河流型平原水库旅游开发防洪影响研究

(辽宁省石佛寺水库管理局， 沈阳 110166)

运行管理

河流型平原水库旅游开发防洪影响研究

李颖卓

(辽宁省石佛寺水库管理局， 沈阳 110166)

本文以全国七大江河干流上最大的平原水库石佛寺水库旅游开发规划为例，利用MIKE21软件建立二维水力数学模型，对区域现状以及生态景观建设后进行二维流场计算，研究平原水库旅游开发对防洪的影响，旨在为平原水库的生态旅游开发提供借鉴。

平原水库；水力模型；防洪影响

1 旅游规划区防洪工程概况

石佛寺水库是辽河干流上唯一的一座控制性枢纽工程，为河道型平原水库，由主坝、副坝、泄洪闸、穿坝建筑物等组成。坝址以上控制流域面积16.48万km2，其中控制省内的流域面积1.62万 km2，设计洪水位50.22m，总库容1.85亿m3，其中防洪库容1.60亿m3。石佛寺水库水利风景区规划区内现有防洪工程主要为堤防，堤防工程包括主、副坝，全长共约46.183km，其中，主坝12.432km、副坝33.751km。石佛寺水库主坝、副坝、泄洪闸工程等级为Ⅱ级，防洪标准按100年一遇洪水标准设计、300年一遇洪水校核。区域内无护岸、丁坝等河道控导工程。

石佛寺水库一期工程按防洪兴建，主要为泄洪闸及主坝、副坝，一期工程于2005年完工，枢纽与左侧支流水库及堤防共同组成辽河防洪体系，将坝址下游干流的防洪标准由30年一遇提高到100年一遇。

2 石佛寺水库旅游开发规划简介

石佛寺水库生态蓄水位46.20m，蓄水面积16.13km2，生态治理面积22.6km2。近期规划为左岸主坝迎水侧戗台区，分3个区域和3处亲水岛屿分别进行景观规划设计。戗台生态景观规划总长6.50km，其中，3.50km长为原有树木生态景观区，1.00km长为摩纹花带、花坛休闲广场区，2.00km长为采叶林生态景观区；其中分别在3个区域中设计有亲水平台、亲水栈道、亲水广场(码头)等。此外，规划岛屿面积13.72 hm2，其中湖心岛5.35 hm2、柳岛2.67 hm2、游乐岛5.7 hm2。在岛中补植景观乔灌花等植物，建设游人码头、休闲亭、甬路、栈桥、沙滩等休闲设施。

3 防洪影响评价

通过对库区及回水区建立二维水力数学模型，从石佛寺水库水利风景区规划布置与景观工程对两岸及上下游防洪安全和对防汛抢险的影响等方面，综合分析景区规划建设对现状防洪工程可能产生的影响。同时，阐述河道行洪对景区规划的影响。

3.1 水力模型的建立

将石佛寺坝址至其以上约21km的区域作为此次水力计算的建模区域，模型横向边界由河道两边堤防及山体控制。采用DHImike21软件中的HD模块对区域现状以及生态景观建设后进行二维流场计算。

3.1.1 地形资料

地形资料为2009年5月由辽宁省地矿测绘院测量的库区及回水区1∶5000平面地形图。

3.1.2 参数选取

糙率为模型中的主要参数，通过现场查勘，参照《水力学计算手册》，并结合《辽河石佛寺水库枢纽一期工程初步设计报告》回水计算中选取的糙率值，确定河道主槽糙率为0.02，边滩荷花及苜蓿草区域糙率为0.08，林木区糙率为0.1，其余区域糙率为0.06。

3.1.3 边界条件

此次建模设置开边界两个，即上游为恒定流量边界，下游为恒定水位边界。此次生态景观规划工程防洪标准均为5年一遇洪水，石佛寺水库主坝及副坝的设计标准为100年一遇洪水，故此次计算5年一遇和100年一遇两个洪水标准下工程前后的流场情况，边界条件采用《辽河石佛寺水库枢纽一期工程初步设计报告》中水位流量成果：5年一遇洪水所对应的水位和流量分别为46.80m、2729m3/s，100年一遇洪水所对应的水位和流量分别为50.22m、5412m3/s。

3.1.4 模型概化

此次戗台上布置的园林小品基础直径3.5m，基础顶高程略高于5年一遇洪水位，计算中将其概化为底面直径为3.5m的圆柱形桥墩参与流场计算。而亲水平台及亲水栈道等部分深入水中，其影响也按分布式的桥墩来考虑。戗台上新植灌木及树林带、果蔬采摘区等不改变原来地形高程，只增加水流阻力，因此用增加糙率的形式来考虑。规划岛高程略高于5年一遇洪水位，即5年洪水时规划岛不淹没。

3.2 计算结果分析

3.2.1 水利风景区建设对区域内水位的影响分析

工程建设前后工程区域水位升高平均约为2cm，最大水位变幅不足10cm，且其影响向上游逐渐减小并消失，故其水位变化对两岸及上下游防洪工程影响不大。水利风景区工程建设完工后石佛寺水库调度运行方式不变，故不会因坝址水位变化而对上游水位产生影响。计算结果详见下表。

旅游规划工程实施前后水库大(横)断水位差统计表

3.2.2 生态景观建设对区域内流场的影响分析

5年一遇洪水条件下在规划果蔬采摘区及沿河新植灌木或林木带流速有所减小，较工程建设前平均减小0.2m/s左右。局部流场即规划岛附近流场变化较大，但流速大小均在1m/s以下，其影响程度有限。图1、图2为柳岛附近流场变化情况。

图1 工程建设前5年一遇流速等直线

图2 工程建设后5年一遇流速等直线

从图3、图4中可以看出，100年一遇洪水条件下，除规划岛、新植灌木及林木带和果蔬采摘区附近流速较工程前稍有降低外，其余流速基本不发生明显变化。从水流流态来看，只有规划岛附近存在局部绕流现象，但其影响范围有限。故整体来看，工程前后流场变化有限，近期不足以对防洪工程产生不利影响。

图3 工程建设前100年一遇流速等直线

图4 工程建设后100年一遇流速等直线

辽河为多沙河流，区域内局部流速的减小可能会引起小范围的泥沙淤积而改变局部流场分布，若长时间不进行清理疏导可能会扩大其影响范围，从而对两岸防洪安全产生不利影响。

3.2.3 石佛寺水库水利风景区建设对防汛抢险的影响

石佛寺水库库区原防汛抢险通道即为其主坝、副坝的坝顶路面及其坝下防汛作业路。景区内交通道路区拟利用现有坝顶路为主道路，但主道路在近期规划不作为游览道路，只作为应急事故道路。利用戗台规划6.0m宽次道路(观光路、景观路)。故工程建设后主、副坝路面不改变其作为防汛抢险通道的作用。且汛期景区关闭，次道路可以作为防汛抢险通道的补充。

当发生5年一遇以上洪水时，景区中的园林小品、栈道、果蔬大棚等建筑物以及花卉、蒲草、树木等可能在洪水作用下损毁并在短时间内被冲到坝址处，极易造成闸门堵塞，妨碍行洪和大坝安全。

3.2.4 河道行洪对石佛寺水库水利风景区建设的影响

当发生5年一遇洪水时，工程建设后鲁家大桥以下滩地平均水深3m左右，戗台上平均水深约为0.5m，灌木花卉等可能会不同程度受淹；左岸果蔬采摘区水深1～2.5m，淹没损失较大。河道行洪时水流对河道及滩地的冲刷加强，影响大棚、亲水栈道、园林小品等设施的基础稳定性，以及植被根系的稳定性。辽河为多泥沙河流，洪水含沙量较高，在规划采摘区、灌木花卉带及林带、园林小品周围等流速较小的区域容易落淤而对工程造成不同程度的损坏。

4 结 语

此次生态景观规划建设从水位和流速方面来看对两岸防洪工程基本无影响，局部流场变化可在一定范围内消除。局部流速减小区域可能引起淤积，进而对防洪工程产生影响。石佛寺水库水利风景区建设对防汛抢险影响不大，但要注重汛期闸门前漂浮物的清理。当发生5年一遇以上洪水时，河道行洪会使景观设施受到不同程度的损坏和损毁。

工程在施工过程中尽量避免对原堤防(主坝及副坝)的扰动，若有损坏应及时按原标准恢复。工程完工后，应注意清理闸门前的浮柴、水草等，避免其影响闸门的正常启闭。尤其在汛期，虽然闸门敞泄，但景观设施如亲水平台、园林小品、采摘区作物等容易将闸孔堵塞而威胁坝体，故应注意观察，及时清理。同时应注意观察风景区建设引起的泥沙淤积，加强淤积监测，并按照水库设计运用要求进行清理。

大型平原型水库低水位蓄水，水面面积较大，生物多样性良好，具有较好的旅游开发价值。同时，应加大生态环境的保护，划分不同的区域，促使人与自然和谐发展，在保证防洪安全的前提下，适度开发。

简讯

向家坝电站最后一台机组转轮顺利吊装

3月20日20时，向家坝电站最后一台计划投产发电的80万千瓦巨型水轮发电机组——左岸电站4号机组转轮顺利吊装，意味着4号机组开始全面进入总装阶段，这为确保其6月份投产发电创造了良好局面。

向家坝电站共安装有8台80万千瓦混流式水轮发电机组，右岸电站4台机组由天津阿尔斯通制造，已全部投产发电；左岸电站四台机组由哈尔滨电机厂制造，其中1、2号机组已于2013年投产发电，3、4号机组分别计划于今年4月底、6月底投产发电，届时向家坝电站将全面投产发电，电站的发电效益将全面发挥。

来源：中国三峡集团、中国水力发电工程学会网 2014年3月31日

http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=12511

StudyonRiverTypePlainReservoirTourismDevelopmentFloodControlInfluence

LI Ying-zhuo

(LiaoningShifosiReservoirAdministration,Shenyang110166,China)

Tourism development planning of Shifosi Reservoir, the largest plain reservoir on national seven major river trunks, is adopted as an example in this paper. Two-dimensional hydraulic mathematical model is established by MIKE21 software. Two-dimensional flow field construction is conducted on regional status and ecological landscape after construction. The influence of plain reservoir tourism development on flood control is studied aiming at providing reference for eco-tourism development of plain reservoirs.

plain reservoir; hydraulic model; flood control influence

TV87

A

1673-8241(2014)04-0035-04