浅谈水库建设对河道演变趋势及河道行洪的影响

　　摘要：研究河道演变趋势及河道行洪能力对两岸经济、生活及人身安全具有重要意义。本文以国内某拟建水库工程为例，研究水库建成后对其所在河道演变趋势及河道行洪的影响。研究表明，本水库建成后对河道演变趋势及河道行洪均有一定的积极和消极影响，但影响较小。

　　关键词：水库;河道演变;河道行洪

　　1引言

　　涉水工程建成后，对其所在河道演变趋势及河道行洪可能产生一定的影响，这将直接影响河道两岸经济社会发展，因此，研究涉水工程建设对河道演变趋势及河道行洪的影响具有重要意义。陈一梅[1]、周建军[2]、王俊[3]、郭立兵[4]等对河道演变特征、趋势及河道行洪能力的研究已经取得了一定的成果，本文以国内某拟建水库工程为例，研究水库建设对河道演变趋势及河道行洪的影响。

　　2概述

　　2.1项目概况

　　本水库工程位于国内西南部某地区，坝址以上流域面积57.1km2，河长10.3km，河道平均比降32.1‰。本水库工程建设期四年，工程开发任务为村镇生活供水及农业灌溉。水库正常蓄水位1293m，死水位为1266m，总库容1327万m3，拦河坝最大坝高60.5m。枢纽主要建筑物由沥青混凝土心墙堆石坝、右岸溢洪道、导流洞改造的左岸引水放空洞及生态放水管等建筑物组成;输水线路水平投影总长24.757km，实际长度24.804km，其中：干线总长18.204km(实际长度18.237km)，支线总长6.553km(实际长度6.567km)，首部取水设计流量1.125m3/s。

　　2.2水库所在河道概况

　　水库所在流域地处云贵高原向桂东溶源过渡的斜坡地带，总体地势西北高，相对高差达1626m，流域形状基本上成一个向东南敞开的喇叭形。库区河道属构造侵蚀、溶蚀低中山地貌，河谷多呈“V”型，两岸山体较为宽厚，右岸无低邻谷，左岸距水头河约3km;山顶高程一般1500~1700m，地形坡度一般为15°~40°，库区两岸冲沟规模大多不大，延伸不长，多发育于碎屑岩段。

　　3水库建设对河道演变趋势的影响

　　3.1河道岸线及断面变化趋势分析

　　影响岸线变化的主要因素是河道上拦河坝的修建使得其相应河段由河道变为水库，河段水面宽度增加，局部地区由于库水位升高浸泡库岸，引起滑坡等现象，工程建设中应根据规范采取相应的处理措施。水库蓄水后，库区河道随着水位雍高，水深增大，流速减缓，水流挟沙力相应降低，入库泥沙沿程落淤，个别河段淤积量稍大，但库区淤积总体淤积量不大，淤积后的河床略微抬高，但地形仍基本保持天然河道的滩槽特点;大坝下游河道由于来沙减少，同时下泄水流流速较大，可能对附近河道和河岸有一定的冲刷作用，下游河道应做好相应的防冲措施。根据相关水利规划，将来在该河段上再不会建设较大的、可能改变河道岸线其它水工建筑物，因此水库坝址所在河段河道岸线及断面将来不会出现较大的变化。

　　3.2河道稳定性分析

　　3.2.1库区稳定性分析

　　水库库区属构造侵蚀、溶蚀低中山地貌，河谷多呈“V”型。两岸山体较为宽厚，右岸无低邻谷，左岸距水头河约3km;山顶高程一般1500~1700m，地形坡度一般为15°~40°。岩溶地貌在库区河段以及两岸山体高高程均有不同程度发育，在地貌上多表现为陡崖地形、丘峰洼地，溶槽、溶沟遍布，溶蚀洼地、漏斗、落水洞、溶洞等岩溶形态常见。库区两岸冲沟，规模大多不大，延伸不长，多发育于碎屑岩段。库区内物理地质现象以岩体风化、卸荷为主，滑坡、崩塌也有发育，但分布零星，规模不大。根据现场调查，两岸边坡未发现大的滑坡体和不稳定岩土体分布，河床两岸岩体总体稳定。河段河床横向上是稳定的，河槽在横向上不会发生大的变化。

　　水库蓄水后岸坡再造现象将较为多见，预计以覆盖层浅表层塌滑为主。稳定性较差段边坡破坏形式以水下浅层滑动为主，不存在边坡整体稳定问题。由于水库拦河大坝的修建，改变了天然河流的水文和水力条件，打破了河床输沙平衡条件，水流进入库区后，水深沿流程增加，水面坡度和流速沿流程减小，因而水流挟沙能力沿流程降低，出现泥沙淤积，但水库库沙比大于400，泥沙问题并不严重。因此，上游来沙不会影响水库正常运行。

　　3.2.2下游河道稳定性分析

　　大坝下游评价范围内以“U”型宽谷为主，谷底宽度40~450m，现代河床宽一般为5~10m，河床两岸一级阶地普遍发育，阶面宽度10~200m，一般高出现代河床2~3m，现状基本为农田。下游河道物理地质现象以岩体风化、卸荷为主，滑坡、崩塌也有发育，但分布零星，规模不大。据现场调查，下游河道两岸边坡未发现大的滑坡体和不稳定岩土分布，河床两岸岩体总体稳定。库岸边坡稳定性较好，稳定性较差边坡仅分布于左岸土质边坡段。稳定性较差段边坡破坏形式以库水位变动带附近覆盖层小规模塌滑为主，总体来说大坝下游河道基本稳定。

　　4水库建设对行洪安全的影响

　　4.1施工期对河道行洪影响分析

　　4.1.1水库枢纽工程区建筑物对河道行洪影响分析

　　根据施工进度安排，建设期第一年1月～第一年10月，原河床过水，进行导流隧洞施工，大坝常水位以上岸坡开挖、灌浆平洞施工;第一年11月～第二年4月，第一年11月中旬河道截流，由截流堰体挡水，截流堰体拦洪水位为1250.2m，低于截流戗堤顶高程1251.7m，截流堰体设计满足规范要求;在第二年4月~第三年4月，全年围堰挡水，导流隧洞泄洪，此时上游围堰处水位为1260.5m，低于上游堆石围堰堰顶高程1262m，下游围堰处水位为1240.5m，低于下游土石围堰堰顶高程1242m。

　　上、下游围堰均能满足导流洞设计洪水导流要求;第三年5月～第三年6月，大坝填筑超过围堰顶高程，坝体挡水临时度汛，导流洞泄水，度汛时坝体挡水水位1266.8m，坝体在汛期来临前已填筑到1290m，满足坝体拦洪度汛要求;第三年6月30日，大坝施工到坝顶，永久泄水建筑物具备泄洪条件。综合上述分析，整个施工期，汛、枯期均有相应的过水设施，挡水建筑物符合规范要求的度汛标准，围堰壅水影响范围内已经做了移民安置和搬迁处理，河道行洪安全得到保障。

　　4.1.2输水线路工程区建筑物对河道行洪影响分析

　　本水库工程输水线路沿线交叉建筑物较多，规模较小，考虑在枯水期12月~次年4月(共5个月)施工，导流标准采用枯水期5年一遇洪水标准。输水工程沿线跨河导流施工主要有10处，由于河床较窄，交叉工程规模不大，安排在枯水期施工，采用上、下游围堰挡水，明渠导流方式。跨河建筑物规模不大，导流建筑物使用时间短，围堰顶宽2.0m，上、下游边坡1:2.0，土工膜防渗，迎水面编织袋土防护，围堰设计满足导流要求，不会影响河道行洪安全。

　　4.2运行期对河道行洪影响分析

　　4.2.1对库区及坝址下游河段的影响

　　水库建成后，依据水库调度运行方式，在遭遇到5年一遇和20年一遇设计洪水时，水库水位分别为1294.11m和1294.33m，坝址处高出天然情况约51m，库区河段水位较天然情况有不同程度抬高，库尾有一定翘尾巴现象。根据移民搬迁线范围，此时库区内基本无新增受影响的防护对象。本工程泄洪建筑物按50年一遇洪水设计，采用1000年一遇洪水校核。

　　泄洪建筑物为测槽式无闸门控制溢洪道，控制堰型采用WES堰，经调洪计算，水库设计洪水位为1294.77m，校核洪水位为1295.24m，大坝坝顶高程为1296m，泄流能力满足大坝防洪安全。水库建成后，一方面库区河段水位抬高、流速减慢，对库区河段沿岸将造成一定的淹没、对库岸可能造成浸没影响，影响范围内已经做了移民安置和搬迁处理，库尾河段的泥沙淤积和回水可能造成库尾河段行洪不畅，但影响不大;另一方面，当入库流量大于大坝下泄能力时，水库对下游河道将具有一定的滞洪作用，削减下泄洪水流量，减小洪水对下游河道的负面影响。

　　4.2.2跨河建筑物对河道的行洪影响

　　本水库工程共布置10处穿河埋管，穿河埋管段管道总长约35m，内埋为钢管。跨河处的管道埋深要求≥2.5m(防冲刷深度)，采用C25混凝土外包进行防腐，外包混凝土底部设置C15素混凝土垫层抗滑，管槽底部宽度为4m，外包混凝土周边进行开挖料回填，回填至原地面高程处采用厚0.6m的浆砌石铺砌护面防止冲刷破坏。因此，跨河管道埋设深度满足冲刷要求，不会影响河道行洪。跨河管道施工时，会产生一定量的水土流失，完工后河道需恢复原状，减轻施工对河道的影响。

　　4.2.3渣场工程布置对河道的行洪影响

　　(1)枢纽工程区弃渣场枢纽工程布置4处弃渣场，均位于水库淹没区内，为防止渣体散落影响水库正常运行，主体工程考虑对堆渣体进行碾压处理，采取铅丝石笼挡护措施，铅丝石笼高2.0m，由1.0×0.5×0.5m标准规格铅丝石笼组合堆砌。根据弃渣场堆渣边坡稳定计算结果，安全系数计算值均高于规范值，渣场设计满足规范要求。因此，不存在弃渣滑落隐患，水库蓄水后将被淹没，不会对河道行洪产生影响。

　　(2)输水工程区弃渣场输水工程共布置2处弃渣场，其中沿线1#弃渣场位于管道桩号9+510左岸的缓坡地，沿线2#弃渣场位于管道桩号13+054右岸的平地。弃渣均堆置于缓坡地和平地，弃渣场级别均为5级，降低了弃渣的防护难度，有效减轻了因工程建设引起的人为水土流失。两弃渣场远离周边公共设施、工业企业和居民点，没有布设在对重要基础设施、人民群众生命财产安全及行洪安全有重大影响的区域。为防止降雨及坡面汇水冲刷渣面，在沿线1#和2#弃渣场四周修建截水沟，截水沟设计满足设计标准，不会对河道行洪产生影响。

　　5结论

　　本文以国内某拟建水库工程为例，研究了水库建设对其所在河道演变趋势及河道行洪的影响。结论如下：

　　(1)水库建成后库区相应河段由河道变为水库，库区河道随着水位雍高，流速减缓，入库泥沙沿程落淤，但地形仍基本保持天然河道的滩槽特点;大坝下游河道由于来沙减少，可能对附近河道和河岸有一定的冲刷作用，下游河道应做好相应的防冲措施。

　　(2)施工期水库枢纽及输水线路建设对河道行洪安全无影响。运行期库区河段水位抬高，将造成一定的淹没，但影响不大，水库对下游河道将具有一定的滞洪作用，削减下泄洪水流量，减小洪水对下游河道的负面影响;跨河建筑物及渣场工程对河道行洪安全基本无影响。

　　参考文献

　　[1]陈一梅，王震.闽江竹岐至侯官河段河床演变规律与整治初探[J].东南大学学报：自然科学版，2001，31(3).79-84.

　　[2]周建军，陈刚，胡成，等.闽江河口地区河道演变及其影响因素分析[J].海岸工程，2004，23(1).13-20.

　　[3]王俊，肖俊.浅谈拟建桥梁对河道行洪和河势稳定的影响—以孔雀河复线大桥工程为例[J].水资源与水工程学报，2012,23(2).126-131.

　　[4]郭立兵，王亚东，田福昌.基于一维水动力模型分析涉水建筑对河道行洪能力的影响[J].南水北调与水利科技，2017，15(6).165-171.

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　　摘要:水库是我国防御江河洪水、发展农业灌溉和为城乡经济生活提供用水等方面的重要基础设施之一,在水利建设中占有重要的地位。但是水库的病险问题也相当的严重,水库除险加固问题就显得尤为重要。