漳河水库流域论文

2024-10-20

漳河水库流域论文(共9篇)

漳河水库流域论文 篇1

1概述

漳河水库流域位于湖北省襄樊、宜昌、荆门3市交界的山区, 水库总库容20.35亿m3, 其中兴利库容9.24亿m3, 集水面积2 212 km2, 是以灌溉为主, 兼有防洪、城市供水、发电、水产养殖、旅游、航运和生态环境保护等多目标综合利用的大型水利工程。近几十年来, 流域内社会经济不断发展, 城镇化、工业化进程速度加快, 为流域人民群众安居乐业和可持续发展奠定了坚实的基础, 但是, 流域社会经济的发展对自然的影响也是不可忽视的, 尤其由于水土资源的开发利用是以自身经济效益为最大目标, 使生态环境受到了一定程度的影响, 流域下垫面因素和水循环条件发生改变, 径流时间序列的统计特征值 (均值、CV (变差系数) 、CS (偏度) ) 也发生了较大的变化, 水文序列已不符合某种意义上的“一致性”定义等, 因而, 有必要研究并认识人类活动对水文过程的影响, 进而指导水库调度决策[1]及合理开发利用流域水土资源, 为充分发挥水库综合利用效益与生态环境的治理、保护等提供依据, 促进社会经济与生态环境的协调发展。

2社会经济发展与漳河水库流域降雨径流的变化情况

2.1社会经济发展

漳河水库流域社会经济发展情况见表1。

从表1可以看出:漳河水库流域经济社会的发展虽然低于全国平均水平, 但也取得了长足的进步, 28年间总人口增长了0.44倍, 平均以每年1.31%的速度向上递增;城镇人口增长了2.34倍, 平均以每年4.40%的速度向上递增;城镇化率增长了1.31倍, 平均以每年3.04%的速度向上递增;GDP增长了13.92倍, 平均以每年10.13%的速度向上递增;人均GDP增长了9.34倍, 平均以每年8.70%的速度向上递增。城镇化率与GDP增幅主要集中在21世纪初, 反映出流域社会经济的快速发展主要在近期。

2.2降雨量变化

漳河水库1963~2008年多年平均降雨量为993.5 mm, 其中, 1963~1970年年均降雨量1 060.1 mm, 1971~1980年年均降雨量944.4 mm, 1981~1990年年均降雨量988.6 mm, 1991~2000年年均降雨量1 018.8 mm, 2001~2008年年均降雨量916.9 mm。可见降雨量变化幅度较大。

以1995年为分界点将原序列分为两部分 (1963~1995年和1996~2008年) , 分别求出前后两个降雨序列的统计特征值进行比较分析, 见表2。

2.3径流量变化

漳河水库1963~2008年多年平均入库径流量8.29亿m3, 其中, 1963~1970年年均入库径流量9.24亿m3, 1971~1980年年均入库径流量7.33亿m3, 1981~1990年年均入库径流量7.50亿m3, 1991~2000年年均入库径流量8.73亿m3, 2001~2008年年均入库径流量9.00亿m3。可见, 入库径流量变化幅度较大。

仍以1995年为分界点, 将原序列分为两部分 (1963~1995年和1996~2008年) , 分别求出前后两个径流序列的统计特征值进行比较分析, 见表3。

2.4原因分析

a. 从表2可以看出, 1月、7月分别是流域降雨量最少与最多以及气温最低与最高的月份, 而1月、7月的降雨量增加趋势也没能改变整个流域降雨量整体下降的趋势, 说明各月降雨量变化幅度较大, 全球气候变暖对流域降雨产生了一定的影响。

b. 从表3可以看出, 年均径流量的增加幅度小于1月、7月径流量的增加幅度, 各月径流量的变化幅度较大, 说明流域下垫面条件已受到人类活动的影响。

c. 从表2、表3可以看出, 1996年后流域平均降雨量减少了3.84%, 但同期入库径流量却增加了20.95%。径流量增加的原因很多。从流域现状情况来看, 主要是人为因素, 如水利资源的开发利用改变了水的原来径流路线, 使水流直接入库的面积有所增加;农业种植结构的调整和生产技术的提高, 使得水稻面积大幅度下降, 农业用水量减少;森林的破坏, 引起蒸发、径流、下渗等过程的变化;城市和工矿区的大气污染和热岛效应改变了流域地区的水循环状况等。

d. 从表2、表3还可以看出, 1963~1995年与1996~2008年两个序列降雨量与径流量的统计特征值 (均值、CVCS) , 具有明显的差异, 已经不符合“一致性”的要求。

e. 近30年来, 漳河水库流域社会经济得到了飞速发展, 然而流域降雨量却呈逐渐减少的趋势, 说明社会经济发展方式有违自然规律, 对自然产生了破坏作用, 进而对流域降雨量产生一定影响。大量研究资料[2]表明, 流域大规模开发利用水土资源始于20世纪70年代, 上游山区毁林开荒, 修建水库, 工业与城镇化进程加快, 人口持续增加, 经济增长采取粗放方式, 资源开发利用较少考虑子孙后代等, 因而对生态环境的破坏较大, 对流域下垫面因素产生了较大的影响, 进而影响了流域降雨量。

3漳河水库流域降雨径流变化趋势分析

3.1分析方法

R/S分析法认为, 人类水事活动能使流域水文过程成为非平稳过程, 因此, 可通过流域分形特征值[3]、赫斯特指数、分形维数来判断水文过程的变化情况[4,5,6,7]。R/S分析法的基本原理与方法如下:

a. 计算均值。设时间序列{χ (t) }, t=1, 2, …, n, 对于任意正整数τ, 定义均值序列为

χ¯ (τ) =1ττ=1nχ (t) τ=12n (1)

b. 计算累积离差。计算公式为

χ (tτ) =t=1t[χ (t) -χ¯ (τ) ]1tτ (2)

c. 计算极差序列。计算公式为

R (τ) =max1tτχ (tτ) -min1tτχ (tτ) (3)

d. 计算标准差序列。计算公式为

S (τ) =1τt=1τ[χ (t) -χ¯ (τ) ]2 (4)

e. 计算极差序列与标准差序列的比值。计算公式为

R (τ) /S (τ) = (ατ) Η (5)

式中:α为常数, H为赫斯特指数。

一维布朗样本函数的赫斯特指数H与其分形维数D0之间有如下关系:

D0=2-Η (6)

因此, 求任意一维布朗运动样本函数的分形维数D0时, 可以先对其数据用上述方法进行R/S分析, 用线性回归方法从下式中算出H值:

ln[R (τ) /S (τ) ]=Ηlnτ+Ηlnα (7)

根据时间序列{χ (t) }, 利用最小二乘法, 可得式 (7) 的直线回归方程, 则直线的斜率即为H。一般认为:①当H=0.5时, 是一个随机游动序列, 反映在多年来水量指标上, 则是各次观测结果之间完全独立, 降水量指标变化是随机的。②当OH<0.5时, 表明时间序列具有长期反相关性, 即未来的总体趋势与过去相反, 过程具有反持续性, 且H值越接近0, 反持续性就越强。③当0.5<H≤1时, 表明时间序列具有长期正相关性, 过程具有持续性, 且H值越接近1, 持续性就越强[6,7,8]。

3.2降雨变化趋势分析

根据公式 (1) ~ (7) , 计算得到年降雨量分式布朗运动模型样本的回归方程为

R (τ) /S (τ) = (3.246τ) 0.216?1 (8)

同理, 应用R/S模型对流域1月、7月降雨序列的趋势变化情况进行分析, 得到模型样本的回归方程分别为

R (τ) /S (τ) = (5.7τ) 0.224?9 (9) R (τ) /S (τ) = (17.05τ) 0.185?8 (10)

3.3径流变化趋势分析

根据公式 (1) ~ (7) , 计算得到年径流量分式布朗运动模型样本的回归方程为

R (τ) /S (τ) = (24.18τ) 0.178?6 (11)

同理, 应用R/S模型对流域径流量最少的1月与最多的7月采用上述方法进行计算, 得到模型样本的回归方程分别为

R (τ) /S (τ) = (4.452?3τ) 0.278?4 (12) R (τ) /S (τ) = (12.67τ) 0.210?5 (13)

4结论

a. 从上述分析可以看出:年际、1月份和7月份降雨量的H指数分别为0.216 1、0.224 9与0.185 8;年际、1月份和7月份径流量的H指数分别为0.178 6、0.278 4与0.210 5, 均小于0.5, 因此, 漳河水库流域降雨与入库径流时间序列作为分式布朗运动的轨迹将表现出反持久性, 即未来漳河水库流域年降雨、径流量可能分别呈现持续上升与下降的趋势, 应注意水资源利用的问题, 防患于未然。

b. 漳河水库流域1月与7月份径流变化趋势较大, 说明气候变暖对流域水文现象有一定的影响, 同时也反映出径流量变化既受降雨因素的影响, 也受人类活动的影响, 因而有必要深刻认识人类活动对水库流域水文过程的影响, 为流域社会经济与生态环境的协调发展做好基础工作。

c. 漳河水库流域降雨与径流量变化存在明显的赫斯特现象, 反映流域地区可能在未来1月和7月降雨量变化趋势的随机性成分很大, 应采取必要的对策和措施, 以应对未来可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害[9,10]。

参考文献

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漳河水库流域论文 篇2

1.1流域概况

1.1.1自然地理、水系及经济发展概况

水阳江、青弋江、漳河流域位于长江下游南岸,由青弋江、水阳江、漳河三水系组成,地跨安徽、江苏两省21个市县,分别于当涂、芜湖和澛港汇入长江,流域面积18850km2,其中安徽省占93%,江苏省占7%。流域西北部滨临长江,东北部以茅山山脉与太湖流域为界;北与秦淮河接壤;东南、南、西南三面以黄山、天目山及九华山为分水岭,分别与新安江、秋浦河等为邻。流域大地构造属江南古陆与南京凹陷的过渡区,由于地壳差异性的升降运动,地貌呈南高北低态势。流域内山地面积占54%,丘陵区面积占27%,平原圩区面积占15%,湖泊面积占4%。水阳江和青弋江分别发源于天目山山脉和黄山山脉的北麓。流域上游属丛山峡谷地区,岩石分布主要为花岗岩和变质岩。流域中游为低山丘陵区,岗峦起伏,为皖南山区与沿江平原的过渡地带。下游为滨临长江的平原圩区,主要由长江及本流域河流的冲积作用和湖泊淤积而成,河道纵横,水网交错,土壤肥沃,为著名的鱼米之乡,一般地面高程为7~8m,低于汛期洪水位3~4m。

流域水系主要有两江、一河、四湖,即水阳江、青弋江、漳河、南漪湖、固城湖、丹阳湖和石臼湖。

水阳江位于流域东部,流域面积10385km2,干流长273km。东津河、中津河、西津河三条支流在河沥溪附近汇合,河沥溪以上为上游。干流流经宣城后即进入圩区,经新河庄后进入下游水网区,流经水阳镇、西陡门后称运粮河,至花津后称姑溪河,在魏家渡汇青山河后由当涂金柱关入长江。水阳江最大的支流为右岸的郎川河,流域面积2526km2,郎川河直接与南漪湖相通,经湖泊调蓄后,通过北山河在新河庄与水阳江相汇;此外,支流还有华阳河、夏渡河,流域面积分别为280km2及360km2。

青弋江位于流域中部,流域面积7100km2,干流长233km。主源有麻川和舒溪两支,两河汇合后称尝溪,至陈村为上游区,出陈村峡谷后称青弋江,沿途经泾县、西河镇至湾址后称为下游。其下河流分为二支,一支经清水河至芜湖汇入长江,一支经赵义河、青山河由当涂入长江。青弋江较大支流有徽水,流域面积1072km2;其次为琴溪河,流域面积442km2;还有寒亭河、孤峰河等。

漳河位于流域西部,流域面积1365km2,长95km,南陵以上为上游区,黄墓渡为中下游分界,经石硊,在澛港汇入长江。漳河下游河道弯曲,石硊~澛港段弯曲系数达3.5以上。主要支流有峨溪河、后港河等。

水阳江、青弋江、漳河自进入中下游以后,比降平缓,水系发育,河道交织。水阳江和青弋江之间有黄池~乌溪河和青山河,青弋江和漳河之间有资福河和上潮河串通,下游地区还有许多支汊河道,形成复杂的河网。

南漪湖位于水阳江中游,固城湖、丹阳湖及石臼湖位于水阳江下游。四湖在12m水位时,总面积为695km2,总容积为38.1亿m3。六十年代以来,由于人工围垦,现湖面已大大缩小,南漪湖面积减少了7%,固城湖面积减少了60%,石臼湖面积减少了23%,丹阳湖低圩灭螺,已围垦82%。由于四湖所处位置不同,因而对调节本流域洪水的作用各异。对水阳江来说,其调洪作用以南漪湖最为显著,其次为固城湖、丹阳湖、石臼湖;反之,若承受长江倒灌的洪水,首当其冲为丹阳湖、石臼湖,其次为固城湖、南漪湖。流域水系有当涂、芜湖和澛港三口与长江相通。长江洪水较高时,经常发生顶托或倒灌现象。影响范围:漳河可达黄墓渡,青弋江达湾址,水阳江至新河庄附近。倒灌现象尤以芜湖为甚,倒灌时间一般在4~8月。下游湖泊充蓄高程,一般受芜湖及当涂二口水位控制,介于二口的长江水位之间,因而常出现由芜湖口倒灌,经清水河~青山河或经清水河~运粮河~姑溪河,至当涂口出流的现象。

流域范围涉及皖、苏两省的2个地区、4个省辖市的21个县。其中长江与青弋江交汇的芜湖市是皖南的政治、文化、商业、交通中心,是我国首批对外开放的港口城市之一。

新中国成立以来,流域国民经济虽取得了一定发展,但发展速度相对长江下游地区而言,还是较低的。流域内工业依托自然资源,结合城市建设,已初步形成门类较齐全,并具一定规模的工业体系,主要工业有钢铁、造船、电力、纺织、化肥、农机、建材等。农作物以水稻为主,是著名的稻米产区,其播种面积占总播种面积的55%以上,其他粮食作物有小麦、大豆、玉米等,经济作物有棉花、油料、茶、烟、麻、竹等。

流域内的主要城市芜湖市,位于长江和青弋江的交汇口,历来是皖南的政治、经济、文化、商业、交通中心。由于其优越的地理位置和交通条件,芜湖港已被列为长江沿岸首批对外开放港口之一,芜湖市已成为安徽省皖江开发区的中心城市,并在长江流域经济发展战略中发挥着日益重要的作用。目前,芜湖市工业主要以轻纺为主,造船、建材、机械、化工、冶金等门类齐全,此外,芜湖还是水阳江、青弋江及巢湖地区农付产品的集散中心,是全国“四大米市”之一。

流域内另一重要城市宣城市,位于皖赣铁路与宣杭铁路交汇处,在建的高速公路318国道穿城而过。芜湖长江大桥和318国道的建设使宣城市北至合肥,东至杭州,南至黄山均有便捷的陆上通道。以水阳江为干线的水上通道可直达芜湖,并通往长江黄金水道。建国以来,特别是十一届三中全会以来,宣城市已形成了门类齐全、以轻、重工业并举的工业体系,主要涉及采掘、原料加工、机械制造、纺织、食品、电子、轻工等行业。城区贸易发展也较快,“九州市场”现已成为安徽省十大贸易市场之一。另外,宣城市依山傍水,自然环境优越,人文景观丰富。鳌型古城、宋代双塔、敬亭山风景区、夏渡森林公园及扬子鳄湖均是著名的旅游景点,每年接待大量游客。

流域已初步形成包括铁路、干线公路及水运在内的综合运输网,境内现有宁铜、皖赣、宣杭等铁路线。公路干线网发达,318国道横穿流域(广德~芜湖),此外还有马鞍山~芜湖~铜陵,芜湖~泾县~黄山,芜湖~宁国~黄山三线贯穿南北,现在基本上每个乡镇都有公路相通。水运北依长江黄金水道,流域内有下游水运网,通航里程约670km,其中分段常年通航里程150km,最大可通航300t级驳船,年运量80~100万t。

流域属中亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量丰沛,是我国著名的稻米产区和重点的经济作物产区;工业以轻工业为主,已逐步形成门类齐全的工业体系。

流域下游水道纵横,内河航运有一定基础,全流域通航里程约670km,但由于受地势及长江水位影响,全年通航里程仅约150km。

流域水力资源不甚丰富,青弋江水系水能理论蕴藏量为231.6MW,水阳江水系为145.3MW。可开发水力资源500kW以上的电站,青弋江有37处,装机容量为257.5MW,年发电量7.55亿kW.h;水阳江23处,装机容量86.4MW,年发电量1.92亿kW.h。流域水能资源已初步开发,装机容量近200MW,年发电量6亿kW.h,其中陈村水电站装机15万kW,是长江下游支流上最大的水电站。

据1997年统计,流域总人口652.8万人,其中安徽598.8万人,江苏54万人;耕地543万亩,其中安徽476万亩,江苏67万亩。国内生产总值435.1亿元,其中安徽408亿元,占94%。工农业总产值640.7亿元,其中安徽573.9亿元,约占90%。

1.1.2流域防洪规划工作概况

本流域洪涝灾害频繁,严重影响当地国民经济的发展。新中国成立以来,党和政府对流域内洪涝灾害治理极其关注。20世纪50年代,长江水利委员会下游工程局对全流域进行了查勘,后来长江流域规划办公室在《长流规要点报告》中提出了初步规划意见;20世纪70年代以来,长江流域规划办公室对该流域的综合治理进行了大量的调查和研究工作,先后提出了《青弋江、水阳江、漳河流域初步规划意见》、《青弋江、水阳江、漳河流域规划意见》等报告;安徽、江苏两省有关部门和水电部十四局也在流域内开展了大量规划设计工作。1981年,长江流域规划办公室编制完成《青弋江、水阳江、漳河流域综合利用规划报告》,较全面提出了流域综合治理和开发方针,防洪除涝规划方案和工程措施。主要防洪规划方案为:

上游兴建陈村(已建)、港口湾(正建)、牛岭、凤凰山和汤村水库,以控制上游黄山、天目山暴雨中心洪水,削减干支流洪峰。

中游地区,青弋江、漳河两岸圩区需要继续加高加固堤防。为改变青弋江洪水东下的状况,减轻水阳江行洪压力,修建青弋江改道工程;水阳江中游继续加高加固堤防,实施南漪湖控制运用,以充分发挥其调蓄干支流洪水的作用。扩大双桥河,使分流入湖流量由1000m3/s增加到2700m3/s,进口处建闸控制;扩大北山河,设计出流量1000m3/s,最大倒灌流量1500m3/s,并建闸控制,新河庄设计水位12.5m,下泄设计流量2000m3/s。

下游地区,结合青弋江分洪道工程进行漳河下游裁弯取直;水阳江水阳镇河段卡口拟进行拓宽,扩大行洪流量。丹阳湖拟定为蓄洪垦殖区,固城、石臼二湖建闸控制运用;为减轻长江洪水对圩区威胁,在芜湖、当涂二口建闸控制。

1992年,长江流域规划办公室根据80年代发生大洪水情况,对流域防洪规划进行了必要的分析补充,对流域综合治理近期工程规模和防洪效益进行了补充研究,完成了《青弋江、水阳江、漳河流域防洪补充规划报告》。上述规划报告上报后由于多种原因尚未审批。

进入20世纪90年代后,流域内连续发生了1991、1995、1996、1998、1999五场大洪水,流域内洪涝灾害严重。水利部对本流域防洪治理十分重视,安排长江水利委员会开展防洪规划。本次规划对流域内已发生的洪水进行了大量的分析计算工作,并根据新的洪水形势对上述规划报告中提出的防洪治理方案进行了复核。经复核认为,上述规划报告中拟定的防洪治理基本方案是合理的。由于流域内洪水水情和工情变化,港口湾水库正在建设,90年代大洪水新河庄水位多次超过13m,且新河庄以上堤防堤顶高程一般已超过14.0m高程,为了处理好上下游防洪关系,本规划通过分析研究后,双桥河进南漪湖流量由原规划2700m3/s调整为1300m3/s,将新河庄水位由原来提出的12.5m增加到13.0m,下泄设计流量相应由原来提出的2000m3/s提高到2300m3/s,由此可减少新河庄以上超额分洪量约1.8亿m3,减少破圩分洪面积50km2,新河庄及以下扩大河道泄流能力:整治猫儿湖分洪旁道,进行水阳镇开卡,对裘公河东门渡和扬泗渡两处扩宽;上姑溪河局部扩卡、下姑溪河完成水下疏浚。完成以上防洪工程后,流域总体可防御1996年型洪水。其中,水阳江中游约20年一遇,水阳江新河庄、青弋江西河镇、漳河三叉口以下水网地区约20~40年一遇防洪标准。

1.2洪水、洪灾和流域防洪形势 1.2.1洪水

本流域洪水主要由暴雨形成,集中发生在5~7月份,个别年份由于台风暴雨形成的洪水出现在9、10月份,如1961年,其径流特性与降水基本一致。由于上游系黄山、天目山地区,是皖赣山地暴雨区的暴雨中心,加之上游山区山高陡峻,河流坡降大,河槽调蓄能力小,降雨汇流迅速,所以洪水频繁并具有洪峰高、历时短的特点。一次洪水历时一般为3天,多则7天,其中1天洪量占3天洪量的50%左右,3天洪量占7天洪量和7天洪量占15天洪量均约70%左右,流域洪水年际变幅较大,年最大洪峰、洪量变差系数Cv值均在0.5以上。

经过洪水统计分析,水阳江宣城站洪峰1996年最大,考虑破圩洪水还原后,频率约50年一遇。一天洪量1961年最大,频率约40年一遇。三天~十五天洪量1999年列第一位,七天和十五天洪量频率达100年一遇以上;新河庄控制站(现新河庄站以下干流与北山河出流汇合断面,下同)十五天洪量1999、1983、1996年列前三位,频率分别为90年、70年和约20年一遇;郎川河合溪口站最大洪峰、一天、三天洪量1984年最大,特别是最大洪峰和一天洪量频率接近100年一遇。七天洪量1999年最大,频率55年一遇;青弋江西河镇站最大洪峰、一天洪量1998年最大,频率约45年一遇。三天、十五天洪量1996年最大,频率53年一遇。七天洪量1999年最大,频率为77年一遇;漳河南陵站1983年洪峰、一天洪量仍为解放以来的最大值,其频率为45~70年一遇。三天~十五天洪量1999年最大,其中七天、十五天洪量频率超过100年一遇。上述各站频率计算成果详见表3-2~3-6。

本流域洪水集中发生在6月中旬至7月中旬,长江洪水发生在7~8月份,两者洪峰遭遇不常见。九十年代,由于长江连续出现了几场大洪水,本流域出口长江水位较高,顶托了水阳江、青弋江、漳河的洪水下泄,加之流域内也发生了较大洪水,从而造成严重的洪灾。据长江芜湖弋矶山站解放以来年最高水位及洪水期时段最高水位统计(见表3-

7、3-8),平均每十年洪水位上涨0.07~1.0m。而二十世纪九十年代与八十年代比,洪水位平均上涨达1.0m,增幅十分明显。可见,九十年代长江和本流域均出现丰水期,流域内较大洪水遭遇长江高洪水位顶托,影响本流域洪水下泄。

1.2.2洪灾

青弋江、水阳江、漳河流域上游系皖赣山地暴雨区的暴雨中心,由于降雨量大且集中,河流下游洪水受多种条件制约而排泄不畅,因而流域内洪灾频繁、严重。据历史资料记载,近300年来,流域内共出现大小洪灾200多次,平均三年二次,每次洪灾都给当地居民造成了严重损失。又据解放以来50年(1949~1998年)资料统计,流域平均每年受灾93万亩,成灾51万亩,其中安徽省平均每年受灾79万亩,占全流域每年受灾的85%;每年成灾44万亩,占全流域每年成灾的86%。流域内成灾30万亩以上的年份有25年,平均2年一次;成灾面积100万亩以上的有9年,平均不足6年一次。洪水泛滥,给流域内的工农业生产和居民生命财产带来极大的破坏,也严重影响了流域内国民经济的发展。

形成洪水灾害的主要原因有: ⑴上游山区缺乏控制性蓄洪工程,中游区间洪水亦不能得到有效控制。本流域位于南北冷暖气流交汇频繁地带,受低压槽、江淮切变线及台风等影响,上游山区常以灾害性暴雨气候出现。特别是1990年以来,暴雨发生的机遇增加,先后发生了1990、1991、1995、1996、1998和1999年局部或流域性特大暴雨,给中下游地区造成了严重的洪涝灾害。已建陈村和正建港口湾水库虽可发挥较大作用,但水阳江上游东津河、中津河及支流华阳河、郎川河和漳河等均未建蓄洪水库,常使中下游地区形成洪灾。

⑵中下游河道泄洪能力严重不足,加之圩区水系紊乱,泄洪不畅。目前,水阳江干流双桥河口以上河道安全泄量约5000m3/s,宣城北门约4000m3/s,两水庵以上约3000m3/s,新河庄约1300m3/s。而解放以来,宣城站实测流量超过4000m3/s的年份就有10年,通过双桥河口分流约1000m3/s,并考虑港口湾水库的削峰作用,仍有1996、1983、1961年等年份的洪峰流量超过河道安全泄量。在一些年份,当上游约4000m3/s的洪水至两水庵、新河庄,通过蔡庄河、北山河分洪入南漪湖约1500m3/s,尚余约2500m3/s需下泄入江。而小河口至西陡门段泄洪能力更是严重不足,如在1999年洪水位下干流仅下泄1300m3/s左右,计及裘公河分流约500m3/s,合计仅下泄1800m3/s左右,约相当于干流来水的70%左右,致使该河段成为排泄上中游洪水的卡口河段。洪水被迫滞留在中游水网区,使新河庄、南姥咀、水阳一线持续保持高水位,对中游圩区构成严重威胁,这是中游地区破圩成灾的根本原因。青弋江干流由于上游修建了陈村水库,中游河道安全泄量已达5000m3/s左右,泄洪能力不足的问题基本解决,但下游河道泄流能力仍然不足,需要结合青弋江改道予以解决。此外,漳河行洪能力不足1000m3/s,需要结合青弋江改道进行其下游裁弯,以扩大河道行洪能力。

青弋江西河镇、水阳江宣城水文站和漳河资福河口以下进入圩区,“两江一河”进入圩区以后,水系紊乱,水网交错,泄洪通道不畅。在青弋江和水阳江之间有乌溪河、青山河等相通,当青弋江和水阳江同时发生洪水时,由于芜湖口出水不畅,加之水位受长江影响西高东低,青弋江大部分洪水由清水河~乌溪河东下,部分洪水由青山河出当涂口,另一部分进入水阳江干流,或注入其下游湖泊,或转经姑溪河出当涂口。这样不但妨碍水阳江洪水顺利下泄,而且抬高了水阳江及下游湖泊水位,延长了青弋江和水阳江洪水持续时间。青弋江和漳河之间,上有资福河、下有上潮河相通,在一般情况下,漳河洪峰在先,部分洪水通过资福河流入青弋江,当青弋江洪峰到达时,漳河洪水减小,可通过资福河向漳河分流。因此,资福河为一天然调节河流,而上潮河目前淤积较大,调节洪水作用不明显。

⑶流域出口受长江洪水影响,常出现顶托甚至江水倒灌现象。

水阳江、青弋江、漳河出口直接与长江相通,尚无控制工程,因此常常出现长江洪水顶托甚至倒灌现象,抬高了内河水位,充蓄下游湖泊。倒灌时间一般在4~9月,且主要由芜湖口倒灌,倒灌水量或充蓄湖泊、河网槽蓄容积,降低本流域洪水的调蓄能力(如1980年),或挤占由当涂口排洪入江的河道,延长防汛时间(如1983年)。长江洪水顶托倒灌的主要原因在于芜湖至当涂之间的长江河段,由于东、西梁山锁口壅水,形成0.7~1.0m的落差,抬高了芜湖水位,影响了本流域的出流,加重了下游广大圩区洪水灾害。

⑷湖泊围垦、河道设障,加重了洪水灾害

自六十年代起,流域内的一些人为因素加剧了洪灾的损失。其一,流域下游湖区由围湖造田、低圩灭螺,发展到大规模、无计划盲目围垦,与湖争地,使湖泊调洪作用减少,目前下游丹阳、固城和石臼三湖面积分别减少了82%、60%和23.4%,中游南漪湖面积也减少了7%;其二,出于塞支强干、联圩并圩,减少堤防战线的需要,一些支岔河道被封堵,而干流行洪能力并没有相应提高;其三,干流河道堤外江滩被围垦,有些河段堤外建房、建码头矶头、过量抛石等。

以上种种因素,降低了湖泊调蓄能力及河道行洪能力,进一步加剧了上游来量与中下游泄量不平衡的矛盾,降低了中下游圩区抗御洪涝灾害的能力,增加了防洪负担。

1.2.3流域防洪形势及存在的主要问题

建国50年以来,党和政府十分重视本流域的治理工作,先后兴建了大量的水利工程。迄今为止,流域中下游堤防均普遍进行了加高加固,已初步形成了堤、库结合的防御工程体系,防洪能力有所提高。目前,水阳江中下游部分地区堤防防御能力约5~7年一遇,漳河接近20一遇,郎川河约7年一遇。与此同时,流域内还修建了大量的综合利用水库,据统计,流域内现有水库457座,总库容约40亿m3。其中位于青弋江上游的陈村水库和位于水阳江上游支流西津河上的港口湾水库,为流域上游防洪控制性水库,水库总库容分别为26.9亿m3和9.58亿m3。陈村水库建成后,可使青弋江中游地区的防洪形势得到显著改善,防御洪水标准由5年一遇提高到约30年一遇;港口湾水库建成后,可使宁国县和宣城市的防洪标准达到约20年一遇,使水阳江中游圩区防洪标准达到约10年一遇左右。

经过多年治理,流域防洪工程建设取得了一定的成绩,但流域整体防洪能力仍较低,洪灾仍然频繁严重,防洪形势仍然相当严峻。

流域防洪存在的主要问题有:

⑴上游山区洪水仍未得到有效控制。特别是水阳江上游河沥溪以上东、中津河和漳河上游的洪水得不到控制。

⑵中下游河段泄洪能力不足,加之圩区水系紊乱,泄洪不畅。特别是新河庄以下至西陡门河段安全泄量目前仅700~900m3/s,与该河段泄洪要求还有较大差距;

⑶水阳江中下游湖泊尚无控制工程,加之由于围垦减少了湖泊的调蓄作用; ⑷流域出口无控制工程,受长江洪水顶托,常出现江洪倒灌现象。⑸洪水预报、调度手段落后,非工程防洪措施不完善。总之,上述问题是本流域综合治理中亟待解决的问题,而水阳江中下游是经济较为发达地区,但防洪能力最为薄弱,改善该地区防洪能力不足的现状是流域治理的重点和当务之急。

1.3规划指导思想、原则、标准和水平年 1.3.1规划指导思想

以《水法》和《防洪法》为依据,贯彻经济社会可持续发展的战略,按照人水协调的治水思路,研究和制定流域防洪体系及总体布局,为流域防洪工程的分期实施和国家有关部门宏观决策提供科学依据。

1.3.2防洪规划治理方针原则 根据《水法》中开发利用水资源和防治水害的基本原则以及长江流域综合利用规划的总方针,水阳江、青弋江、漳河流域的开发治理以解决防洪问题为主,结合除涝、灌溉、航运、发电。综合利用规划的总方针为:“全面规划,综合治理,团结治水,分期实施。”,达到兴利除害,以促进国民经济的全面发展。根据本流域的自然条件和防洪方面存在的问题,确定流域防洪治理的原则为:上、中、下游兼顾,上游以蓄为主;中游泄蓄兼施;下游在充分利用湖泊调蓄作用的基础上,尽可能将洪水外排;江口建闸控制,防止长江洪水倒灌;同时注重防洪非工程措施建设,建立起完善的防洪体系。

流域治理涉及到两省和国民经济各个部门,在综合治理开发时,要贯彻顾全大局、团结治水的原则,协调好各方面的矛盾,促进治理开发方案的实施。

1.3.3防洪治理标准与设计洪水代表年

依据《防洪标准》(GB50201-94),结合流域的防洪现状、洪水灾害可能造成的经济损失大小,以及兴建防洪工程的合理性,并考虑到本流域是长江开放城市—芜湖市的腹地,是皖江开发的重要一翼,拟定本流域防洪治理标准分别为:水阳江中游万亩以上大圩防御标准取20年一遇;宣城市是地级市,是皖东南地区政治经济中心,加之318国道穿城而过,考虑城市发展需要,近期防御标准取20年一遇,远景配合其他防洪工程到达50年一遇;流域内郎溪、高淳、泾县、宁国、旌德、广徳、芜湖(湾沚)、南陵、繁昌、当涂等县城,按照其城市规模,近期防御标准取20年一遇,随着这些城市经济发展,防洪标准可适当提高;水阳江、青弋江及漳河下游水网区,水系相互串通,圩区耕地总面积100余万亩,防御标准取20~40年一遇。芜湖市是长江中下游地区重要的防洪城市,其防洪标准按照长江流域综合利用规划(1990年修订)的规定,以长江1954年洪水为防御对象并拟定相应的防洪工程措施。

由于本流域洪水组成复杂,三江出口又受长江洪水影响,总体采用频率洪水作为防御对象较为困难,宜选用与防御标准基本相当的代表年洪水进行防洪总体安排。根据宣城、西河镇等水文控制站资料统计分析,1996年典型洪水在水阳江中游约相当于20年一遇,在“三江”下游水网地区约相当于20~40年一遇。防御对象取为1996年洪水,基本符合上述拟定的防洪标准。本规划中选取1996年为设计洪水代表年,长江水位取1996年实测水位,进行整体洪水分析,安排流域防洪治理措施。“三江”出口段下游堤防受长江洪水影响,以1954年型洪水位控制。

1.3.4规划水平年

本次规划的基准年为1999年。

根据本流域经济发展和防洪工程建设情况,拟定规划水平年近期为2010年,远景为2020年。

1.4流域防洪体系与防洪工程规划 1.4.1流域防洪体系

早在20世纪70~80年代,长江水利委员会(原长江流域规划办公室)会同皖、苏两省对本流域的防洪进行了大量的分析研究工作,并确定了流域防洪治理的总体布局。本次防洪规划,经进一步分析论证认为,原规划总体布局是较为合理的。但由于几十年来,流域工程现状、水文条件发生了较大变化,根据进一步的分析研究,拟定流域防洪规划总体布局如下:

上游除已建陈村、在建港口湾水库外,结合兴利修建牛岭、凤凰山和汤村水库(总库容41.14亿m3,其中调洪库容14.37亿m3),以控制上游黄山、天目山暴雨中心洪水,削减干支流洪峰。

中游地区,青弋江、漳河两岸圩区需要继续加高加固堤防;为改变青弋江洪水东下的状况,减轻水阳江行洪压力,修建青弋江改道工程;水阳江中游继续加高加固堤防,实施南漪湖控制运用(包括修建双桥闸、马山埠闸及北山河局部整治和油榨沟封堵等,使双桥河分洪入湖流量达到1300m3/s,北山河最大倒灌流量达到1700m3/s和设计出流量达到1000m3/s左右),以充分发挥其调蓄干支流洪水的作用;为保证宣城市城市防洪安全,拟在干流右岸孙家埠附近双桥联圩设置分洪区,分洪区面积约5km2;另外,将新河庄设计洪水位提高到13.0m,使其在遭遇设计洪水时下泄流量达到2300m3/s左右,并通过南漪湖控制运用,为下游防洪创造条件。

下游地区,结合青弋江改道工程进行漳河下游裁弯取直和对漳河肇家埠扩卡;水阳江水阳镇河段卡口拟进行拓宽,扩大行洪流量;裘公河拟对东门渡、杨泗渡两处卡口河段进行整治;并进行猫儿湖分洪旁道整治;丹阳湖拟定为蓄洪垦殖区,固城、石臼二湖建闸控制运用;对姑溪河进行局部扩卡和水下切滩,对铁、公路桥阻水建议与交通部门商议解决;青山河局部崩岸段进行抛石护岸治理;为减轻长江洪水对圩区威胁,在芜湖、当涂二口建闸控制。

此外,还需建立较为完善的水情自动测报系统和防汛指挥决策支持体系,加强上中游地区的水土保持工作及防洪工程的管理。

1.4.2防洪工程规划

⑴上游兴建综合利用水库

本流域上游系天目山、黄山暴雨中心,河道坡降大,洪水陡涨陡落,汇流迅速,结合水资源综合利用,兴建大中型水库以有效控制洪水,从而减轻中下游洪水威胁。经过多年规划研究,提出上游兴建陈村、港口湾、牛岭、凤凰山和汤村等五座水库工程。其中陈村水库已于1972年建成,港口湾水库现已基本建成,为青弋江、水阳江防洪发挥了巨大作用;其他三座水库也在有关规划文件中多次予以肯定,现仍考虑作为控制上游防洪的主要措施。

以上水库均有综合利用效益。主要表现在:防洪方面水库削减了洪峰流量,减轻中下游地区的洪水威胁,提高下游防洪标准;其次,为中游丘陵区提供稳定的灌溉水源,为农业增产创造条件;同时具有发电、水产养殖等效益。五座水库主要指标详见表5-7。

⑵河道整治

水阳江中游是本流域防洪问题比较突出的河段之一。上游兴建港口湾水库,可提高本河段防洪标准,但仍不能适应该河段防洪要求。为了进一步解决中游防洪问题,原规划在综合分析基础上选择中游分洪道方案。1983、1984年大洪水,特别是九十年代连续发生几场大洪水后,流域水情、工情均发生了较大变化。本次规划分析认为,上游洪水经港口湾水库调蓄、且近期主要工程实施后,双桥河不需再实施原扩大方案。而当上游洪水通过双桥河分流1300m3/s左右,尚余约4200m3/s,经北山河倒灌流量1700m3/s,考虑河道槽蓄后,基本与新河庄设计下泄流量相应。这与安徽省《水阳江中游南漪湖治理规划报告》分析结论基本吻合。同时,经过分析拟定南漪湖最高洪水位为13.50m,新河庄最高洪水位为13.0m。为了实现南漪湖控制,北山河需局部扩卡,封堵油榨沟,同时在双桥河、北山河建闸控制。

水阳江下游起于新河庄终于当涂河口。为了提高下游河道的泄洪能力,需对新河庄至西陡门河段和姑溪河局部河段进行拓宽整治。本次规划经分析认为,由于九十年代以来水阳江中游堤防普遍经过了加高培厚,同时水文系列延长后设计洪水有所增大,考虑到1983年以来新河庄水位多次超过13.0m,最高已达14.65m这一实际情况,应结合中下游堤防现状对新河庄设计水位予以修正。本次经过洪水演进方案分析计算,当遭遇1996年洪水时,若新河庄设计水位取12.50m,新河庄附近需分洪约1.8亿m3洪水,破圩分洪面积约50km2,规划拟定新河庄设计水位13.0m,新河庄附近不再需破圩分洪。

水阳江下游新河庄至西陡门河段整治基本维持原规划方案,即猫儿湖旁道整治、牛耳港封堵、水阳镇开卡拓宽和杨湾闸加高等。水阳镇开卡在国务院批准的水计〖1989〗46号文所定线路的基础上江苏省相国圩再向内多退5m,并在水碧桥河口建闸。考虑裘公河的历史与现状,规划对杨泗渡、东门渡两处扩卡,使其在设计条件下安全泄量达到700m3/s。

姑溪河是水阳江入江主河道,分上下两段。上段花津至魏家渡长18.73km,河道安全泄量约1300~1500m3/s;下段魏家渡接青山河后至当涂的金柱关入长江,长4.7km,河道安全泄量约1500~2000m3/s。九十年代,安徽省先后对姑溪河进行过一些治理工作,目前河道断面和泄流能力基本达到设计标准。本次规划,经水网洪水演进分析计算认为,上姑溪河青山水泥厂至窑头村段束水河道需进行局部扩卡,下姑溪河船厂段和拉丝厂段需继续完成水下疏浚,上述工程完成后姑溪河泄流能力基本可满足规划要求。而姑溪河铁路桥桥址处河道狭窄,桥面下缘较低,高水时阻水严重,应与交通部门商议予以解决。铁路桥至公路桥段河道断面小,泄流能力不足。另外,需加强河道管理,防止水泥厂、窑厂弃渣形成新的阻水河道。

青弋江水系在上游干支流兴建了陈村、牛岭水库后,其中游西河镇防御标准将达到约30年一遇,基本满足中游防洪要求。西河镇以下,由于与资福河、上潮河相互串通,加之受长江高水位时倒灌影响,在下游水网区形成极其紊乱的水系,从而造成水阳江洪水宣泄不畅并增加青弋江洪水入江流程及历时,抬高了清水河~雁翅一线水位。为了有效改善下游平原圩区防洪问题,改造极为紊乱的水系,并为有效地控制运用下游湖泊创造条件,根据高水高排原则,拟结合漳河下游裁弯取直,实施青弋江分洪道工程。经综合分析,青弋江分洪道工程分洪规模拟定为2500m3/s。

青山河左岸为芜当联圩,右岸为大公圩和下六圩。大公圩段河势复杂,流态紊乱,右岸基本无边滩,河槽近岸近堤。查湾渡口段由于对岸姑山铁矿厂过去开采时的废弃矿渣大量倾倒在沿河外坡,从而形成对查湾渡口段的挑流冲刷,加上该段堤身堤基含沙量高,抗冲刷能力低,致使该段堤坡坍塌严重,危及堤防安全。随着青弋江分洪道工程的实施,本河段分流减少,河岸冲刷会得到一定改善。需对青山河局部坍塌段采取抛石护岸措施,防止险情进一步发展。

漳河上游无适宜的地形修筑控制性水库,防洪问题需通过加培堤防来解决,随着青弋江改道工程的实施,漳河防洪可得到较大改善。另为有利于洪水下泄,需对肇家埠河段进行局部扩卡。

⑶湖泊综合利用

本流域内的湖泊有南漪湖、固城湖、丹阳湖、石臼湖。南漪湖位于水阳江中游,固城湖、丹阳湖及石臼湖位于水阳江下游。四湖在12m水位时,总面积为695km2,总容积达38.1亿m3。有关湖泊特征值见表5—8。

天然湖泊(包括湿地)是重要的自然资源,是人类赖以生存和可持续发展的重要生态环境财富,应当从环境保护要求出发,根据其地理位置,特点和国民经济发展的需要,全面规划,综合利用。针对本流域湖泊大规模盲目围垦的情况,早在1980年水利部在有关文件中指出,湖泊的利用应本着“瞻前顾后、全面规划、综合利用,一般不应围湖造田,更不应大规模围垦”的原则进行。二十世纪九十年代末期,尤其是1998年长江大洪水后,中央明确提出了“退田还湖”的基本方针。对已围垦的湖泊,希望皖苏两省按照水法规定,采取措施妥善处理。

对于上述四湖的综合利用,在长江委1981年提出的《青弋江、水阳江、漳河流域综合利用规划报告》提出的有关意见的基础上,规划安排如下:

南漪湖:地处水阳江中游,有双桥河、油榨沟、蔡庄河、北山河与干流相通,并接纳最大支流郎川河的来水。干流出现洪水时,南漪湖通过分流河道分蓄洪水,郎川河洪水经南漪湖调蓄,在干流洪水稍退后,南漪湖所蓄纳的洪水由北山河排至干流。该湖在天然情况下调蓄干支流洪水作用显著。但由于进出河道无控制工程,相当一部分调洪容积被峰前来水充蓄,使南漪湖不能充分发挥调蓄干流洪水的作用,同时主要出口河道北山河过流能力不足,不能及时抢排湖泊充蓄的洪水,限制了湖泊调洪容积的重复利用。为此,规划拟定,扩大北山河局部卡口段,在北山河、双桥河河口建闸控制,并封堵油榨沟,以充分发挥南漪湖分蓄洪水的作用,同时为灌溉、航运等创造条件。本次规划拟定南漪湖设计洪水水位13.5m。

固城湖:位于水阳江下游右岸,原有牛耳港、水碧桥河,砖墙河、狮树河、官溪河等与水阳江干流相通,对干流洪水有一定调蓄作用。70年代初期,官溪河杨湾建闸,固城湖初步控制以后,苏皖两省先后封堵了砖墙河、狮树河、牛耳港,使水阳江小河口至西斗门河段泄(分)洪能力减少。考虑两省联圩并圩、堵塞分洪支流的现状,规划在相国圩原退堤堤线基础上再向内多退5m,同时实施牛耳港封堵,水碧桥河建闸和杨湾闸加高加固,以改善固城湖地区的防洪条件,其中水碧桥闸在设计洪水以下(二十年一遇)不再向固城湖分洪,当出现超标准洪水时,仍需开闸承担分蓄干流洪水任务。

丹阳湖:位于水阳江下游,干流穿湖而过,因长期泥沙淤积,湖底高程在7m左右,枯水期成为沼泽地,钉螺滋生,血吸虫流行严重,皖、苏两省60年代为灭螺而开始围垦,后逐渐加高圩堤。目前丹阳湖已围垦82%以上,堤顶高程一般超过13.0m,对水阳江干流排洪带来一定影响。考虑到流域的防洪、血防及农业生产的需要,规划确定丹阳湖圩区为蓄洪垦殖区,当下游干流水位超过设计水位时临时扒口分洪,以降低下游圩区水位。

石臼湖:位于水阳江下游右岸,为充分发挥其综合利用效益,有效分蓄干流洪水,建议建闸控制。对石臼湖盲目围垦的现状,亦希望皖、苏两省按水法规定,采取措施,妥善处理。

⑷堤防加高加固

本流域洪水灾害严重,特别是二十世纪九十年代以来洪灾较为频繁,在抗御洪涝灾害过程中,圩区主要堤防逐步得到加高,但堤防断面相对较为单薄,需按标准对未达标堤防进行加高培厚。经过洪水演算,并根据解放以来实际发生的最高水位和有关城镇、农田防洪要求,拟定流域主要控制点设计水位为:宣城北门16.8m,新河庄13.0m,南漪湖13.5m,芜湖13.4m,三埠管14.0m。

按照上述设计水位,依据《堤防工程设计规范》的规定,并考虑本流域实际情况,对主要干流堤防进行达标建设,以形成本流域的堤防防御体系。

⑸江口建闸

本流域的出口直接与长江相通,长江洪水一般较水阳江、青弋江和漳河洪水发生的时间早,汛期常出现长江高水顶托甚至倒灌,抬高内河水位、提前充蓄下游湖泊,延长下游水网区高水位持续时间,当本流域洪水到来时,使湖泊丧失调节洪水能力,对水网区防洪不利,规划在芜湖、当涂二口建闸控制。二口建闸后,当1954年洪水重现时,芜湖关闸防止江水倒灌,可降低下游圩区水位0.3~0.6m。当1996年洪水重现时,芜湖关闸控制可减少江水倒灌流量约1800万m3,下游圩区洪水位相应有所降低。

漳河出口澛港在长江高水时洪水倒灌较少,青弋江改道实施后倒灌更少,规划不考虑澛港口建闸。

1.5主要城市防洪规划意见 1.5.1规划目标与原则

本流域城市主要受江河洪水的威胁,需要防御的洪水峰高、量大,一般都不能完全独立地自行解决,必须在流域总体防洪规划的基础上,根据其自然地理、城市经济发展和防洪治涝工程现状,通过适当兴建或按防洪标准加高加固堤防,建设或完善城市防洪封闭保护圈。使近期达到规定的防御标准,初步形成较完善的城市防洪治理工程体系,在此基础上加快所在河流上游防洪水库建设的步伐,从而进一步提高城市防御洪水的标准。

城市防洪规划应以流域总体规划为依据,并与城市建设总体规划相协调。规划的总原则是:全面规划、综合治理、统筹兼顾、分期实施。因地制宜、因害设防、蓄泄并举,近期与远景相结合,工程措施与非工程措施相结合,正确处理好外洪与内涝的关系。

1.5.2城市防洪规划意见

芜湖市:位于长江下游右岸、青弋江与长江的汇合处。市区有芜铜、皖赣及淮南等铁路,附近有湾里军用机场和沿江内外贸易港口等重要设施,是安徽省长江经济带的中心,是皖南的门户和水陆交通枢纽,也是全国重点防洪城市之一。市区土地面积230km2,其中城市建成区面积约35km2。1998年末市区人口62.8万人,工农业总产值379.5亿元,其中工业产值340亿元,全市国内生产总值181亿元。根据1996年3月安徽省人民政府批复的《芜湖市城市总体规划》,芜湖市被定为区域中心城市,规划到2000年成为宁汉之间最大城市,主城区人口60~65万人,建设用地65km2;到2010年主城区人口将达到90~100万人,建设用地109km2。

芜湖市城市防洪分城北和城南两片保护,其防洪规划方案如下:城北片,采用中间圈堤方案,堤线自青弋江的弋江站起,沿青弋江北堤至永安桥,再沿扁担河西堤至庄村,向西折至龙头山,与四褐山长江大堤相接。线路全长44.9km,其中堤长40.8km,保护面积116km2;城南片,规划采用麻浦桥方案,堤线自桂花桥以北一线直至工农窑厂,桂花桥向南沿长江堤延伸至澛港、再沿漳河堤到麻浦桥,在麻浦桥向东沿白马山~鲁港公路新筑一道横埂堤,接白马山再向北沿岗地和沿铁路东侧筑堤连接岗冲洼地直到工农窑厂,堤线总长30km,堤长22km,保护面积45km2。

根据长江流域防洪规划拟定的防御1954年型洪水,作为芜湖市的防洪标准。主要控制站设计洪水位分别为:漳河口13.70m、青弋江口13.48m、姑溪河口12.44m、清水镇14.00m和麻浦桥13.76m。

宣城市:系皖东南门户,周连8县,位居中枢,其东临郎溪县,南接宁国市,西靠南陵县,北接当涂县。现城区下辖螯峰、济川、澄江、西林和敬亭山5个办事处,城区面积14.18km2,人口14.9万人,其中非农业人口9.51万人。根据《宣城市城市总体规划》,2010年城区规划人口35~40万人,建设用地面积45km2。改革开放以来,宣州市经济发展迅速,1998年工农业总产值96.2亿元,其中工业产值85.6亿元。国民生产总值达57.4亿元,人均6988元。宣州市位于我国经济基础最发达的长江三角洲经济影响圈中,与皖江经济带最重要的中心城市芜湖市仅距76km,受沪杭经济辐射强烈,经济基础较好。根据《防洪标准》,宣州市属地级中等城市,考虑到宣州市是皖东南门户,是全区乃至皖东南地区的政治、经济、文化中心和交通枢纽,同时兼顾国家、地方财力情况,宣州市的防洪标准近期取20年一遇,远景配合流域综合治理工程达到50年一遇。

按照流域总体规划,拟定宣城水文站和宣城北门防洪设计水位分别为18.50m和16.80m。依照上述设计水位进行敬亭圩、城东联圩堤防加高加固,并兴建陈村~水阳江边的水口隔堤,使城东联圩成为一个封闭的圩堤。宛溪河和道汊河内河堤防设计请地方按照规划拟定的干流控制点水位为边界条件推算求得,并相应进行支流堤防的加高加固。另外需进行敬亭山撇洪沟整治工程。

郎溪县:郎溪县位于安微省东南边锤,北部与江苏省高淳县和溧阳市毗邻,东南接广德县,西与宣州市接壤,全县辖8镇9乡,总面积1104.8km2。县城位于老郎川河北岸第一联合圩上半部,总面积18.65km2,距老郎川河入南漪湖口13km。城区地面高程(吴淞基面)10.0~13.0m,至2000年底城区面积4.0km2,人口4.3万。规划至2010年城区面积7.9km2,人口8~10万人。据统计,1998年全县工农业总产值30亿元,其中工业总产值24.39亿元,国内生产总值10.88亿元。1999年县城遭受特大洪水灾害,造成全县经济大滑坡,工农业总产值和国内生产总值分别比上年下降30%左右。

县城所在的第一联合圩南北以老郎川河与钟桥河为界,堤防总长度27.6km。历史上县城一直以整个圩区设防,由于防汛战线长,堤身隐患多,尤其是第一联合圩下半部堤顶上村庄密布,给堤身加培和防汛抢险增加许多困难,造成郎溪县的防洪标准较低,建国后县城四次进水,分别是1954、1957、1983年、1999年,损失相当惨重。如1983、1999年县城进水均是下部溃破洪水倒灌入城。1999年大水后,为提高县城防洪能力,沿县城西缘南北方向建设一道内隔堤,将第一联合圩一分为二,县城位于内隔堤以上,使防汛战线由27.6km缩短为17.6km。

建成后的城区防洪保护圈由郎川河堤(罗山闸至城西站5.38km)、钟桥河堤(史家村至吴桥长3.8km)、内隔堤(长3.97km)和南、北撇洪堤等组成(长分别为0.95km和3.5km),全长为17.6km。

依据《防洪标准》,郎溪县城所在的第一联合圩近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,其防洪标准可适当提高。根据流域总体规划,南漪湖设计水位取13.5m,利用中斗闸控制老郎川河下泄800m3/s,推算得郎溪县东门埂水设计位为15.5m,以此对县城封闭圈堤线全面加高培厚。

高淳县:高淳县城淳溪镇城区南临固城湖,西靠官溪河,北抵大丰圩,东部为丘岗。城区现有面积14.18km2,县城总人口15万左右,其中流动人口5万人。全县1999年工业总产值29.6亿元,国内生产总值23.0亿元。

城区地势高差较大,最高处吴淞标高为21.7m,最低处为4.0m左右。县城警戒水位为10m。目前,沿高淳的土堤堤顶高程为14.5m,堤顶宽度6~8m,内外坡比缓于1:2.5。浆砌块石防洪墙长2.5km,堤顶高程14.5m,防洪能力相当于20年一遇。

按照《防洪标准》,高淳县城近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,防洪标准可提高到50年一遇,相应固城湖水位为13.0m,以此为标准进行县城防洪封闭圈建设。泾县:地处皖南丘陵山区,是著名的宣纸之乡。泾川镇为县政府所在地,是全县政治、经济、文化中心,城区面积约7km2,县城总人口5.6万。全县工业总产值22.3亿元,国内生产总值10.5亿元。

按照安徽省政府批复的城市规划,泾县县城东以青弋江总干渠堤防、南以秦坑河堤防、西以青弋江干流堤防和北以山口河堤防形成县城防洪封闭圈。存在的主要问题有:青弋江总干渠位于县城上游,地势高于城区20余米,一旦发生险情,城区将遭受重大损失;青弋江穿县城而过,长1050m的古城墙基础多处被水掏空,部分城墙严重外倾,防洪过水断面不够;山口河上游水土流失严重,造成河口城关段河床逐年淤高,影响泄洪。对于上述问题需采取相应措施加以解决,从而保证县城防洪安全。

依据《防洪标准》,泾县县城近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,其防洪标准可适当提高。

宁国市:宁国市地处安徽省东南部,全市总人口38.19万人,总面积2487km2。市区现有人口8万人,面积12km2,位于西津河与东、中津河交汇口上游的三角洲地带,2001年全市实现国内生产总值35.7亿元,财政收入2.88亿元。

由于地理、气候条件特殊,山区洪水来势凶猛,且流经城区的西津河、东津河防洪标准较低,市区易受淹。目前,东津河防洪堤防洪标准为5年一遇,西津河防洪堤经加高加固防洪标准达到20年一遇,但城北防洪堤尾部有1000余米未封闭,且两河受河道上桥梁阻水影响,城市防洪压力较大。目前西津河上游骨干防洪工程港口湾水库已建成拦洪蓄水,大大提高了市区防洪能力。

市区防洪排涝规划遵循以疏为主,以堵为辅,疏堵结合,牺牲局部,保护重点的原则,采取以下防洪保安措施:维修加固窑潭大堤,新建津北竹林段护岸,整治小南河、龙潭河、星河;新建河沥溪分洪河道,加高加固河沥溪段河堤;对西津河、东津河市区主河道疏浚、清漳,提高河道行洪能力。

依据《防洪标准》,宁国市县城近期防御标准取20年一遇,以此为标准对县城封闭圈堤线进行加高培厚。随着城市经济发展,其防洪标准可适当提高。

旌德县:旌德县位于皖南山区北麓,东与宁国相连,南与绩溪交界,北与泾县毗连,西与黄山市接触。全县面积905.5km2,旌德县县城在旌阳镇,辖3个街道居委会,5个行政村,城区总面积3.2km2。城区人口2.77万人,其中非农业人口1.75万人,农业人口0.92万人,暂住人口0.10万人。1999年工业总产值1.79亿元,农业总产值1588.4万元。2001年全县国内生产总值6.25亿元。

旌德县城区主要受徽水河洪水的直接威胁。沿河两岸保护城镇的防洪工程少,原有防洪设施年久失修,工程老化,由于缺少维修经费,一直带“病”运行,有的基础淘空,有的墙身坍塌,已逐渐失去抗洪能力。前人所建的“三桥”,历经沧桑,已是千疮百孔,急需加固。

县城是全县的政治、经济、文化中心,随着社会的进步及经济的发展,县城防洪的重要性日显突出,结合县城的防洪现状及县级经济的实际,近期按20年一遇防洪标准建设防洪设施,在支流白沙河上修建白沙水库(控制面积46km2),城区临江堤修建钢筋混凝土防洪墙,下市桥下游修建节制闸或橡皮坝。随着城市经济发展,可适当提高县城防洪标准。

芜湖县城(湾沚镇):地处青弋江下游东岸,呈长条形,以芜湖路为中脊线,向西向东地势逐渐降低,西缘为沿河路,地面高程为12.0m左右,东缘为芜屯路,地面高程为14.60m左右。芜湖县城每逢汛期,需抵御青弋江洪水袭击,目前县城防洪沿青弋江分为城南段、城中段、城北段。芜湖县城现有城区面积5.0k㎡,规划拟向东、南扩展,将罗保圩、小泥圩纳入城关防洪圈内,2010年城关防洪保护面积达10.3k㎡。根据《防洪标准》GB5021-94的规定,芜湖县城属一般城市,近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,在经济条件许可时可适当提高防洪标准。为此防洪规划安排为:达标建设罗保圩、小泥圩青弋江堤防约9.5km,改建涵闸斗门,拆迁堤身房屋;改建城中段现有的钢筋混凝土防洪墙;加高城北段芜屯公路;扩建罗保圩、小泥圩4座现有排水站,扩建城关排水站,新建南湖(6×160kw)和东湖(4×160kw)排水站。

繁昌县:地处皖南北部,东以漳河与芜湖县为邻,南与南陵县接壤,西以黄浒河与铜陵县为邻,北临长江与无为县相望。全县辖9镇11乡,总面积880k㎡,总人口44.7万人。2001年全县实现工农业总产值22.5亿元。县城位于全县中部,属山间盆地,城区面积4.11k㎡,2000年城区总人口6.24万人。城区地处峨溪河上游,地形为西北高、东南底,被西门河、南门河二分为三,城区上游34.5k㎡的来水经西门河、南门河汇入峨溪河。由于流经城区的西门河、南门河河道狭窄,河床淤积,阻水建筑物多,加之城关的安定圩防洪标准不高,城区易进水成灾。

城区防洪排涝规划应遵循以排为主,发展为辅,牺牲局部,保护重点的原则,采取以下工程措施:加固长江及漳河成圈堤防;建设峨桥排水站增容站,增强排哄能力;对城区的西门河、南门河进行整治,修建防洪墙,加固城郊成圈堤防;新建城区撇洪道,理顺城区水系,更新城区现有泵站,增强泄洪和排涝能力。依据《防洪标准》,宁国市县城近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,在经济条件许可时可适当提高防洪标准,以此为标准对县城封闭圈堤线进行加高培厚。

南陵县:南陵县地处长江以南,属黄山余脉向沿江圩区过渡地带。东与宣州市隔青弋江相望,南与泾县接壤,西邻青阳、铜陵、繁昌县,北与芜湖县毗邻。全县总面积1263.7平方公里,辖21个乡镇,总人口54万,耕地面积51万亩,2001年国内生产总值17.8亿元。

南陵县城位于漳河中游两岸,城区以上流域面积341km2。目前建成区面积6.75 km2,常住人口5.4万。根据《南陵县城总体规划》,2010年城区规划人口11万人,城区面积13 km2。

根据城区上游狮子山水文站实测资料统计,漳河中游20年一遇洪峰流量约1040m3/s,50年一遇洪峰流量约1440m3/s。依据《防洪标准》,南陵县城近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,防洪标准可适当提高。

防洪规划主要措施:⒈上游兴建向山水库(控制流域面积60km2,总库容6500万m3),削减洪峰;⒉打开肇家埠锁口,确保中游洪水顺畅下泄;⒊加高加固现有西城区堤防5km,新建西城区防洪堤防4km,新建东城区沿河堤防6km,确保规划城区位于堤防保护范围内。

广德县:地处皖东南苏、浙、皖三省交界处,属长江流域水阳江水系,土地总面积2165km2。城区位于318国道、宣广高速、广宁公路和宣杭铁路的交界处,2001年城区总面积9.3km2,人口10万人,根据城市总体规划,到2005年规划总面积15 km2,人口15万人。到2010年规划总面积为25 km2,人口达18-20万人。2001年城区国内生产总值28.9亿元,人均5674元,工农业生产总值44.9亿元。城区内主要河流有无量溪河和粮长河。其中,无量溪河和粮长河分别穿越现城区长3.5km和4.7km,防洪能力约5年一遇。1984年开始,在粮长河考勤城区段右岸修建了1.5km的防洪堤,使该段防洪标准达10年一遇。城区现有主要排水沟总长11.5km,仅3处出口,老城区1983、1984、1991、1999年内涝严重。内涝较为严重的1984年,洪水标准仅20年一遇,城区平均进水深达1.5m。

根据《防洪标准》的规定,广德县城近期防御标准取20年一遇,远景随着城市经济发展,防洪标准可适当提高。城区拟采取分区设防,即老城区、双河工业区、西关商业区和新城区等4片。

老城区:主要防御粮长河洪水,规划防洪堤全长4km,其中在筲箕湾上下游2.6km,两岸兴建钢筋砼防洪墙,与原防洪堤相接,对宣广高速钱村大桥以下2km进行裁弯取直,并对老河道淤积严重段进行开挖疏浚。

东部双河工业区:主要防御无量溪河洪水,规划防洪堤东大木桥以上3.5km,对整个河道进行开挖疏通,并对2.5km河道进行裁弯取直。

西部西关商业区:在做好粮长河防洪墙的基础上,对西关和太极商城排水不畅地带兴建排水工程,总长计13.7km。

南部新城区:规划在南部新城区上游建一水库,水库来水面积30 km2,总库容2400万m3,沿318国道自西向东开挖一条撇洪沟引洪入无量溪河,全长2.5km。

当涂县:城区北界采石河与马鞍山市相邻,西临长江,南界姑溪河,东依十里长山丘陵区。城区总面积46km2,总人口10.7万人,其中非农业人口6.3万人。城区内外水系主要有长江、姑溪河、采石河、襄城河和乙字河,据2001年末统计,城区工农业产值4.6亿元。

城区防洪堤长19.51km,经过近几年来建设,白竹山至采石闸段堤防基本能抵御1954年型洪水。但对山丘区山洪经采石河下泄却严重受阻,由于采石闸口未建排洪站,汛期洪水不能自流入江抬高采石河水位,直接影响城区至宝庆圩段5.5km堤防安全,对城区防洪构成较大威胁。由于该段堤防已在流域之外,建议有关部门统筹安排。

根据《防洪标准》的规定,当涂县城近期防御标准取20年一遇,随着城市经济发展,防洪标准可适当提高。

1.6超标准洪水对策研究

在主要规划项目实施后,流域总体防御1996年型洪水,相应防洪标准约为20~40年一遇。但在遇到超标准洪水时,要充分利用综合治理工程并配以其他应急措施,防止发生毁灭性的洪水灾害,使洪灾损失降低到最小程度。为此需研究超标准洪水处理方案。根据本流域特点,处理超标准洪水的主要对策有:

⑴超标准洪水优化调度:通过建设完善的洪水预报预警系统等,提高洪水预报的精度及洪水预见期,相应制定合理的洪水调度方案,以减轻洪灾损失。

⑵在一定条件下提高新河庄运行水位:水阳江中游是本流域防洪的重点,也是防洪的薄弱环节,新河庄水位在防汛中显得尤为重要。本次经过大量的分析研究,规划新河庄水位为13.0m。但在流域遭遇超标准洪水,如遭遇1983年和1999年型洪水时,同时遭遇长江高水位,如芜湖弋矶山水位分别为12.41和12.01m,均超过警戒水位。为了提高下游河道的泄洪能力,增加外排泄量,减少新河庄附近的超额洪量,新河庄实时运用水位可提高到13.5m。而且,根据调查由于九十年代流域接连发生大洪水,流域内主要圩区堤防普遍经过了加高,特别是新河庄以上干流堤防高程均超过14.0m,因此适当提高新河庄控制水位是可行的。

⑶提高南漪湖运用水位:南漪湖面积在12.0m水位时,面积214km2,库容10.7亿m3,对调节水阳江中上游地区区间洪水起着巨大的作用。本次规划拟定南漪湖设计水位13.5m,但在发生超标准洪水情况时,南漪湖运用水位可提高到14.0m,约增加调蓄容积2.75亿m3。

⑷在一定条件下打开水碧桥闸,向固城湖控制分洪。规划水碧桥建闸,一般条件下水碧桥关闸不进洪,在发生超标准洪水,水阳镇水位超过12.80m时,开闸向固城湖分洪,当固城湖水位超过12.0m时关闸停止分洪。

⑸运用分蓄洪区:当新河庄水位超过13.5m,南漪湖水位超过14.0m时,如仍有超额洪水,则运用丹阳湖、石臼湖、固城湖等湖泊的部分圩垸破圩分蓄洪水。

⑹其他应急措施:当采取上述措施仍不能满足调蓄超标准洪水需要时,则可考虑在干流双桥河口至新河庄、郎川河合溪口以下及南漪湖周边地区选择适当地点进行破圩分蓄洪水。1.7水土保持规划意见 1.7.1水土保持现状

水阳江流域气候温和、雨量充沛,适宜多种森林植物和经济作物生长,天然植被由乔、灌、草构成,人工造林以杉、松等针叶林为主,森林覆盖率为54%。农业生产用地土壤以水稻土和红壤土类为主。该区水土流失以水力侵蚀为主,重力侵蚀次之,水力侵蚀占侵蚀面积的94%,侵蚀模数973t/km2.a,属轻度侵蚀。

本流域下游水网区的地貌特征是以平原为主,地势平坦,鲜有台地和丘陵,其中平原区广泛分布着水稻土。根据水土流失普查以及区域划分结果,绝大部分水土流失地区是重点预防区、重点监督区,很少涉及到重点治理区。水土流失的形式以面蚀为主,其次是沟蚀、重力侵蚀、人为侵蚀。总的说来,该区水土流失并不十分严重。近年来,随着工业、交通和水利基本建设规模的扩大,城镇工业的兴起,森林资源的盲目开采,水土流失日益严重。尤其是工程建设中缺乏水土保持措施,破坏了原生植被,废弃石渣乱弃乱堆,一定程度的加重了水土流失,应在建设过程中加以重视。

1.7.2水土保持规划意见

遵照《水土保持法》及相关法律、法规、规定的要求,实行预防为主,防治并重、因地制宜、因害设防、水土保持与生产建设相结合的原则,拟采取以下防治措施:

植树造林可以涵养水源,减少坡面流速,减缓地表径流的冲刷作用,同时拦截泥沙,减少洪水含沙量,延长洪水汇流时间,削减洪峰,减免洪涝灾害。同时对气候也将产生有利影响。因此,应大力提倡封山育林、植树造林为主的生物措施。利用荒地种植经济林、用材林等。在城市主干道种植风景林。在25度以上的坡耕地实行退耕还林,对15~25度坡地采取植树、种草的原则进行治理。同时通过农田基本建设,改良土壤结构,进行保土耕作。

修建水工建筑物来防止水土流失,主要以坡地改造工程和沟道工程为主,大力发展水平梯地,对一些侵蚀较为严重的地区,以小流域为单元,按照先治坡、后治沟,先上游、后下游,先支流、后干流的原则,兴建谷坊、鱼鳞坑、拦沙坝、山塘等工程设施,控制水土流失的发展。

工程建设过程中产生大量的弃土、弃渣、弃石,不得随意向江河、湖泊、沟渠倾倒,首先应将挖方用于筑堤、填塘,尽可能减少水土流失。对无法用于筑堤、填塘的弃渣必须予以妥善处理,必要时修建拦渣工程。对于建设过程中产生的边坡应采取相应的护坡措施。取料场使用完毕后,应及时进行料场平整。对弃土、弃渣场和料场,宜复耕的复耕,无需复耕的尽可能作为绿化用地使用,植树种草。

另外,在群众中广泛宣传《水土保持法》,各区、县应设立预防监督站,各乡(镇)、村配备专职或兼职监督员,以形成预防监督网络。建立、健全水保执法体系,以杜绝边治理、边破坏的现象发生,防止产生新的水土流失。

1.8环境影响评价 1.8.1环境影响分析

随着流域防洪工程与非工程措施的实施,将形成较为完善的综合防洪减灾体系,可显著提高流域防洪标准,有效减轻洪涝灾害,对流域社会、经济、环境可持续发展具有巨大的促进作用。如南漪湖综合治理工程的实施,通过上下两闸的控制运用,使南漪湖水位保持相对稳定,对开发养殖、发展灌溉和改善航运都将产生有利影响。如青弋江改道工程实施后,结合下游圩区水系整顿、联圩并圩、缩短防洪堤线,相应减轻下游水网区防洪负担。

对环境的不利影响的主要有:施工期将产生大量的弃土、弃渣,如处置不当易形成水土流失。施工中产生的生活垃圾,易形成蚊、蝇、鼠等病媒的孳生地。施工期对空气的影响源主要为粉尘和燃油废气,对人群较集中的村镇影响不容忽视。施工机械的噪声级较大,这些噪声对靠近施工点或场内外交通道旁的居民产生一定影响。施工中生产废水、生活污水将对水环境产生影响。工程实施后,如南漪湖建闸控制、青弋江改道并建闸,将隔断洄游鱼类通道。另外,工程建设将不可避免地占用大量土地、耕地,地表植被和土壤也将遭到一定程度破坏,对土地资源和农业生产带来一定影响。施工时大量施工人员集中在血吸虫病流行疫区,对施工人员的身体健康构成威胁,也应引起重视。

1.8.2环境保护对策措施

针对各防洪工程实施后产生的主要不利影响,提出如下对策措施:

⑴防洪工程建设要严格贯彻执行《环境保护法》、《水土保持法》等有关法律、法规。

⑵防洪工程施工对生态环境产生的影响,应在不同工程设计阶段,进行环境保护设计或编制环境保护实施计划,最大限度地减轻工程施工造成的环境影响。如施工期产生的弃土、弃渣、废水、污水须进行妥善处理。如弃渣运往指定地点集中堆放,废水集中排入沉淀池,处理达标后方可排放,生活污水集中排入附近农田坑内。施工废气、噪声也需采取措施,使其符合有关规定要求。加强施工区环境卫生及防疫等。

⑶从生物多样性保护的角度出发,应采取措施保护珍稀生物。如配合建筑物修建鱼道,建立鱼类增殖站等。

总之,在大力开展防洪工程建设的同时,应采取相应措施防止对环境造成的负面影响,使流域防洪标准和环境状况均得到一定程度的改善,为当地人民创造安居乐业的环境。

1.9防洪非工程措施

防洪非工程措施主要包括洪水预报(包括洪水测报和洪水通讯预警系统)、防洪减灾规划、超标准洪水的处理预案、政策法规研究等。

水阳江、青弋江、漳河流域是一个洪灾频发地区。经过解放以来特别是近几年的建设,本流域内已初步建成了防汛站网系统。防汛信息的采集、处理收集等技术也得到一定程度的改善。但仍存在手段落后、自动化程度低、防汛标准低等问题,不能及时、可靠地将测报信息传送给决策部门。规划全面提高流域的水文基础设施的防洪标准和水文测报能力,完善水文信息测报系统,实现流域内水情、工情、灾情等信息自动采集、存储和处理,并通过超短波、通讯卫星和有线邮电网实现测站、中心站、预报预警中心、防汛指挥中心之间的信息传输。

洪水预报是重要的防洪非工程措施,在防汛指挥决策中有着重要的作用。本流域的洪水预报系统应以洪水测报系统中各水文网站自动测报的雨情、水情等信息的基础上,运用数据库、计算机等先进的科学技术和手段,结合本流域的河流水系特点,选用先进的洪水预报模型、降雨径流模型、河道洪水演算模型、水库洪水调度模型,甚至全流域的水网水力学数学模型等进行分析,实现流域洪水的可预见性,为防洪决策提供依据。通讯预警系统是防汛工作的生命线,主要为水情、工情、灾情等信息,为防汛调度、抢险救灾、指挥命令的上传下达提供通信手段,以及向分蓄洪区发布洪水警报等等。本流域通讯预警系统的建设应充分利用邮电公网和监测系统所建立的超短波、卫星通信系统,在现有防汛通讯网的基础上,进一步建设流域的通讯主干网,提高水情、工情、灾情等信息传输的及时性、可靠性,确保防洪通讯指令的畅通。

洪水保险是防洪救灾的有效手段。通过推行洪水保险制度,鼓励分蓄洪区和防洪受益区的法人、公民都参加洪水保险,适当开发分蓄洪区的土地资源,建立合理的洪水保险运行机制。一方面有利于加快恢复受灾区正常的生产和生活,减轻国家的财政负担,减少洪灾所造成的不利影响,另一方面可通过增加洪水保险费用的办法,限制防洪区内的不合理开发、利用。

本流域内的洪水灾害发生频繁,应结合新的水情、工情,加强对流域洪水的研究,特别是超标准洪水的防御对策研究,制定超标准洪水预案,当发生超标准洪水时起用相应的洪水预案,把洪灾损失减少到最低程度。

另外,通过立法和制定一系列的政策、法规,如建立洪水保险,控制分蓄洪区人口和经济规模等,达到减少洪水灾害和降低灾害损失的目的。对于河道、湖泊管理应建立、健全管理机构,并制定相应的管理政策和管理法规。严禁对河道、湖泊、洲滩进行新的围垦和侵占,对狭窄河段应进行清障、退建处理,对已围垦湖泊进行必要的退田还湖、拟定分蓄洪区和蓄洪垦殖区等。制定科学合理的分蓄洪区运用调度方案和分蓄洪区运用审批程序,通过有关法律法规明确各级防汛部门在分蓄洪区运用的相应权限等。

1.10防洪工程实施程序意见

本流域防洪治理工程项目较多,应区分轻重缓急逐步安排,分期实施。针对流域的实际情况,选择建设条件较成熟,综合效益大,收效快的工程,优先安排,以尽快提高流域的防洪能力。

在流域上游,目前已建成陈村、港口湾两骨干水库,使中下游地区的防洪条件得到了较大的改善。牛岭水库已完成初步设计,与陈村水库联合调度,将进一步改善青弋江中下游地区防洪条件,建议尽早实施。凤凰山、汤村水库也应抓紧进行前期研究工作,逐步安排建设。

水阳镇河段开卡拓宽工程,对于改善下游地区的泄洪条件,减轻中游地区的洪水压力具有重要意义。1989年长江委根据水利部(88)水电计字第53号文、水计(1989)第16号文和国务院批准的水计(1989)46号文精神,编制完成了《水阳镇河段开卡拓宽工程初步设计阶段性报告》并上报。进入九十年代以来,本流域洪水灾害频繁,加之由于人为原因,干流河道被进一步束窄,支叉河道被封堵,本河段卡口更加严重。为此,水阳镇河段开卡拓宽迫在眉睫,规划列入第一批工程实施。同时,为使水阳镇河段开卡拓宽能顺利实施,牛耳港封堵、水碧桥建闸宜同步实施。另外,根据洪水分析计算,为了使1996年洪水顺利外排入江,还应同时进行裘公河的局部扩卡拓宽,使裘公河分洪流量达到700m3/s左右。同时对猫儿湖分洪旁道进行疏浚整治,使其承担一定的分洪任务。

水阳江中游南漪湖控制运用工程:即在南漪湖进出河道双桥河、北山河上分别建闸控制,并封堵油榨沟,局部扩大北山河。南漪湖在天然情况下,有一定的调蓄干支流洪水的作用,但由于进、出河道无控制工程,相当一部分调洪容积常被峰前洪水充蓄,使其不能充分发挥调洪作用。规划在水阳镇河段开卡拓宽基础上,实施南漪湖控制运用,即在上游来水不超过河道安全泄量时,尽量利用河道使洪水排泄入江;当上游来水超过河道安全泄量时,利用南漪湖调蓄洪水,将有效降低新河庄、南漪湖、水阳等控制点水位,花津以下及其下游水网区水位也有一定程度降低,从而减轻水阳江中下游的洪涝灾害。因此,南漪湖控制运用工程是流域规划中的一项重要工程,对提高水阳江中游防洪标准作用较大,建议尽早安排实施。

青弋江分洪道工程是改善流域下游防洪形势的重要工程,利用高水高排,让青弋江上游洪水大部分从澛港排出,将显著改善下游地区洪水的总入流与总出流间的严重不平衡,从而使湾址以下水位大幅度降低。同时,本工程对水阳江新河庄以下水位降低也较明显,为水阳江水阳镇河段开卡、南漪湖综合治理创造更加有利的条件。因此,规划将此工程列为第一批实施工程。

姑溪河局部整治对改善水阳江下游入江口的泄流能力有一定作用,建议列为第一批实施工程。

芜湖口控制闸工程也是改善流域下游地区防洪形势的重要工程。工程实施后,在发生1954年型洪水时关闸以拒长江洪水倒灌,配合青弋江分洪道工程可降低闸内水位0.3~0.6m,大大改善圩区的防洪条件。因此,规划将其列为第二批实施工程。

堤防加高加固、圩区水系整理、局部河段整治等工程项目,应结合每年的水利基本建设逐步安排实施。当涂及石臼湖口门建闸,在条件成熟时亦应逐步安排实施。

1.11投资估算

奎屯河流域水库管理 篇3

水库管理就是用科学技术、行政法规等措施合理组织管理水库的运行、维修和正常运营,以达到最大限度地发挥其在农业、旅游、养殖等方面的功用,并合理的保护水库安全,延长使用寿命。因为当今水资源作为一种重要资源,对社会发展、国家稳定、地区经济发展持续性有着极其重要的作用。所以节约水资源、科学利用水资源,让水资源利用和社会发展同步是非常重要的。我国水利工作还处于传统水利阶段,水利工作的科技含量很低,要合理利用水资源,必须要加大科技投入,加强水资源利用,水库这一水利工程管理工作就显的很重要了,这样才能科学利用水资源。

当今中国社会处于传统社会向现代社会过渡的阶段,水利工作也是如此。虽然中国传统水利较早,早在夏朝就有大禹治水,但是一直没有形成系统科学的管理办法,传统水利只是对以往经验总结和概括,没有对未来的展望。传统水利工作下的水库管理主要针对人为建造的工程部分即水工建筑物及其配套设施的管理,是以兴利除害、防洪渡汛、供水发电为主,管理范围小,管理面窄。表现出的特点是重建设轻管理,重工程轻资源,重更改大修轻检查养护。这对水库管理是非常不利的,如果能够加大检查力度,那么事故就可以解决在萌芽状态,小修小补就可以达到安全合理施工的目的。

水库是调节径流的工程,要随着水库本身和客观环境的变化,对其进行管理,以取得较好的社会效益、经济效益和环境效益。现代水库管理,就是在总结以往经验教训的基础上,结合新形势、新任务、新要求,展望发展,不断完善管理职责,明确管理范围,摸索更新管理方法,统一制定管理标准,从而逐步实现水库管理的现代化。

1 现代水库管理工作

1)现代化水库管理是一个综合管理过程,不但要对水利工程进行有效合理的管理,使水库工程达到水库本身功能的要求,还要使水库内水资源得到有效的保护,保证用水单位水资源的环境要求。奎屯河流域是新疆北部准噶尔盆地西南缘艾比湖流域的3个二级流域之一,流域内从东向西分布有6座大、中型平原水库,依次为泉沟水库、黄沟二库、黄沟一库、奎屯水库、车排子水库。其水库管理工作是针对水的工作,它不但包括水的安全、水的利用,还应包括水质的好坏和水量的多少。管水单位不管水的好坏和多少,就不能适应现代化管理的需要。所以现代水库管理范围应向上游延伸和扩大,管理工作的内容也相应增加。在管好水工建筑物及配套设备的同时还应管理水库岸坡,流域的植被和水质水量及其合理利用。当然由于和地方政府部门的交叉,管理受到制约,但我们应该积极与其相关部门联系,签订协议,共同管理,共享资源。通过定期检查岸坡是否稳定,有无塌方、滑坡,定期调查了解库区植被、水土流失,定期调查了解流域范围内污染源及水污染状况,写出分析报告和治理改进建议,保护水库的水质和蓄水能力。

2)奎屯河流域水库管理工作责任重大,所以预防为主的原则不单是针对水库防汛渡汛,应该贯穿于水库管理的全过程。所谓预防,就是超前工作,有备无患。这既体现了水库管理的主动性,也体现了现代管理的科学性。只有真正做好预防工作,才能保证做到水库安全第一。

3)标准化是水库管理现代化的标志之一。施行标准化管理可以减少盲目性和随意性。标准化管理首先要制定管理标准,管理标准应尽可能量化,便于定岗、定责和自动化管理。管理标准应定期修改,不断完善。奎屯河流域水库管理目前采用的是水利部下发的各种技术标准和规范。

4)按照工程管理目标对水库进行管理的工作。工程管理目标是根据有关法律、法规、部门规章和技术标准制定的定量指标。

2 水库技术资料档案管理

1)技术资料档案是不可再生资源,随着工程运行年代的延长,管理人员不断更新,一些参加过工程建设的、对工程熟悉的同志,将会逐渐退去,如果不把水库的工程技术档案建立起来,管理工作将会出现没有“前因”,只有“后果”的现象。为了使水库管理有可靠的依据和准则,为了不断总结提高运行管理水平,必须重视建立工程技术档案,把水库工程的建设、技术工作成果、运行管理的活动真实地记录载入工程技术档案。

2)现代水库工程管理的重点是检查观测和维护保养。工程部分中坝坡、滤水坝脚、泄水涵、闸门启闭机、机电设备等重点部位最容易出问题。工程管理的内容是看管、运行、检查、观测、维护保养、安全鉴定、更改维修、除险加固等一系列重复工作,直至工程报废。

3)运行主要指配套设施(闸门启闭机、机电设备、观测设施等)的操作运行;大坝等挡水建筑物在水库蓄水时就自然处于运行状态。

4)检查观测是工程管理的前提和基础,检查观测的目的是为了确定工程设备的状态,是通过检查观测确定工程设备性能的完好程度,及时发现隐患,为安全运行提供依据。发现隐患是为更改修理、除险加固乃至报废提供决策依据。

5)维护保养是工程管理的基本内容。它是工程设备处于完好状态下所采取的技术措施。维护保养的目的是为了保持工程设备的美观、完整、良好的状态,延长寿命。

6)维护与检查观测共同构成了工程管理的基本内容。检查观测维护保养工作标准有些是为了安全可靠的运行,有些是为了延长寿命,他们应根据工程设备的需要(延长它的使用寿命所必需做的工作)来制定。

7)检查观测维护保养工作标准必须符合实际,简明准确,切实可行。工作标准应该明确项目,明确要求,明确周期,明确人员,明确组织,明确方法和手段等。每一个项目都必须按要求做好,并及时做好记录,及时分析,及时归档。这样制定出工作标准并严格执行,则既能满足客观需要,又可实现最小投入。这样也对管理人员,特别是工程技术人员,在知识能力等方面的管理素质,提出了更高的要求,这也正是为实现奎屯河流域水库现代管理所必须做到的。

参考文献

漳河水库流域论文 篇4

密云水库及其流域营养物集成模拟的情景分析研究

摘要:在密云水库水环境模拟预测集成模型的支持下,考察了不同点源、非点源污染负荷控制措施对水库水质的影响和作用,制定了4个情景方案.基础情景分析表明,密云水库TN超标严重,TP相对较好,叶绿素浓度超过10 μg/L的区域主要集中在潮河库区,而且面积较大.情景1、情景2和情景3是考虑了不同点源、非点源管理措施后的.密云水库水质状况.结果表明,营养负荷的下降能显著地改善水体水质,尤其是磷负荷的降低可有效地制约藻类生长,叶绿素浓度显著降低,超过10 μg/L的区域缩小甚至消失.这一结论说明了加强密云水库流域及周边地区工业、生活和畜禽养殖等点源和农业非点源污染控制对改善密云水库水质的有效性和必要性.作 者:王建平   苏保林    贾海峰    程声通    杨忠山    武佃卫    孙峰    WANG Jian-ping    SU Bao-lin    JIA Hai-feng    CHENG Sheng-tong    YANG Zhong-shan    WU Dian-wei    SUN Feng  作者单位:王建平,苏保林,贾海峰,程声通,WANG Jian-ping,SU Bao-lin,JIA Hai-feng,CHENG Sheng-tong(清华大学环境科学与工程系,北京,100084)

杨忠山,武佃卫,孙峰,YANG Zhong-shan,WU Dian-wei,SUN Feng(北京市水文总站,北京,100038)

期 刊:环境科学  ISTICPKU  Journal:CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年,卷(期):, 27(8) 分类号:X192 X143 关键词:密云水库    营养物    集成模型    情景分析   

安格庄水库流域水文特性分析 篇5

流域内地势是西北高、东南低,山峦起伏,属太行山脉,海拔在100~1 000 m。下垫面由壤土、黏土和沙土组成,植被茂盛,水土流失较小。现对安格庄水库流域水文特性进行分析,探讨其降水、径流、蒸发等规律,为该区的防汛抗旱提供参考。

1 研究区域概况

安格庄水库位于海河流域大清河水系中易水上游,115°14′E,39°17′N,中易水发源于西南太行山麓,河流全长130 km,流域总面积1 119 km2。其支流富岗沟、金坡沟直接入库。该流域以上主河道长39.9 km,河道纵坡0.7%,流域平均宽度22.3km。流向自西向东,经安格庄、西水冶、东南白涧、罗村,从周任村东入定兴县境,至定兴县河内村与北易水河汇入南拒马河。

该流域属于温带大陆性季风气候,春秋干旱多风,夏季炎热多雨,冬季严寒少雪,四季分明。多年平均气温为12.0℃,最高41.6℃,最低-23.7℃,年最多风向为西南风,最大风速20m/s,平均风速1.9 m/s。

2 安格庄水库流域水文特性

2.1 降水

流域内有常年降水监测站5个,据1960—2010年降水资料统计,该流域多年平均降雨量为606.0 mm。最大降雨量1 191.6 mm,最小降雨量265.8 mm,极值比为4.48。

全年降水量分配极不均匀,主要集中在汛期6—9月。6—9月的降水量占到了全年降水量的70%~90%,最大月降水量一般出现在7月或8月。冬春两季干燥少雨,10月至次年5月降水量仅占全年降水量的10%~30%,最小月降水量多出现在1月或12月(表1)。

2.2 径流

安格庄水库流域的径流量主要来源于天然降水产生径流及经五一渠跨流域引水补给。根据安格庄水库1962—2010年实测资料统计,多年平均径流量为1.445×108m3。除该流域的径流外,经五一渠跨流域引拒马河水入库补充水源,安格庄水库流域减去五一渠跨流域引水,多年平均引水量0.826×108m3。安格庄流域自产径流量为0.619×108m3,折合成径流深为130.0 mm。

地表径流量的年内分布趋势与降水量的分布趋势基本一致,径流主要集中在夏秋雨季,年际变化明显。从安格庄水库监测站实测资料分析,最大年径流量为1963年的3.520×108m3,最小年径流量为1984年的0 m3。

2.3 蒸发

该流域处于干旱地带,蒸发量较大,以E-601型蒸发器观测为例,从安格庄水库水文站多年蒸发观测资料分析,计算得出多年平均蒸发量为972.6mm。安格庄水库监测站多年实测蒸发量589.1~1 377.2 mm,远大于多年降水量280.5~1 191.6 mm。

蒸发量年内分配不均,主要受各月气温、湿度、风速等综合影响,夏季气温高,蒸发量大;冬季气温低,蒸发量小。年内蒸发量主要集中在4—9月,占全年蒸发量的73%左右,而10—翌年3月蒸发量占全年蒸发量的27%左右。安格庄水库的蒸发量呈波动式下降趋势,年最大蒸发量为1975年的1 377.2 mm,年最小蒸发量为1990年的589.1 mm,变化幅度达788.1 mm,极值比为2.34。安格庄水库多年平均蒸发量年内分配和蒸发量逐年变化曲线见表2和图1。

2.4 水质

以安格庄水库坝上取样为例,评价标准采用《地面水环境质量标准》(GB3838-2002),评价参数选用p H、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、铜、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚14项。

安格庄水库水体富营养评价分值57,属轻度富营养。每月水质类别及是否符合《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)(旱作),标准评价见表3。

3 结语

安格庄水库是一座以防洪为主、灌溉结合发电的大(Ⅱ)型水利枢纽工程,自2008年以来又担负着向北京市应急输水的任务。通过对安格水库多年的水文资料进行统计分析,安格庄水库水文特征随降水变化而变化。降水量、蒸发量、径流量年内年际变化差异较大,降水、径流主要集中在汛期,最大值也在汛期产生;蒸发量最大值一般在春末夏初,最小值出现在年初或年末;河流水质良好,可用于城镇生活、工农业生产和水生养殖等。

参考文献

[1]保定地区水利志编纂委员会.保定地区水利志[M].北京:中国社会出版社,1994.

[2]梁薇,邹丽敏,沈海新,等.太湖流域农村生活污水处理技术及应用实效[J].农业灾害研究2012,2(1):68-70.

[3]张晓波,炳强兴,武周虎,等.棘洪滩水库水文情势与水质变化趋势分析[J].人民黄河,2012(11):78-81,84.

[4]徐启宝,许尔金.浅析水库中长期水文预报方案的编制——以泽雅水库为例[J].浙江水利科技,2010(1):11-15.

[5]张蕾娜,李秀彬.用水文特征参数变化表征人类活动的水文效应初探——以云州水库流域为例[J].资源科学,2004(2):62-67.

汤河水库流域产流模型应用研究 篇6

汤河是太子河中游左岸上的一条较大支流,发源于辽阳市吉洞乡,自南向北流,于辽阳水文站上游汇入太子河,河流全长90.9km,集水面积1 460km2。汤河水库以上集水面积1 228km2,占汤河流域面积的84%。坝址以上有东、西两支流汇入,坝址以上为山区,山地占80%~95%,森林覆盖率达70%。

汤河流域属大陆性季风气候,属于中纬度地区温带半湿润和半干旱季风气候区,四季分明。多年平均降雨量为770mm,年均降雨量最大值为1 155.7mm(1964年),最小值为501mm(1959年),年内分配极不均匀,降雨量一般集中在7、8月,占全年总降雨量的49.7%,且往往集中于几场大的暴雨,次降雨历时比较短,笼罩面积不大,而且分布又不均匀。这些地区气候干燥,日照时间长,蒸发量较大,土壤地表干燥,植被较差,包气带厚。

汤河水库座落在辽阳市弓长岭区汤河乡境内,控制流域面积1 228km2[1],是一座以防洪、工业及城市生活供水为主,兼顾灌溉、发电、养鱼等综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程。工程按百年一遇洪水设计,可能最大洪水校核,其防洪库容量3.68亿m3。兴利库容为3.59亿m3,总库容为7.07亿m3。汤河水库坝址距下游长大铁路、沈大高速公路39km,距辽溪铁路11km,保护长大铁路、辽阳市400万人口。

汤河水库上游分布有汤河、二道河、郝家店3个水文站和上麻屯、花红沟门、吉洞峪、隆昌、韩家村5个雨量站,站点分布均匀。汤河水库以上流域水系如图1所示。

2 综合产流模型

汤河流域属于半湿润地区,其产流特性界于干旱地区与湿润地区之间,而且在每年前期干旱遭遇暴雨时,其产流为超渗产流方式,而当雨季来临以后,其产流方式又转换为蓄满产流模式,给模拟此类地区的产流带来很大困难。对于这种情况,单一的超渗与蓄满产流模式都存在明显的不合理,在深入分析该地区的水文、土壤和气候特性以及超渗、蓄满产流模型的基础上,提出运用综合产流模型,以提高汤河水库的洪水预报精度。综合产流模型的主要计算公式如下[2,3]。

抛物线型流域蓄水容量曲线:

时段入渗能力的流域分配曲线采用m次抛物线:

式中,fm△t为时段最大入渗量,计算式为:

时段产流量计算式为:

当P-E

当P-E≥fm△t时,△W的计算式为:

式中,Sm:流域内点蓄水容量的最大值,Sm=(1+n)Im;n、m:抛物线指数;Im:流域最大土壤含水量,Im=f0/k;K:下渗率衰减系数;Pa:前期影响雨量;S0:相应于Pa的纵标值;P:时段雨量;E:时段蒸发量;R:时段产流量(时段净雨)。

3 资料选用及参数计算

选择1950~1990年间的降雨量及洪峰流量均较大的实测洪水资料共16场。用选定的20场雨洪的降雨、径流、蒸发资料进行计算(计算结果见表1,计算流程图如图1所示),得出最优参数如下:k=0.74,n=0.4,Sm=200.0,Im=140.0mm。

4 预报结果分析

对预报结果采用有效性和合格率进行评定,有效性系数:DR=1-Se2/σR2,其中,

式中,Se:预报误差的均方差;σR:预报要素值的均方差;R:实测值的均值;:实测产流值;:预报产流值。DR=0.963 1。其中,m为精度大于80%的场次,n为总场次数。

5 结论

本文将综合产流模型运用到汤河水库流域产流预报中,用20场雨洪资料进行参数优选,预报结果平均精度为82.7%,从预报结果来看,相对较大的产流量场次预报精度较高,对产流量较小的场次预报效果较差,但总体看来,比汤河水库现在运用的蓄满产流模型精度高,预报效果好。

参考文献

[1]许华祯,陈文军.汤河水库年径流还原计算分析与订正[J].农业与技术,2006(10):91-94.

[2]李怀恩,沈晋.现行几个主要产流模型的剖析[J].水文,1996(6):14-23.

山美水库流域纳污能力计算 篇7

关键词:山美水库流域,纳污能力,计算,治理

1 引言

山美水库位于福建省泉州市西北部, 即南安市九都镇山美村。水库处于晋江东溪中游, 是一座集供水、灌溉、防洪和发电等功能为一体的综合性大 (Ⅱ) 型水利枢纽工程, 总库容6.55亿m3, 调节库容4.53亿m3, 集水面积1023km2, 占东溪流域的53.4%, 多年平均径流量14亿m3 (4.17亿m3为龙门滩跨流域引水) 。其中, 桃溪和湖洋溪是山美水库流域内现有的主要入库河流, 肩负着山美水库上游供水的主要任务, 也是污染物汇入水库的主要源头。

2 流域水环境现状

根据多年山美水库流域水质监测及流域污染情况调查资料显示, 山美水库流域的污染源主要由工业、城镇与农村生活污水、城镇径流、农村生活垃圾、畜禽养殖和农田径流等外源污染源及水库底泥释放N污染因子为主的内源污染源构成。以2010年为计算代表年份, 经统计汇总, 该年份山美水库流域 (桃溪、湖洋溪、山美库区) 受纳周边乡镇污染物排放量COD为5452t, 氨氮为728t, 总磷为180t, 总氮为1150t。

3 流域纳污能力计算

3.1 纳污能力概念

水环境纳污能力是指在保持水环境功能用途的前提下, 受纳水体所能承受的最大污染物排放量。影响水体纳污能力的因素很多, 概括起来主要有以下4个方面:水域特征、环境功能要求、污染物性质、排污方式。

3.2 纳污能力计算方法

3.2.1 基于零维水质模型的河流水环境纳污能力计算模型

按照污染物降解机理, 水环境纳污能力即水环境容量可划分为稀释容量、自净容量和输移容量3部分。在零维状态下, 可忽略污染物弥散、扩散作用。因此, 水体纳污能力主要由自净容量和稀释容量两部分组成, 其计算公式如下:

式中, W为水环境容量;Q0、C0为进口断面的入流流量和水质浓度;CS为该水体的水质目标浓度;V为水体体积;K为水质降解系数。

3.2.2 基于一维水质模型的河流水环境纳污能力计算模型

对宽深比不大的河流, 污染物能在较短河段内在断面上混合均匀, 污染物浓度横向变化不大, 可用一维水质模型模拟污染物沿河流纵向的输移过程。基于一维水质模型的水环境纳污能力计算公式如下:

公式中:W为纳污能力 (t/a) 、u流速 (m/s) 、CS为水质目标浓度、k为降解系数、x为河长 (m) 、Q0为上游来水流量 (m3/s) 、C0为上游来水水质 (m3/s) 。

3.2.3 排污口概化

计算中, 将相近的多个排污口简化成集中的排污口, 排污口概化的重心计算如下:

公式中:X为概化的排污口到功能区划下断面或控制断面的距离;Qi为第i个排污口的水量;Xi为第i个排污口到功能区划下断面的距离;Ci为第i个排污口的污染物浓度。

3.2.4 不均匀系数求取

由于污染物质很难在水体中达到完全均匀混合, 故对于上述公式计算出来的水环境容量值要进行不均匀系数订正, 一般河流越宽、不均匀系数越小;水面面积越大, 不均匀系数越小。根据相关研究成果[1], 一般性河流的不均匀系数取值范围见表1。

3.2.5 水质降解系数

根据研究区域情况选择COD、氨氮、总氮和总磷为控制指标。参考国内外水质降解系数的研究成果和《福建省主要河流典型水域纳污能力研究》, 并根据区域的具体情况, 确定水体中COD、氨氮、总氮和总磷的降解系数, 其中COD降解系数为0.12~0.18/d、氨氮降解系数为0.10~0.15/d、总磷降解系数为0.08~0.13/d、总氮降解系数为0.10~0.15/d。

3.2.6 计算原则

为加强山美水库水源地保护, 山美水库库区水域不进行纳污能力计算。对于没有径流量的水环境功能区或河流, 不进行本水域的纳污能力计算, 但是将该排污河道作为下游功能区划水域的支流进行处理, 要满足下游水环境功能区划要求。根据水源地保护管理规定, 在取水口附近应设置保护区。在本次纳污能力计算中, 对于保护区不进行纳污能力计算, 规定每个水源地不进行纳污能力计算的范围为上下游1km。水文设计条件取90%保证率的典型年进行计算。为保证桃溪和湖洋溪汇合处的控制断面满足水环境功能要求, 桃溪东平~东关段水域不考虑其纳污能力。

3.3 设计水文条件确定

根据山美水库流域内山美水库、嵩山、锦溪、蓬壶、延清、达中、大卿、天马、永春、湖洋、黄栏、紫美、洋上、外山、外碧和东关等16个雨量站1973~2008年降雨资料, 选取雨量站长序列降雨资料进行统计分析, 其中:1991年山美水库流域的设计保证率为91.89%, 综合考虑其他因素, 最终确定1991年的枯水保证率为90%。

3.4 流域水功能区划

水功能区划按照福建省人民政府确定的分类系统执行, 分为一级区划和二级区划。

山美水库流域一级功能区划可划分为:桃溪永春保留区 (源头-蓬壶镇) 、桃溪永春开发利用区 (蓬壶镇-东平镇) 、桃溪永春缓冲区 (东平镇-东美) 、湖洋溪永春保护区 (源头-永春第二自来水厂取水口上游1000m-永春第二自来水厂取水口下游100m-山美水库坝址) 。其中桃溪永春保留区、桃溪永春开发利用区、桃溪永春缓冲区水质现状为Ⅳ, 水质目标为Ⅱ;湖洋溪永春保护区水质现状Ⅱ, 水质目标为Ⅱ。

二级功能区划可划分为:桃溪永春农业用水区 (蓬壶镇-达埔镇) 、桃溪永春饮用水源区 (达埔镇-永春县自来水厂上游1000m) 、水源地保护区 (永春县自来水厂上游1000m-永春县自来水厂下游100m) 、桃溪永春工业用水区 (永春县自来水厂下游100m-东平镇) 。其中, 桃溪永春农业用水区、桃溪永春饮用水源区、桃溪永春工业用水区水质现状为Ⅳ, 水质目标为Ⅲ;水源地保护区水质现状Ⅲ, 水质目标为Ⅱ。

4 计算结果分析

4.1 纳污能力计算结果

根据上述纳污能力计算方法、设计水文条件和水环境功能区划等条件, 计算得到山美水库流域主要河道的纳污能力, 计算结果详见表2。

由表1可知, 桃溪水体COD、氨氮、总氮和总磷的纳污能力分别为1811.89t/年、115.15t/年、120.75t/年和22.70t/年;湖洋溪水体COD、氨氮、总氮和总磷的纳污能力分别为768.98t/年、33.75t/年、35.71t/年和7.19t/年。

4.2 剩余纳污能力计算结果

根据桃溪和湖洋溪污染物入河量以及水体纳污能力的计算结果, 即可计算其水体剩余纳污能力。其中, 桃溪水体剩余纳污能力计算结果:COD为-2802.04 (t/年) 、氨氮为-521.56 (t/年) 、总氮为-1009.8 (t/年) 、总磷为-135.93 (t/年) ;湖洋溪水体剩余纳污能力计算结果:COD为267.53 (t/年) 、氨氮为-31.84、总氮为-79.63 (t/年) 、总磷为-8.38 (t/年) 。

根据剩余纳污能力计算结果可以看出, 桃溪和湖洋溪沿岸污染物入河量已超过其纳污能力, 为满足山美水库流域水环境功能要求, 必须对流域内污染物排放量进行削减, 重点削减桃溪和湖洋溪沿岸以及山美水库库区周围污染物排放量。

根据流域内污染源特点及流域剩余纳污能力, 建议采取工程与非工程措施相结合、源头控制、中间过程控制和末端处理的方法削减污染物入库污染负荷, 即在污染源治理的基础上, 为进一步提高入库水体水质, 进行流域水环境整治和水体净化与生态工程建设, 使入库河流和水库水质明显好转, 流域生态环境明显改善, 形成良好的生态系统, 提高水源地饮用水保障能力, 持续提高流域总体环境质量。

参考文献

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[2]胡锋平, 侯娟, 罗健文, 等.赣江南昌段污染负荷及水环境容量分析[J].环境科学与技术, 2010 (12) .

[3]黄真理, 李玉粱, 李锦秀, 等.三峡水库水环境容量计算[J].水利学报, 2004 (3) .

[4]唐海滨, 吴振斌, 梁威.水环境容量及其水质模型研究进展[J].安徽农业科学, 2012 (17) .

铁岗水库流域暴雨季节性变化规律 篇8

铁岗水库是深圳市城市供水网络中重要调蓄水库之一, 是一座以供水为主, 兼有防洪等综合效益的中型水利枢纽工程, 对宝安区西部经济发展起着举足轻重的作用。铁岗水库承担东部供水工程往西部地区调水的调蓄及中转任务, 除向宝安城区、蛇口地区供水外, 还承担通过石岩水库转供沙井、松岗、公明等街道办的供水任务, 是全市供水布局体系中关键性骨干工程。

铁岗水库位于深圳市宝安区政府所在地西北约6 km的西乡河中游段, 水库集水面积64 km2, 占西乡河流域面积的79.8%。除本库集水区来水外, 上游石岩水库的溢洪道与铁岗水库相连, 丰水年有弃水排入铁岗水库。水库下游分别为铁岗排洪河、西乡河、西乡大道分洪渠, 西乡河两岸人口密集, 商铺、楼房林立, 导致西乡河整治后过流能力无法达到规划设计目标。若按设计过流能力进行实际运行操作, 将对河道两岸居民及现有建筑物将造成极大的安全威胁。

铁岗水库第四次扩建工程于2006年11月动工, 主体工程于2009年2月底全部完工, 水库扩建后正常库容由4 900万m3增加到9 400万m3;正常蓄水位由23.79 m提高到28.70 m。

2流域内暴雨天气形式

深圳的气候受季风的影响, 汛期为每年的4月15日至10月15日。从暴雨成因方面分析深圳市暴雨主要为台风雨和气旋雨;夏季多为季风低压、热带气旋所影响, 盛行偏东南风, 高温多雨;其余季节多受极地冷高压脊控制, 盛行东北季风, 天气较为干燥。春季深圳市多受变性冷高压脊、静止锋、低压槽等天气系统控制, 夏季的锋面低槽、热带云团、东风波等天气系统常给深圳市带来明显降雨, 秋冬季节通常在高压脊的控制下, 出现晴朗少雨的天气。此外, 热带气旋 (台风) 是深圳市夏、秋季节的最重要的降水天气系统。流域内夏季为西南季风的盛行期, 高层副热带西风逐渐为热带东风所取代, 并稳定控制。随着南支西风急流的北撤, 前汛期降水结束。这时期西北太平洋和南海多热带气旋活动, 是热带气旋影响或袭击的盛期。

3暴雨的时空分布特征

总结流域暴雨的时空分布, 共有四个明显特征:

(1) 暴雨年内分配较集中。流域降雨量年内分配非常集中, 全年降水量的多少取决于一场或几场暴雨, 暴雨发生的时间主要集中在4-9月。根据铁岗水库 (1959-2009年) 雨量资料按水文年进行统计, 多年平均降水量为1 630.7 mm, 年最大降雨量为2 667.5 mm (2008-2009年) , 年最小降雨量850.1 mm (1963-1964年) 。其中:汛期4-10月份降雨量占全年降雨的93.49%, 多年平均降水天数为115 d。

(2) 暴雨的年际变化大。根据《深圳市2008年“6·13”暴雨及洪水调查报告》, 铁岗水库控制集雨区域暴雨年际变化较大, 以年最大24 h暴雨为例, 其变差系数 (Cv) 约为0.50, 年最大24 h暴雨量均值169.8 mm, 其中最大值为430 mm、最小值为63.6 mm, 两者的比值约为6.76。

(3) 暴雨量的空间分布受地形影响显著。深圳市暴雨量的空间分布受地形影响较明显。主要代表雨量站各统计时段 (6 h、24 h、72 h) 年最大雨量均值, 有自东南向西北递减的趋势, 这种趋势随统计时段的加长而明显, 见表1。

形成该种空间分布的原因, 是由于夏季盛行东南及西南风向与大致东南走向的海岸山脉相交, 使水汽抬升而形成较大暴雨;西北部由于气流受到了海岸山脉的阻隔, 加上西部地势相对较平缓, 故而暴雨强度比东南部小。从年最大24 h点雨量变差系数Cv可见, 年最大24 h点雨量Cv值的变化范围不大, 变幅为0.38~0.50。

深圳市大约有4.82%的土地为低山, 除海岸山脉以外, 还有一小部分低山分布在东北部和西部地区。铁岗水库流域因地形的急剧变化, 致使水汽抬升运动加剧, 从而易在该较小范围内形成强度较大的暴雨。

4暴雨的季节性变化规律

根据铁岗水库流域内多年实测暴雨资料, 对控制流域的暴雨时程分布特性进行多方面的综合统计分析, 从中揭示出暴雨在时程分布上的变化特征, 这种时程分布上的变化特征基本上可以反映出铁岗水库控制流域的暴雨季节性变化规律, 利用这种季节性变化规律可以查证汛期分期的可能性。

根据暴雨日数统计可以分析暴雨在年内出现的频繁程度和集中程度。采用铁岗水库雨量站 (1957-2009年) 汛期日雨量资料, 以侯 (5 d或6 d, 1个月共分为6个侯) 为时段统计单元进行统计, 控制流域内雨量站1957-2009年 (4月15日-10月15日) 暴雨日数的时程分暴雨日数的时程分布见表2和图1。

由表2和图1可以看出, 铁岗水库控制流域的暴雨日数时程分布较均匀, 1959-2009年41年系列中共降暴雨天数达384 d, 4到10月的暴雨日分别为44、54、84、53、64、43、17, 占全年暴雨日数比例分别为11.5%、14.1%、21.9%、13.8%、16.7%、11.2%和4.4%。

5结论分析

铁岗水库控制流域在汛期受热带环流系统如台风、热带辐合带、东风波等影响, 是台风活动的盛期。在这样的天气系统影响下, 往往会形成暴雨天气, 并带来丰沛的雨水, 造成流域的降雨年内分配相当集中。6、8-9月是暴雨天气出现最多最集中的月份, 其次则是5月和7月, 最少的是4月、10月中旬。

综上所述, 铁岗水库流域内降雨主要集中在6、8月, 降雨无明显分段特征, 水库管理部门汛期调控洪水资源, 拟定汛限水位时不需要进行分期防汛限制水位的考虑。

参考文献

[1]丁一汇.暴雨和中尺度气象学问题[J].气象学报, 1994, (3) .

[2]钱正英.中国水利[M].北京:水利电力出版社, 1991.

[3]中央气象台.天气预报方法与业务系统文集[M].北京:气象出版社, 2002.

[4]陶诗言.中国之暴雨[M].北京:科学出版社, 1980.

[5]湘中中.小尺度天气系统试验基地暴雨组中尺度暴雨分析和预报[M].北京:气象出版社, 1988.

漳河水库流域论文 篇9

该水库位于湖北省境内, 规划以灌溉为主。水库规模为小 (二) 型, 工程等别为5等, 主要建筑物级别为5级。岸边溢洪道堰顶高程70.52m, 净宽1.5m。

2 设计洪水计算

水库设计洪水标准为10年一遇 (P=10%) , 校核洪水标准为50年一遇 (P=2%) 。设计洪水的计算主要有两种途径[1]。一是根据流量资料计算设计洪水, 二是根据暴雨资料计算设计洪水。由于该水库处于无实测资料地区, 故只能根据暴雨资料计算设计洪水, 一般有瞬时单位线法、推理公式法和地区经验公式法。本文根据《湖北省暴雨径流查算图表》, 采用推理公式法进行设计洪水计算, 其中推理公式为:

式中:K1、K2、K3、K4为暴雨递减指数n的函数, 计算时可以通过查《湖北省暴雨径流查算图表》选取合理数值。

2.1 暴雨递减指数n和雨力S

根据区域实测地形图等资料及现场复核后, 选定相关地理参数如下:集雨面积F=0.76km2, 河流长度L=0.5km, 河流坡降J=0.018, 集雨区域特征参数θ=L/J1/3=1.91。水库暴雨参数见表1, 各历时不同频率面暴雨量成果见表2。

已知1、6、24h的面雨量Ht, 则面递减指数根据下式得到:

本文中雨力S取设计的最大一小时雨量, 即S=H1面。故SP=2%=87.2mm;SP=10%=62.8mm。

2.2 汇流参数m及损失参数μ

该水库汇流参数m及损失参数μ分别按照下式计算:

经计算, m=0.57, μ=2.02mm/h。

2.3 洪峰流量Qm

当P=10%, 假设τ<6h, 先用n1=0.57计算, 通过查表得到K1=0.526, K2=0.665, K3=1.166, K4=0.328。根据式 (1) , Qm=20.92m3/s。τ采用式 (7) 计算, 为0.43h<6h, 原假设用n1正确, 不必改用n2计算。

同理, 得到当P=2%时, Qm=29.75m3/s。

2.4 洪水过程线

推理公式法只算出洪峰流量, 当需要洪水过程线时, 为了考虑流域和暴雨洪水特性的差异, 需引入洪水形状系数:

式中:h为设计净雨总量, mm;F为流域面积, km2;Qm为洪峰流量, m3/s;T为地面径流历时。

通过计算Cr查表得到相应的一组, 再分别乘以tp和Qm, 即得到洪水过程线 (图1) 。

3 水库调洪演算

根据该水库特征水位及对应库容, 拟合得到库水位~库容曲线, 见图2。

水库溢洪道进口底高程70.52m, 堰顶宽度为1.5m。溢洪道过流能力采用式 (9) 计算[2]:

式中:H0为堰前水深, m;B为闸孔净宽, m;m为流量系数;ε为侧收缩系数。

调洪演算计算原理实际上是根据水量平衡方程和水库蓄泄关系, 联立求解非线性方程组。水量平衡方程如下所示[3]:

式中:Q1、Q2分别为计算时段Δt始、末入库流量;q1、q2分别为计算时段Δt始、末出库流量;V1、V2分别为计算时段Δt始、末水库蓄水量;Δt为计算时段, 洪水过程陡涨陡落时, Δt取短些;反之, 取长些。

当入库洪水过程线已知时, Q1、Q2为已知, V1、q1是计算时段开始时的初始条件。于是, 上式中的未知数仅剩V2、q2, 当前一时间段的V2、q2求出后, 其值即成为后一时段的V1、q1值, 使计算有可能逐时段连续进行下去。仅有上式求解V2、q2是不可能的, 还需再有一个方程与之联立才能求解。即:

通过逐时段联解式 (9) 、式 (10) , 即可求得水库下泄流量过程线、最大下泄流量和水库最高洪水位。

该水库调洪原则为:水库调洪起调水位为正常蓄水位70.52m, 当水库水位超过70.52m时, 洪水由溢洪道下泄, 排向下游。偏安全计, 水库调洪计算时, 不考虑放水涵管参与泄洪。初始V1=30.2万m3、q1=0。

通过试算, 得到水库溢洪道下泄流量过程及相应库水位见表3。水库的调洪过程见图3、图4。图表中可以看出, 当P=10%, 最大下泄流量qm=3.27m3/s, 水库坝前最高洪水位Zm=71.54m。对应时刻为2.04h。当P=2%, 最大下泄流量qm=4.69 m3/s, 水库最高洪水位Zm=71.99 m。对应时刻为2.04h。

4 结语

根据流域暴雨资料, 采用推理公式法, 计算了该水库设计洪水标准及校核洪水标准下的洪峰流量。通过试算, 得到水库溢洪道下泄流量过程及相应库水位:当P=10%, 溢洪道最大下泄流量qm=3.27m3/s, 水库坝前最高洪水位Zm=71.54m。当P=2%, 最大下泄流量qm=4.69m3/s, 水库最高洪水位Zm

参考文献

[1]SL44-2006, 水利水电工程设计洪水计算规范[S].

[2]李纬, 齐鄂荣.水力计算手册[M].2版.北京:水利水电出版社, 2006.

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