江西水电站防洪评价报告

PAGEPAGE18XX县XX水电站防洪评价报告XX省XX水利电力勘察设计有限责任公司工程设计丙级144019-Sb二○○六年十一月1概述1.1项目背景XX水电站是XX县的重点水利建设项目，电站位于XX县XX管理区的XX村。XX县是XX重点产粮县，建国五十多年来，大力发展了机电排灌工程，全县拥有电力排灌装机1.66万千瓦，同时县办工业、乡镇企业发展快，用电负荷大，其中：农业用电16000千瓦，县办工业用电和乡镇企业用电12000千瓦，群众生活用电6500千瓦。而目前XX用电主要是靠大电网供电，限电指标在5000～8000千瓦左右。因此，电力供应十分紧张，经常停电和限电，严重影响了工农业生产，电能已成为XX县发展经济的一个严重制约因素。因此，XX电站的建设对改善区域电力供应，提高区域用电水平，发展区域地方经济，充分利用水能资源均具有重要的作用。根据《中华人民共和国防洪法》第三章第二十七条：“建设跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线、取水、排水等工程设施，应当符合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求，不得危害堤防安全，影响河势稳定、妨碍行洪畅通；其可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准前，其中的工程建设方案应当经有关水行政主管部门根据前述防洪要求审查同意。”为此，项目业主单位委托我公司承担XX水电站洪水影响评价工作。1.2评价依据⑴.《中华人民共和国水法》，2002、9⑵.《中华人民共和国防洪法》，1998、1⑶.《中华人民共和国河道管理条例》，1988、6⑷.《防洪标准》（GB50201-94）⑸.国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政[1992]7号）⑹.水利部《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（办建管[2004]109号）⑺.《XX电站可行性研究报告》⑻.有关技术规范和技术标准。1.3技术路线及工作内容根据防洪法及水法有关规定，洪水影响评估应当提出工程对洪水的影响、洪水对建设项目的影响，结合本工程的实际情况，本项目的洪水影响评价主要内容如下：⑴.建设项目对河道行洪安全的影响。⑵.建设项目工程施工对防洪的影响。⑶.河道规划对建设项目的影响。⑷.河道行洪对建设项目的影响。2基本情况2.1建设项目概况XX水电站位于XX县XX管理区的XX村境内，距XX县城45km，距XX到XX的南线二级公路1km。所在河流为修河支流黄荆水，黄荆水发源于XX县的XX山脉，自河源流经XX、XX、XX等地，自南向北汇入修河。XX水电站坝址以上集雨面积为9.5km2，水库正常高水位322.0m，死水位304.0m，设计洪水位(P=3.33%)324.41m，校核洪水位(P=0.5%)325.35m，总库容为123万m3，调节库容为80.8万m3，电站装机容量为1260kw。是一座以发电为主要效益的水利枢纽工程。XX水电站枢纽建筑物有大坝、引水建筑物、发电厂房及升压站等。大坝位于XX村XX铺下游600m处的XX峡谷处，坝型为砼埋块石单曲拱坝，坝顶高程325.5m，最大坝高30.5m，采用坝顶溢流，无闸门控制，上下游水流的联接方式为水舌挑流型式，溢流段为15m，堰顶高程322.0m。引水建筑物由连结大坝和隧洞进口的压力钢管、引水隧洞、连结隧洞出口与厂房发电机组的压力钢管等组成；进水口布置在大坝左岸，引水发电隧洞全长420m，压力钢管全长573.16m。发电厂房为引水式地面厂房，厂址设在XX里河左岸山脚开阔平地，厂房结构尺寸为16×8.5×5.5（长×宽×高）。开关站布置在厂房左侧，平面尺寸为长8×12m，地面高程为93.50m，和厂房高程平齐。XX水电站装机容量为2×630KW，单机容量为630KW，最大水头223m，设计水头217m，最小水头205m。电站平均年发电量为427.26万kw·h，年利用小时数为3391小时。2.2河道基本情况XX水电站位于XX省西北部修河中下游的黄荆小流域上，黄荆水属修河下游水系，发源于XX县XX山脉，全流域集雨面积为11.82km2，河道干流总长7.9km，主河自河源流经XX、XX、XX等地，自南向北汇入修河XX库区。XX水电站位于XX县XX管理区的XX村，坝址以上控制流域内主河长6.8km，控制流域面积9.5km2。坝址地处XX铺下游0.6km的XX峡谷处，离XX至XX的南线公路1km。大坝控制流域内群山环抱，山势陡峭，整个流域范围内山青水秀，树木茂密，植被状况良好，坝址以上河道加权平均陂降为0.0317，山高坡陡，水流湍急。XX电站以上流域内没有兴建水利工程，对XX水电站径流的时空分布不会产生影响。2.3现有水利工程及其它设施情况黄荆小流域上没有兴建蓄、引、提水工程。河道为天然河道，两岸无堤防及护岸工程。3河道演变3.1河道历史演变概况XX水电站位于XX省西北部修河中下游的黄荆小流域上，黄荆水属修河下游水系，发源于XX山脉，主河自河源流经XX、XX、XX等地，自南向北汇入修河XX库区。工程区位于XX山－XX山之XX区XX山脉之北麓，山脉及河谷作近南北向狭长带状展布。为中低山和构造剥蚀地貌；沿河及其两岸为河流侵蚀或堆积地貌。地形两周高、中间低。由于受地质构造和岩石性质的影响，河流平面形态呈峡谷段和宽谷段相间的藕节状外形。在XX峡谷上游为宽谷河段，呈现岸坡平缓、阶地发育，河中有河漫滩等泥沙堆积物。从XX峡谷至XX为峡谷河段，呈现谷坡陡峻、基岩裸露，该小流域落差大部分集中在这一河段上，形成流速很高的急流或瀑布。XX位于峡谷出口，XX以下距河口仅1.5km，沿途河床较平坦，地势开阔。XX河流挟带的泥沙多为细沙、粉沙和粘土，而组成河床的泥沙多为卵石、块石和基岩，两者性质迥然不同。其悬移质含沙量一般处于不饷和状态，其沙量的主要来源是汛期暴雨的冲刷，一年中的来沙量大都集中在汛期几个月内，平时很少，由于整个小流域岩石风化不严重，植被良好，河流含沙量很小。3.2河道演变趋势分析XX电站坝址以上基本上是峡谷地段，两岸及山岭树木茂密，植被良好，河谷发育，谷身狭窄，水流湍急，蜿蜒曲折穿行于峡谷之中，坝址处“V”字型河段，河水自东向西经坝址再折向东北以数十米瀑布跌入峡谷，坝址处于瀑布上游100米处，坝址两岸地行较对称，边坡稳定，左岸岩体雄厚，下陡上缓，最陡达到60°，岩石裸露；左岸为一较单薄的山梁，下缓中陡上缓转平，中下部有坡积物，岩石多为裸露。XX电站工程兴建后，正常蓄水位为322m，水库回水基本在原河槽内。库周山体雄厚，无低矮垭口及断层贯穿库外，水库无永久渗漏之虞。组成库盆、库岸的岩体多为较坚硬的震旦系砂砾岩类，坝址河谷呈“V”字型，为纵向谷，两岸基本对称，两岸山体高程在380m以上，第四系堆积厚度小，库岸山坡坡角一般40-50°左右，自然岸坡基本稳定，当水库蓄水后，近坝库区稳定，不会产生滑坡坍塌现象。库内耕地少，居民点稀疏，无圩镇及工矿企业。据调查，库内未发现有工业开采价值的矿产分布，库区淹没少。库内植被及水土保持良好，流域输沙量不大，属少沙河流。XX电站建成后，水库上游大部分泥沙将以三角洲淤积模式淤积在库尾。由于淤积，将使回水相应地抬高，回水线向上游延伸，反过来又影响尾部淤积，导致淤积向上游发展。发电水位消落时，库尾部分泥沙将向库内推移。4防洪评价计算4.1水文分析计算4.1.1洪水特性成因分析本流域地处亚热带东南季风区，气候温和，雨量充沛，属暖湿带多雨气候，流域洪水由暴雨形成，暴雨按成因主要有锋面气旋雨、热雷雨以及台风雨。由于坝址以上流域地处赣西北，距台风登陆海岸较远，且受高山的屏障作用，故受台风暴雨影响较小，年最大洪水多数由锋面雨形成。XX水属于典型的山溪性河流，河床狭窄、坡降陡、落差大、水流湍急，洪水出现的季节与暴雨出现的季节一致，暴雨强度大、历时短且汇流快，洪水来势猛、陡涨陡落。据罗溪站资料，年最大洪水发生时间一般为3～9月份，主要地集中在4～7月份，占86.2%，而以6月份发生次数为最多，占48.3%。从洪水过程形状来看，单峰形居多，一次洪水过程一般为3～5天。4.1.2洪水计算XX水电站坝址处无实测洪水资料，但其邻近流域罗溪水的罗溪水文站具有1961～2001年共41年的实测洪水资料，而且资料的精度较高，系列较长，在此以罗溪水文站为参证站，推求XX电站坝址处所需的设计洪水资料。将罗溪站实测洪水资料采用水文比拟法可得到XX坝址处洪水系列。洪水置换公式：Q设m=Q参m式中：Q设m—XX电站坝址处洪峰流量（m3/s）F设—XX电站坝址处集雨面积（km2）F参—罗溪站集雨面积（km2）Q参m—罗溪站洪峰流量（m3/s）n—面积关系指数，结合实际资料分析的经验采用2/3对XX电站洪水系列进行统计计算（见表2.5.1）由此可点绘经验频率曲线。采用三点法计算理论频率曲线，经计算和多次适线，最后确定XX电站坝址处自然洪峰流量的理论频率曲线参数如下：max=46m3/sCV=0.85，CS=3.5CV由理论频率曲线即可查得XX电站坝址处不同频率的设计自然洪峰流量值。洪峰流量计算成果表4.1频率（%）0.20.5123.335102050流量（m3/ss）259216184152135113835728为了检验成果的合理性，依据《XX省暴雨洪水查算手册》(1986年版)所介绍的方法，由雨量途径推求XX坝址的设计洪水。经用1：1万和1：5万的地形图量算，XX电站坝址以上流域面积9.5km2，主河长度6.8km，主河道坡降为0.0317,由《手册》附图查得XX坝址以上流域最大24小时点暴雨量为122mm，变差系数CV=0.50，CS=3.5CV。按照《手册》的规定，流域汇流采用推理公式计算。设计洪水成果见表4.2。洪峰流量计算成果表4.2频率（%）0.523.33流量（m3/ss）2311801474.1.3设计洪水过程线推求XX坝址设计洪水过程线采用典型洪水过程线放大方法推求，根据有关典型洪水过程线的选择原则，选出罗溪水文站1966年7月8日至9日洪水过程线为典型，采用设计洪峰流量同频率控制放大典型洪水过程线方法求得XX各种频率的设计洪水过程线。4.1.4施工洪水根据施工专业要求，需计算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。根据罗溪水文站实测资料，按不跨期原则独立选取样本进行频率计算。采用P-Ⅲ线型配线选定统计参数，然后按流域面积比的2/3次方关系将罗溪水文站的设计值换算至XX坝址，即得XX坝址施工期设计流量。XX坝址施工期设计流量成果表表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壅水分析计算4.2.1工程等级与洪水标准XX水电站是一座以发电为主的小一型水电工程，水库总库容123万m3，装机容量2×630kw，依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，水库属Ⅳ等工程，拦河坝为4级建筑物，引水隧洞和发电厂房属Ⅴ等工程，相应建筑物为5级。通过水文计算求得挡水建筑物的洪水标准如下：设计洪水为30年一遇(3.33%)，相应流量为135m3/s校核洪水为200年一遇(0.5%)，相应流量为216m3/s经洪水调节计算，水库校核洪水位（P=0.5%）：325.35m，下泄流量184m3/s设计洪水位（P=3.33%）：324.41m，下泄流量112m3/s4.2.2泄水建筑物尺寸及洪水调节XX电站坝下设有发电涵管，其泄流能力较小，不能预先腾空库容以备防洪之用。坝下涵管根据有关规范要求也不能参与泄洪。因此电站泄洪全部由溢流堰承担。溢流堰无闸门控制，堰顶高程与正常蓄水位齐平为322m，因此调洪演算起调水位定为322m，根据设计洪水过程、溢流堰下泄洪水能力及水库的调蓄能力来调节库水位，溢流堰自由渲泄洪水。根据大坝下游河床特征，泄流宽度和下游河床基本一致，取溢流宽度B=15m，溢流堰为WES曲线，取流量系数m=0.50，经计算可得各频率洪水的调洪成果，见表4.3.1。洪水调节计算成果表表4.3.1洪水频率（%）0.523.33最大入库流量（m3/s）216152135最大出库流量（m3/s）184128112水库最高水位((m)325.35324.46324.414.3冲刷与淤积分析4.3.1冲刷分析XX电站拦河坝修建后，汛期泄洪时将对下游河床产生冲刷，此处采用可研报告中冲刷计算成果。①计算最大冲刷坑深度T拦河坝下游冲刷坑最低高程计算：冲坑高程=下游水位－冲坑水深tp，而tp按下式计算：tp=Kq0.5Z0.25式中：k－冲坑系数，取k=1.1；q－单宽流量；z－上下游水位差；校核泄量Q=184m3/s，求得Tp＝8.70m，冲刷坑最低高程为290.52m。由坝址下游河道河床地面高程295.0m，求得冲刷坑最大深度为：T=地面高程－冲坝最低高程=295.0－290.5=4.5m。②计算最大冲刷坑深度的相应挑距最大冲刷坝深度的相应挑距L2(挑流坎末端到冲坑最低点的水平距离)=L1＋l，L1为挑流坎末端至水股入水点的距离，按下式计算：已知挑射角为18°；相应于最大冲刷刷坑深度的的流量为184mm3/s；相应于最大流量量的库水位位和下游水水位分别为为H1=3255.35mm，H2=2999.23mm，则上下下游水位差差为：z=3225.355－299..23=226.122m；库水位与挑流坎坎坎顶高差差为：S=3225.355－322..00=33.35mm；查表得自由出流流的溢流堰堰流速系数数：=0..95；则挑流坎末端流流速为：v=挑流坎末端水深深为：将以上分别代入入L1的公式，得得水股入入水点到冲冲刷坑最低低点的水平平距离l按下式计计算：l=tpctggβ式中：tp==8.700m；入入射角β由式计算算：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核算冲刷坑对建建筑物安全全的影响按下式核算：ic为临界安全坡度度：ic=1/3～1/4求得根据计算结果，冲冲刷坑不致致影响建筑筑物的安全全，坝下游游段可不进进行防护处处理。4.3.2淤淤积分析黄荆小流域内植被良良好，水土土流失甚少少，流域输输沙量不大大，属少沙沙河流，XXX电站建建成后，水水库上游大大部分泥沙沙将以三角角洲淤积模式淤积积在库尾。由由于淤积，将将使回水相相应地抬高高，回水线线向上游延延伸，反过过来又影响响尾部淤积积，导致淤淤积向上游游发展。发发电水位消消落时，库库尾部分泥泥沙将向库库内推移。根据河道比降和和库区泥沙沙结构，选选择深孔冲冲沙方案冲冲排库区泥泥沙。冲的理库因力库将下强短淤成然滩向溢到的泥中定粒为因使板砂间长每一4.4河势影影响分析XX电站兴建后后，水库正常蓄蓄水位为3322.000m，水库回回水基本在在原河槽内内，主流线线没有发生生变化、不会影响响库区岸坡的的稳定，近坝库区区不会产生生滑坡坍塌塌现象。拦河坝泄洪宽度度和下游主主河槽宽度基本本一致，洪洪水下泄后后归于原河河槽，主流流线没有发发生变化，水库泄洪时大坝下游将形成冲刷坑，但不会对两岸坡产生冲刷作用。5防洪综合评价5.1与现有有水利规划划的关系与与影响分析析XX工程所在河河流无防洪规规划、岸线线规划及河河道整治规规划。XXX电站的兴兴建不影响响修河的水利规规划，项目的建建设符合修修河水利规规划的总体体要求与整整治目标。5.2与现有有防洪标准准、有关技技术要求和和管理要求求的适应性性分析本工程拦河坝工工程等别为为Ⅳ、建筑物物为4级，拦河坝坝洪水标准准为为30年一遇洪洪水设计(3.333%)，相应流流量为135mm3/s，200年一遇洪洪水校核(0.55%)，相应流流量为216mm3/s。和现行行《水利水水电工程等等级划分及及洪水标准准》(SL2252-22000))相符。同时时项目建设设符合水利利部门的有有关管理规规定。5.3对行洪洪安全的影影响分析工程建设后，水水库正常蓄蓄水位为3322.000m，由于水库库的调洪作用，设设防标准情情况下水库库下泄的流流量将小于于天然洪峰峰流量，不不会降低水水库下游河河道的防洪洪标准。5.4对河势势稳定的影影响分析XX电站工程兴兴建后，正正常蓄水位位为3222.00mm，水库回回水基本在在原河槽内内，组成库库盆、库岸岸的岩体多多为较坚硬硬的震旦系系砂砾岩类类，水库近近坝库区自自然边坡较较稳定，不不会产生滑滑坡坍塌现现象。库岸两侧植被及及水土保持