梯级开发水电站的防洪调度

简介： 濯田河是汀江上游主要支流，发源于四都镇禾园背武夷山支脉中，由河源始向东流至溪口圩纳入赖坑支流后转向南流，到陂下后折向东流，经四都水口桥纳入梅溪后南流，经圭田后纳入小金溪，至坪埔纳入兜坑支流后再向东流，在双溪口处有红山河汇入，流经濯田镇纳入大丰支流后经水口汇入汀江干流。流域集水面积862km2，河道长63km，河道平均坡降7.2‰。属山区性河流，河道坡陡流急，洪水暴涨暴落，其历时一般为1~3天，洪水常常威胁着当地人民群众的生命财产和工农业生产。
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一、流域概况

　　濯田河是汀江上游主要支流，发源于四都镇禾园背武夷山支脉中，由河源始向东流至溪口圩纳入赖坑支流后转向南流，到陂下后折向东流，经四都水口桥纳入梅溪后南流，经圭田后纳入小金溪，至坪埔纳入兜坑支流后再向东流，在双溪口处有红山河汇入，流经濯田镇纳入大丰支流后经水口汇入汀江干流。流域集水面积862km2，河道长63km，河道平均坡降7.2‰。属山区性河流，河道坡陡流急，洪水暴涨暴落，其历时一般为1~3天，洪水常常威胁着当地人民群众的生命财产和工农业生产。
　　濯田河流域范围内有红山、四都、濯田三个乡镇及古城镇一部分，总人口7.177万人，濯田河流域防洪排涝对策涉及乡镇土地面积115km2，占长汀面积的28%左右。2000年末工农业生产总值4.828亿元(当年价，下同)，其中工业产值2.123亿元、农业产值2.705亿元。
二、防洪排涝问题：
　　1、洪灾成因分析：由锋面雨和台风雨造成的暴雨直接形成洪水。河流坡陡流急，一般在造峰后2~8h即峰现，两峰后雨渐小洪渐去，洪水暴涨暴落。
　　2、影响河道行洪的主要原因：水土流失严重，河道阻塞，沿河两岸河床组成的沙壤土，洪水期易冲刷，河岸崩塌；且在流域内开发梯级拦河坝，坝体抬高了河床坝上游河段因水的流速减缓造成砂石淤积等，都造成了河床提高；随着乡镇建设的不断发展，人为的往河道弃土和倾倒垃圾造成河道淤积，加之河道上游弯道天然地势狭窄，且河滩上灌木丛林，缩小了河道过洪宽度，增大了河道糙率。
　　3、内涝区形成：在流域内各河段规划岸线的防洪堤建成后，堤后部分低洼处不能自排雨水，或当堤线与部分高程较低的已建道路交叉而破坏堤防的闭合性时，在汛期往往会形成进洪道而造成堤内涝灾等等。
三、防洪排涝对策：
　　1、兴建防洪堤：
　　根据确定的设计标准(10年一遇洪水设计；4级堤防工程)岸线规划原则并结合河道水面线的计算成果，对各规划方案进行初步经济技术比较分析，最后确定濯田镇河段防洪岸线由干流濯田河及支流大丰溪两岸和茶头背溪左岸的防洪岸线组成。
　　(1) 干流濯田河段岸线：其岸线左岸起于丰口村上游的山头止于濯田河下游的司道坝村与公路连接，岸线长2340m，规划河段行洪宽度为110m~220m。右岸岸线起于上游菜地里的高地至濯田河下游的祠堂下与茶头背溪的防洪堤连接，岸线长4570m。
　　(2) 支流茶头背溪河段岸线：其岸线左岸起于祠堂下上游止于其与濯田溪汇合处，岸线长500m，规划河段行洪宽度为80m。
　　2、修建排涝工程：
　　根据各河段的实际地形条件及水文成果，遵照排涝设计标准及原则，现将河段的排涝工程规划成果如下：

防洪保护区	涝片名称	集水面积(km2)	设计排量(m3/S)	闸孔尺寸B×H(m2)	排涝形式
濯田镇区	丰口片	0.661	5.83	1.5×2.5	闸排
围子里片	0.313	3.10	1.5×2.0	闸排
坝尾片	1.027	9.87	4.0×4.0	闸排
祠堂下片	0.70	6.3	2.0×3.0	闸排
庵头片	0.83	7.2	2.5×3.0	闸排

　　3、河道整治及疏浚工程
　　(1) 治山与治水、治标与治本相结合，进行全流域综合治理，对工程建设的倒土弃碴具体规划堆放场所，并做好水土保持工作，减少砂、石、土侵入河道，从而减缓河床抬高；同时规范河道采砂作业，使之有利于河床的降低，有利于行洪安全。
　　(2) 对河流弯道、溪流汇合口、堤岸堤防易崩易坏的险工隐患进行河道整治，同时规范河道采砂使之有利于河道整治，有利于堤岸安全，有利于行洪安全。
　　(3) 每年汛前清除河道内设计洪水位以下影响行洪安全的杂物、灌木、毛竹、杂草等。
　　(4) 对濯田镇河段的主要河障情况，应进行清障。清除司道坝上游弯道约280m长河床滩地的灌木丛及老桥上游河床约140m长的中央高出设计河底高程的滩地，清淤深度为1.80m，河道清淤的土方累计约15400m3。
　　(5) 流域内梯级水电站，必须设置深水排砂泄洪闸，同时对渠道入水口设置拦污栅，防洪胸墙，限制水量设施，加长溢流堰，增多、加大渠道沉砂池，溢水堰及其排砂口。
　　4、水库的防洪作用。
　　濯田河流域上游有陂下水库为四都河的龙头水库及红段水库为红山河的龙头水库，两水库集雨面积占濯田河全流域的37.1%。考虑两库联合运行调度，在汛期预留适当的防洪库容，设置相应的汛限水位，对提高下游防洪标准有着积极的作用。为了更直观地说明其作用，现就以四都河段及红山河汇合口处设一计算断面，按(P=3.33%)设计洪水和(p=0.5%)校核洪水标准进行调洪演算。具体如下：
　　四都河中游的陂下水库电站，集雨面积166km2，调节库容3600万m3，泄洪方式为坝顶自由溢流，溢洪道宽60m；红山河的红段水库电站，集雨面积154km2，调节库容3463万m3，溢洪道设3孔10m×5m闸门。两水库均为中型水库，对洪水具有一定的削减洪峰作用，经调洪演算，陂下水库能削减30年一遇洪水洪峰流量170m3/S，200年一遇洪水洪峰流量200m3/S；红段水库能削减30年一遇洪水洪峰流量40m3/S，200年一遇洪水洪峰流量200m3/S。为论证两水库对汇合口断面洪水的削峰作用，需对该处以上流域洪水组成进行分析，采用同频率地区组成法分析计算，分以下两种情况：
　　（a）四都河与汇合口断面洪水同频率，红山河为相应洪水。
　　（b）红山河与汇合口断面洪水同频率，四都河为相应洪水。
　　计算成果见表

P(%)	汇合口断面	四都河同频率红山河相应	红山河同频率四都河相应
四都河	红山河	红山河	四都河
Qm	W24	Qm	W24	Qm	W24	Qm	W24	Qm	W24
(m3/S)	(亿m3)	(m3/S)	(亿m3)	(m3/S)	(亿m3)	(m3/S)	(亿m3)	(m3/S)	(亿m3)
0.5	2290	1.41	1820	1.06	670	0.34	1010	0.52	1510	0.89
3.33	1580	0.94	1250	0.71	460	0.23	690	0.35	1040	0.59

　　汇合口断面洪水由四都河洪水与红山河洪水迭加而得，对以上两种组合情况，根据陂下水库、红段水库调洪计算结果，汇合口断面洪水成果见表3-4，采用第一种组合成果，即30年一遇设计洪水洪峰流量为1540 m3/S,200年一遇校核洪水洪峰流量为2130 m3/S。

P（%）	四都河同频率红山河相应	红山河同频率四都河相应
四都河	红山河	汇合口断面洪峰	红山河	四都河	汇合口断面洪峰
天然洪峰	被削峰后	天然洪峰	被削峰后	天然洪峰	被削峰后	天然洪峰	被削峰后
0．5	1820	1600	670	530	2130	1010	810	1510	1320	2130
3．33	1250	1080	460	460	1540	690	650	1040	880	1530

　　5、防洪非工程措施：
　　濯田河流域为亚热带季风气候区，雨量充沛，在五、六月梅雨季和七月至九月台风雨季易发生特大洪水，因而适时进行雨量收集，提前预报洪水，采取必要的应急措施，显得尤为重要。目前濯田河流域防洪工程较为薄弱，仅仅依靠防洪工程措施防御洪水是不现实的，必须与该工程措施相结合，因此，依托汀江流域洪水预警报系统，进行洪水测报，提高采取抗洪措施，使抗洪救灾由被动变为主动，最大限度地减少洪灾损失，具有特别重要的意义。