康平县李家河河道治理探析
2016-09-30黄为
黄为
(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁沈阳110003)
康平县李家河河道治理探析
黄为
(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁沈阳110003)
李家河是一条平原性中小河流,容易发生排涝困难等问题。本文对李家河流域现状进行了系统的分析,针对河道现状存在的安全隐患,结合平原性中小河流治理的特点,对河流设计洪水、水位流量等进行了合理的分析计算,并提出了河流治理的方式。
洪水设计;河道治理;李家河
1 流域概况
康平县位于沈阳市北部、辽河流域中游,李家河发源于沈阳市康平县西关屯乡姜家沟村西胡仙堂山西南侧分水岭,流经姜家沟、大房身、方家屯、三家窝堡南沟、边台子、东小陵等村屯,在王义官屯入法库县境北折,于东关屯乡赵增窝堡再入康平县境,再流经肖家窝堡,在白家窝堡有三台子中央排干汇入,在郝官屯上游3.5 km处与八家子河相汇,在老山头与公河交汇后入辽河。李家河河道全长35.9 km,流域面积256.5 km2,河道平均比降0.52‰,流域内有一座中型水库——三台子水库。目前,李家河八家子汇河口以上段河道存在现有堤防不达标、个别堤段堤身瘦小、河道弯曲淤积严重、配套工程不完善等诸多问题,造成河道防洪能力降低,难以保证河道行洪要求和康平县城市发展的需求。提高李家河河道的防洪标准,整治河道、加固堤防势在必行。
2 气 象
李家河流经地区属温带大陆性季风气候区,四季分明,冬季受西伯利亚——蒙古高压干冷大陆气流控制,盛行北风、西北风,气温低、降水少;夏季气温高,降雨量多;春季干而多风;冬季短而晴朗。该地区多年平均气温7℃,极端最高气温36.5℃;最大冻土深150 cm,最早初霜日10月3日,最早终霜日1月4日,多年平均无霜日282 d,多年平均日照时数约2 800 h,多年平均风速4.4 m/s;最大风速23 m/s,风向SSW,多年汛期平均最大风速19 m/s。该地区多年平均蒸发量为1 750 mm,多集中在4—7月,占全年蒸发量的60%左右。地区多年降水量均值524.6 mm,多年平均最大3 d降水量85~90 mm,多年平均最大24 h降水量70~75 mm,年降水量差异明显,多集中在6—9月,占全年总降水量的70%~80%。降水量年际之间变化亦较大,丰水年与枯水年相差2倍以上。
3 水 文
3.1 年径流计算
李家河无水文站,属无资料地区。《辽宁省水资源评价成果报告》(2005年)中各等值线图所用资料系列是1956—2000年共45年连续资料,系列较长、代表性较好,因此,该流域年径流计算以此为依据,根据其中1956—2000年多年平均径流深等值线图和年径流量变差系数等值线图查得多年平均径流深为60 mm、年径流量变差系数Cv=0.7,李家河各保证率天然年径流量计算成果见表1。
表1 李家河各保证率天然年径流量成果表
3.2 设计洪水
李家河是康平县主要排水河道之一,属天然加人工修筑河道。该流域为平原区,洪水主要由暴雨造成,流域内平原的排水过程持续较长,且较稳定。李家河流域出现过多次洪水不能及时外排、淹没大面积农田等现象,两岸居民受到洪水威胁。李家河无水文站观测资料,洪水设计采用平原区排涝模数法计算。排涝流量按《辽宁省中部平原涝区和东南沿海治涝分析》的经验公式计算:其中P=10%,水田排水模数F为 0.16~0.26,旱田排水模数 F 为 0.21~0.35;P=20%,水田排水模数为0.10~0.17,旱田排水模数为0.15~0.22。李家河流域内为旱田,排水模数:P=10%,取 0.29;P=20%,取 0.22。
频率P=5%,P=2%两个频率的排涝流量按经验公式计算:
式中:KP——系数;P=5%时KP=1.84,P=2%时KP=2.35;Q平——平均流量,m3/s;QP——设计洪峰,m3/s。
此次李家河治理范围为赵增桥至郝官屯段,根据设计范围选择控制断面。根据计算,得出李家河设计洪水流量成果,见表2。
表2 李家河设计洪水流量计算成果
3.3 水位流量关系
李家河由于无水文测站的水位与流量资料,起始断面李家河与八家子河汇后530 m处,横断面资料采用最新勘测成果,糙率和水面比降参考该段河道河床的组成情况分析确定,综合糙率为0.035,水面比降i=2.2‰。利用曼宁公式推算得出水位~流量关系曲线,见图1。
图1 水位~流量关系曲线
4 工程治理规模标准
李家河治理工程堤防整治基本按原堤线进行规划布置、治理,整治的原则是首先保证防洪安全,其次是河道生态建设,增加堤防表面植被覆盖,减少水土流失,提高堤防抗冲刷能力。依据GB50286-2013《堤防工程设计规范》及GB50201-94《防洪标准》中水利工程等级和标准的规定,此次治理堤段以G203公路桥上游康平与法库县界(桩号K0+ 000)为起点,下游终点至八家子河汇合口(桩号K11+650),区间干流长11.65 km。
李家河桩号K0+000-K10+150段防洪标准为10年一遇,堤防工程级别为5级,穿堤建筑物级别为5级。其中桩号0+000-9+350段河道,设计流量为32.92 m3/s;桩号9+350-10+150段河道设计流量为57.41 m3/s。对原有堤防进行加固整形,对8.15 km范围内河道进行清淤处理,拆除重建1处涵洞、新建5处涵管,在3处排水干渠修建回水堤。
李家河桩号K10+150-K11+650段防洪标准为20年一遇,堤防工程级别为4级,穿堤建筑物级别为4级。设计流量为32.92 m3/s,对原有堤防进行加固整形,对1.5 km范围内河道进行清淤处理。
5 结 语
该治理工程的实施,将有效保护区域4.1万人、0.28万hm2耕地和重要工矿企业的安全。在提高李家河流域整体防洪抗灾能力的同时,还可以改善流域生态环境、提高生态恢复水平,进而改善当地的投资环境,加快基础设施建设步伐,从而带动和加速地方社会经济的发展,保障人民群众的生命财产安全,提高人民群众的生活水平和生活质量。
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2015-06-23