闽江下游竹岐段防洪影响评价分析计算_朱明栓.pdf

11mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8闽江下游竹岐段防洪影响评价分析计算 朱明栓1 李世恩2 1.福建船政交通职业学院土木工程学院；2.福建省水利水电科学研究院水资源与防灾减灾所 摘 要：闽江是福建省第一大河，拟建景观项目位于闽江下游。本文根据项目所处河流水文情势，以闽江竹岐水文站为参证站，通过水文水利分析计算，论证建设项目对该区域的防洪影响程度。关键词：水文分析；防洪影响评价；水面线计算1.水文分析计算1.1历史洪水闽江干流的历史洪水调查工作较为丰富、全面,从1955年起先后有铁道部门、水电部门、水文系统等单位进行过调查和复查,闽江流域历史文献资料亦比较丰富、详实,华东院在水口电站初步设计阶段及其以往有关设计研究工作中,也对闽江干流历史洪水进行了全面的考证和复核,可直接引用其历史洪水成果2。建国后,1968年、1992年、1998年、2005年、2006年、2010年闽江干流发生了多次大洪水和特大洪水。其中,1998年洪水不仅为实测水文记录以来的第一位,其量级也大于某些历史洪水,竹岐站历史洪水调查成果见表1。1.2重现期确定根据实测以来洪水资料,结合历史洪水调查成果、分析,估算历史洪水及实测以来特大洪水、大洪水的重现期。竹岐站历史洪水及实测特大洪水重现期估算见表2。闽 江 下游 设 计洪 水 以竹 岐 水文 站 为 代 表 站,该 站 控 制 集 水 面积54500km2。竹岐站从1934年设站观测至今(其中1941年缺测),在1988年闽江下游防洪堤加固时,根据竹岐站19341985年的实测洪峰流量系列,并加入1900年特大洪水(Qm=34000m3/s),采用P-III型曲线,用经验适线法确定频率曲线参数,计算结果Q均=17700m3/s,Cv=0.33,CS=3Cv,100年一遇洪峰流量为35300m3/s,50年一遇洪峰流量为32500m3/s。有关闽江洪水的几次专家会议认为闽江下游设计洪水与水口水电年份18771900196819921998200520062010流量Q(m3/s)与1968年同量级与1968年同量级294003030033800/3670029400/3060030600/3160029300/30600可靠性较可靠较可靠可靠可靠可靠可靠可靠可靠表1 竹岐站历史洪水调查成果表表2 竹岐站历史洪水及实测大洪水重现期估算表备注：1998-2010年为竹岐实测洪峰流量/还原后天然洪峰流量站名洪水年份估算依据计算年限重现期计算采用竹岐1998年（36700）1、自1609年以来,1609年洪水大于1998年洪水4042021502、自1877年以来,1998年洪水最大。1361363、自1900年以来,1998年洪水最大。1131132006年（31600）1、1877年以来,小于1998年,与1992年、2005年、2010年同量级。13639302、1900年以来,小于1998年、与1992年、2005年、2010年同量级。113323、1934年实测系列以来,小于1998年,与1992、2005、2010年同量级。79231968年（29400）1、1877年以来,小于1998、1992、2005、2010年,与1877、1900年同级13623202、1900年以来,小于1998、1992、2005、2010年,与1900年同级113213、1934年实测系列以来,小于1998、1992、2005、2010年7916114学术ACADEMICDOI:10.14125/ki.zjsy.2023.03.02811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8站设计报告中的洪水一致,即Q均=17800m3/s,Cv=0.33,Cs=3Cv,200年一遇洪峰流量为38300m3/s,100年一遇洪峰流量为35600m3/s,50年一遇洪峰流量为32600m3/s,原水电部审查时同意采用此数值作为堤防加固的设计洪水。1998年6月23日,闽江发生了有实测资料以来的最大一次洪水,对洪水频率曲线又进行一次复核,将系列延长至1998年,共有64年实测系列,适线结果是:Q均=17350m3/s,Cv=0.34,Cs=3Cv,200年一遇洪峰流量为38200m3/s,计算数值均 未 超 过 原设 计值。本次 将系 列延长至2012年进行复核,适线 成果：Q均=17500m3/s,Cv=0.35,Cs=2.5Cv,根据竹岐水文站年最大流量频率曲线,计算竹岐站各次洪水计算结果见表3。系列延长后的竹岐站设计洪水与水口站设计报告中的洪水相差不大,本次设计洪水仍延用水口水电站设计报告中的竹岐站设计洪水,即Q均=17800m3/s,Cv=0.33,Cs=3Cv,则300年一遇洪峰流39900m3/s,100年一遇洪峰流量35600m3/s,50年一遇洪峰32600m3/s。2.水面线计算 2.1河段断面布设拟建项目位竹岐水文站下游,采用7个断面,累计距离6.08km,断面平均间距1km。2.2 水面线推求（1）起始断面及水位。项目区距上游约200m处设有竹岐水文站,该站为闽江下游主要控制站,有较完整的实测资料。闽江下游由于受多种因素影响,河道冲刷严重,分析2005年和2010年竹岐站同流量水位变化,平均下降1.2m左右（见图1）。分析竹岐站2010年与2015年河床冲淤变化,2010年后竹岐站冲刷淤积基本趋于动态平衡状态,河床基本趋于稳定。因此,不同频率设计洪水的起始水位以2010年竹岐站水位流量关系确定（见表4）。（2）水面线推求。水面线根据能量和流量守恒原理进行计算,采用逐段推算法绘制回水曲线3。所依据的基本公式为恒定非均匀渐变流,计算公式为：或为上各式中:表3 竹岐站各重现期设计洪峰流量成果表图1 竹岐站2005年与2010年水位流量关系对比图表4 竹岐站不同设计频率洪水起始水位资料系列年最大流量均值CV重现期 P（%）（m3/s）0.330.5123.33510201934-1985177000.3339600380003530032500305002870025500221001934-1988173500.3439700380003520032400303002850025300218001934-2012175000.353970038300355003270030400288002570022200设计采用值178000.333990038300356003260030600288002560022300设计频率（%）流量（m3/s）水位（m）50169007.5320223009.0610256009.9852880010.8623260011.8413560012.74珠江水运 2023 0311511mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8Q 流量；L 河段长度；河段平均局部水头损失系数；上、下 分别代表河段的上段面和下断面；K 河段的上、下断面的流量模数平均值；Z 水位；A 相应水位Z的过水面积；V 断面平均流速；动能修正系数；J 摩阻坡度河道糙率参考竹岐站实测糙率成果,推算河段（MJ01至MJ07）数值为0.0170.028。工程建设前后水面线计算成果见表6。3.冲刷淤积分析以竹岐水文站所处断面为代表断面,分析2005年至2015年河道冲淤变化。选取2005年、2010年、2015年不同时期的河道横断面进行分析比较。2010年与2005年相比,河床下切比较严重,平均下切1.3m,2015年与2010年相比,河床下切趋势趋缓,平均下切0.35m。说明多年以来闽江下游严禁采砂的决策取得明显成效,有效遏制了闽江下游河床进一步下切的势头,闽江下游河床变化趋于稳定,冲刷程度越来越小。2015年相较于2010年,冲刷淤积趋于动态平衡,总体看2010年后闽江下游河床变化处于相对稳定态势,冲刷淤积基本处在动态平衡。项目实施后,流速略有增大,项目区域冲刷会增大,应做好防冲刷措施。4.防洪综合评价根据建设项目的基本情况、所在河段的防洪任务与防洪要求、防洪工程与河道整治工程布局及其它国民经济设施的分布情况等,以及河道演变分析成果、防洪评价计算或试验研究结果,对建设项目的防洪影响进行综合评价。【项目基金：2021年度福建省中青年教师教育科研项目（科技类）（JAT210706）】参考文献：1叶合欣，郭楠鹏，肖素芬.从技术审查角度探讨防洪评价值得注意的几个问题J.广东水利水电,2017(01):1-5.2王跃峰.闽江流域降水径流时序变化特征与洪旱事件识别D.福建:福建师范大学,2014.3史良辉，张正波.浅谈景观工程防洪评价计算内容及常用分析方法J.防洪除涝,2021(06):19-21.流量（m3/s）糙率流量（m3/s）糙率140000.017190000.023165000.020 258000.028断面号距离（m)10%水位(m)MJ0109.71MJ0212859.88MJ03217810.04MJ04304510.19MJ05412110.5MJ06499110.71MJ07608210.88年份2005年2010年2015年断面面积（m2）116001270012500表5 竹岐站实测糙率成果表表6 闽江10年一遇洪水水面线计算成果表7 同时期竹岐站10年一遇洪水断面面积116学术ACADEMIC