(fā)展了機電排灌工程，全縣擁有電力排灌裝機1.66萬千瓦，同時縣辦工業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展快，用電負荷大，其中：農(nóng)業(yè)用電16000千瓦，縣辦工業(yè)用電和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用電12000千瓦，群眾生活用電6500千瓦。而目前XX用電主要是靠大電網(wǎng)供電，限電指標在5000～8000千瓦左右。因此，電力供應(yīng)十分緊張，經(jīng)常停電和限電，嚴重影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，電能已成為XX縣發(fā)展經(jīng)濟的一個嚴重制約因素。因此，XX電站的建設(shè)對改善區(qū)域電力供應(yīng)，提高區(qū)域用電水平，發(fā)展區(qū)域地方經(jīng)濟，充分利用水能資源均具有重要的作用。根據(jù)《中華人民共和國防洪法》第三章第二十七條：“建設(shè)跨河、穿河、穿堤、臨河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線、取水、排水等工程設(shè)施，應(yīng)當符合防洪標準、岸線規(guī)劃、航運要求和其他技術(shù)要求，不得危害堤防安全，影響河勢穩(wěn)定、妨礙行洪暢通；其可行性研究報告按照國家規(guī)定的基本建設(shè)程序報請批準前，其中的工程建設(shè)方案應(yīng)當經(jīng)有關(guān)水行政主管部門根據(jù)前述防洪要求審查同意?！睘榇耍椖繕I(yè)主單位委托我公司承擔XX水電站洪水影響評價工作。1.2評價依據(jù)⑴.《中華人民共和國水法》，2002、9⑵.《中華人民共和國防洪法》，1998、1⑶.《中華人民共和國河道管理條例》，1988、6⑷.《防洪標準》（GB50201-94）⑸.國家計委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》（水政[1992]7號）⑹.水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導則》（辦建管[2004]109號）⑺.《XX電站可行性研究報告》⑻.有關(guān)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準。1.3技術(shù)路線及工作內(nèi)容根據(jù)防洪法及水法有關(guān)規(guī)定，洪水影響評估應(yīng)當提出工程對洪水的影響、洪水對建設(shè)項目的影響，結(jié)合本工程的實際情況，本項目的洪水影響評價主要內(nèi)容如下：⑴.建設(shè)項目對河道行洪安全的影響。⑵.建設(shè)項目工程施工對防洪的影響。⑶.河道規(guī)劃對建設(shè)項目的影響。⑷.河道行洪對建設(shè)項目的影響。2基本情況2.1建設(shè)項目概況XX水電站位于XX縣XX管理區(qū)的XX村境內(nèi)，距XX縣城45km，距XX到XX的南線二級公路1km。所在河流為修河支流黃荊水，黃荊水發(fā)源于XX縣的XX山脈，自河源流經(jīng)XX、XX、XX等地，自南向北匯入修河。XX水電站壩址以上集雨面積為9.5km2，水庫正常高水位322.0m，死水位304.0m，設(shè)計洪水位(P=3.33%)324.41m，校核洪水位(P=0.5%)325.35m，總庫容為123萬m3，調(diào)節(jié)庫容為80.8萬m3，電站裝機容量為1260kw。是一座以發(fā)電為主要效益的水利樞紐工程。XX水電站樞紐建筑物有大壩、引水建筑物、發(fā)電廠房及升壓站等。大壩位于XX村XX鋪下游600m處的XX峽谷處，壩型為砼埋塊石單曲拱壩，壩頂高程325.5m，最大壩高30.5m，采用壩頂溢流，無閘門控制，上下游水流的聯(lián)接方式為水舌挑流型式，溢流段為15m，堰頂高程322.0m。引水建筑物由連結(jié)大壩和隧洞進口的壓力鋼管、引水隧洞、連結(jié)隧洞出口與廠房發(fā)電機組的壓力鋼管等組成；進水口布置在大壩左岸，引水發(fā)電隧洞全長420m，壓力鋼管全長573.16m。發(fā)電廠房為引水式地面廠房，廠址設(shè)在XX里河左岸山腳開闊平地，廠房結(jié)構(gòu)尺寸為16×8.5×5.5（長×寬×高）。開關(guān)站布置在廠房左側(cè)，平面尺寸為長8×12m，地面高程為93.50m，和廠房高程平齊。XX水電站裝機容量為2×630KW，單機容量為630KW，最大水頭223m，設(shè)計水頭217m，最小水頭205m。電站平均年發(fā)電量為427.26萬kw·h，年利用小時數(shù)為3391小時。2.2河道基本情況XX水電站位于XX省西北部修河中下游的黃荊小流域上，黃荊水屬修河下游水系，發(fā)源于XX縣XX山脈，全流域集雨面積為11.82km2，河道干流總長7.9km，主河自河源流經(jīng)XX、XX、XX等地，自南向北匯入修河XX庫區(qū)。XX水電站位于XX縣XX管理區(qū)的XX村，壩址以上控制流域內(nèi)主河長6.8km，控制流域面積9.5km2。壩址地處XX鋪下游0.6km的XX峽谷處，離XX至XX的南線公路1km。大壩控制流域內(nèi)群山環(huán)抱，山勢陡峭，整個流域范圍內(nèi)山青水秀，樹木茂密，植被狀況良好，壩址以上河道加權(quán)平均陂降為0.0317，山高坡陡，水流湍急。XX電站以上流域內(nèi)沒有興建水利工程，對XX水電站徑流的時空分布不會產(chǎn)生影響。2.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況黃荊小流域上沒有興建蓄、引、提水工程。河道為天然河道，兩岸無堤防及護岸工程。3河道演變3.1河道歷史演變概況XX水電站位于XX省西北部修河中下游的黃荊小流域上，黃荊水屬修河下游水系，發(fā)源于XX山脈，主河自河源流經(jīng)XX、XX、XX等地，自南向北匯入修河XX庫區(qū)。工程區(qū)位于XX山－XX山之XX區(qū)XX山脈之北麓，山脈及河谷作近南北向狹長帶狀展布。為中低山和構(gòu)造剝蝕地貌；沿河及其兩岸為河流侵蝕或堆積地貌。地形兩周高、中間低。由于受地質(zhì)構(gòu)造和巖石性質(zhì)的影響，河流平面形態(tài)呈峽谷段和寬谷段相間的藕節(jié)狀外形。在XX峽谷上游為寬谷河段，呈現(xiàn)岸坡平緩、階地發(fā)育，河中有河漫灘等泥沙堆積物。從XX峽谷至XX為峽谷河段，呈現(xiàn)谷坡陡峻、基巖裸露，該小流域落差大部分集中在這一河段上，形成流速很高的急流或瀑布。XX位于峽谷出口，XX以下距河口僅1.5km，沿途河床較平坦，地勢開闊。XX河流挾帶的泥沙多為細沙、粉沙和粘土，而組成河床的泥沙多為卵石、塊石和基巖，兩者性質(zhì)迥然不同。其懸移質(zhì)含沙量一般處于不餉和狀態(tài)，其沙量的主要來源是汛期暴雨的沖刷，一年中的來沙量大都集中在汛期幾個月內(nèi)，平時很少，由于整個小流域巖石風化不嚴重，植被良好，河流含沙量很小。3.2河道演變趨勢分析XX電站壩址以上基本上是峽谷地段，兩岸及山嶺樹木茂密，植被良好，河谷發(fā)育，谷身狹窄，水流湍急，蜿蜒曲折穿行于峽谷之中，壩址處“V”字型河段，河水自東向西經(jīng)壩址再折向東北以數(shù)十米瀑布跌入峽谷，壩址處于瀑布上游100米處，壩址兩岸地行較對稱，邊坡穩(wěn)定，左岸巖體雄厚，下陡上緩，最陡達到60°，巖石裸露；左岸為一較單薄的山梁，下緩中陡上緩轉(zhuǎn)平，中下部有坡積物，巖石多為裸露。XX電站工程興建后，正常蓄水位為322m，水庫回水基本在原河槽內(nèi)。庫周山體雄厚，無低矮埡口及斷層貫穿庫外，水庫無永久滲漏之虞。組成庫盆、庫岸的巖體多為較堅硬的震旦系砂礫巖類，壩址河谷呈“V”字型，為縱向谷，兩岸基本對稱，兩岸山體高程在380m以上，第四系堆積厚度小，庫岸山坡坡角一般40-50°左右，自然岸坡基本穩(wěn)定，當水庫蓄水后，近壩庫區(qū)穩(wěn)定，不會產(chǎn)生滑坡坍塌現(xiàn)象。庫內(nèi)耕地少，居民點稀疏，無圩鎮(zhèn)及工礦企業(yè)。據(jù)調(diào)查，庫內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)開采價值的礦產(chǎn)分布，庫區(qū)淹沒少。庫內(nèi)植被及水土保持良好，流域輸沙量不大，屬少沙河流。XX電站建成后，水庫上游大部分泥沙將以三角洲淤積模式淤積在庫尾。由于淤積，將使回水相應(yīng)地抬高，回水線向上游延伸，反過來又影響尾部淤積，導致淤積向上游發(fā)展。發(fā)電水位消落時，庫尾部分泥沙將向庫內(nèi)推移。4防洪評價計算4.1水文分析計算4.1.1洪水特性成因分析本流域地處亞熱帶東南季風區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，屬暖濕帶多雨氣候，流域洪水由暴雨形成，暴雨按成因主要有鋒面氣旋雨、熱雷雨以及臺風雨。由于壩址以上流域地處贛西北，距臺風登陸海岸較遠，且受高山的屏障作用，故受臺風暴雨影響較小，年最大洪水多數(shù)由鋒面雨形成。XX水屬于典型的山溪性河流，河床狹窄、坡降陡、落差大、水流湍急，洪水出現(xiàn)的季節(jié)與暴雨出現(xiàn)的季節(jié)一致，暴雨強度大、歷時短且匯流快，洪水來勢猛、陡漲陡落。據(jù)羅溪站資料，年最大洪水發(fā)生時間一般為3～9月份，主要地集中在4～7月份，占86.2%，而以6月份發(fā)生次數(shù)為最多，占48.3%。從洪水過程形狀來看，單峰形居多，一次洪水過程一般為3～5天。4.1.2洪水計算XX水電站壩址處無實測洪水資料，但其鄰近流域羅溪水的羅溪水文站具有1961～2001年共41年的實測洪水資料，而且資料的精度較高，系列較長，在此以羅溪水文站為參證站，推求XX電站壩址處所需的設(shè)計洪水資料。將羅溪站實測洪水資料采用水文比擬法可得到XX壩址處洪水系列。洪水置換公式：Q設(shè)m=Q參m式中：Q設(shè)m—XX電站壩址處洪峰流量（m3/s）F設(shè)—XX電站壩址處集雨面積（km2）F參—羅溪站集雨面積（km2）Q參m—羅溪站洪峰流量（m3/s）n—面積關(guān)系指數(shù)，結(jié)合實際資料分析的經(jīng)驗采用2/3對XX電站洪水系列進行統(tǒng)計計算（見表2.5.1）由此可點繪經(jīng)驗頻率曲線。采用三點法計算理論頻率曲線，經(jīng)計算和多次適線，最后確定XX電站壩址處自然洪峰流量的理論頻率曲線參數(shù)如下：max=46m3/sCV=0.85，CS=3.5CV由理論頻率曲線即可查得XX電站壩址處不同頻率的設(shè)計自然洪峰流量值。洪峰流量計算成果表4.1頻率（%）0.20.5123.335102050流量（m3/ss）259216184152135113835728為了檢驗成果的合理性，依據(jù)《XX省暴雨洪水查算手冊》(1986年版)所介紹的方法，由雨量途徑推求XX壩址的設(shè)計洪水。經(jīng)用1：1萬和1：5萬的地形圖量算，XX電站壩址以上流域面積9.5km2，主河長度6.8km，主河道坡降為0.0317,由《手冊》附圖查得XX壩址以上流域最大24小時點暴雨量為122mm，變差系數(shù)CV=0.50，CS=3.5CV。按照《手冊》的規(guī)定，流域匯流采用推理公式計算。設(shè)計洪水成果見表4.2。洪峰流量計算成果表4.2頻率（%）0.523.33流量（m3/ss）2311801474.1.3設(shè)計洪水過程線推求XX壩址設(shè)計洪水過程線采用典型洪水過程線放大方法推求，根據(jù)有關(guān)典型洪水過程線的選擇原則，選出羅溪水文站1966年7月8日至9日洪水過程線為典型，采用設(shè)計洪峰流量同頻率控制放大典型洪水過程線方法求得XX各種頻率的設(shè)計洪水過程線。4.1.4施工洪水根據(jù)施工專業(yè)要求，需計算9～3月各分期10%、20%的洪峰流量；1～12月各月的10%、20%的月平均流量。根據(jù)羅溪水文站實測資料，按不跨期原則獨立選取樣本進行頻率計算。采用P-Ⅲ線型配線選定統(tǒng)計參數(shù)，然后按流域面積比的2/3次方關(guān)系將羅溪水文站的設(shè)計值換算至XX壩址，即得XX壩址施工期設(shè)計流量。XX壩址施工期設(shè)計流量成果表表2.5.2月份QP(m3/s)月份QP(m3/s)10%20%10%20%13.01.9818.612.225.03.9922.913.3312.99.0106.44.6427.219.3115.43.6542.122.7122.61.5668.444.19～327.917.0745.625.84.2壅水分析計算4.2.1工程等級與洪水標準XX水電站是一座以發(fā)電為主的小一型水電工程，水庫總庫容123萬m3，裝機容量2×630kw，依據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，水庫屬Ⅳ等工程，攔河壩為4級建筑物，引水隧洞和發(fā)電廠房屬Ⅴ等工程，相應(yīng)建筑物為5級。通過水文計算求得擋水建筑物的洪水標準如下：設(shè)計洪水為30年一遇(3.33%)，相應(yīng)流量為135m3/s校核洪水為200年一遇(0.5%)，相應(yīng)流量為216m3/s經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計算，水庫校核洪水位（P=0.5%）：325.35m，下泄流量184m3/s設(shè)計洪水位（P=3.33%）：324.41m，下泄流量112m3/s4.2.2泄水建筑物尺寸及洪水調(diào)節(jié)XX電站壩下設(shè)有發(fā)電涵管，其泄流能力較小，不能預(yù)先騰空庫容以備防洪之用。壩下涵管根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求也不能參與泄洪。因此電站泄洪全部由溢流堰承擔。溢流堰無閘門控制，堰頂高程與正常蓄水位齊平為322m，因此調(diào)洪演算起調(diào)水位定為322m，根據(jù)設(shè)計洪水過程、溢流堰下泄洪水能力及水庫的調(diào)蓄能力來調(diào)節(jié)庫水位，溢流堰自由渲泄洪水。根據(jù)大壩下游河床特征，泄流寬度和下游河床基本一致，取溢流寬度B=15m，溢流堰為WES曲線，取流量系數(shù)m=0.50，經(jīng)計算可得各頻率洪水的調(diào)洪成果，見表4.3.1。洪水調(diào)節(jié)計算成果表表4.3.1洪水頻率（%）0.523.33最大入庫流量（m3/s）216152135最大出庫流量（m3/s）184128112水庫最高水位((m)325.35324.46324.414.3沖刷與淤積分析4.3.1沖刷分析XX電站攔河壩修建后，汛期泄洪時將對下游河床產(chǎn)生沖刷，此處采用可研報告中沖刷計算成果。①計算最大沖刷坑深度T攔河壩下游沖刷坑最低高程計算：沖坑高程=下游水位－沖坑水深tp，而tp按下式計算：tp=Kq0.5Z0.25式中：k－沖坑系數(shù)，取k=1.1；q－單寬流量；z－上下游水位差；校核泄量Q=184m3/s，求得Tp＝8.70m，沖刷坑最低高程為290.52m。由壩址下游河道河床地面高程295.0m，求得沖刷坑最大深度為：T=地面高程－沖壩最低高程=295.0－290.5=4.5m。②計算最大沖刷坑深度的相應(yīng)挑距最大沖刷壩深度的相應(yīng)挑距L2(挑流坎末端到?jīng)_坑最低點的水平距離)=L1＋l，L1為挑流坎末端至水股入水點的距離，按下式計算：已知挑射角為18°；相應(yīng)于最大沖刷刷坑深度的的流量為184mm3/s；相應(yīng)于最大流量量的庫水位位和下游水水位分別為為H1=3255.35mm，H2=2999.23mm，則上下下游水位差差為：z=3225.355－299..23=226.122m；庫水位與挑流坎坎坎頂高差差為：S=3225.355－322..00=33.35mm；查表得自由出流流的溢流堰堰流速系數(shù)數(shù)：=0..95；則挑流坎末端流流速為：v=挑流坎末端水深深為：將以上分別代入入L1的公式，得得水股入入水點到?jīng)_沖刷坑最低低點的水平平距離l按下式計計算：l=tpctggβ式中：tp==8.700m；入入射角β由式計算算：ccosβ==0.3334求得β=70.49°°，于是求求得：l=8.70××ctg770.499°=8..70×00.3544=3.008m所以挑距L2==L1+l=117.811+3.008=200.89mm③核算沖刷坑對建建筑物安全全的影響按下式核算：ic為臨界安全坡度度：ic=1/3～1/4求得根據(jù)計算結(jié)果，沖沖刷坑不致致影響建筑筑物的安全全，壩下游游段可不進進行防護處處理。4.3.2淤淤積分析黃荊小流域內(nèi)植被良良好，水土土流失甚少少，流域輸輸沙量不大大，屬少沙沙河流，XXX電站建建成后，水水庫上游大大部分泥沙沙將以三角角洲淤積模式淤積積在庫尾。由由于淤積，將將使回水相相應(yīng)地抬高高，回水線線向上游延延伸，反過過來又影響響尾部淤積積，導致淤淤積向上游游發(fā)展。發(fā)發(fā)電水位消消落時，庫庫尾部分泥泥沙將向庫庫內(nèi)推移。根據(jù)河道比降和和庫區(qū)泥沙沙結(jié)構(gòu)，選選擇深孔沖沖沙方案沖沖排庫區(qū)泥泥沙。沖的理庫因力庫將下強短淤成然灘向溢到的泥中定粒為因使板砂間長每一4.4河勢影影響分析XX電站興建后后，水庫正常蓄蓄水位為3322.000m，水庫回回水基本在在原河槽內(nèi)內(nèi)，主流線線沒有發(fā)生生變化、不會影響響庫區(qū)岸坡的的穩(wěn)定，近壩庫區(qū)區(qū)不會產(chǎn)生生滑坡坍塌塌現(xiàn)象。攔河壩泄洪寬度度和下游主主河槽寬度基本本一致，洪洪水下泄后后歸于原河河槽，主流流線沒有發(fā)發(fā)生變化，水庫泄洪時大壩下游將形成沖刷坑，但不會對兩岸坡產(chǎn)生沖刷作用。5防洪綜合評價5.1與現(xiàn)有有水利規(guī)劃劃的關(guān)系與與影響分析析XX工程所在河河流無防洪規(guī)規(guī)劃、岸線線規(guī)劃及河河道整治規(guī)規(guī)劃。XXX電站的興興建不影響響修河的水利規(guī)規(guī)劃，項目的建建設(shè)符合修修河水利規(guī)規(guī)劃的總體體要求與整整治目標。5.2與現(xiàn)有有防洪標準準、有關(guān)技技術(shù)要求和和管理要求求的適應(yīng)性性分析本工程攔河壩工工程等別為為Ⅳ、建筑物物為4級，攔河壩壩洪水標準準為為30年一遇洪洪水設(shè)計(3.333%)，相應(yīng)流流量為135mm3/s，200年一遇洪洪水校核(0.55%)，相應(yīng)流流量為216mm3/s。和現(xiàn)行行《水利水水電工程等等級劃分及及洪水標準準》(SL2252-22000))相符。同時時項目建設(shè)設(shè)符合水利利部門的有有關(guān)管理規(guī)規(guī)定。5.3對行洪洪安全的影影響分析工程建設(shè)后，水水庫正常蓄蓄水位為3322.000m，由于水庫庫的調(diào)洪作用，設(shè)設(shè)防標準情情況下水庫庫下泄的流流量將小于于天然洪峰峰流量，不不會降低水水庫下游河河道的防洪洪標準。5.4對河勢勢穩(wěn)定的影影響分析XX電站工程興興建后，正正常蓄水位位為3222.00mm，水庫回回水基本在在原河槽內(nèi)內(nèi)，組成庫庫盆、庫岸岸的巖體多多為較堅硬硬的震旦系系砂礫巖類類，水庫近近壩庫區(qū)自自然邊坡較較穩(wěn)定，不不會產(chǎn)生滑滑坡坍塌現(xiàn)現(xiàn)象。庫岸兩側(cè)植被及及水土保持