山西排水站建设项目对外七星河防洪的影响探讨

2017-03-02李艳丽

黑龙江水利科技 2017年4期

关键词：河势行洪堤防

李艳丽,刘莹

(1.延寿县水务局，黑龙江延寿 150700；2.黑龙江大学水利电力学院，哈尔滨 150080)

山西排水站建设项目对外七星河防洪的影响探讨

李艳丽1,刘莹2

(1.延寿县水务局，黑龙江延寿 150700；2.黑龙江大学水利电力学院，哈尔滨 150080)

山西排水站是富锦市锦西灌区工程拟新建的6座排水建筑物之一，拟建位置在外七星河堤防上。文中通过已有工程现状和规划设计资料，对工程修建后可能造成的河势变化趋势、防洪工程安全等进行分析评价。工程建成后，对河势稳定、工程设施、两岸堤防、水力要素等均无太大影响。

防洪影响；工程设施；水工建筑物；水力要素；河势稳定

0 前言

山西排水站是富锦市锦西灌区工程拟新建的6座排水建筑物之一，拟建位置在外七星河堤防上，该排水站为堤身式泵站，抵御外七星河洪水，设计防洪标准为30a，校核防洪标准为100a，建筑物级别为3级。

锦西灌区位于富锦市西南部，北靠松花江，南邻挠力河外七星河，灌区土地面积11.828×104hm2，现有耕地10.11×104hm2，其中水田3.47×104hm2，主要利用地下水灌溉，地下水局部超采，缺乏地表水灌溉基础设施。随着国家对商品粮基地建设和粮食生产需求的增加，当地农民对水稻种植的积极性不断提高，但由于当地地表水资源缺乏、地下水可开采量有限，不能满足大规模发展水田的要求，而该地区具有较好的引松花江水灌溉条件。可以满足黑龙江省商品粮基地建设和粮食增产要求，提高农民收入，促进当地经济社会可持续发展和小康社会建设步伐，改善生态环境。

文中通过已有工程现状和规划设计资料，对工程修建后可能造成的河势变化趋势、防洪工程安全等进行分析评价。

1 建设项目基本情况

1.1 山西排水站总体布置形式

山西排水闸站总体布置由引渠段、前池段、进水池闸室段、泵房段、压水池段、交通桥、出水池、海漫段等部分组成。引渠长10m，底宽37.4m，边坡1:2，底高程为60.25m。前池段由两段组成，均采用U型槽结构，两侧为钢筋混凝土悬臂式挡墙。第一段上游与引渠段相接，顺水流方向长10.0m，宽37.4m渐变至28.4m。第二段下游与泵房段相接，长10.16m，宽28.4m，高程60.25降至57.71m。进水池闸室段长7.0m，宽31.3m，共计6孔，单孔净宽3.5m。泵房段自下而上依次为吸水池层、水泵层、电机层。压水池段顺水流长3.8m，宽29.4m，共计6孔，单孔净宽3.5m。交通桥采用预制桥面板结构，共计三跨总长30.68m，桥面高程为64.91m。出水池采用钢筋混凝U型槽结构，两侧为悬臂式挡墙，池长9.5m，宽27.6m。出水池后设海曼段，海曼段长10m，底高程59.72m[1]。

1.2 河道概况

工程所在河段属于外七星河干流，外七星河为人工河道，外七星河解放桥以上97km河段按0.5-1km堤距挖河筑堤，挖河底宽10.0m，河深2.0-2.5m；解放桥以下22.5km的河段挖河为主结合筑堤，堤距2-3km。

1.3 水文特征

外七星河为人工河道，其径流主要来源于大气降水和灌区排水，河道径流受降水量年内变化和灌溉期灌区排水的影响，具有明显的季节性和地域性。

每年3-4月开始积雪融化，形成融雪径流，5月以后受上游和本地降水影响，形成降水径流，水量增加，7月-8月进入汛期，并且随着灌区的退水影响，径流也明显有所增加；9月以后灌溉期结束，并随着雨季的结束，水量开始减小；11月—翌年3月为封冻期。

春汛洪水发生时间一般为4、5月份，主要由融雪形成，故洪水峰量不大。夏汛洪水发生时间一般在6-9月，主汛期为7、8两月,夏汛洪水由暴雨形成。上游山区暴雨集中，雨强大，产汇流条件好，可产生陡涨陡落的洪水，峰型多为单峰，过程多在7-15d。中下游平原区暴雨小于上游山区,中下游平原区多为沼泽荒原，产汇流条件差，产生的洪水峰小量大，尤其是下游河道弯曲、比降缓，弯曲系数在2-3之间，最大可达3.5，河道比降一般在1/15000-1/37000，故下游洪水过程峰小量大，多峰叠加，洪水过程长达30-60d，洪水传播时间也较长。

1.4 现有防洪标准

工程影响范围内外七星河干流左岸为外七星河左岸堤防，堤顶高程在50.67-65.42m；右岸为外七星河右岸堤防，堤顶高程在53.00-63.22m。左岸堤防和右岸堤防现状防洪标准均为10a一遇。

2 防洪评价

2.1 冲刷与淤积分析

工程位于堤上或者堤内，均属于穿堤建筑物，工程本身不占用河道行洪面积，不影响河道行洪，工程的建设对该河段的流速和流态变化影响较小，滩地流速为0.15-0.32m/s，主槽流速为0.86-0.74m/s，工程建设后流速基本没有变化。

工程仅在河滩地上建有宽窄不一消力池、海漫段等建筑物，均为开挖工程，并低于周边的河滩地，发生大、中洪水时，洪水上滩漫过新建工程，局部流速会有所变化，对低于滩地的新建工程有一定的淤积作用。

在河道主槽内没有修建工程，工程本身不占用河道行洪面积，不影响河道行洪，工程的建设对该河段的流速和流态变化影响较小，河道主槽的冲刷与淤积情况与现状基本一致，不会有明显变化。

2.2 河势影响分析

排水泵站所在河段位于外七星河的黑鱼泡下游，为人工河流，工程修建后，流速分布与工程建设前基本一致。

对中枯水而言，由于堤防控制作用主流保持在主河道，稳定性关系不会因工程修建产生变化。对大洪水而言，泵站位于堤上或者堤后，本工程基本上没有影响行洪宽度和面积，项目建成后，滩地流速为0.15-0.32m/s，主槽流速为0.86-0.74m/s，与工程建设前一致，因此，工程修建不会对河势稳定带来较大影响。

2.3 对行洪安全的影响

山西排水站是在现有堤防豁口处开挖修建工程，泵房段工程工期安排在4-6月，施工时开挖堤防宽度70m，在施工总体布置中，泵房出口处设有施工围堰，防御外七星河春汛洪水，防洪标准为春汛5a一遇洪水。施工时，由于施工围堰的修建，导致外七星河河道行洪断面宽度缩窄20m，河道行洪断面面积缩小75m2，占行洪断面面积的2.5%，5a一遇洪水位为60.97m，水位雍高不足0.02m，对河道行洪的影响较小。

山西排水站施工时，阻碍了内水外排，在泵房上游30m处新开挖45m宽的导流明渠，将开挖料置于堤后的明渠两侧，不影响外七星河河道行洪，若外七星河发生洪水时，利用开挖料及时封堵导流明渠，防止外江水倒灌，所以，导流明渠工程对河道行洪产生的影响可以得到有效控制。

2.4 对河势稳定的影响

工程所在江段流速在工程修建前后几乎没有变化，滩地流速为0.15-0.32m/s，主槽流速为0.86-0.74m/s，水位没有变化，水流流速及其分布、流量分配等基本无影响，工程的建设不会对河势稳定带来影响。

2.5 对现有防洪工程及其它工程设施的影响

工程所处位置现有工程为外七星河堤防，山西排水闸站建成后，作为挡水工程一部分，与堤防共同抵御洪水，不影响堤防行洪，工程建成后，对行洪期滩地的行洪不产生阻水作用，水位不产生壅高，对防洪工程及其它穿堤建筑物不会产生不利影响[2]。

山西排水站的排水涵管施工需开挖外七星河堤防，施工后完毕后进行回填，若回填不利，当水位超过开挖高程时，可能会引起堤防渗漏，对现有堤防产生不利影响，因此施工时一定要保证施工质量，确保防洪工程的安全。