羅敷河應(yīng)急分洪工程方案探討

羅敷河應(yīng)急分洪工程方案探討

華陰市南山支流羅福河位于華陰市西部，是華陰市最大的支流。羅敷河老西潼公路至入渭口河道長(zhǎng)10.86km,平均縱坡為0.78‰。羅敷河入渭口受渭河洪水頂托倒灌,引起入渭行洪受阻,由于河口淤積,出口段已經(jīng)成為臨背差高達(dá)2~3m的地上懸河,支流泄洪不暢,加之支流河道堤防標(biāo)準(zhǔn)低、隱患多,易造成洪水決堤、漫溢等險(xiǎn)情。為了提高華陰南山支流堤防抗洪能力,改善華陰夾槽區(qū)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境,保障移民返遷安置區(qū)防洪安全,在全面分析羅敷河洪水頻率、洪水來(lái)源、洪水過(guò)程的基礎(chǔ)上,利用地勢(shì)低洼、無(wú)村莊的區(qū)域,在現(xiàn)狀防洪體系框架內(nèi)對(duì)羅敷河采取應(yīng)急分洪方式進(jìn)行蓄滯利用,提高南山支流洪水可控性,避免常遇中小洪水災(zāi)害。同時(shí)兼顧洪水資源利用,形成濕地水面,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。1羅福河應(yīng)急分洪工程方案1.1分洪流量分析羅敷河老西潼公路至入渭口段現(xiàn)狀堤防已按南山支流10a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理。為解決羅敷河超標(biāo)準(zhǔn)洪水造成的漫溢險(xiǎn)情,本次應(yīng)急分洪區(qū)建設(shè)是在不提高現(xiàn)狀堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下,進(jìn)行分洪運(yùn)用,分洪流量按照河道洪水分蓄削減至支流河道10a一遇洪水設(shè)計(jì),分洪最大流量按照將接近或平堤洪水(相當(dāng)于20a一遇洪水)削減到支流堤防10a一遇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。1.2確定不同流量下的洪水流量和總蓄洪量1.2.1分洪流量校核的原則按照分洪標(biāo)準(zhǔn),分洪流量按照河道10a一遇洪水設(shè)計(jì)、支流堤防漫溢洪水校核的原則,根據(jù)分洪區(qū)總體布置及分洪口位置選定情況,分洪最大流量按照將接近或平堤洪水(相當(dāng)于20a一遇洪水)削減到支流堤防10a一遇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。依據(jù)水文復(fù)核結(jié)果,經(jīng)計(jì)算羅敷河設(shè)計(jì)分洪河道流量見表1。1.2.2流量計(jì)算及運(yùn)行關(guān)鍵過(guò)程控制本次調(diào)洪計(jì)算選取羅敷河接近或平堤洪水1日洪水過(guò)程進(jìn)行分洪調(diào)節(jié)計(jì)算。依據(jù)河道水位~流量關(guān)系曲線、分洪閘泄流能力曲線以及平堤洪水過(guò)程線進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。調(diào)節(jié)計(jì)算流量為河道總流量為80m3/s時(shí)段開始開啟閘門起調(diào),結(jié)束以80m3/s時(shí)段關(guān)閉閘門。調(diào)節(jié)計(jì)算過(guò)程中閘門開啟第一時(shí)段以單獨(dú)開啟中孔閘門計(jì),結(jié)束時(shí)段以來(lái)流總量80m3/s時(shí)先關(guān)閉兩邊孔閘門,后關(guān)閉中孔閘門。經(jīng)過(guò)選取典型洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算,羅敷河平堤洪水1日洪水總量為848萬(wàn)m3,分洪閘引洪量為240萬(wàn)m3,分洪閘設(shè)計(jì)流量為92m3/s,河道過(guò)洪流量為188m3/s。1.3沿二華干溝區(qū)域分洪區(qū)工程主要包括分洪閘、擋水堤、退水渠等建筑物。分洪區(qū)位置總體布設(shè)時(shí)遵循盡可能靠近河流兩岸沒有村莊、不涉及搬遷的低洼區(qū)域,并能及時(shí)分洪和迅速退洪的原則,沿二華干溝布設(shè);擋水堤的布設(shè)盡量利用現(xiàn)有工程,以節(jié)約投資,還應(yīng)考慮占地少、工程施工容易、管理方便。分洪口設(shè)置應(yīng)盡量靠近上游,以便最大范圍減少下游河段的防洪壓力,同時(shí)要考慮分洪口處河道內(nèi)外高程能滿足自流分洪條件。退水渠布設(shè)盡量沿著二華干溝,高程要滿足自流要求,退水口位置選擇盡量減少受渭河倒灌影響。1.4羅福河洪水區(qū)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)1.4.1干溝地區(qū)的分布羅敷河出峪后至老西潼公路以南為山前洪積扇地區(qū),地勢(shì)高、坡降大,不具備建設(shè)分洪區(qū)條件。二華干溝兩岸,為“二華夾槽”地勢(shì)低洼區(qū)域,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘,二華干溝以南村莊較多,且在干溝附近分布著高家村、連村兩個(gè)移民村莊;干溝以北均為耕地,且多為部隊(duì)農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)用地,分洪蓄滯條件較好。結(jié)合蓄洪區(qū)綜合利用需要,經(jīng)詳細(xì)分析,在二華干溝以北建設(shè)蓄洪區(qū),占地面積:175萬(wàn)m2(2631畝),設(shè)計(jì)蓄洪容積約373萬(wàn)m3,新建擋水堤7.70km。1.4.2方案一:羅敷河右堤方案為了最大限度的利用分洪區(qū)分滯洪水,減少羅敷河峪口以下老西潼公路至擬建分洪區(qū)上游河段堤防的防洪壓力,分洪口應(yīng)盡量靠近上游。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘,結(jié)合1:10000地形資料以及實(shí)測(cè)地形圖設(shè)置兩處閘址進(jìn)行分析。方案一:選擇在緊鄰二華排水干溝南岸,分洪口在老西潼公路以下2km處羅敷河右堤上,對(duì)應(yīng)樁號(hào)約1+950處,緊鄰干溝南堤布置。方案二:選擇在高鐵路以下彎道處,距離方案一閘址約1.0km。兩方案比較見表2。鑒于兩方案投資相差不大,方案二有利于羅敷河堤防安全,且斷面處水質(zhì)較好,由于分洪區(qū)內(nèi)水體基本靜止易產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化,因此綜合分析推薦方案二閘址,選擇在高鐵路以下彎道處,距離方案一閘址約1.0km,對(duì)應(yīng)羅敷河堤防樁號(hào)約1+000處。2閘前進(jìn)水部分分洪閘布置在羅敷河右堤上,分洪閘順?biāo)鬏S線盡量與羅敷河道垂直,閘前進(jìn)水部分,以不影響河道泄洪能力為前提,與堤防臨水坡相結(jié)合,在閘門處上下游河道進(jìn)行砌護(hù)。閘后設(shè)置陡坡、消力池等消能設(shè)施,保證分洪時(shí)不影響閘門主體建筑物的安全,并能與引洪渠水面平順銜接。31排水溝的配置與分水閘消力池銜接后,沿二華干溝南順著干溝方向向東布設(shè),在秦電二期灰池東邊處涵洞跨過(guò)干溝進(jìn)入分洪區(qū)。1.4.3分洪區(qū)末端二華干溝排放系統(tǒng)進(jìn)設(shè)計(jì)放坡方案因分洪區(qū)兼作景觀水面,退水口的布設(shè)不僅要考慮蓄洪期間退洪問(wèn)題,還要考慮景觀水面流動(dòng)要求,羅敷河分洪區(qū)修建常水水面工程后,湖水排空困難,本次擬在分洪區(qū)末端二華排水干溝左堤背水側(cè)干溝堤坡上修建退水閘將洪水排入干溝,利用二華干溝排水。2工程實(shí)施方法2.1工程運(yùn)行方式確定工程建成運(yùn)行后,對(duì)支流遭遇不同洪水來(lái)源、支流堤防不同水位,并考慮入渭口設(shè)閘條件等情況,確定汛期工程運(yùn)行方式。經(jīng)過(guò)水文分析,南山支流洪水一般是先于渭河洪水,渭河洪水與南山支流洪水遭遇的幾率非常小。所以本次按干支流洪水不遭遇考慮運(yùn)行方式。2.1.1河道洪水加入量計(jì)當(dāng)羅敷河洪水流量超過(guò)80m3/s,河道水位337.1m時(shí),依次開啟中孔和邊孔閘門將河道洪水引入分洪區(qū),當(dāng)河道洪峰流量降至80m3/s,先關(guān)閉邊孔閘門,最后關(guān)閉中孔閘門。2.1.2防倒灌閘時(shí)開啟干流分洪閘當(dāng)渭河發(fā)生洪水時(shí),分兩種情況確定運(yùn)行方式:第一:當(dāng)入渭口設(shè)置防倒灌閘時(shí),可以關(guān)閉防倒灌閘,開啟支流分洪閘,把支流河水放入到分洪區(qū);第二種情況,若沒有防倒灌閘時(shí),當(dāng)渭河發(fā)生洪水倒灌支流時(shí),關(guān)閉分洪閘,防止渭河高含沙洪水進(jìn)入分洪區(qū)。2.2避免水體富營(yíng)養(yǎng)化非汛期,分洪區(qū)作為景觀湖區(qū)使用,為了補(bǔ)充分洪區(qū)蒸發(fā)及滲漏損失,且避免湖區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化,平時(shí)可小開分洪閘,從河道中引取一定流量的河水,形成動(dòng)水,并從退水渠排入二華排水干溝并引至渭河。3分洪、蓄滯洪水的措施華陰市羅敷河應(yīng)急分洪利用工程的建設(shè)提高了支流洪水可控性,避免或減輕洪水災(zāi)害,通過(guò)建設(shè)應(yīng)急分洪工程可消減洪峰流量,提高或維持河道的整體防洪能力,是一種很好調(diào)控洪水的措施,對(duì)有效解決二華夾槽地區(qū)的防洪壓力是十分必要的。在二華夾槽地區(qū)選擇合適位置,修建分洪區(qū)分流和蓄滯洪水,是對(duì)現(xiàn)有防洪體系的有效補(bǔ)充和完善,與支流堤防、干流擋