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滞洪水库在永定河防洪体系中的作用(欧阳晓红 杨洪书)

发布日期: 2007-06-18 来源:

 
表1

[摘要]永定河官厅水库加高加固后,基本解除了官厅上游洪水对下游的威胁,但官厅山峡地处迎风山区,为多发性暴雨区,可产生暴涨暴落的洪水,对永定河下游京、津、冀地区的防洪安全构成极大威胁。经比较认为,永定河滞洪水库对控制山峡洪水,缓解下游防洪压力具有显著效果,且投资少,不移民,易施工等优点,是可行的治理方案。

[关键词]永定河;防洪体系;滞洪水库

永定河流域面积约4.7万km2,其中官厅以上流域面积4.34万km2,官厅至三家店区间(官厅山峡)为1600km2,三家店以下进入平原,中下游河道长约200km。

经治理,已初步形成了官厅水库为控制枢纽的防洪体系。官厅水库加高加固后,其保坝标准可达到抗御可能最大洪水,基本解除了官厅以上洪水对下游的威胁。遇100年一遇及以下洪水,水库下泄流量不超过600m3/s,下泄洪水与官厅山峡区间洪水组合后于三家店进入中下游河道。官厅山峡洪水仍未得到有效控制,是永定河防洪体系的主要问题之一。

1 官厅三峡洪水

1.1 洪水特点

官厅山峡区间面积1600km2,地处燕山、太行山迎风山区,为多发性暴雨区,“56.8”王平口暴雨的日雨量达434.8mm。区内崇山峻岭,地形起伏大,又是石质山区,坡陡流急,可产生暴涨暴落的洪水。但因汇流面积小,洪水的洪量不大。比如官厅山峡50年一遇洪水,洪峰流量为4330m3/s,1d洪量为1.45亿m3,3d洪量为2.424亿m3。加上官厅水库下泄600m3/s,三家店50年一遇洪水洪峰流量为4930m3/s,100年一遇洪水洪峰流量为6230m3/s,超过下游河道安全泄量2500m3/s的洪水洪量分别为4900万m3和8300万m3。可见,官厅山峡区间洪水的特点是峰高量小。

1.2 洪水对下游的威胁

官厅山峡洪水对永定河下游京、津、冀地区的防洪安全构成极大威胁。历史上永定河几次大洪水,官厅山峡区间的降雨产流占有相当大的比重,见表1。1956年卢梁段麻各庄堤防决口,1939年永定河泛区改道,均是由山峡区间洪水造成的。

现状情况下,永定河发生20年一遇洪水,小清河分洪闸即需分洪;超过50年一遇洪水则危及右岸长辛店地区和小清河分洪区。小清河分洪区有北京市房山、丰台区的15个乡镇、113个村、21.25万人、1.19万hm2耕地、29.11万间房屋,国营及乡镇企业固定资产约355亿元。有河北省涿州市10个乡、142个村、约12万人、1.17万hm2耕地。分洪区内还有许多中央直属和北京市的重要工厂和设施。《北京市城市总体规划》中列入的良乡卫星城的建设已经启动,经市政府批准,房山区政府机关和行政机构已迁入良乡,良乡卫星城将发展成为房山区新的政治、文化中心。

永定河右岸刘庄口门分洪后首当其冲是长辛店地区,该地区现有常住人口约8.6万人、耕地300hm2,房屋2.16万间,还有二七机车车辆厂等工厂及重要军事仓库。

由此可见,如果官厅山峡洪水不能得到有效控制,一旦发生较大洪水,不仅给小清河分洪区和长辛店地区造成巨大的经济损失,还将产生重大的政治影响。

1.3 官厅山峡洪水安排

针对山峡洪水峰高量小的特点,永定河历次规划都本着“蓄泄兼筹”的原则进行山峡洪水安排,在充分利用河道下泄的同时,研究在适当地点兴建蓄洪工程,削减洪峰,减少山峡洪水对下游的威胁。主要研究方案内容及结论如下:

(1)支流分散建库方案。1972年6月,13局设计院编制的“根治海河工程永定河流域水利规划报告”中提出了支流分散建库方案,在支流清水河斋堂水库已建成的情况下,在官厅山峡其他支流分别兴建下苇甸、苇子水、房良、瓦窑湾、沿河城等中小型水库,与干流建付家台水库组成6库、5库、3库等多库方案,削减山峡洪峰。经分析,只有6库方案削峰效果明显,但由于工程分散,各支流水库均不能控制山峡暴雨中心,在以后的规划中未再列入。

(2)三家店水库方案。1957年的《海河流域规划》(草案)提出了三家店水库方案,水库坝址位于三家店拦河闸以上约2km,控制流域面积1520km2,总库容2.64亿m3,其中防洪库容1.47亿m3,是官厅山峡地区防洪作用最为显著的水库工程。但由于水库淹没影响较大,涉及到联结丰沙线和京秦线的西北环铁路改建、淹没总储量达1.43亿t的杨坨煤矿及军用仓库迁建等问题,兴建三家店水库已不现实。

(3)付家台及陈家庄水库方案。1984年水利部天津院编制的《永定河流域补充规划初步报告》提出付家台、陈家庄水库单库及2库联合运用方案。付家台水库坝址位于官厅山峡中部,控制斋堂水库以下流域面积860km2,单库运用不能完全控制山峡洪水,需与其他水库联合运用。陈家庄水库坝址位于三家店拦河闸以上约7.5km,控制流域面积1509km2,防洪库容0.6亿m3,控制性能略低于三家店水库,可满足遇50年一遇洪水控泄2500m3/s、小清河不分洪的要求。2库联合运用可降低库水位,避免淹没丰沙二线。2库均建低坝,防洪效果与陈家庄单库方案相仿,但总投资增加很多。因此,1993年国务院批转的《海河流域综合规划纲要》,推荐陈家庄单库方案。由于投资和淹没迁赔等原因暂不能修建。

2 永定河滞洪水库

为缓解官厅山峡洪水对下游地区的威胁,在陈家庄水库暂不能修建的情况下,提出了永定河滞洪水库方案。

永定河滞洪水库位于永定河卢沟桥枢纽以下永定河稻田和马厂河段的右滩地上,沿永定河河道右治导线以外修建中堤,在中堤与河道右堤之间开挖滩地形成稻田、马厂2个水库。在已建大宁水库与稻田水库间建有滞洪水库进洪闸,稻田水库与马厂水库之间建有连通闸,马厂水库尾端建有退水闸。

2.1 书库规模

稻田水库上起大宁水库副坝左端,下至京良公路永立桥,面积约5.47km2,库底高程为47.8m,水库最高洪水位53.5m,最大库容3008万m3。马厂水库上接稻田水库,下至黄良铁路桥上游500m处的老三坝,面积约3.95km2。库底高程为46.8m,水库最高洪水位50.5m,最大库容1381万m3。已建的大宁水库库底高程48.0m,最高库水位61.2m,最大库容3611万m3。大宁、稻田、马厂3座水库的总库容为8000万m3。

2.2 水库调度运用方式

滞洪水库的主要任务是防洪,设计标准为100年一遇。当永定河发生100年一遇及以下洪水时,卢沟桥枢纽永定河拦河闸控泄2500m3/s入永定河,超过2500m3/s的洪水经小清河分洪闸分洪入大宁水库和滞洪水库滞蓄。

大宁水库和滞洪水库空库迎汛,起调水位为库底高程。当大宁水库库水位达到49.0m时,滞洪水库进洪闸开启,同时稻田水库与马厂水库间的连通闸打开,3个水库的蓄水顺序为从下到上。当马厂水库蓄至50.5m时,关上连通闸;当稻田水库蓄至53.5m时,关上进洪闸;同时当大宁水库库水位达到60.01m(大宁水库50年一遇设计洪水位)时,大宁水库泄洪闸开启,控制下泄流量不超过214m3/s,泄往小清河分洪区。马厂水库退水闸在永定河洪水过后开启,由于水库下游的永定河泛区南、北围埝之间主河槽规划过流能力为400m3/s,为了不增加下游的淹没损失,退水闸退水流量与永定河流量叠加应控制在400m3/s以下。为保证水库空库迎汛,在水库的运行中,要求水库每次运用后,若产生淤积必须及时清除。

3 滞洪水库的防洪效益

滞洪水库的修建,对长辛店地区及小清河分洪区有明显的防洪减灾作用,同时相应缓解下游白沟河和兰沟洼的防洪压力。建库后,遇50年一遇洪水,小清河分洪闸分洪水量由滞洪水库和大宁水库滞蓄,大宁水库不下泄。100年一遇洪水刘庄口门不分洪,超过2500m3/s的洪水由大宁水库和新建的滞洪水库调节后,由大宁水库泄洪闸泄往小清河分洪区的最大泄量为214m3/s。100年一遇洪水,小清河分洪区建库前后的淹没情况见表2。

经计算,当永定河发生100年一遇洪水,水库的防洪减灾效益为163亿元,水库多年平均防洪效益为8135万元,工程投资为8.54亿元,经济内部回收率为12.8%(社会折现率为12%),经济效益费用比为1.08,滞洪水库工程经济效益显著。

4 结论

永定河流域经过多年建设,已初步形成了以官厅水库为控制枢纽的防洪体系,但官厅山峡洪水仍未得到有效控制。针对山峡洪水峰高量小的特点,治理措施应本着“蓄泄兼筹”的原则,在充分利用现有河道泄洪的同时,研究经济可行的蓄滞洪工程。经多方案比较,永定河滞洪水库工程对防御官厅山峡区间的洪水,缓解下游京、津、冀地区的防洪压力效果显著。

(转载《水利水电工程设计》2000年第2期)

作者单位:水利部天津水利水电勘测设计研究院

来源:《北京水利》2000-4

表2

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