标题 | 井坑塘水库溃坝对下游农业的影响分析 |
范文 | 徐子轩 摘 要:以清远市井坑塘水库主坝为工程实例,推求水库溃坝洪水及演进过程,确定溃坝洪水淹没范围,为确保水库下游人民群众的安全,以及评估溃坝对当地农业经济的影响提供重要依据。 关键词:水库;溃坝;下游;农业;影响 文章编号:1004-7026(2019)14-0039-02? ? ? ? ?中国图书分类号:F323.2? ? ? ? 文献标志码:A 1? 工程概况 井坑塘水库位于清远市清城区,坝址以上集雨面积1.14 km2,干流河长0.86 km,平均河床坡降3.15%。设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准为500年一遇。水库主坝为均质土坝,坝顶轴线长180 m,最大坝高10.1 m。水库正常蓄水位18.50 m,校核洪水位19.88 m,总库容144.0万m3。 井坑塘水库无生活、工业用水供水功能,仅有农田灌溉功能,是一座灌溉、防洪等综合利用的小(一)型水库工程。水库灌溉与供水调度任务主要是在满足防洪调度的前提下,保证灌溉需求,主要担负清远市清城区东城街道平塘村委会的农田灌溉任务,设计灌溉面积186.7 hm2,实际灌溉面积100 hm2。 2? 溃坝分析计算 2.1? 水库溃坝型式 井坑塘水库位于低丘区,大坝为均质土坝,散粒体结构,整体性较差,且主坝较长,丘陵区水库一般仅溃决主要部分,即为横向局部溃坝。出现超标准洪水时,整个过程比较短暂,水库溃坝按瞬时局部溃坝进行处理。 2.2? 坝址最大溃坝流量计算 坝体瞬时局部溃坝时,坝址处最大溃坝流量采用里特尔(A.Ritter)公式[1]进行计算。 式中:Qm为溃坝时坝址处最大流量;λ为流量参数;B为坝址断面的平均宽度;h0为溃坝前的坝前水深,取校核洪水位水深;b为缺口宽度。 流量参数见下式。 式中:m为河槽或缺口形状指数,本次按二次抛物线取m=1.5,计算得流量参数λ=0.23。 土坝溃坝决口宽度b值,根据黄河水利委员会水利科学研究院公式计算。 式中:k为与坝体土质有关的系数,本次按壤土取值约为1.3;W为溃坝时蓄水量。计算得土坝溃坝决口宽度b=52.4 m。 根据上述溃坝洪水计算方法可计算出,溃坝洪水最大溃坝流量Qm=1 647 m3/s。 2.3? 溃坝洪水沿程演进估算 2.3.1? 水库下游控制断面的溃坝最大流量 水库溃坝洪水向下游演进时,下游控制断面溃坝最大流量有一定削减,其流量计算采用李斯特万经验公式计算。 式中:QLm为当溃坝最大流量演进至距坝址为L处时,在该处出现的最大流量;L为距坝址的距离;v为河道洪水期断面最大平均流速,平原区取1.0~2.0 m/s;K为经验系数,平原区取0.9。 2.3.2? 潰坝洪水传播时间和流量过程线 黄河水利委员会水利科学研究院,根据实验求得溃坝洪水传播时间及概化流量过程线如下。 (1)洪水起涨时间计算公式。 式中:t1为洪水起涨时间;K1为系数,范围为0.65×10-3~0.75×10-3,取平均值0.7×10-3;h为溃坝洪水到达前下游计算断面的平均水深,取1.0 m。 (2)最大流量到达时间计算公式。 式中:t2为最大流量到达时间;K2为系数,范围为0.8~1.2,取1.2;hm为最大流量的平均水深,根据河道断面水位流量关系插补。 (3)洪水消退时间计算公式。 水库溃坝洪水向下游演进相关计算成果见表1。 3? 溃坝风险及影响分析 清远市井坑塘水库建成至今,在水位正常消落中均没有出现不良地质问题。水库溃坝时,因水库水位骤降、剧烈震动等,可能会造成水库上游局部已经全风化的边坡发生滑动或坍塌。根据水库溃坝洪水沿程演进估算结果,可划出坝址下游洪水淹没范围,对溃坝进行风险分析。主坝溃坝后,淹没面积为1.8 km2(估算到大学城涌河口),共涉及5个自然村、7所学校以及市政道路、设施等,影响人口约5.8万人、农田约133.3 hm2。一旦井坑塘水库溃坝,巨大的水流将会把影响范围内的河段两岸变成一片泽国,农田及作物会被冲毁,该地区的农业经济将遭受巨大的打击和威胁。 参考文献: [1]李炜.水力计算手册[M].北京:中国水利水电出版社,2006. |
随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台,免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。