洋溪水利枢纽临时淹没影响分析

杨镇江，黄宇昊，唐金鹏，孔 猛

（1.柳州市龙溪水利水电建设投资有限公司，广西 柳州 545001；2.广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）

1 基本情况

1.1 流域概况

洋溪水利枢纽位于柳江干流上游都柳江下游河段。柳江是珠江流域西江水系第二大支流，位于广西北部。发源于贵州省独山县里纳九十九滩，上游段称都柳江，由西北向东南流，经贵州三都、榕江、从江3县后，于八洛进入广西北部的三江侗族自治县，在三江县老堡口与古宜河（也称寻江）汇合后称融江，河流折向南流，经融安、融水、柳城县，至凤山镇与支流龙江汇合后始称柳江，流向又变为由西北向东南流，经柳江县、柳州市、象州县，在象州县石龙镇三江口与红水河汇合流入黔江，于梧州注入西江。柳江流域总集水面积58 398 km2，干流河长750.5 km，总落差1297 m，平均坡降为1.7‰。都柳江为上游河段，河长365.5 km，落差1214 m，平均坡降3.3‰；融江为中游河段，河长182.5 km，落差47.5 m，平均坡降0.26‰；龙江汇入后的柳江为下游河段，河长202.5 km，落差35.5 m，平均坡降0.18‰。

1.2 枢纽情况

洋溪水利枢纽是柳江干流从上游往下游的第12 个梯级[1，2]，是柳江中下游的防洪控制性工程之一，是以防洪为主，兼顾航运和发电等综合利用的水利枢纽工程，工程防洪保护对象主要是柳州市城区，通过与在建的落久水利枢纽联合运行，采用库堤结合的方式，将柳州市防洪能力由50年一遇提高到100 年一遇，航运腹地涉及贵州省从江、榕江县等，主要供电范围为柳州市。

洋溪水利枢纽坝址位于洋溪镇上游约1.3 km处，下距柳州市241 km。坝址控制集水面积13 165 km2，占都柳江流域面积13 724 km2的96%，占柳江柳州水文站集水面积45 413 km2的29%，坝址多年平均流量为288 m3/s。洋溪水利枢纽正常蓄水位163 m，死水位153 m，汛限水位153 m，防洪高水位186.8 m，设计洪水位（P=0.2%）为186.8 m，校核洪水位（P=0.05%）为186.94 m，水库总库容8.50亿m3，防洪库容7.8亿m3。

1.3 库区概况

水库淹没涉及广西壮族自治区柳州市三江县、融水县及贵州省黔东南州从江县、黎平县等，主要涉及的沿江乡镇有:富禄乡、地坪镇、大年乡、梅林乡等。洋溪水利枢纽库区范围示意见图1。

图1 洋溪水利枢纽库区范围示意图

2 临时淹没影响分析的必要性及难点

结合洋溪水利枢纽工程任务及调度方式，当柳州遭遇100 年一遇洪水时，洋溪水库调洪水位均高于正常淹没水位，需动用临时库容，产生临时淹没。由于工程位于狭长山区地带，调洪库容变动引起的水位变幅较为剧烈，且现状沿河乡镇较多，临时淹没影响涉及居民点、耕地、交通枢纽、通信设备、文物古迹等多方面，尤其对贵州省黔东南州从江县、地坪镇这类工程负效益明显地区的社会经济发展产生重要影响。临时淹没影响分析成果某种程度上决定了工程规模、投资及社会稳定评估的合理性。

当柳州遭遇百年一遇洪水时，都柳江防洪系统洪水组合情况比较复杂，洋溪库区临时淹没范围变化较大，临时淹没范围不宜直接取回水组合外包线，须综合考虑库区回水特点、淹没敏感区域情况、淹没时间等因素。本文根据洋溪库区100年一遇回水线组合在时、空上的分布特点，探讨库区沿程临时淹没几率及设计回水线对库尾从江县城的影响，为临时淹没区处理措施的制定提供依据。

3 临时淹没几率分析

根据洋溪水利枢纽16 场100 年一遇洪水回水成果绘制各年型淹没范围概率图（见图2），由图2可知16 场100 年一遇洪水淹没范围在都柳江干流上按高程由低到高呈先疏后密的分布，约有44%的水面线在坝址断面水位集中在186.8 m 附近，可认为当库区动用临时淹没库容时有接近一半的几率发生接近于防洪高水位186.8 m 的淹没，滞洪将不同程度影响库区沿河各乡镇的生产生活。

图2 都柳江干流临时淹没范围概率图

以16场100年一遇洪水淹没范围为样本，某滞洪区域临时滞洪动用几率PV定义为该区域受淹次数与洪水发生总次数的比值，并根据PV大小把滞洪区域分为I 级、II 级、III 级风险区，等级越高滞洪区动用几率越大，风险度也越高。成果见表1。

结合临时滞洪区域风险等级划分情况，选取三江县富禄乡、梅林乡、融水县的大年乡，黎平县的地坪镇，共4个乡镇进行临时滞洪风险分析（见表2）。

（1）富禄乡。三江县富禄乡是苗族自治乡，位于距县城西部约70 km 的都柳江河畔左岸，富禄乡居民住宅高程最低处居委会沿河一带的房屋155 m，为最高处为乡中学190 m，建库后正常淹没影响富禄乡约三分之一的面积。当遭遇100年一遇洪水时，富禄乡集镇80.24%的区域临时滞洪几率大于58.8%，该区域滞洪风险等级为III 级，19.11%区域滞洪风险等级为II 级，16 场100 年一遇洪水的滞洪均对富禄乡产生严重影响。

表1 滞洪区域风险等级划分表

表2 各乡镇不同临时滞洪风险区域内的淹没指标汇总表

（2）梅林乡。梅林乡集镇位于都柳江干流右岸，距下游洋溪坝址及梅林坝址距离分别为52、12 km，梅林乡集镇居民住宅最低点约180 m、最高点约200 m。梅林乡正常淹没回水线从梅林坝址算起，梅林建库后，正常淹没基本上未影响至梅林乡镇。当遭遇100年一遇洪水时，梅林乡集镇有72.75%的区域滞洪风险等级为III 级，22.95%区域滞洪风险等级为II级，4.3%区域为I级风险区。

（3）大年乡。大年乡位于融水县东北部，在都柳江支流大年河上。大年乡沿河建设的部分民房在正常淹没线以下，淹没范围不到集镇面积的30%，大部分房屋在正常淹没线以上。当遭遇100年一遇洪水时，大年乡集镇有69.48%的区域滞洪风险等级为III 级，其余区域滞洪风险等级基本为II级。

（4）地坪镇。地坪镇位于都柳江支流南江河上，是贵州省黎平县南端少数民族聚居的最边远的乡镇之一，地坪镇所在地有全国重点文物保护单位地坪风雨桥，全杉木结构，布局严谨，建筑技艺精湛，具有浓厚的民族风格。地坪镇政府所在地居民住宅最低点约为159 m，最高点为200 m。建库后，地坪镇街道及乡政府机关等均不在正常淹没线以下，受正常淹没影响面积不到15%。当遭遇100 年一遇洪水时，地坪集镇有62.36%的区域滞洪风险等级为III级，其余区域滞洪风险等级基本为II级。

4 对从江县城影响分析

主要通过洋溪水利枢纽工程实施前后从江县城控制断面水面线及洪水成灾历时这两个指标的变化来定量分析临时淹没对从江县城的影响。

4.1 从江县城防洪堤及排水系统建设现状

根据从江县城总体规划（2009-2030 年）、从江城区防洪规划报告（1999年3月），从江县城的防洪标准为20 年一遇，根据从江一期防洪成果，从江县邮电码头断面20 年一遇天然水面高程为192.17 m（85基准）。

县城上游从江电站至下游从江三桥河段距离4.97 km（其中由从江电站至二桥1.44 km，二桥至一桥2.16 km，一桥到三桥沿河1.37 km），从江县城大部分地方已建设护岸措施，主要是沿河岸防洪堤或生态护岸，已建护岸或防洪堤约6.44 km，未建护岸约3.5 km。从江县城防洪堤上游至下游段现状情况如下:

（1）从江电站至二桥。从江电站至二桥距离1.44 km，其中左岸已建生态护岸，护岸顶的高程在192.3 m。右岸未建设防护堤。

（2）二桥至一桥。二桥至一桥距离2.16 km，左岸护岸措施已建完，护岸顶高程约190.4～192 m，右岸已建0.58 km、高程约186～190.5 m。

（3）一桥至三桥。一桥到三桥沿河1.37 km，左岸护岸措施已建完，高程约190～190.4 m；右岸已建护岸长0.89 km、高程约191 m。

已调查从江县城范围内的排水（污）口的高程，在梅林航运枢纽正常蓄水情况下对排污口没有影响，但在启用临时淹没时有较大影响。

4.2 从江县城水面线变化分析

根据16场100年一遇洪水调度成果，分析多场洪水坝前水位流量组合，最终确定临时淹没回水成果。滞洪影响范围采用垂直截断方式[3，4]，即洋溪水利枢纽工程临时淹没影响区处理设计终点位置为建库后100年一遇洪水水面线与同频率天然洪水水面线相差0.3 m 时的断面。经计算，临时淹没回水尖灭点在广西境内的石碑村下游700 m 处，上距从江县城邮电码头7.45 km，下距洋溪坝址60.99 km。此时梅林梯级敞泄，河道恢复天然状态。

为了进一步分析洋溪水利枢纽对从江的影响，本次选取临时淹没回水成果中的4个特征水位进行分析（见图3）:①坝前防洪高水位186.8 m；②回水尖灭点190.87 m；③不做尖灭处理的从江县城回水位；④从江县城100年一遇天然洪水位。

图3 从江水面线变化分析选取的4个特征水位

（1）坝前水位186.8 m高程影响。根据洋溪100年一遇回水计算成果，结合洋溪水利枢纽防洪调度方式，当发生100年一遇洪水时，洋溪水库启用防洪库容，坝前水位达到防洪高水位186.8 m，将此水位高程作为从江县城淹没影响高程。经调查，从江县城186.8 m 以下人口为192 户784 人、房屋面积32 586 m2（其中影响楼层面积6517 m2，基本为砖混和框架结构），186.8 m 以下主要有右岸防洪堤未封闭处，主要为临河第一排民房的基础或地下室，企事业单位有老公路局、工商所、俞家湾居委会、国资局、老移民局等10 个企事业单位，未涉及大型企事业单位。

（2）回水尖灭点190.87 m高程影响。根据回水计算成果，结合洋溪水利枢纽防洪调度方式，当发生100年一遇洪水时，洋溪水库启用防洪库容，坝前水位为186.8 m，水库临时淹没回水尖灭位置为建库后100年一遇洪水水面线与同频率天然洪水水面线相差0.3 m处，经计算，尖灭点位于广西境内的石碑村附近，上距从江县城邮电码头6.75 km，尖灭点回水高程190.87 m，将此水位高程作为从江县城淹没影响高程。经调查，从江县城190.87 m以下人口为805户3352人、房屋面积287 060 m2（其中影响楼层面积71 765 m2，基本为砖混框架结构）；从江县城190.87 m 高程以下主要有滨江路、丙妹路、俞家弯路，企事业单位有老公路局、工商所、俞家湾居委会、国资局、老移民局、物资局、图书馆、教育局、从江县科技馆、第一民族中学、第一师范幼儿园、老干部活动中心、从江县酒厂、从江县工商行政管理局丙妹分局、汇源大酒店、青平社区居委会、从江县丙妹镇财政所等共19个企事业单位。

（3）天然及建库100年一遇回水影响情况。当柳州、洋溪、从江均发生100 年同频率洪水，经调洪及回水计算，天然100 年一遇洪水在邮电码头高程为196.16 m，建库后100年一遇回水在邮电码头，高程为196.23 m，100 年一遇的天然和建库后回水在邮电码头仅差7 cm，天然及建库100年一遇回水淹没影响从江县城人口为2477户10 405人，临时淹没影响房屋面积891 068 m2（其中影响楼层面积267 321 m2，基本为砖混框架结构）；天然及建库100 年一遇回水主要影响滨江路、丙妹路、俞家弯路、江东北路及新城路等，影响的企事业单位有老公路局、工商所、俞家湾居委会、国资局、老移民局、物资局、图书馆、教育局、从江县科技馆、第一民族中学、第一师范幼儿园、老干部活动中心、从江县酒厂、从江县工商行政管理局丙妹分局、汇源大酒店、青平社区居委会、从江县丙妹镇财政所等共45个企事业单位。

4.3 从江县城洪水成灾历时变化分析

洋溪建成后，由于受枢纽过流能力、调度运行方式、库区回水等影响，将会导致从江县城洪水成灾历时的延长。本次采用16 场放大后的100 年一遇洪水过程及1996年实测洪水（柳州站实测洪峰大于100年一遇）过程进行调洪及回水计算，通过对比建库前后从江县城邮电码头断面（一桥与二桥之间）发生洪水时成灾历时的变化来分析洋溪水利枢纽对从江县城洪水历时的影响。

根据从江县城现状防洪堤修建情况，邮电码头断面左岸防洪堤堤顶高程约为190.5 m（85基准，下同），右岸未修建防洪堤，右岸临江陆面高程约为186.5 m，附近较大的排水口高程约为182.5 m。假定当从江发生洪水，由于水位高于右岸高程186.5 m或高于排水口高程182.5 m时导致邮电码头受灾，高于此高程的洪水水位历时为该场次洪水的成灾历时，当修建洋溪水利枢纽后，由于库区回水将会导致邮电码头水位居高不下，成灾历时延长。统计得出洋溪建库前后从江县城洪水历时变化情况（见表3）。

由表3 可知，以洪水位高于右岸高程作为受灾依据时，17 场洪水中有10 场出现洪水历时延长的情况，平均增加历时19.8 h，最大增加历时为78 h；以洪水位高于排水口高程作为受灾依据时，17场洪水中有3 场出现洪水历时延长的情况，平均增加历时1.4 h，最大增加历时为12 h。

表3 洋溪建库前后从江县城洪水成灾历时变化情况（邮电码头断面） h

5 结论及建议

（1）由于不同滞洪风险区指标调查成果相差较大，建议根据不同风险等级制定相应的临时淹没处理方案。

（2）工程建设前后从江县100年一遇水面线变幅微小，因此可以认为洋溪水利枢纽调度运行对库尾从江县城防洪安全影响十分有限。

（3）经对从江县城洪水历时的影响分析，结合调度过程来看，当柳州断面为涨水期而洋溪库区洪水为消退期时，洋溪动用防洪库容时间较晚，坝前水位流量组合以高水位小流量为主，回水难以恢复天然，洪水历时相应增加；当柳州与洋溪同为涨水或退水期时，洋溪从涨水时段开始动用防洪库容，坝前水位流量组合基本上以高水位大流量为主，回水较快恢复天然。当拟定的受灾水位较低时，由于原本天然受灾历时较长，已包括了洋溪整个调洪时水位的涨落过程，故受灾历时基本不受洋溪水利枢纽影响。