時(shí)間:2023-08-11 09:14:05
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇水利水電工程動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護(hù)水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國(guó)家出臺(tái)了《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》,實(shí)施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導(dǎo)建設(shè)項(xiàng)目合理布局,保障建設(shè)項(xiàng)目的合理用水要求,促進(jìn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學(xué)審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評(píng)審的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書共138項(xiàng),其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書評(píng)審專家”,參加了13個(gè)水利水電項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書的評(píng)審。回顧三年來云南省水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證(以下簡(jiǎn)稱論證)工作,總體感到進(jìn)步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔(dān)論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》(SL/Z322-2005)的要求,認(rèn)真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對(duì)一些主要技術(shù)問題的認(rèn)識(shí)還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對(duì)評(píng)審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2論證范圍的選取和工作等級(jí)確定
云南水利水電建設(shè)項(xiàng)目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級(jí)是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費(fèi)用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費(fèi)嚴(yán)重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1論證范圍的選取
對(duì)地表水而言,一般應(yīng)從3個(gè)方面考慮論證范圍:①水文評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評(píng)價(jià)區(qū)間。建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對(duì)周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個(gè)方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計(jì)算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2工作等級(jí)的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進(jìn)行,對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取用水的全過程進(jìn)行分析論證,有別于區(qū)域水資源評(píng)價(jià)、水資源規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目的水文專題分析。工作等級(jí)的確定主要從建設(shè)項(xiàng)目的取水規(guī)模、用途、當(dāng)?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標(biāo)的最高級(jí)別確定。
3取用水合理性分析
3.1取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡(jiǎn)要分析水資源量及其時(shí)空分布特點(diǎn);在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計(jì)供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進(jìn)行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo),評(píng)價(jià)區(qū)域用水水平,進(jìn)行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項(xiàng)目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項(xiàng)規(guī)劃、水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃、水資源配置方案及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項(xiàng)目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的取水方案和用水工藝,進(jìn)行各行業(yè)用水指標(biāo)、用水定額的擬定,并與國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)指標(biāo)、區(qū)域用水指標(biāo)、用水定額相比較,分析建設(shè)項(xiàng)目的用水合理性,并通過水量平衡計(jì)算,分析是否緩解當(dāng)?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對(duì)云南省第一個(gè)水資源論證報(bào)告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫(kù)用水合理性評(píng)價(jià)為:報(bào)告提出的隴川縣2015設(shè)計(jì)水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測(cè)和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當(dāng)?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫(kù)),設(shè)計(jì)枯水年份需麻栗壩水庫(kù)供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫(kù)工程后,可對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計(jì)算分析,水庫(kù)多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4取水水源論證
4.1取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項(xiàng)目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實(shí)測(cè)降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動(dòng)對(duì)徑流的影響分析及徑流還原和插補(bǔ)延長(zhǎng),一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)取水設(shè)計(jì)保證率要求,選擇取樣時(shí)段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗(yàn)頻率按數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算,適線時(shí),在照顧大部分點(diǎn)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點(diǎn)群趨勢(shì)。當(dāng)建設(shè)項(xiàng)目所在流域、區(qū)域無實(shí)測(cè)水文資料時(shí),可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評(píng)價(jià)與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計(jì)算來水量。
對(duì)水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計(jì)算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計(jì)算,都應(yīng)對(duì)徑流成果進(jìn)行合理性檢查,即徑流分析計(jì)算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計(jì)算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項(xiàng)目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進(jìn)行不同水平年的需水量預(yù)測(cè);以需水預(yù)測(cè)和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計(jì)供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計(jì)算可供水量。可供水量的計(jì)算原則是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運(yùn)要求的航運(yùn)用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計(jì)算工程的可供水量。計(jì)算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對(duì)不同工程條件和需水水平進(jìn)行多方案調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進(jìn)行多年調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于保證率要求較高的建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)對(duì)連續(xù)枯水年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。
4.3綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計(jì)算得到的建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對(duì)各種影響可供水量的因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動(dòng)的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對(duì)供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5取退水對(duì)周邊環(huán)境的影響分析
5.1地表取水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目地表取水影響,重點(diǎn)是分析取水對(duì)論證范圍內(nèi)水量時(shí)空分布與水文情勢(shì)的影響。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時(shí)段徑流量的變化和影響;當(dāng)取水量占取水水源可供水量比例較大時(shí),必須定量分析取水對(duì)河流生態(tài)基流量的影響;對(duì)引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對(duì)下游水文情勢(shì)的影響,對(duì)農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點(diǎn)是對(duì)回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對(duì)河道產(chǎn)生的影響及對(duì)水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護(hù)的最小流量和其它生態(tài)保護(hù)措施。
當(dāng)取水可能對(duì)敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時(shí),要針對(duì)取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對(duì)可能進(jìn)一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護(hù)性生物群落棲息地、繁殖場(chǎng)和遷徙通道的影響等問題進(jìn)行重點(diǎn)分析,預(yù)測(cè)取水對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2退水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護(hù)的要求。對(duì)水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對(duì)水域納污總量及水資源保護(hù)
規(guī)劃目標(biāo)的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運(yùn)行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對(duì)退水特性和退水水域環(huán)境特點(diǎn),特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴(kuò)散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項(xiàng)目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對(duì)策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護(hù)要求。
6存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)或各級(jí)水資源論證工作的指導(dǎo)價(jià)格,競(jìng)相壓價(jià)會(huì)導(dǎo)致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場(chǎng)。
(2)對(duì)于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計(jì)保證率90%以上時(shí)河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計(jì)保證率沒有實(shí)際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場(chǎng)上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會(huì)責(zé)任重大,但還不被廣大群眾所重視,導(dǎo)致論證工作中對(duì)相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準(zhǔn)執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對(duì)一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護(hù)目標(biāo),與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對(duì)該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。
7結(jié)語
建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作開展時(shí)間不長(zhǎng),且涉及的內(nèi)容非常廣泛。上述幾個(gè)方面,筆者認(rèn)為是云南省水利水電工程建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作中最具關(guān)鍵性的技術(shù)問題,有許多技術(shù)問題尚需在理論上和實(shí)踐中進(jìn)一步探討和研究。在水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作中,抓住工作重點(diǎn)和難點(diǎn),培育新型的用水觀念,以水定規(guī)模,以水定發(fā)展,在充分做好上述調(diào)查分析工作的基礎(chǔ)上,科學(xué)、公正、合理地作出水資源論證結(jié)論,為取水許可審批提供可靠的依據(jù)。
關(guān) 鍵 詞: 水利水電項(xiàng)目;水資源論證;技術(shù)問題
1 問題的提出
為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護(hù)水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國(guó)家出臺(tái)了《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》,實(shí)施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導(dǎo)建設(shè)項(xiàng)目合理布局,保障建設(shè)項(xiàng)目的合理用水要求,促進(jìn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學(xué)審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評(píng)審的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書共138項(xiàng),其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書評(píng)審專家”,參加了13個(gè)水利水電項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書的評(píng)審。回顧三年來云南省水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證(以下簡(jiǎn)稱論證)工作,總體感到進(jìn)步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔(dān)論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》(SL/Z322-2005)的要求,認(rèn)真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對(duì)一些主要技術(shù)問題的認(rèn)識(shí)還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對(duì)評(píng)審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2 論證范圍的選取和工作等級(jí)確定
云南水利水電建設(shè)項(xiàng)目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級(jí)是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費(fèi)用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費(fèi)嚴(yán)重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1 論證范圍的選取
對(duì)地表水而言,一般應(yīng)從3個(gè)方面考慮論證范圍:①水文評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評(píng)價(jià)區(qū)間。建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對(duì)周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個(gè)方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計(jì)算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2 工作等級(jí)的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進(jìn)行,對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取用水的全過程進(jìn)行分析論證,有別于區(qū)域水資源評(píng)價(jià)、水資源規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目的水文專題分析。工作等級(jí)的確定主要從建設(shè)項(xiàng)目的取水規(guī)模、用途、當(dāng)?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標(biāo)的最高級(jí)別確定。
3 取用水合理性分析
3.1 取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡(jiǎn)要分析水資源量及其時(shí)空分布特點(diǎn);在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計(jì)供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進(jìn)行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo),評(píng)價(jià)區(qū)域用水水平,進(jìn)行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2 取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項(xiàng)目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項(xiàng)規(guī)劃、水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃、水資源配置方案及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項(xiàng)目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3 用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的取水方案和用水工藝,進(jìn)行各行業(yè)用水指標(biāo)、用水定額的擬定,并與國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)指標(biāo)、區(qū)域用水指標(biāo)、用水定額相比較,分析建設(shè)項(xiàng)目的用水合理性,并通過水量平衡計(jì)算,分析是否緩解當(dāng)?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對(duì)云南省第一個(gè)水資源論證報(bào)告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫(kù)用水合理性評(píng)價(jià)為:報(bào)告提出的隴川縣2015設(shè)計(jì)水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測(cè)和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當(dāng)?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫(kù)),設(shè)計(jì)枯水年份需麻栗壩水庫(kù)供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫(kù)工程后,可對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計(jì)算分析,水庫(kù)多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4 取水水源論證
4.1 取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項(xiàng)目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實(shí)測(cè)降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動(dòng)對(duì)徑流的影響分析及徑流還原和插補(bǔ)延長(zhǎng),一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)取水設(shè)計(jì)保證率要求,選擇取樣時(shí)段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗(yàn)頻率按數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算,適線時(shí),在照顧大部分點(diǎn)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點(diǎn)群趨勢(shì)。當(dāng)建設(shè)項(xiàng)目所在流域、區(qū)域無實(shí)測(cè)水文資料時(shí),可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評(píng)價(jià)與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計(jì)算來水量。
對(duì)水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計(jì)算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計(jì)算,都應(yīng)對(duì)徑流成果進(jìn)行合理性檢查,即徑流分析計(jì)算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計(jì)算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2 應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項(xiàng)目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進(jìn)行不同水平年的需水量預(yù)測(cè); 以需水預(yù)測(cè)和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計(jì)供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計(jì)算可供水量。可供水量的計(jì)算原則是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運(yùn)要求的航運(yùn)用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計(jì)算工程的可供水量。計(jì)算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對(duì)不同工程條件和需水水平進(jìn)行多方案調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進(jìn)行多年調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于保證率要求較高的建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)對(duì)連續(xù)枯水年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。
4.3 綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計(jì)算得到的建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對(duì)各種影響可供水量的因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動(dòng)的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對(duì)供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5 取退水對(duì)周邊環(huán)境的影響分析
5.1 地表取水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目地表取水影響,重點(diǎn)是分析取水對(duì)論證范圍內(nèi)水量時(shí)空分布與水文情勢(shì)的影響。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時(shí)段徑流量的變化和影響;當(dāng)取水量占取水水源可供水量比例較大時(shí),必須定量分析取水對(duì)河流生態(tài)基流量的影響;對(duì)引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對(duì)下游水文情勢(shì)的影響,對(duì)農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點(diǎn)是對(duì)回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對(duì)河道產(chǎn)生的影響及對(duì)水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護(hù)的最小流量和其它生態(tài)保護(hù)措施。
當(dāng)取水可能對(duì)敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時(shí),要針對(duì)取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對(duì)可能進(jìn)一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護(hù)性生物群落棲息地、繁殖場(chǎng)和遷徙通道的影響等問題進(jìn)行重點(diǎn)分析,預(yù)測(cè)取水對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2 退水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護(hù)的要求。對(duì)水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對(duì)水域納污總量及水資源保護(hù)
規(guī)劃目標(biāo)的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運(yùn)行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對(duì)退水特性和退水水域環(huán)境特點(diǎn),特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴(kuò)散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項(xiàng)目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對(duì)策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護(hù)要求。
6 存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)或各級(jí)水資源論證工作的指導(dǎo)價(jià)格,競(jìng)相壓價(jià)會(huì)導(dǎo)致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場(chǎng)。
(2)對(duì)于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計(jì)保證率90%以上時(shí)河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計(jì)保證率沒有實(shí)際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場(chǎng)上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會(huì)責(zé)任重大,但還不被廣大群眾所重視,導(dǎo)致論證工作中對(duì)相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準(zhǔn)執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對(duì)一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護(hù)目標(biāo),與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對(duì)該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。
關(guān)鍵詞:水利水電項(xiàng)目;水資源論證;技術(shù)問題
1問題的提出
為了合理開發(fā)、有效利用、節(jié)約和保護(hù)水資源,解決水資源開發(fā)利用中取水高開采、用水高消耗、排水高污染造成的開發(fā)過度、河流干枯、災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)失衡等問題,2002年5月,國(guó)家出臺(tái)了《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》,實(shí)施水資源論證制度。這是以水資源為基礎(chǔ),指導(dǎo)建設(shè)項(xiàng)目合理布局,保障建設(shè)項(xiàng)目的合理用水要求,促進(jìn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的重要措施,為科學(xué)審批取水許可提供可靠的技術(shù)支撐。云南省開展建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作已有三年多了,經(jīng)過省水利廳組織專家評(píng)審的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書共138項(xiàng),其中40%為水利,60%為水電。筆者作為水利部“建設(shè)項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書評(píng)審專家”,參加了13個(gè)水利水電項(xiàng)目水資源論證報(bào)告書的評(píng)審。回顧三年來云南省水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證(以下簡(jiǎn)稱論證)工作,總體感到進(jìn)步較快,大多數(shù)有資質(zhì)承擔(dān)論證任務(wù)的單位都能按照《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》(SL/Z322-2005)的要求,認(rèn)真開展論證工作。但是,也不難發(fā)現(xiàn)對(duì)一些主要技術(shù)問題的認(rèn)識(shí)還不一致,工作的深度參差不齊,在這里對(duì)評(píng)審工作中碰到的主要技術(shù)問題,提出來與同行們商榷。
2論證范圍的選取和工作等級(jí)確定
云南水利水電建設(shè)項(xiàng)目絕大多數(shù)是以地表水為取水水源。在論證工作中,合理地確定論證工作范圍和等級(jí)是保證論證成果質(zhì)量、工作深度和費(fèi)用協(xié)調(diào)一致的重要因素。范圍過大,工作量大,浪費(fèi)嚴(yán)重;范圍過小,不能滿足工作深度要求。
2.1論證范圍的選取
對(duì)地表水而言,一般應(yīng)從3個(gè)方面考慮論證范圍:①水文評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水,從水文資料可靠性、一致性、代表性分析的角度,考慮流域水文控制站所涉及的范圍。②取水用水評(píng)價(jià)區(qū)間。建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域或流域現(xiàn)狀水平年和規(guī)劃水平年水資源開發(fā)利用的供需平衡、累積影響所含蓋的范圍。③退水評(píng)價(jià)區(qū)間。對(duì)建設(shè)項(xiàng)目退水口所在水域,以水功能區(qū)為分析單元,論證對(duì)周邊水功能區(qū)可能產(chǎn)生的影響。
上述3個(gè)方面考慮的范圍可交叉、重疊,并在論證范圍圖中示意清楚。此外,還要考慮水量平衡計(jì)算條件及與現(xiàn)有的規(guī)劃成果、資料協(xié)調(diào)一致等因素,使論證工作能順利開展,論證質(zhì)量得到保證。
2.2工作等級(jí)的確定
水資源論證主要從取水、用水、退水及其影響等方面進(jìn)行,對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取用水的全過程進(jìn)行分析論證,有別于區(qū)域水資源評(píng)價(jià)、水資源規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目的水文專題分析。工作等級(jí)的確定主要從建設(shè)項(xiàng)目的取水規(guī)模、用途、當(dāng)?shù)氐?/p>
水資源狀況及開發(fā)利用程度、取退水影響的程度與范圍、水功能區(qū)管理要求等分類指標(biāo)的最高級(jí)別確定。
3取用水合理性分析
3.1取用水合理性分析的基礎(chǔ)
在確定的建設(shè)項(xiàng)目水資源論證范圍內(nèi),在流域或區(qū)域水資源調(diào)查評(píng)價(jià)現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)查和收集的資料,簡(jiǎn)要分析水資源量及其時(shí)空分布特點(diǎn);在水功能區(qū)劃成果的基礎(chǔ)上,調(diào)查分析入河污染物的現(xiàn)狀及水資源質(zhì)量情況;在水資源開發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研資料,分析水源工程的設(shè)計(jì)供水能力和現(xiàn)狀供水能力,查清工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活等各行業(yè)用水現(xiàn)狀、人均水資源量、平均耕地水資源量,農(nóng)業(yè)有效灌溉程度、有效灌溉面積,現(xiàn)狀可供水量占總需水量及規(guī)劃水平年需水量的比例等進(jìn)行供需平衡和現(xiàn)狀開發(fā)利用程度分析;結(jié)合流域綜合規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo),評(píng)價(jià)區(qū)域用水水平,進(jìn)行水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、開發(fā)利用潛力以及存在問題的分析,闡明取用水的必要性、迫切性。
3.2取水的重要依據(jù)
在區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上,建設(shè)項(xiàng)目取水應(yīng)從水資源綜合規(guī)劃、水資源專項(xiàng)規(guī)劃、水中長(zhǎng)期供求計(jì)劃、水資源配置方案及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的總體思路分析取水的合理性。取水應(yīng)符合水資源規(guī)劃、配置和管理要求,并與項(xiàng)目所在區(qū)域的水資源條件、開發(fā)利用程度、區(qū)域的用水水平等相適應(yīng)。滿足河道內(nèi)最小生態(tài)需水量,在通航河道上滿足最小通航水深。
3.3用水合理性分析的重要內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的取水方案和用水工藝,進(jìn)行各行業(yè)用水指標(biāo)、用水定額的擬定,并與國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)指標(biāo)、區(qū)域用水指標(biāo)、用水定額相比較,分析建設(shè)項(xiàng)目的用水合理性,并通過水量平衡計(jì)算,分析是否緩解當(dāng)?shù)氐乃Y源供需矛盾,符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。如2003年水利部水規(guī)總院對(duì)云南省第一個(gè)水資源論證報(bào)告書——云南省德宏州隴川麻栗壩大(二)型水庫(kù)用水合理性評(píng)價(jià)為:報(bào)告提出的隴川縣2015設(shè)計(jì)水平年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)及城鄉(xiāng)生活用水定額、灌區(qū)需水量預(yù)測(cè)和供需平衡分析成果基本合理。經(jīng)分析,麻栗壩灌區(qū)當(dāng)?shù)囟嗄昶骄乇韽搅髁繛?.31億m3,水利設(shè)施多年平均可供水量0.67億m3(未考慮麻栗壩水庫(kù)),設(shè)計(jì)枯水年份需麻栗壩水庫(kù)供水1.49億m3.修建麻栗壩水庫(kù)工程后,可對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置,有利于緩解隴川壩區(qū)的水資源供需矛盾,符合隴川縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和《南宛河流域規(guī)劃》的要求。通過徑流調(diào)節(jié)計(jì)算分析,水庫(kù)多年平均供水量1.42億m3,灌溉供水保證率符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。
4取水水源論證
4.1取水水源論證的重要環(huán)節(jié)
建設(shè)項(xiàng)目取水首先要分析來水量是否滿足要求。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在流域的水文控制站、鄰域參證站的實(shí)測(cè)降水徑流資料,分析論證所采用徑流資料系列的代表性、可靠性。通過徑流特性、人類活動(dòng)對(duì)徑流的影響分析及徑流還原和插補(bǔ)延長(zhǎng),一般可把徑流資料還原到天然狀況,或統(tǒng)一到現(xiàn)狀下墊面條件下,使其具有一致性。
依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)取水設(shè)計(jì)保證率要求,選擇取樣時(shí)段和方法,一般按皮爾遜Ⅲ型頻率曲線分布,適線法確定不同水平年來水量。經(jīng)驗(yàn)頻率按數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算,適線時(shí),在照顧大部分點(diǎn)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)側(cè)重考慮平水年、枯水年的點(diǎn)群趨勢(shì)。當(dāng)建設(shè)項(xiàng)目所在流域、區(qū)域無實(shí)測(cè)水文資料時(shí),可依據(jù)已有的水資源調(diào)查評(píng)價(jià)與規(guī)劃成果、流域水文模型、徑流系數(shù)、地區(qū)綜合公式、等值線圖等計(jì)算來水量。
對(duì)水資源緊缺地區(qū),應(yīng)在現(xiàn)狀水平年來水量的基礎(chǔ)上,
充分考慮論證范圍來水區(qū)域規(guī)劃水平年用水量的情況計(jì)算來水量。需要注意的是,無論是有資料條件的或是無資料條件下的來水量分析計(jì)算,都應(yīng)對(duì)徑流成果進(jìn)行合理性檢查,即徑流分析計(jì)算成果應(yīng)與上下游、干支流和鄰近流域的計(jì)算成果比較,符合其降水徑流特性與自然規(guī)律。
4.2應(yīng)體現(xiàn)宏觀規(guī)劃與微觀項(xiàng)目建設(shè)的結(jié)合
可供水量是指在某一水平年需水要求和指定供水保證率的條件下,現(xiàn)有和規(guī)劃的水工程設(shè)施可能為用戶提供的水量,是水資源論證的主要內(nèi)容,也是取水許可審批的重要依據(jù)。
規(guī)劃水平年的確定,除考慮建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施計(jì)劃外,還要結(jié)合考慮宏觀規(guī)劃,如國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、流域或區(qū)域水資源規(guī)劃等的水平年,以便資料成果的協(xié)調(diào)一致。
根據(jù)論證范圍區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、用水定額和規(guī)劃用水量,結(jié)合現(xiàn)狀用水量分析調(diào)查進(jìn)行不同水平年的需水量預(yù)測(cè);以需水預(yù)測(cè)和供水工程規(guī)劃為基礎(chǔ),結(jié)合工程的設(shè)計(jì)供水能力,不同水平年和不同保證率的來水與用水過程,通過水量調(diào)節(jié)計(jì)算可供水量。可供水量的計(jì)算原則是,需考慮河道生態(tài)用水,有航運(yùn)要求的航運(yùn)用水,以及其它用戶用水,在此基礎(chǔ)上計(jì)算工程的可供水量。計(jì)算中應(yīng)充分考慮現(xiàn)有工程和規(guī)劃擬建工程條件,對(duì)不同工程條件和需水水平進(jìn)行多方案調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于具有多年調(diào)節(jié)功能的蓄水工程,應(yīng)進(jìn)行多年調(diào)節(jié)計(jì)算;對(duì)于保證率要求較高的建設(shè)項(xiàng)目,應(yīng)對(duì)連續(xù)枯水年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。
4.3綜合分析取水水源的可靠性
根據(jù)分析調(diào)節(jié)計(jì)算得到的建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域不同水平年的可供水量,對(duì)各種影響可供水量的因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,主要分析規(guī)劃水平年取水水源受人類活動(dòng)的影響,分析來水水量與水質(zhì)的變化,可供水量的減少對(duì)供水要求產(chǎn)生的影響,人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生的影響,是否滿足用水水質(zhì)的要求。定量給出規(guī)劃水平年不同保證率可供水量的可靠程度,以保證供水安全、可靠。
5取退水對(duì)周邊環(huán)境的影響分析
5.1地表取水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目地表取水影響,重點(diǎn)是分析取水對(duì)論證范圍內(nèi)水量時(shí)空分布與水文情勢(shì)的影響。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目取水量占論證范圍內(nèi)現(xiàn)狀和規(guī)劃用水量的比例,特別是枯水期和枯水流量的取水比值,定量分析取水前后水功能區(qū)控制斷面相應(yīng)時(shí)段徑流量的變化和影響;當(dāng)取水量占取水水源可供水量比例較大時(shí),必須定量分析取水對(duì)河流生態(tài)基流量的影響;對(duì)引水、蓄水工程,由于水域流態(tài)改變,必須分析對(duì)下游水文情勢(shì)的影響,對(duì)農(nóng)業(yè)蓄水灌溉工程而言,重點(diǎn)是對(duì)回歸水量的分析,定量分析凈耗水量,在枯水期對(duì)河道產(chǎn)生的影響及對(duì)水功能和納污能力的影響,提出滿足下游生態(tài)保護(hù)的最小流量和其它生態(tài)保護(hù)措施。
當(dāng)取水可能對(duì)敏感生態(tài)水域和重要水功能區(qū)的水資源條件構(gòu)成明顯影響時(shí),要針對(duì)取水引起水位降低、水量減少、流速變化、水質(zhì)下降、水溫改變等水資源特性改變的情況,對(duì)可能進(jìn)一步產(chǎn)生的水域生態(tài)系統(tǒng)中保護(hù)性生物群落棲息地、繁殖場(chǎng)和遷徙通道的影響等問題進(jìn)行重點(diǎn)分析,預(yù)測(cè)取水對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)完整性和生物多樣性的影響。
5.2退水影響分析
建設(shè)項(xiàng)目退水影響分析必須遵循論證范圍內(nèi)水功能區(qū)管理的規(guī)定,滿足水功能保護(hù)的要求。對(duì)水利工程而言,主要根據(jù)水功能區(qū)水域納污能力和入河排污總量控制要求,分析工程建成、灌區(qū)開發(fā)后,退水污染物對(duì)水域納污總量及水資源保護(hù)
規(guī)劃目標(biāo)的影響,是否符合水功能區(qū)劃要求;要結(jié)合工程調(diào)度運(yùn)行方式,分析下泄水量、水溫的沿程變化及可能產(chǎn)生的生態(tài)影響及低溫水下泄對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響;要針對(duì)退水特性和退水水域環(huán)境特點(diǎn),特別是周邊水功能區(qū)集中城市生活飲水水源或第三者取用水的安全,分析其污染物的遷移擴(kuò)散和自凈轉(zhuǎn)化能力,論證可能影響的程度和范圍。
在建設(shè)項(xiàng)目取水和退水影響論證基礎(chǔ)上,綜合分析入河排污口位置選取及所確定排放方式的合理性與可行性,并針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目取水和退水可能產(chǎn)生的影響,提出相應(yīng)的減輕和消除不利影響的對(duì)策措施,使其符合水功能區(qū)管理和保護(hù)要求。
6存在問題及建議
(1)缺乏統(tǒng)一的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)或各級(jí)水資源論證工作的指導(dǎo)價(jià)格,競(jìng)相壓價(jià)會(huì)導(dǎo)致論證工作無法保證成果質(zhì)量和論證工作所應(yīng)持的公正立場(chǎng)。
(2)對(duì)于南方地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)基流量的確定,與執(zhí)行水利水電工程動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范有沖突之處,即在水電站設(shè)計(jì)保證率90%以上時(shí)河道水量都變成生態(tài)基流量不能開發(fā)利用,規(guī)范所定設(shè)計(jì)保證率沒有實(shí)際意義。
(3)水資源論證工作在一定程度上屬于論證范圍內(nèi)水資源利用配置方案,需要協(xié)調(diào)處理好各有關(guān)用水戶之間的合法利益,更要站在水資源管理代言人的立場(chǎng)上,保證水資源的高效利用,即水資源論證工作的社會(huì)責(zé)任重大,但還不被廣大群眾所重視,導(dǎo)致論證工作中對(duì)相關(guān)受影響方利益考慮欠周全,遺留下一些問題,增加今后的處理難度。
(4)2002年省政府批準(zhǔn)執(zhí)行的《云南省水功能區(qū)劃》中,對(duì)一些水能資源豐富的峽谷地區(qū)所劃定的水功能區(qū)和保護(hù)目標(biāo),與近幾年來云南加快發(fā)展中小水電的戰(zhàn)略有不協(xié)調(diào)之處,有必要根據(jù)目前全省的水利水電建設(shè)局面,對(duì)該水功能區(qū)劃作相應(yīng)的調(diào)整,適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。
關(guān)鍵詞:水閘,消力池,長(zhǎng)度,計(jì)算
中圖分類號(hào): TV66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1問題的提出
底流消能是水閘工程中主要消能方式之一。如果下游水深不影響閘孔出流,則為閘孔自由出流(見圖1),閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍有遠(yuǎn)驅(qū)式水躍、臨界水躍、淹沒水躍三種形式;如果下游水位影響了閘孔出流,稱為閘孔淹沒出流(見圖2),閘孔淹沒出流只產(chǎn)生淹沒水躍一種形式。
圖1
在工程設(shè)計(jì)中,閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍往往和閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍在公式運(yùn)用上相混淆。本文對(duì)閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍和閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍相應(yīng)的消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式分別進(jìn)行闡述,并對(duì)其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。
圖2
2計(jì)算公式分析
2.1閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍工況下消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式分析
根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265-2001)附錄B,采用以下公式進(jìn)行消力池長(zhǎng)度計(jì)算[1]:
hc′3-T0 hc′2+aq2/(2gψ2)×(b1/b2)0.25=0(1)
hc〃= hc′/2{[1+8aq2/(ghc3)]0.5-1}(2)
Lj=6.9×(hc〃- hc′)(3)
Lsj=Ls+βLj(4)
式中:
hc′――收縮水深,m;
hc〃――躍后水深,m;
a――水流動(dòng)能修正系數(shù),可采用1.0~1.05;
q――過閘單寬流量,m3/(s.m);
g――重力加速度,可采用9.81(m/s2);
b1――消力池首端寬度,m;
b2――消力池末端寬度,m;
H0――含行近流速水頭在內(nèi)的堰上水頭,m;
T0――由消力池底板頂面算起的總勢(shì)能,m;
ψ――流速系數(shù),一般采用0.95;
Lj――水躍長(zhǎng)度,m;
Ls――消力池斜坡段水平投影長(zhǎng)度,m;
β――水躍長(zhǎng)度校正系數(shù),可采用0.7~0.8;
Lsj――消力池長(zhǎng)度;
經(jīng)對(duì)上述公式分析可知其適用范圍如下:1)、上述公式是基于閘孔自由出流推導(dǎo)而來的,該公式適用于閘孔自由出流產(chǎn)生的三種水躍形式消力池長(zhǎng)度的計(jì)算;該公式中并未出現(xiàn)和下游水深相關(guān)的參數(shù),即與下游水深無關(guān),這也印證該公式是在自由出流產(chǎn)生水躍的基礎(chǔ)上推導(dǎo)而來。2)、水流通過閘孔后,因慣性產(chǎn)生垂向收縮,在距離閘門(0.5~1)e處出現(xiàn)第一次收縮水深為hc;當(dāng)消力池有一定深度時(shí),因消力池底板低于閘孔底板,水流將會(huì)在消力池底板上出現(xiàn)第二次收縮水深hc′。該公式適用于水流在消力池底板上出現(xiàn)的收縮水深hc′(即第二次收縮水深)計(jì)算。3)、閘孔淹沒出流工況時(shí)套用上述公式計(jì)算得出的水躍要比閘孔自由出流計(jì)算得出的水躍長(zhǎng),這個(gè)結(jié)果顯然是錯(cuò)誤的。根據(jù)單寬能量公式計(jì)算[2] :E=γ×H×q(γ為水的重度,H為上下游水位差,q為單寬流量),當(dāng)閘孔淹沒出流工況時(shí),上下游水位差H小,因單寬能量和上下游水位差成正比,也就是說上下游水位差H小,單寬能量就小,相應(yīng)的水躍就短。這說明上述公式不適用于閘孔淹沒出流工況下消力池長(zhǎng)度的計(jì)算。
經(jīng)上述分析,規(guī)范推薦的消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式應(yīng)用僅適用于閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍計(jì)算工況,不適用于閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍計(jì)算工況。
2.2閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍工況下消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式分析
水流通過閘孔后,因慣性產(chǎn)生垂向收縮,在距離閘門(0.5~1)e處出現(xiàn)第一次收縮水深hc;在淹沒出流中,由于受下游水深淹沒的影響,消力池深度為0m(d=0m),水流在消力池底板上不會(huì)出現(xiàn)第二次收縮水深,因此,閘孔淹沒出流中的收縮水深按第一次收縮水深hc計(jì)算,公式如下[3]:
hc=ε′×e(5)
ε′――垂直收縮系數(shù),
e――閘門開度。
淹沒出流的躍后水深hc〃、水躍長(zhǎng)度Lj采用自由出流公式(2)、(3)計(jì)算;由于收縮水深發(fā)生在閘底板上(見圖2),因此,消力池長(zhǎng)度Lsj采用如下公式計(jì)算:
Lsj=βLj(6)
閘孔被淹沒后,收縮斷面的實(shí)際水深增大為h,且h>hc,故實(shí)際水頭減少為(T0-h),因而,閘孔淹沒出流流量小于自由出流的流量。但h 位于旋滾區(qū)不易測(cè)量,故實(shí)際計(jì)算時(shí),將閘孔自由出流量乘上一個(gè)淹沒系數(shù),淹沒出流流量計(jì)算公式如下[4]:
Qs=σsμbe(2gH0)0.5(7)
μ――閘孔自由出流流量系數(shù),μ=0.6-0.176e/H;
σs――淹沒系數(shù),與潛流比(ht- hc〃)/(H- hc〃)有關(guān);
e――閘門開度,m;
g――重力加速度,可采用9.81(m/s2);
b――閘孔寬度,m;
H0――含行近流速水頭在內(nèi)的堰上水頭,m;
從公式(6)可知,淹沒出流流量和下游水深ht、躍后水深hc〃有關(guān),適用范圍:0.1
3計(jì)算公式應(yīng)用舉例
在工程設(shè)計(jì)中,考慮到工程運(yùn)行時(shí),泄洪一般都是在汛期,對(duì)開閘有一定的時(shí)間要求,多數(shù)閘孔按區(qū)域(按閘門開啟的先后順序通常分為兩區(qū)或三區(qū))進(jìn)行消力池消能工的設(shè)計(jì),即在水閘調(diào)度過程中,先打開第一區(qū)泄水,因下游水位無水,將產(chǎn)生閘孔自由出流,應(yīng)采用閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍計(jì)算公式;再打開第二區(qū)泄水,因第一區(qū)泄水壅高下游水位,第二區(qū)泄流將受到下游水位頂托,產(chǎn)生閘孔淹沒出流,應(yīng)采用閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍計(jì)算公式。本文以新莊水電站攔河水閘開閘泄水為例,說明兩種不同的計(jì)算公式在工程中的應(yīng)用。
新莊水電站的攔河水閘建于2005年,位于廣東省仁化縣周田鎮(zhèn)附近的湞江河上,最大過閘流量為4130m3/s,屬大(Ⅱ)型水閘工程,正常水位為75.50m,布置14孔10m寬的泄水閘,水閘底板高程為71.50m。先打開第一孔泄水,根據(jù)閘門不同開度或下泄流量計(jì)算出相應(yīng)閘孔消力池的長(zhǎng)度,計(jì)算中忽略行近流速水頭的影響,按公式(1)、(2)、(3)、(4)求得消力池長(zhǎng)度列入表1中。因hc"-ht-d>0,為自由出流,經(jīng)計(jì)算可知消力池池深為0.85m,相應(yīng)的底板高程為70.65m,消力池長(zhǎng)度為15.49m。再打開第二孔泄水,根據(jù)閘門不同開度或下泄流量計(jì)算出相應(yīng)閘孔消力池的長(zhǎng)度,同樣計(jì)算中忽略行近流速水頭的影響,且忽略三維水流對(duì)消力池長(zhǎng)度計(jì)算的影響(因三維出流對(duì)消力池長(zhǎng)度計(jì)算影響不大),當(dāng)打開第二孔時(shí),下泄流量增大,下游水位升高,對(duì)第一孔出流產(chǎn)生影響,從而反影響下游水位,按公式(2)、(3)、(5)、(6)、(7)經(jīng)3次疊代后求得消力池長(zhǎng)度列入表2中。從表2可知,因hc"-ht-d<0,為淹沒出流,經(jīng)計(jì)算可知消力池池深為0m(d=0m),相應(yīng)的底板高程為71.50m,消力池長(zhǎng)度為3.31m。
表1:第一閘孔出流消力池長(zhǎng)度計(jì)算
注:e/H<0.65為閘孔出流,hc"-ht-d>0為自由出流。
表2:第二閘孔出流消力池長(zhǎng)度計(jì)算
注:e/H<0.65為閘孔出流,hc"-ht-d<0為淹沒出流。
經(jīng)上述分析,新莊水電站14孔的泄水閘中,只需布置1孔(即第一區(qū))為自由出流消力池,相應(yīng)的消力池長(zhǎng)度為15.49m,在制定水閘調(diào)度原則時(shí)安排在第一時(shí)間開閘泄水;其余13孔(即第二區(qū))為淹沒出流,相應(yīng)的消力池長(zhǎng)度為3.31m,在制定水閘調(diào)度原則中安排在第二時(shí)間開閘泄水。
在閘孔淹沒出流工況時(shí),經(jīng)計(jì)算,消力池長(zhǎng)度較短,在工程實(shí)踐中,往往不再通過計(jì)算設(shè)消力池,而是采用下控0.5m或加強(qiáng)底板防護(hù)設(shè)計(jì),提高抗沖能力進(jìn)行保護(hù)。
新莊水電站水閘下游消力池按上述布置建成后6年多來,并經(jīng)過2006年“7.16”百年一遇的洪水考驗(yàn),運(yùn)行效果良好。
4結(jié)論
閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍和閘孔淹沒出流產(chǎn)生的水躍消力池長(zhǎng)度的計(jì)算結(jié)果相差較大,如能結(jié)合兩種不同的計(jì)算結(jié)果合理運(yùn)用在工程布置上,與單純利用閘孔自由出流產(chǎn)生的水躍消力池長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果運(yùn)用在工程布置上相比,可較大幅度地降低工程造價(jià),并能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1] SL265-2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[2] 陳立新.水閘消力池深度與長(zhǎng)度計(jì)算中應(yīng)注意的問題[J].水利技術(shù)監(jiān)督.2005,(4):16-19
[3]、[4] 吳持恭.水力學(xué)(上冊(cè))(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1989:406-410
關(guān)鍵詞:正常蓄水位選擇;防洪安全;梯級(jí)銜接;水庫(kù)淹沒、浸沒
1.桃源水電站工程概況
桃源水電站為低水頭徑流式電站,位于沅水桃源河段,是沅水干流最末一個(gè)水電開發(fā)梯級(jí)。桃源水電站上游距凌津?yàn)┧娬?8.2km,下游距桃源縣延溪河口約1.6km,壩址緊臨桃源縣城,左、右岸分別為桃源縣漳江垸和潯陽(yáng)垸。
桃源庫(kù)區(qū)長(zhǎng)度38.2km,河道落差約7.5m,平均坡降0.196‰。兩岸為低山丘陵地區(qū),河勢(shì)基本順直。河道依托兩岸防洪堤或低矮丘陵,庫(kù)區(qū)干流防洪堤線總長(zhǎng)33km。桃源正常蓄水位選擇應(yīng)按合理利用水力資源的原則,綜合考慮兩岸防洪堤垸的安全、電站發(fā)電效益、工程地質(zhì)地形條件、水庫(kù)淹沒、工程開發(fā)經(jīng)濟(jì)性以及與上游凌津?yàn)┧娬竞侠磴暯拥戎T多因素。
2.正常蓄水位選擇的基本原則
a) 符合河流規(guī)劃原則,合理開發(fā)利用水能資源
2009年1月,中南院編制完成了《沅水凌津?yàn)以春佣窝a(bǔ)充規(guī)劃報(bào)告》,2009年4月,湖南省水利廳在長(zhǎng)沙市主持召開了該規(guī)劃報(bào)告的審查會(huì)議,審查意見基本同意規(guī)劃河段梯級(jí)開發(fā)方案,并考慮兩岸防洪堤安全、與凌津?yàn)┧娬竞侠磴暯蛹八畮?kù)淹沒控制條件等方面因素,桃源水電站正常蓄水位初擬為39.50m。2009年6月湖南省政府以“湘政函[2009]111號(hào)”文批復(fù)了補(bǔ)充規(guī)劃報(bào)告。
b) 留有足夠防洪安全裕度,滿足防洪堤垸防洪要求
隨著洞庭湖二期治理工程的完成,沅水尾閭河道現(xiàn)狀安全泄量由20000m3/s提高到23000m3/s,防洪標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)20年一遇洪水。桃源河段屬山區(qū)河流向平原河流的過渡段,庫(kù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有防洪堤垸4處,其中萬畝以上堤垸2座,一般堤垸2座,干流堤線總長(zhǎng)33km。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)不影響上、下游防洪情勢(shì),并為防洪堤垸留有足夠的防洪安全裕度。
c) 與上游梯級(jí)合理銜接,滿足梯級(jí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu)的原則
上游已建梯級(jí)凌津?yàn)┧娬臼俏鍙?qiáng)溪的反調(diào)節(jié)電站,距桃源水電站38.20km,工程于2000年底建成投產(chǎn)。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)在基本不影響或少影響上游梯級(jí)凌津?yàn)┑陌l(fā)電效益的前提下,盡可能多利用水頭,使梯級(jí)整體效益最優(yōu)。
d) 盡量減小庫(kù)區(qū)淹沒
桃源水電站水庫(kù)范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段,庫(kù)區(qū)地勢(shì)平坦,兩岸約1/3的河段筑有防洪堤,淹沒、浸沒問題比較敏感。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,并盡量減小水庫(kù)蓄水對(duì)庫(kù)區(qū)的淹沒、浸沒影響。
e) 結(jié)合桃花源風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃,促進(jìn)景區(qū)建設(shè)和水電開發(fā)的協(xié)調(diào)發(fā)展
桃源水電站正常蓄水位的擬定,應(yīng)以不影響風(fēng)景區(qū)原有景點(diǎn)的景觀效果為前提,并結(jié)合風(fēng)景區(qū)規(guī)劃,以水庫(kù)建設(shè)為契機(jī),豐富、整合區(qū)域旅游資源,形成新的旅游格局,帶動(dòng)區(qū)域旅游基礎(chǔ)設(shè)施的提升,使景區(qū)建設(shè)和水電開發(fā)相得益彰、協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.桃源水電站正常蓄水位選擇影響因素分析
3.1 堤防安全影響分析
桃源水電站壩址左、右岸分別為漳江垸和潯陽(yáng)垸,庫(kù)區(qū)防洪堤沿沅水Ⅰ級(jí)階地前緣布置,累計(jì)長(zhǎng)度約33.85km,約占水庫(kù)庫(kù)岸長(zhǎng)度的1/3。漳江垸上游各堤垸堤頂高程均高于46.90m,警戒水位均高于40.525m,防洪堤外為寬約2km的一級(jí)階地,堤腳地面高程一般為41m~42m。
調(diào)查表明,庫(kù)區(qū)不存在堤身直接座落于砂卵礫石強(qiáng)透水層上和強(qiáng)風(fēng)化巖基上等情形,故堤身與堤基的結(jié)合面不可能發(fā)生接觸沖刷或接觸流土破壞。水庫(kù)蓄水位低于40.00m時(shí),堤基無滲透之虞;堤內(nèi)水塘、水井高程低于階地地面,但其滲徑更長(zhǎng),多年來汛期均未出現(xiàn)過管涌、流土破壞現(xiàn)象,庫(kù)區(qū)堤防堤基整體穩(wěn)定條件良好。
3.2 桃源縣城影響分析
桃源水電站壩址所在的漳江垸為桃源縣城所在地,縣城建成區(qū)面積約為12.11km2;城鎮(zhèn)人口為119534人,占全縣人口的12.3%。漳江垸地勢(shì)較為平坦,地面高程為41m~44m,縣城沿延溪及沅水干流修筑有防洪堤,其中8.1km建有混凝土防浪墻。
桃源縣城漳江鎮(zhèn)現(xiàn)有主要排污口包括黃花井閘、東街泵站閘、紅旗閘和新橋閘,其中黃花井閘位于延溪上,東街泵站閘位于延溪入?yún)R口處,紅旗閘和新橋閘位于沅水大橋上游。桃源水電站庫(kù)區(qū)涉及紅旗閘和新橋閘兩個(gè)排污口,閘底板高程分別為36.30m和34.80m。
3.3 水庫(kù)淹沒影響分析
桃源水電站淹沒影響范圍涉及桃源縣6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的56個(gè)村。庫(kù)區(qū)45.00m高程以下不涉及支流的人口和房屋淹沒,干流搬遷安置人口較少,且全部分布在雙洲等部分江心洲區(qū)域,屬施工區(qū)及水庫(kù)淹沒影響區(qū);建設(shè)征地影響的耕地主要分布在沅水右岸支流甘潭溪、水溪、澄溪和左岸的綠蘿,淹沒區(qū)域相對(duì)集中,淹沒深度較淺,防護(hù)條件較好。
3.4 水庫(kù)浸沒影響分析
a) 土地浸沒
水庫(kù)區(qū)無明顯的礦產(chǎn)浸沒存在。除極少量農(nóng)村民居外,庫(kù)區(qū)集鎮(zhèn)及村莊地面高程均在44m以上,不存在農(nóng)村及集鎮(zhèn)建筑物基礎(chǔ)浸沒問題。調(diào)查表明,桃源水庫(kù)庫(kù)區(qū)可能發(fā)生浸沒的地段主要集中于右岸的支流甘潭溪、水溪及部分江心洲。水庫(kù)蓄水后,階地地面高程為39.5m~40.7m的地段將成為澇漬浸沒區(qū),初步估計(jì)庫(kù)區(qū)土地浸沒面積數(shù)量不大,正常蓄水位低于40.00m時(shí)庫(kù)區(qū)浸沒范圍差別較小。
b) 建筑物基礎(chǔ)浸沒
桃源縣城建筑物相對(duì)集中,縣城高層建筑(包括部分多層建筑)為樁基礎(chǔ),其樁端底高程約25m;多層及大部分低層建筑,其基礎(chǔ)為鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),基礎(chǔ)底板最低高程約40m。可見,高層及部分多層的樁基礎(chǔ)底端蓄水前就常年處于水下,水庫(kù)蓄水對(duì)其無影響;多層以下建筑其基礎(chǔ)底板最低高程亦高出階地二元結(jié)構(gòu)分界面約4m~8m。
3.5 環(huán)境因素影響分析
a) 對(duì)桃花源國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)的影響分析
桃源水電站水庫(kù)范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段。桃花源景區(qū)不屬于淹沒范圍內(nèi),景區(qū)涉及的江心洲高程均位于42.00m以上。正常蓄水位40.00m以下不會(huì)淹沒桃花源風(fēng)景區(qū)涉及的江心洲,僅對(duì)景區(qū)土地資源有一定的影響,但不會(huì)對(duì)沅水沿岸的風(fēng)景名勝區(qū)造成不利影響。相反,桃源水電站建成后,枯水期將增加約15km2的景區(qū)水域面積,形成一條完整的水上旅游航線,將桃花源5 大景區(qū)聯(lián)結(jié)在一起,進(jìn)一步提升桃花源景區(qū)旅游品位。
b) 文物古跡及壓覆礦產(chǎn)
根據(jù)初步調(diào)查,工程區(qū)無文物古跡分布。庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)目前沒有礦權(quán)設(shè)置,庫(kù)區(qū)沒有壓覆礦產(chǎn)資源。桃源水電站水庫(kù)不存在可開采工業(yè)礦產(chǎn)淹沒問題。
3.6 上游銜接梯級(jí)影響分析
凌津?yàn)┧娬緣沃飞暇辔鍙?qiáng)溪水電站47.5km,下距桃源水電站38.20km。凌津?yàn)┧娬舅畮?kù)正常蓄水位51m,汛期限制水位50m,死水位49.1m,水庫(kù)僅具日調(diào)節(jié)能力。桃源水電站為徑流式電站,正常運(yùn)行時(shí)水庫(kù)維持在正常蓄水位。因此,桃源水電站對(duì)凌津?yàn)┪菜挠绊懼饕w現(xiàn)在停機(jī)流量以下的正常運(yùn)行時(shí)段。
4.正常蓄水位選擇
4.1 防洪安全及樞紐運(yùn)行方式分析
隨著洞庭湖二期治理工程的完成,沅水尾閭河道現(xiàn)狀安全泄量由20000m3/s提高到23000m3/s。規(guī)劃梯級(jí)為低水頭徑流式電站,水庫(kù)無調(diào)節(jié)能力,電站調(diào)度與上游凌津?yàn)┧娬就竭\(yùn)行。桃源水電站正常蓄水位擬定應(yīng)不影響上、下游防洪情勢(shì),滿足防洪堤垸要求,并為防洪堤垸留有足夠的防洪安全裕度。因此,從庫(kù)區(qū)防洪堤安全及樞紐運(yùn)行方式方面考慮,規(guī)劃梯級(jí)的正常蓄水位不宜超過40.00m。
4.2 與凌津?yàn)┪菜缓侠磴暯臃治?/p>
上游已建梯級(jí)凌津?yàn)┧娬狙b機(jī)9臺(tái),單機(jī)額定流量403m3/s,多年平均流量2010m3/s相應(yīng)的廠房下游尾水位39.53m,全廠滿發(fā)流量3627m3/s相應(yīng)的廠房下游尾水位40.74m。從凌津?yàn)┙陙韺?shí)際運(yùn)行資料分析,凌津?yàn)┧娬究菟诖蠖鄶?shù)情況下留1臺(tái)~2臺(tái)機(jī)備用,相應(yīng)下泄流量約3000m3/s左右,相應(yīng)的廠房下游尾水位40.22m。從與凌津?yàn)┪菜侠磴暯涌紤],規(guī)劃梯級(jí)的正常蓄水位在39.50m左右較為合適。
4.3 水庫(kù)淹沒控制條件分析
本梯級(jí)水庫(kù)范圍位于桃源縣城漳江垸及以上河段。漳江垸上游各堤垸警戒水位均高于40.525m,無堤防防護(hù)的剪市河段地面控制高程為42.74m,庫(kù)區(qū)涉及的江心洲高程均位于42.00m以上,可見,庫(kù)區(qū)沅水干流部分淹沒控制高程約為40.00m。
綜合考慮兩岸防洪堤安全、與凌津?yàn)┧娬竞侠磴暯蛹八畮?kù)淹沒控制條件等方面因素,依據(jù)正常蓄水位選擇的基本原則,擬定桃源水電站正常蓄水位方案比較范圍為39.25m~40.00m,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
5.結(jié)論
a) 桃源水電站正常蓄水位低于39.50m時(shí),隨著正常蓄水位的抬高水庫(kù)淹沒指標(biāo)及工程量及工程投資增幅均較小,補(bǔ)充單位千瓦投資及補(bǔ)充單位電度投資均低于方案本身,投資年費(fèi)用略有降低,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)略優(yōu);
b) 正常蓄水位從39.50m繼續(xù)抬高,庫(kù)區(qū)淹沒耕地、房屋及需搬遷安置人口等指標(biāo)增幅較大,補(bǔ)充單位電度投資及補(bǔ)充單位千瓦投資接近方案本身指標(biāo),投資年費(fèi)用略有增加,各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)趨劣。
c) 由于桃源水電站庫(kù)區(qū)大都建有防洪堤,抬高水庫(kù)正常蓄水位對(duì)庫(kù)岸穩(wěn)定及庫(kù)區(qū)農(nóng)田的浸沒影響增大,加之高水位方案對(duì)凌津?yàn)┧娬灸芰恐笜?biāo)影響加大,綜合分析桃源水電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及各方面影響因素,推薦桃源水電站正常蓄水位為39.50m。
參考文獻(xiàn)
﹝1﹞DL/T 5042-2010,河流水電規(guī)劃規(guī)范﹝S﹞.
關(guān)鍵詞:山區(qū) 中小河流 河道規(guī)劃治理探討
中圖分類號(hào):TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
中小河流治理的主要任務(wù)是保護(hù)河道兩側(cè)的城鎮(zhèn)、村莊、良田及工礦企業(yè)免受洪災(zāi)的侵害,其建設(shè)重點(diǎn)為河道兩側(cè)的堤防建設(shè),河道清淤,生態(tài)恢復(fù)等,面對(duì)山區(qū)地形起伏大,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,氣候差異懸殊,河道洪水位枯洪變幅大,坡降陡,沖刷力強(qiáng),水土流失嚴(yán)重等特點(diǎn)。我們只有不斷地對(duì)山區(qū)河道的洪水特性、洪災(zāi)類型、災(zāi)害成因、治理措施進(jìn)行認(rèn)真探索,密切結(jié)合工程實(shí)際,進(jìn)行全面統(tǒng)籌規(guī)劃,合理開發(fā)利用河道灘涂,提高土地利用率,減少重復(fù)建設(shè)項(xiàng)目,把河道治好管好,達(dá)到治理河道,防治洪澇,改善生態(tài)環(huán)境,發(fā)展城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村建設(shè)的目的。
山區(qū)河道由于集雨面積裸巖多,坡降陡,入滲量小,匯流時(shí)間短,水流速度快,挾沙能力強(qiáng)等原因 ,在相同的降雨強(qiáng)度下,地面徑流相對(duì)較多,沖刷能力強(qiáng),危害性特別大。輕則河岸坍塌、河床淤塞,重則損毀耕地、沖毀道路、城鎮(zhèn)和村莊,直接威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。實(shí)踐證明,要治理好山區(qū)河道,無論在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,還是在實(shí)施階段,都必須根據(jù)山區(qū)每一條河流的具體情況,如歷史洪水、成災(zāi)原因、災(zāi)害性質(zhì)、保護(hù)對(duì)象,地形地質(zhì)情況等,進(jìn)行具體分析,統(tǒng)籌兼顧,制定出完整、切合實(shí)際的治理方案,達(dá)到河道治理事半功倍的目的。在規(guī)劃治理中要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行認(rèn)真研究:
一、掌握河流特性,統(tǒng)籌兼顧,綜合治理
山區(qū)中小河流,水文地質(zhì)條件復(fù)雜。一般情況下,流域面積都比較小,但裸巖多,入滲少,匯流時(shí)間短,河道比降大,汛期洪水位暴漲暴落。河岸和河堤承受高水位壓力的時(shí)間短,但一遇洪水,水流速度快,泥沙多,沖刷力強(qiáng),對(duì)河道和岸坡的穩(wěn)定破壞較大,輕則沖淤河槽,影響河勢(shì)穩(wěn)定,重則沖毀農(nóng)田和村莊,直接威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以在規(guī)劃治理中,要因地制宜,綜合考慮上下游、左右岸、甚至整個(gè)流域的相互關(guān)系,統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合治理。
首先,在河道上游采取水土保持措施,封山育林,攔截地面徑流和泥沙進(jìn)入河道。
其次,在上游河道縱坡比較大、沖刷嚴(yán)重的農(nóng)村河道,由于污染少,主要采取防沖效果較好、造價(jià)比較便宜的工程措施修建堤防和護(hù)岸,一般采用漿砌石、干砌石、鉛絲石籠結(jié)構(gòu),這樣既可就地取材,節(jié)約造價(jià),還可節(jié)約壩址占地,少占耕地。而在河道比較平緩的村莊與城鎮(zhèn)河道,由于人口密集,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),工礦企業(yè)較多,污染對(duì)河道影響較大,隨著人民群眾生活水平的逐步提高,人們對(duì)水環(huán)境的要求也越來越高,人們渴望見到水清天藍(lán)、綠樹夾岸、魚蝦洄游的生態(tài)河道,因此,在進(jìn)行中小河流建設(shè)時(shí),應(yīng)結(jié)合市政園林工程,使河道整治工程不僅滿足防汛、排洪的要求,同時(shí)還應(yīng)滿足生態(tài)修復(fù),城市景觀,綠化、亮化等其他功能,一般河道規(guī)劃面積要大,采用復(fù)式斷面,不僅要有行洪的河道,還應(yīng)有供游人游玩的灘地,河邊帶狀公園等,這種河道的堤防一般應(yīng)采用生態(tài)型堤防,既采用河道清淤過程中挖取的泥沙筑堤,然后將堤防削成1:3或1:5的緩坡,在上采用反濾結(jié)合新型生態(tài)建筑材料及植物護(hù)坡,使其既美觀又具有一定抗沖刷功能。
另外在進(jìn)行河道綜合規(guī)劃中,還應(yīng)充分遵循自然規(guī)律,不易過多改變河道自然特性。尤其是對(duì)天然河道進(jìn)行截彎取直和改變河道行洪斷面時(shí),往往會(huì)有利有弊,要特別慎重。因?yàn)楹拥澜貜澣≈焙螅瑫?huì)增大河槽比降、流速和水動(dòng)能,加劇水流對(duì)河岸及河槽的沖刷,改變河道行洪斷面時(shí),根據(jù)洪水流量規(guī)劃河道的寬窄,在河槽澭水的河段,采取清淤和拓寬等工程措施,雖然可以增大洪峰下泄流量,但同時(shí)也會(huì)失去天然河道對(duì)洪峰的調(diào)節(jié)作用,增大下游的洪水災(zāi)害,往往顧此失彼,造成更大的損害。因此,對(duì)河道進(jìn)行截彎取直和擴(kuò)寬河道堵口時(shí),必須認(rèn)真調(diào)查,充分研究,結(jié)合水能、水文計(jì)算成果,客觀分析下泄流量和經(jīng)濟(jì)損失,采取多方案比較,確定出科學(xué)的方案,設(shè)計(jì)合理的斷面尺寸,達(dá)到最佳治理的效果。
二、平面布置問題
山區(qū)河道規(guī)劃治理中的平面布置,必須做到點(diǎn)、線、面的合理布局,點(diǎn)就是要確定治理的重要河段和重點(diǎn)部位,如城鎮(zhèn)、村莊等,采取超出其它河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)河壩,一般為十到二十年一遇。線就是對(duì)河道的岸線、堤線進(jìn)行統(tǒng)籌布置,調(diào)整好河勢(shì)和流向,充分發(fā)揮天然河道的作用,使河岸線平緩、自然,富于變化。面就是本著正確處理興利與除害、上下游左右岸、整體與局部等方面關(guān)系的原則,充分利用已有的護(hù)岸工程作為節(jié)點(diǎn),從控制主流擺動(dòng),穩(wěn)定中小河床出發(fā),確定制導(dǎo)線,作為控制河道平面位置的長(zhǎng)期目標(biāo)。
三、確定堤防的高度和堤身的結(jié)構(gòu)形式
山區(qū)河道堤防的高度和堤身的結(jié)構(gòu)形式,主要應(yīng)根據(jù)保護(hù)對(duì)象的性質(zhì)、河道水流特征、洪峰流量及該河段在整條河流中的位置等多種因素確定。要確定堤防的高度,首先應(yīng)根據(jù)堤防保護(hù)對(duì)象的重要性確定設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)(根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在山區(qū)一般保護(hù)對(duì)象為5到10年,城鎮(zhèn)、村莊、重要工礦企業(yè)為10到20年。),然后根據(jù)原河道的實(shí)際斷面,水力要素等,按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),確定洪水流量和洪水位,再加上一定的堤防安全超高來擬定堤防高度。山區(qū)河道水文資料短缺,有的根本無資料。采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí),其計(jì)算成果精度一般較差。實(shí)踐中常加上歷史調(diào)查洪水,結(jié)合實(shí)際,綜合平衡考慮。
山區(qū)河道堤身的結(jié)構(gòu)型式,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)條件,因地制宜地選取,既要經(jīng)濟(jì)合理,又要安全可靠。山區(qū)大部分河道內(nèi)都有泥砂和卵礫石材料,河道兩岸巖石分布較多,因此可以就地取材。在結(jié)構(gòu)上首先應(yīng)選用砂質(zhì)土堤結(jié)構(gòu)做主體,然后采用植草磚、土工格室結(jié)合根系發(fā)達(dá)的植物護(hù)坡,這種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)便,經(jīng)濟(jì)、環(huán)保,有利于群眾施工,但工程量大,占地多,水流條件差,抗沖刷弱。因此在迎流頂沖,沖刷嚴(yán)重的河段,也可采用重力式漿砌石墻結(jié)構(gòu),但這種結(jié)構(gòu)不環(huán)保,造價(jià)也較高,一旦破壞,對(duì)環(huán)境影響較大。
四、基礎(chǔ)處理問題
山區(qū)河流修建堤防,基礎(chǔ)是關(guān)鍵,從 多數(shù)沖毀的堤防看,與基礎(chǔ)處理的好壞直接相關(guān)。不少堤防是前一年建成,第二年洪水就掏空堤腳,開始垮塌,形成了年年修堤,連年受災(zāi)。所以一般都應(yīng)把基礎(chǔ)超過河道沖刷深度50公分以上,對(duì)沖擊層較深的河段,基礎(chǔ)應(yīng)深入沖刷層1.5米以上。對(duì)排水困難的河段,應(yīng)運(yùn)用水下施工技術(shù),同時(shí)采用鉛絲石籠堤腳防護(hù)措施,抗沖和增加堤防穩(wěn)定性。
結(jié)束語:目前,隨著人們生活水平的提高,人們對(duì)水環(huán)境的要求也越來越高,作為水的輸送體,河道能否保持良好的生態(tài)發(fā)展?fàn)顩r,客觀上將直接影響水環(huán)境的保護(hù)和河道的治理效果。因此,我們?cè)谶M(jìn)行中小河流治理過程中,一定要綜合考慮,充分尊重自然,樹立人與自然和諧,河流回歸自然的設(shè)計(jì)理念,避免天然河道人工渠化,或者采用單一的斷面形式,套用設(shè)計(jì),給生物的多樣性造成毀滅性的災(zāi)難。只有這樣,我們才能保質(zhì)保量地完成中小河流治理工作,避免以后的重復(fù)建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
1《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)
2《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006)