崇阳水电站防洪工程评价报告

崇阳水电站防洪工程评价报告内容摘要：

遇的几 率较小。 （ 3）泥沙 根据长水站的水沙资料分析，长水站水沙量主要来集中在汛期，其中汛期水量占年水量的 %，汛期沙量占年沙量的 %。 故县水库下闸蓄水以来，长水站的水沙关系发生了较大变化，汛期水沙量大幅度减少，而沙量减少更甚。 （ 4） 冰情 1991 年故县水库投入运行以后，由于水库的调蓄作用提高了出库水温，洛河崇阳河段冬季流冰明显减少，较冷年份仅有少量岸冰出现 ， 该河段的冰情基本消失。 26 气象条件 工程所在区洛河流域属暖温带气候，其气候的变化，完全受季风的支配。 每年 6月以后，夏季季风开始活跃，南 方暖湿空气不断袭来，加之流域特殊的地理位置，形成了该地区夏季炎热、潮湿、多雨的气候特征。 9月份以后，夏季季风逐渐南退，北方冷空气不断南下，在北方冷高压气团的控制下，形成了冬季寒冷、气候干燥、雨雪稀少的气候特征。 流域年降雨量 为 600mm～ 800mm，降水主要集中于汛期 7月～ 10月，降水量占全年的 60％以上。 坝址处没有气象观测资料。 本次以洛宁县气象站资料分析崇阳电站坝址处的气象特征。 根据洛宁站 1957 年～ 1990年资料统计，多年平均气温 ゜ C，极端最低气温零下 ゜ C， 发生于 1969年 1月 31 日 ； 极端最高气温 ゜ C，发生于 1966年 6月 20日；年平均风速 ，最大风速 14m/s。 河道概况 洛河长水以上河段，长 ，河流基本上在深山峡谷中绕行，峡谷长度占 70%，河槽窄深，多呈 V型；两岸及河底基岩裸露，多急流险滩，悬崖峭壁，峡中藏谷。 故县水库坝址至长水水文站 区间河道长 约 26km，均为峡谷区。 崇阳坝址区河谷属中低山区峡谷型河谷，河床比降 1/375，河谷狭窄呈 “U”型。 右岸岸坡坡度较稳定，地形坡度一般平均为 35176。 ～ 45176。 ，左岸岸坡变化较大，既有缓坡也有基岩陡 坎，在坝址区上游河床走向 80176。 左右，坝址区河床走向近东西，河床宽度 27 130m～ 160m。 工程地质 水库库区地质：库区范围内，构造以断裂为主，褶皱不发育。 据区域地质资料和野外调查，库区及库区周边断裂共有 22 条。 库区内主要的物理地质现象为基岩的风化卸荷，局部基岩的崩塌以及部分库岸塌滑。 地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。 坝址地质：坝址区地层岩性相对简单，主要分布的地层有中元古界上熊耳群（ Pt2xl3）岩浆岩及第四系松散堆积层（ Q），构造以断裂与节理裂隙为主，褶皱不发育。 地下水类型主要为 松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。 主要的物理地质现象为上坝线左坝肩 F1 断层附近基岩的崩塌体。 河流水系 洛河的主要支流有兰草河、索峪河、官坡河、潘河、沙河、横涧河、卜象河、文峪河、秦家河、范里河和寻峪河等。 在故县水库至坝址区间只有寻峪河汇入。 寻峪河干流长度 ，控制流域面积，寻峪河河口距故县坝址约。 河流水系见图。 28 图 地区社会经济 水库区涉及洛宁县下峪、故县两个乡，洛宁县经济总体水平和工业化程度较低 ，农业基础薄弱。 2020 年底，两乡总人口 22716 人，总耕地 56130 亩，人均耕地 亩，农作物种植以小麦、大豆和烟叶为主，耕地复播指数。 2020 年，库区淹没乡农村经济总收入，其中大农业占 %，工业占 %；农村经济纯收入5697万元，人均纯收入 2508 元。 现有水利工程及其他设施情况 （ 1）蓄水工程 洛河在洛宁县干流长 64km，落差 225m，水能资源蕴藏量 127MW。 根据河南省洛河水电梯级开发规划，上游卢氏境内分别 建设了 鸡湾水库电站、石墙根电站、曲里村电站、鸭鸠 河电站，火炎城电站，均为崇阳水电站 29 径流式电站；下游洛宁段 建设了 故县水库电站，黄河电站 , 禹门河电站，长水电站、张村电站、崛山电站 等。 崇阳坝址上游的故县水库是一座以防洪为主，兼顾灌溉、发电、供水等综合利用的大型水利枢纽工程，是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分。 故县水库 1991 年 2 月下闸蓄水，坝址控制流域面积5370km2，总库容约 12 亿 m3，电站装机 320MW，单机设计流量36m3/s，多年平均发电量 kWh。 崇阳坝址下游的黄河电站原名后阳电站，是洛河洛宁段规划开发的第三级。 2020 年 8 月洛宁县委县政 府组织有关部门对崇阳、后阳两级的开发方案进行了最终论证，并达成共识：后阳电站按径流开发，其正常蓄水位 ，站址移至禹门河水库正常蓄水位 以上，与禹门河水库回水衔接。 后阳电站渠首移至黄河村附近，并改名黄河水电站。 电站设计水头 13m，引水流量 80m3/s， 总装机容量 9MW，已于 2020 年开工兴建， 2020 年 6月建成发电。 禹门河反调节水库主要用来消除故县电站调峰运用对下游梯级电站工农业用水的不利影响，兼顾发电。 坝址以上控制流域面积 6104 km2。 （ 2）引水工程 引水工程是指直接从自然 河道引水自流的水利工程，长水水文站以上在洛河上取水的工程有洛南渠、洛北渠，洛南渠年灌溉引水量为5123万 m3，年每亩毛用水量为 737 m3；洛北渠年灌溉引水量为 648万 m3，年每亩毛用水量为 360 m3。 30 3 河道演变 河道历史及近期演变 崇阳电站库区及坝址均为中低山区峡谷型地貌，库区出露的地层主要有中元古界上熊耳群（ Pt2xl3）及新生界第四系（ Q）松散堆积层；坝址区分布的基岩 地层为中元古界长城系熊耳群（ Pt2xl3）安山玢岩、流纹岩等岩浆岩，地质条件较稳定。 坝址区河床走向近东西，河床宽度 130m。 采用下游长水水文站 1991 年～ 2020 年实测大断面资料进行河段河势及冲淤变化情况分析， 长水水文站大断面套绘图 见图 ～。 从图中 15 年的断面套绘 情况 可以看出，长水站年际间主槽摆动不大，河床存在一定冲淤，但变化不大。 图 长水水文站 1991～ 1995年大断面套绘图 8890929496981001020 50 100 150 200 250 300起点距（m）河底高程（m）19911992199319941995 31 图 长水水文站 1995～ 2020年大断面套绘图 图 长水水文站 2020～ 20205年大断面套绘图8890929496981000 50 100 150 200 250 300起点距（m）河底高程（m）199619971998199920208890929496981001020 50 100 150 200 250 300起点距（m）河底高程（m）20202020202020202020 32 河道演变趋势分析 （ 1）上游来水来沙情况 崇阳电站坝址位于故县 水库下游约 处，坝址 处 无实测水文泥沙观测资料，长水水文站位于崇阳 电站 坝址下游 21km处，自 1951年建站 以来 观测至今，崇阳至长水区间无较大支流。 本次 以长水站为代表站来分析崇阳坝址处的来水来沙特性。 根据 1951 年 7 月至 1997 年 6 月共 46 年资料统计，长水站实测多年平均径流量为 m3，多年平均沙量为 681 万 t。 其中汛期（ 7～ 10 月）水量为 亿 m3，占全年水量的 ％，汛期沙量为587万 t，占全年沙量的 ％，水沙量主要集中在汛期。 故县水库 1991年下闸蓄水运用以后，长水站水沙 量发生了变化。 1991 年 7 月至 1997 年 6 月长水站年均来水量为 亿 m3，年均来沙量为 万 t，分别为故县水库建成前（ 1951 年 7 月～ 1991 年 6月系列）的 ％及 ％，水沙量均有较大减少，而沙量减少更甚。 因此，崇阳电站 水库的入库沙量 趋势为逐年减少。 （ 2）河道 冲淤变化 由长水水文站多年 实测 大断面资料 可以看出， 崇阳水电站工程所在河段主槽稳定，摆动的幅度较小 ； 坝址处河道宽 约 130m，由于 受峡谷两岸山体约束只能在谷底摆动 ；河道 冲淤变化轻微 ，因此，该段河道 河势基本 稳定。 33 4 防洪 评价 计算 水 文分析计算 洪水特性 从洪水的发生时间及峰型来看，崇阳电站坝址以上的洪水主要为夏季暴雨所形成，大洪水一般发生于 7~8月份，洪峰高，洪量大，历时短，陡涨陡落。 洪水的峰型可分为两种类型，一类是峰高量大的单峰型洪水，历时约 3天左右，如 1982年 8月洪水。 另一类是连续多峰型洪水，历时约 5天左右，如 1957 年 7月洪水。 从洪水的组成及遭遇情况来看，坝址以上的洪水主要来自于故县以上，故县～崇阳区间加水较少，故县以上与故县～崇阳区间洪峰遭遇的几率较小。 设计洪水分析 历史调查洪水 在 20世纪 50年代黄河水利委员会曾组织进行过洛河流域故县～长水河段的历史洪水调查工作，调查洪水有 1898年、 1918年、 1935年等。 1898 年历史洪水认为是自 1898年以来的最大洪水，洪峰流量5540m3/s，重现期为 109年。 长水站 历史 调查洪水基本情况见表。 34 表 长水站历史调查洪水基本情况表 发生年份 洪峰流量 （ m3/s） 1日洪量 （亿 m3） 3日洪量 （亿 m3） 5日洪量 （亿 m3） 1898年 5540 1918年 3000 1935年 3200 实测资料系列 崇阳电站坝址处没有实测水文资料，坝址下游 21km 处设有长水水文站，上游 和 处分别设有卢氏站和故县站。 （ 1）长水水文站 长水水文站位于河南省洛宁县长水镇刘坡村，地理位置为东经111176。 26′，北纬 34176。 19′，该站集水面积 6244km2，属一等水文站，观测资料年份为 1951年至今，观测项目为水位、流量、含沙量、降雨等。 测验河段位于峡口以下，河道大体顺直，河床由粗 沙及卵石组成。 高水时有冲淤现象，平水时变化不大。 （ 2）卢氏水文站 卢氏水文站位于河南省卢氏县文峪乡大桥头村，地理位置为东经111176。 04′北纬 34176。 03′，该站集水面积 4623 km2，从 1971年设站观测至今。 来水主要由上游大面积降水形成，集中在 9三个月，洪水涨落急剧，含沙量变化大，断面变化为涨冲落淤，中高水水位 ~流量关系呈单一曲线。 （ 3）故县水文站 35 该站建站较晚，资料短缺，实测资料只有 1957年至 1961年，刊印成水文年鉴的仅有 1960年至 1961 年。 与崇阳电站水文计算有关的各水文站控制流域 面积及实测资料情况见表。 表 崇阳电站坝址附近各水文站实测资料情况 站 名 控制流域面积 （ km2） 实测资料情况（年） 卢 氏 4623 1959～ 196 1971～ 2020 故 县 5370 1957～ 1961 长 水 6244 1951～ 2020 系列代表性分析 卢氏站具备 1960年～ 1961年、 1971年～ 2020年共 38年洪峰流量资料，长水站具备 1951 年～ 2020 年共 56 年洪峰流量资料，另外还调查到 1898年以来的历史洪水。 鉴于洪水资料系列已长 达 56年，基本上包括了丰、平、枯时段和各种来水组合，且加入了历史调查洪水资料，因此认为洪水系列具有较好的代表性。 天然设计洪水 由于崇阳电站位于故县水库下游，且故县水库是黄河下游防洪工程体系的组成部分，故县水库的防洪调度运用直接影响到下游的设计洪水计算成果。 因此，崇阳电站的设计洪水计算与故县站、长水站及故县 ~崇阳区间的设计洪水有关。 （ 1）长水站、故县站 “可研 ”设计成果 36 1）长水站天然设计洪水 1991 年故县水库蓄水运行以后，对长水站的天然洪峰流量有较大影响，需要进行还原计算。 由于卢氏站位于故 县水库以上，站址上游人类活动影响相对较小，其实测洪峰流量系列可基本认为接近天然洪峰流量，而且卢氏站与长水站的同期洪峰流量系列具有较好的相关关系。 所以，根据卢氏站与长水站 1960年～ 1961年、 1971年～ 1990年同期洪峰流量系列建立相关关系，并按此相关关系用卢氏站实测洪峰流量计算出长水站 1991年～ 2020年的天然洪峰流量。 Q 长水 = 卢氏 + 103 (式 41) 式中： Q 长水 ——长水站天然洪峰流量（ m3/s）； Q 卢氏 ——卢氏站实测洪峰流 量（ m3/s）。 将计算出的长水站天然洪峰流量系列，加入长水站 1898年、 1918年、 1935 年历史洪水，进行频率分析计算，得到长水站的天然设计洪水成果。 长水站的天然设计洪水成果见表。 表 长水站天然设计洪水计算成果表（可研计算） 洪峰流量： m3/s；。