安康高新区富家河多级水面蓄水工程水量平衡分析

刘 瑞

(陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001)

1 工程概况及总体布局

安康高新区富家河生态环境整治项目位于安康市高新区建民镇与河西镇的富家河下游段，距离安康市约10.0 km。起点位于富家河出山口与北环线交汇处一带，末端至富家河与月河入汇口，全长约5.6 km。

项目在防洪体系完善的基础上，对河道内蓄水景观进行规划设计。根据富家河的河流特性及水沙特性，将河道全部作为蓄水区，同时兼有蓄水和泄洪排沙的功能。本工程挡水建筑物液压活动坝，共设4 座。平时为全河槽蓄水湖区，成为供观赏游乐的景观湖水面。每年的主汛期7 月～9 月，根据上游来水来沙量的大小，景观蓄水区采取低水位运行或全部塌坝泄空运行等相应的调度运行方式，确保上游洪水及泥沙自工程区河道安全下泄;主汛期过后，立坝重新蓄水，形成蓄水景观湖。

根据蓄水深度、周边地面及河槽高程、河道比降以及保证桥址处水面景观效果最佳等原则，在此基础上进行坝址选择。从上游向下游总共布置了4 个液压活动坝。设计将1#坝布置于规划的新时代大道上游约100 m 处，紧邻安康市规划高铁站，坝高4 m，蓄水深度为0～4.0 m，蓄水区末端与主河槽平顺衔接。2#坝位于新时代大道下游约500 m 处，设计坝高3.5 m，蓄水区深度为1.0 m～3.5 m。3#坝位于创新路下游约200 m 处，设计坝高3.5 m，蓄水区深度为1.0 m～3.5 m。4#坝位于阳安铁路下游约300 m 处，设计坝高3.5 m，蓄水区深度为1.0 m～3.5 m。工程总体布置示意图见图1。

图1 工程总体布置示意图

2 水量平衡分析

为了解该水面工程建成后蓄水情况，故进行水量平衡分析计算。由于规划四级水面为梯级开发，水面首尾相接，蓄水相互关联，所以对四级水面进行综合水量平衡分析计算。

2.1 来水分析

富家河位于安康境内，属汉江一级支流月河的主要支流，发源于陕西省安康市镇安县和旬阳县交界的王莽山，河道由北向南流经安康市的东镇、茨沟镇于建民乡汇入月河。全流域面积457 km2，主河道全长75.4 km，河道平均比降6.9‰，付家河含沙量小，水质清澈，满足景观用水水质要求。

根据《安康市城市总体规划(2010～2020 年)》，各县乡镇采用地表水源，局部地区不能直接取用地表水源的可采取地下水源补充。工程采用地下水存在运行成本问题，综合分析，不采用地下水作为蓄水工程的首选水源，可作为特殊情况下工程的备用水源。

综合分析，设计选用富家河地表水作为工程蓄水的主要水源，进行蓄水和补水，地下水初步作为工程的备用水源。

富家河上游修建黄石滩水库，总库容4177 万m3，有效库容2034 万m3。本阶段不考虑黄石滩水库的下泄水量，蓄水区来水由天然径流补给，黄石滩水库至本工程区间多年平均径流量为2620 万m3，不同典型年各月来水量情况见表1。

表1 黄石滩水库至工程区间不同典型年各月来水量 单位:万m3

2.2 坝址生态基流量

根据《水资源保护规划编制规程》(SL 613-2013)，生态基流采用不小于90%保证率最枯月平均流量和多年平均天然径流量的10%两者的大值。根据上述原则，本次生态基流流量为0.11 m3/s，一年生态基流水量为346.9 万m3。

2.3 设计参数及需水量

液压坝设计参数及蓄水一次需水量见表2，工程总水面面积24.65 万m2，蓄水一次需水量为41.84 万m3。

表2 蓄水区蓄水一次需水量

2.4 蒸发水量

依据工程建成后各蓄水区的水位面积曲线，1#～4#坝总蓄水面积为24.65 万m2，计算蓄水区月水面蒸发损失量见表3，年蒸发损失水量为2.02 万m3。

表3 蓄水区各月水面蒸发损失水量

2.5 渗漏量

工程区地层呈多层结构，在工程蓄水运行期间，渗漏量约为10.04 万m3。

2.6 水量平衡计算

水面工程水量平衡计算按月来水量扣除生态水量，损失水量(包括库区渗漏、水面蒸发)后作为水面工程的来水，水面工程蓄满后溢流。水量平衡计算结果见表4、表5、表6和表7。

表4 25%典型年各月蓄水所需天数及水量分析表

表5 50%典型年各月蓄水所需天数及水量分析表

表6 75%典型年各月蓄水所需天数及水量分析表

表7 多年平均各月蓄水所需天数及水量分析表

2.7 结果分析

根据上述丰、平、枯典型年及多年平均逐月水量供需平衡分析计算，丰水年来水量最小为2 月份，来水量为58.2 万m3，该月水量满足生态后，还能够满足工程1#～4#液压坝蓄水区的补水要求(蒸发、渗漏损失)。平水年来水量最小为2 月份，来水量为53.2 万m3，工程断面从上游向下游径流量满足生态后，能够满足工程的补水要求。枯水年来水量最小为12 月份，来水量为34 万m3，工程断面从上游向下游径流量满足生态后，来水能够满足工程的补水要求。经过分析，工程断面处来水量较大，均能够保证蓄水运行期间的蒸发渗漏补水要求。

3 结论

通过多级水面的水量平衡计算分析，可为工程的布置、结构、防渗等方面的设计提供依据，也为多级水面的联合调度运行管理提供科学的参考。本工程遵循人水和谐的治水理念，顺应现代化城市水利要求，充分利用城区河流水资源，在确保城市防洪安全的基础上，营造优美的城市河流生态景观，提高城市人居环境质量，增加市民与水的亲和性，使人和自然的关系更加和谐。