沙湾水电站库区防护工程排涝能力的分析与研究

谢 琰， 付 玉， 王永青

(四川圣达水电开发有限公司，四川乐山 614900)

1 概述

沙湾水电站位于四川省乐山市沙湾区葫芦镇，为大渡河干流下游梯级开发中的第一级，距上游已建的铜街子水电站11．5km。电站采用一级混合式(河床式厂房加长尾水渠)开发。电站以发电为主，兼顾灌溉，总装机容量为480MW(4×120MW)，属国家大(二)型规模电站。电站设计河段长约25km，落差30m，河床天然平均比降1．31‰，正常蓄水位高程 432m，额定水头 24．5 m，设计引用流量 2203．2m3/s。

福禄镇位于坝轴线上游约6．5km的大渡河右岸、沙湾水电站库区中部，为福禄镇镇政府所在地，是全镇政治、经济、文化中心。城 区总面积1500亩，辖街道办事处1个，居委会3个。水库蓄水后，库水回水大部分位于阶地前缘及斜坡地段，福禄镇位于Ⅰ级阶地上，地面高程430．7～440m，地形平坦，水库蓄水后，回水翘高至高程432．8m，地下水位壅高至 432．8 ～433．3m。因此，福禄镇大部分建筑物和农田将遭受浸没影响。当水库正常蓄水位高程432m时，出现20a一遇洪水(相应洪水流量8800m3/s)时，回水至福禄镇的水位将至约高程433．69～434．65m。为了满足防洪要求，结合本工程实际情况，库区堤防级别采用4级，设防标准为20a一遇洪水，相应洪水流量8800m3/s。为了解决防洪堤的内涝及浸没问题，必须确定防护工程的排涝能力，设置排水设施和基础防渗设施。

2 防护工程排涝能力的推算

由于福禄镇防护区面积不大，不可能设专门的水文站测区域流量资料，根据防护区域内福禄水文站的实测资料，统计出1h、6h、12h三个时段的年最大暴雨资料，视资料情况插补延长后，根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的公式，先推求设计暴雨，然后再由设计暴雨推求设计洪水，最终推求出防护区域的设计洪水总量，得出防护工程的排涝能力。

2．1 设计暴雨计算

对福禄水文站1970～2001年实测最大1h，6 h，24h暴雨系列进行分析，统计出设计流域暴雨分析参数见表1。考虑到福禄防护区域面积仅约1500亩，定点定面折算系数接近于1，因此，福禄防护区域直接以福禄水文站的点雨量代替设计面雨量使用，然后通过频率计算，采用P-Ⅲ型理论频率曲线配线，推求设计流域设计暴雨，各时段设计暴雨成果见表2。

表1 设计流域暴雨分析参数表

表2 设计暴雨成果表

2．2 流域特征值

采用《四川省大渡河沙湾水电站可行性研究报告》中1/10000航测图上量算出瓦厂沟、岩沟及福禄镇排涝区的流域特征值，成果见表3。

表3 设计流域特征值计算成果表

2．3 支沟设计洪峰流量计算

根据福禄防护区域设计暴雨成果，采用《四川省中小流域暴雨洪水手册》中的推理公式法推求设计洪水，其基本公式为:式中 Q为最大流量，m3/s;ψ为洪峰径流系数;s为暴雨雨力，mm/h;τ为流域汇流时间，h;n为暴雨公式指数;F为流域面积，km2。

根据流域下垫面条件，选取产汇流参数计算推理公式中的计算系数。用推理公式计算出各频率设计洪峰流量，其成果见表4。

表4 设计断面各频率洪峰流量计算成果表

2．4 支沟设计洪量计算

由设计暴雨推求设计洪水总量。洪水总量采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的计算公式计算，即:

式中 Wp为设计洪水总量(万m3);HTp为历时为T(d)的设计暴雨(mm);α为径流系数;h为径流深(mm)。经计算，各频率设计洪量成果见表5。

表5 各设计断面各频率设计洪量计算成果表

3 结语

福禄镇防洪堤为城镇防洪堤，根据防洪要求，结合本工程实际情况，将库区堤防级别定为4级，设防标准为20a一遇洪水，相应洪水流量8800 m3/s。故福禄防护工程设置的排水设施排涝能力选取设计洪水洪量中设计频率P=5%的计算成果。为避免暴雨时福禄镇部分低洼地带积水，位于沙湾水电站福禄防护工程区域低洼处的福禄镇瓦厂沟沟口、岩沟沟口断面及福禄镇排涝块防护工程必须满足的排涝能力分别为199．941万m3、39．722 万 m3和4．722 万 m3。