水库防洪评价报告

夏县晋平黄河生态旅游开发项目 防洪安全评价报告

1 概述

1.1 项目背景

1.1.1 项目所在地理位置

夏县晋平黄河生态旅游开发项目位于夏县祁家河乡。夏县位于运城市东南部，地理坐标为东经111°02′～111°41′和北纬34°55′～35°19′，东靠黄河，西依峨嵋岭，中条山、鸣条岗横穿全境，四周与平陆、盐湖、闻喜、垣曲接壤，隔黄河和河南省渑池县相望，全县总面积1352.6Km2。祁家河乡地处夏县东南方向的中条山腹地，东接垣曲县，西连平陆县，南与河南渑池县隔黄河相望，北与本县泗交镇接壤。乡政府所在地距县城70公里，是夏县最偏远的山区乡镇。库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60～350m，呈“V”字型，两岸山体雄厚。

1.1.2 建设项目所在流域规划概况

项目区位于中条山深处的泗交河祁家河乡段。泗交河发源于泗交镇西沟村的东、西普峪，由东向南，在泗交镇与王家河、法河汇流，又向东流，经祁家河乡于平陆县曹川乡老鸭池入黄河，全长120华里，流域面积353平方公里，清水流量0.68立方/秒。

西沟～泗交水库段，引泗济运工程在寨里河、王家河上建有简易引水设施，用以引取两河的清水基流。而南河、法河的清水基流及四条河流的洪水径流尚未开发。泗交水库～祁家河乡段，两岸住有居民，通往祁家河乡公路沿河而修，当地政府对公路旁河堤已建。祁家河乡～

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入黄口段无人居住和厂矿企业，完全尚未开发。

1.1.3 项目建设规模

该工程是拦蓄泗交河河水，解决本旅游项目漂流用水问题和增加该段局部水面，开发水上项目，发展当地经济。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)中的有关规定，确定工程等别为Ⅳ等，规模为小(2)型。主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程205.000m，溢流堰顶高程200.000m，最大坝高18.28m。坝顶长80m，顶宽4.0m。溢流段长48m，分7孔泄流，单孔净宽6m。溢流段采用连续式消力塘消能。冲沙洞直径1.5m，长25m。水库建成后，可形成9.8万m2水面，回水长度750m,库容43.6万m3。淹没林地46亩,滩地15.4亩。

1.1.4 项目工作进展情况

2010年3月受夏县晋平黄河生态旅游开发有限公司的委托，运城市水利勘测设计研究院承担该项目拦水坝工程的设计，组织有关技术人员到工程现场进行水文、地质、水工、施工等方面调查研究，对各项勘测设计任务进行了部署，在水文分析、径流调节计算、调洪演算、水工设计、施工布置的基础上，进行了坝轴线和坝体结构布置方案、主体工程施工方案进行了优化，进一步核实了淹没实物指标。2010年4月委托中国地质科学院水文地质环境地质研究所，完成了该项目环境影响评价报告。

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1.1.5 任务来源

根据《中华人民共和国水法》第四章之三十八条和《中华人民共和国河道管理条例》第二章之十一条规定：“在河道管理范围内建设取水口、码头和其他拦河、跨河、临河建筑物、构筑物，铺设跨河管道、电缆，应当符合国家规定的防洪标准和其他有关技术要求，工程建设方案应当依据防洪法的有关规定报有关水行政主管部门审查同意”、“修建跨河、穿河、穿堤、临时的取水口、码头、道路、渡口、管线等建筑物及设施，建设单位必须按照河道管理权限，将工程建设方案报送河道主管机关审查同意后，方可按照基本建设程序履行审批手续”。

依据国家计委、水利部《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水改[1992]7号），对于河道管理范围内建设项目，应进行防洪评价，编制防洪评价报告。受夏县晋平黄河生态旅游开发有限公司的委托，我公司承担了《夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝水库工程防洪、安全评价》的编制工作。根据《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政[1992]7号）、《关于进一步加强和规范河道管理范围内建设项目审批管理的通知》（水建管[2001]618号）、《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）（办建管[2004]109号）及《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的相关规定，编制完成本评价报告。

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1.2 评价依据

1.2.1 法律法规和政策依据

（1）《中华人民共和国水法》（2002.8.29）； （2）《中华人民共和国防洪法》（1997.8.29）； （3）《中华人民共和国河道管理条例》（1988.6.3）；

（4）水利部、国家计委《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水政[1992]7号）；

（5）水利部《关于进一步加强和规范河道管理范围内建设项目审批管理的通知》（水建管[2001]618号）。

1.2.2 技术标准

（1）《防洪标准》（GB50201-94）；

（2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）； （3）《水利工程水利计算规范》（SL104-95）；

（4）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）； （5）《水利水电工程水文计算规范》（SL278－2002）； （6）《河道演变勘测设计调查规范》（SL383－2007）；

（7）《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）（办建管[2004]109号）。

（8）《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）。 1.2.3 其它资料

（1）《夏县晋平黄河生态旅游开发项目可行性研究报告》（运城市水利勘测设计研究院，2009年8月）；

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（2）《夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝技施设计报告》（运城市水利勘测设计研究院，2010年3月）；

（3）《夏县晋平黄河生态旅游开发项目环境影响评价报告》（中国地质科学院水文地质环境地质研究所，2010年4月）； （4）实测河道断面资料；

（5）万分之一、二千分之一地形图。 1.3 评价河段范围

根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）的有关要求并结合夏县晋平黄河生态旅游开发项目修建以后洪水影响范围以及施工布置等影响范围，确定夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝工程防洪评价的范围主要为水库坝区、库区以及坝址以下消能河段、料场、渣场。依据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关要求夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝安全评价包括永久性挡水建筑物以及与大坝安全有关的泄水建筑物及金属结构等。 1.4 技术路线及工作内容

1.4.1 技术路线

通过历史及近期实地调查资料，进行河床演变及河势稳定影响分析，分析坝址上、下游河段河床演变规律；采用数学模型，通过壅水计算、泥沙冲淤计算、分析工程施工期和运行期对河段防洪的影响；综合评价工程建设对河势及防洪的影响；提出评价意见和建议。拦水坝安全评价要求做到全面评价，重点突出。应对防洪标准、结构安全、

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渗流安全、抗震安全、金属结构安全以及工程质量和运行管理等进行复核或评价。

1.4.2 工作内容 主要工作内容如下：

（1）概述：介绍项目的背景、评价的依据及工作内容。 （2）基本情况：主要介绍项目的基本情况、河道基本情况等。 （3）河道演变：分析河道近期演变以及将来的河道演变趋势。 （4）防洪评价计算：包括水文分析计算、壅水分析计算以及河势影响分析。

（5）防洪综合评价：主要评价水库对行洪安全的影响、对河势稳定的影响、对现有水利工程设施的影响及对防汛抢险的影响，水库成库后河道泥沙淤积情况。

（6）拦水坝安全评价对防洪标准、结构安全、渗流安全、抗震安全、金属结构安全以及工程质量和运行管理等进行复核或评价。 （7）结论与建议：所评价水库对防洪各方面的影响及大坝的安全作出结论性意见，并提出主要建议。

主要研究内容及工作方法如下：

（1）通过对本河段河道历史演变、地质调查等资料分析，对河道演变和库区稳定及山洪灾害作一定的评述。

（2）计算坝址处不同频率的洪水，通过洪水调节计算，评价水库大坝的泄洪能力、对下游河道防洪及对大坝安全的影响。

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（3）运用实测的纵横断面资料，分析水库回水对上游的影响； （4）水库对河道河势的影响。

（5）从河流规划、地区经济社会发展要求以及防洪影响等方面综合评价水库对行洪的影响。

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2 基本情况

2.1 建设项目概况

夏县晋平黄河生态旅游开发项目位于夏县祁家河乡。夏县位于运城市东南部，地理坐标为东经111°02′～111°41′和北纬34°55′～35°19′，东靠黄河，西依峨嵋岭，中条山、鸣条岗横穿全境，四周与平陆、盐湖、闻喜、垣曲接壤，隔黄河和河南省渑池县相望，全县总面积1352.6Km2。祁家河乡地处夏县东南方向的中条山腹地，东接垣曲县，西连平陆县，南与河南渑池县隔黄河相望，北与本县泗交镇接壤。乡政府所在地距县城70公里，是夏县最偏远的山区乡镇。库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60～350m，呈“V”字型，两岸山体雄厚。

该工程是拦蓄泗交河河水，解决本旅游项目漂流用水问题和增加该段局部水面，开发水上项目，发展当地经济。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)中的有关规定，确定工程等别为Ⅳ等，规模为小(2)型。主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程205.000m，溢流堰顶高程200.000m，最大坝高18.28m。坝顶长80m，顶宽4.0m。溢流段长48m，分7孔泄流，单孔净宽6m。溢流段采用连续式消力塘消能。冲沙洞直径1.5m，长25m。水库建成后，可形成9.8万m2水面，回水长度750m,库容43.6万m3。淹没林地46亩,滩地15.4亩。

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2.1.1 主要涉河建筑物

水库永久涉河建筑物有大坝、库区河岸护堤，临时涉河建筑物有围堰、导流。

2.1.2 工程等级及防洪标准 一 工程等别及建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)中的有关规定，确定工程等别为Ⅳ等，规模为小(2)型。主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。

二 防洪标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，水库大坝设计防洪标准为20年一遇，校核防洪标准为100年一遇。

2.1.3 涉河建筑物设计方案 一 挡水建筑物设计方案

大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程205.000m，溢流堰顶高程200.000m，最大坝高18.28m。坝顶长80m，顶宽4.0m。溢流段长48m，分7孔泄流，单孔净宽6m。溢流段采用连续式消力塘消能。冲沙洞直径1.5*2m，长25m。水库建成后，可形成9.8万m2水面，回水长度750m,库容43.6万m3。淹没林地46亩,滩地15.4亩。

二 泄水建筑物设计方案

溢流堰顶高程200.000m，溢流段长48m，分7孔泄流，单孔净宽6m。溢流段采用连续式消力塘消能。大坝底部设有冲沙洞，直径1.5m，

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进口有平面钢闸门控制，型号为PGZ-1.5*2.0m,启闭机为QP-K-125, 冲沙洞长25m。 2.2 河道基本概况

2.2.1 流域概况

项目区位于中条山深处的泗交河祁家河乡段。泗交河发源于泗交镇西沟村的东、西普峪，由东向南，在泗交镇与王家河、法河汇流，又向东流，经祁家河乡于平陆县曹川乡老鸭池入黄河，全长120华里，流域面积353平方公里，清水流量0.68立方/秒。

该工程所处地貌为中条山地貌区及河流地貌区，主要由古老的变质岩系及新生界的冲、洪积物形成。地质构造属于相对稳定的地段。地震烈度为7度，地震动峰值加速度值为0.15g。

库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60～350m，呈“V”字型，两岸山体雄厚。库区不存在永久渗漏问题，产生诱发地震的可能性很小，绝大部分库岸基本稳定。

2.2.2 水文、气象

项目区位于中条山深处的泗交河祁家河乡段。泗交河发源于泗交镇西沟村的东、西普峪，由东向南，在泗交镇与王家河、法河汇流，又向东流，经祁家河乡于平陆县曹川乡老鸭池入黄河，全长120华里，流域面积353平方公里，清水流量0.68立方/秒。

项目区属半干旱温带大陆性气候。冬季盛行西北风，干燥寒冷；夏季盛行东南风，炎热多雨。由于中条山脉形成一道天然的北东～南

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西向的迎风屏障，东南吹来的海洋性季风受到阻挡，降水量比中条山北部的背风面盆地相对集中。多年平均降水量为720mm；年平均气温13.1℃，极端最低气温-18.3℃，极端最高气温40.1℃。无霜期250天，最大风速15m/s。

2.2.3 地形、地貌、河道地质情况

该工程所处地貌为中条山地貌区及河流地貌区，主要由古老的变质岩系及新生界的冲、洪积物形成。地质构造属于相对稳定的地段。地震烈度为7度，地震动峰值加速度值为0.15g。

库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60～350m，呈“V”字型，两岸山体雄厚。库区不存在永久渗漏问题，产生诱发地震的可能性很小，绝大部分库岸基本稳定。

坝址区河床部位沉积有厚3.5～5m的第四系洪冲积混合土卵（漂）石及卵（漂）石混合土，局部夹砂层透镜体。坝基为吴家坪组的石英岩，岩性较硬，但存在沿覆盖层渗漏及渗透变形问题，将覆盖层及强风化基岩全部清除，将基础置于吴家坪组石英岩弱风化层上，并进行灌浆处理。

左坝肩地形坡度较缓，右坝肩基岩裸露，边坡较陡，且有裂隙存在，施工时两坝肩强风化层已清除，并采取了防护措施。

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3 河道演变

河道演变是河流的边界在自然情况下或受人工建筑物干扰时所发生的变化，这种变化是水流和河床相互作用的结果。影响河道演变的因素极其复杂多样，与该地区的地质、地貌、气候、土壤和植被等情况有密切联系。对本工程而言，起主要影响作用的是流量大小及其变化过程，流域来沙及组成，河道比降和河床物质组成。 3.1 河道历史演变概况

本河段的演变无相关的历史文献记载，本次主要是通过区域构造背景结合实地调查进行分析。 3.1.1 区域构造变化及河系形成

该区在构造上位于豫皖断块西部，中条山块隆的北东侧，东临济源渑池块拗，北西侧为临汾运城新裂陷，南为芮城新裂陷，没有通过库区、坝址区断裂的区域性，属相对稳定的地段。

地层总体呈单斜岩层，局部具有坡状小型褶曲，岩层走向小角度斜越河道，岩层产状N20°E.SE∠35°～40°，断裂构造不甚发育。

地下水类型以碎屑类孔隙裂隙水、松散岩类孔隙水为主，基岩裂隙水位一般高于松散岩类孔隙水位及河水位，地下水一般由两岸向河床、由上游向下游流动。区内河道走向追踪构造走向，与构造方向基本一致，与河流溯源侵蚀基本一致。

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综上分析，河道历史演变情况符合地质构造变化及水系形成规律。 3.1.2 工程所在河段演变情况

水库为基岩山区峡谷型水库，河岸局部有耕地，其余基本为自然边坡，坡度一般18°～25°。库两岸大部分地段基岩裸露，为岩质边坡，未见发生或正在发生的变形位移现象。绝大部分库岸处于稳定状态，局部地段由于边坡较陡，有小规模坍滑掉块现象。库区两岸局部地段覆盖有低液限粉土、低液限粘土，但厚度一般不大，蓄水后会产生坍岸，其范围较小，对工程影响不大。山体较庞大，水库两岸地形相对较宽缓，其演变主要受构造控制，追踪构造走向发育，今后一段时间内将继续表现为该形式。 3.2 河道近期演变分析 3.2.1 河道岸线及断面变化

从七、八十年代出版的1/万地形图及2010年3月工程区1:2000、1:500实测地形图、河床纵、横断面图对比分析，防洪评价河段近40年来在平面上无明显的岸线变化，河段深泓、横断面冲淤变化不明显，河道近期处于比较稳定的状态。 3.2.2 河道淤积变化分析

河道淤积主要受两方面的影响，一是流域内人类开发活动的加剧，使得水土流失的日趋严重，从而使河道淤积增加；二是该水库工程的

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建设，改变了河道原有的冲淤平衡模式，从而改变了河道的淤积形态。

水库坝址河段无实测悬移质和推移质泥沙资料，泥沙选用水文比拟法计算的成果，年平均输沙量为2.8万m3。经现场查勘，该流域植被良好，森林覆盖率达30%以上，地表裸露面积少，两岸山势陡峭，偶有块状崩塌体，河床多砂砾石和基岩，因此，河水清澈，河流泥沙不大。该段河道人类开发活动不多，水土流失不严重。河道及河道两岸无明显塌方和改道现象发生。

对河道淤积影响较大的因素是其上下游水利水电工程，上游水库的建设减小了该河段的淤积，下游拦河建筑物的建设则会增加该河段的淤积。从现状调查来看。目前，坝址以上河段无较大的水利工程，只有一些小山塘，其拦沙作用较小，对减轻夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝水库祁家河河段的淤积影响能力较小。下游分析评价范围无水利工程。

综上所述，河道近期演变主要受水库的影响，一方面由河道演变为水库，水面变宽，岸线平面发生变化；另一方面，河道由于水库的建设，使河段淤积量及淤积速度增加。 3.3 河道演变趋势分析 3.3.1 河道演变特点

河道演变主要受山区地形、地势、河床地质构造、两岸植被、当

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地气象和径流条件及人为的影响。根据现场调查及访问河段河边居民，发现长期以来河道无大的变化。

水库建成后，库区内水体流速变缓，其悬移质将会逐步沉降而产生淤积，将会在库区内形成河床再造过程，根据水库所在河段的河道特点、枢纽布置、水库运行方式及库区段河道等情况，水库大坝以下河道在汛期河流造床时，水流条件与天然情况相比，河床可能发生局部的变形，但河道本身在较短的时间内能够达到新的冲淤平衡状态。坝址以上河道水位普遍抬高，在汛期洪水来临时，受大坝挡水及库区泥沙逐年淤积的影响，难免造成库区水位的抬高，形成一定长度的回水区，在初期，库区河道以淤积为主，直至淤积达到平衡后，河床冲淤达到相对稳定状态。

因此，河道历史、近代演变过程中河床河岸及走向基本上与现有河道走向一致，认为该河段河道演变是极其缓慢的，演变趋势基本趋于稳定。

3.3.2 河道稳定性分析

本次防洪评价确定上至P=5%回水尖灭点，下至老鸭池入黄口处,评价河段总长度为8.0km，河段天然比降19.2‰，河段两岸基岩裸露，河岸整体稳定，河段总体为山区稳定性河段，主河槽位置稳定。水库建库河段属于泗交河下游，按河流流经地区分类，属山区型河流，地形较简单，河谷形成一方面与地壳构造运动有关，一方面又受到水流

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侵蚀作用的影响，两者在漫长的历史过程中共同作用，形成现在的河床形态。

评价河段地貌特征表现为中条山地貌区及河流地貌区，缓倾单斜山岭，山体较庞大，水库两岸地形相对较宽缓，河水面宽50~80m，属峡谷地貌，“U”型谷。库区主要由古老的变质岩系及新生界的冲、洪积物形成。水库河段以峡谷为主，库区无矿山开采活动，也无其他工业，为典型的农业生产山区，以种植为主，人类工程活动对地质环境的影响小。水库建成后，库区水流变缓，对原河道的冲刷作用减小，只会形成库内泥沙淤积，不会造成河道向纵深方向发展。由于水库蓄水后，形成库岸再造，在库水的冲刷和浸蚀作用下，存在局部坍塌，但整体两岸稳定性较好，故河道是稳定的。 3.3.3 库岸稳定性分析

库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60～350m，呈“V”字型，两岸山体雄厚。水库为基岩山区峡谷型水库，河岸局部有耕地，其余基本为自然边坡，坡度一般18°～25°。库两岸大部分地段基岩裸露，为岩质边坡，未见发生或正在发生的变形位移现象。绝大部分库岸处于稳定状态，局部地段由于边坡较陡，有小规模坍滑掉块现象。库区两岸局部地段覆盖有低液限粉土、低液限粘土，但厚度一般不大，蓄水后，除局部岸坡发生小的崩塌现象外，其范围较小，对工程影响不大，不会发生大的库岸坡稳定问题。

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水库区为VⅡ度地震基本烈度区，区域稳定较好，区内未发现活动断裂等新构造，库水静水压力也不大，故产生水库诱发地震的可能性很小。

库区回水范围内涉及地层为绢片岩及钙绢片岩及吴家坪组的石英岩，两岸地层中地下水位均高于河床水位，断裂构造不甚发育，未发现通向库外大断层，库区隔水条件较好，库周地下水补给河（库）水，不存在永久渗漏问题。 3.3.4 河道未来演变分析

如前所述，本次防洪评价河段河床岸坡基本稳定，防洪评价河段河槽形状基本成型，在拦河建筑物的设计使用期内，评价河段平面位置不会发生大的改变。

由于水库的修建，天然河流的水文和水力条件发生改变，输沙平衡遭到破坏，坝上游水流流速减少，输沙能力降低，引起淤积变化。随着泥沙淤积量的增大，坝前淤积高程的抬高，拦沙率下降，经过一段时间后最终将达到冲淤平衡。

大坝下游河段，河道变化主要集中在消能河段，由于河道来水受上游大坝影响，含沙量降低，水库汛期泄洪时受到水流的冲刷作用，河床沉积物被水冲走，将在下游形成冲坑，当冲坑底部达到一定高程时，形成的水垫能有效的缓冲水流冲刷，冲坑就不再发展，河床形成新的平衡。河床总的演变趋势是冲坑范围内河床高程逐渐降低，会重新形成一个平衡状态，河床高程将逐渐停止下降。河床两岸为岩质边坡，不会危机大坝及两岸安全。坝后下游至老鸭池入黄口处的地层，以硬质岩为主，水库的修建仅改变了天然径流，洪水期洪水较天然情

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况略有减小，将不均匀的天然径流调节成相对均匀的径流过程，水流条件的改变较小，对下游河势无影响。

大坝下游河段河水较修坝以前的含沙量减少，原有的冲淤平衡短期内被破坏，河床的演变趋势是高程逐渐降低，经过一定时间冲淤作用后，水流冲刷能力降低，重新建立新的冲淤平衡以后，河道高程将重新趋于稳定。

3.4 河道演变分析结论

根据对河道历史演变、近期演变及演变趋势的分析，认为河道历史、近期演变过程中河床河岸及河流走向与现有河道基本一致。其影响岸线变化的主要因素是河道上水库大坝的修建使得其相应河段由河道变为水库，河段水面宽度增加；其影响河道淤积的主要因素是流域内水土流失程度和河道上水利水电工程的兴建，但以上影响不会对河道造成大的改变。因此，河道演变趋势基本趋于稳定的。

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4 防洪评价计算

4.1 水文分析计算

现收集水文资料有：

(1)泗交水文站观测的泗交河支流王家河1973～1999年27年径流资料，见表4-1。

(2)泗交河和清水河流域上游马家庙雨量站1960～2005年降雨实测资料，见表4-2。

泗交水文站王家河年径流量统计表

表4-1 单位：万m3

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 年份 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 年径流量 111.2 72.27 212.5 161.7 114 88.9 114 171 128 393 393 423 401 158 序号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 年份 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 年径流量 141 211 234 256 136 208 198.3 159.7 74.7 120.7 50.6 447.8 141.5 - 19 -

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马家庙雨量站降水资料统计表

表4-2 单位：mm

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 年份 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 年降雨量 434.2 948.5 460.5 566.5 1039.4 446.9 756.3 769.1 831.1 670.2 692.6 890.8 596.0 785.6 703.8 781.9 725.2 684.1 688.6 698.0 704.5 647.9 994.8 序号 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 年份 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 年降雨量 966.3 969.1 872.6 617.4 768.9 782.1 704.7 781.3 615.4 722.1 780.6 645.1 613.8 788.2 401.6 979.8 688.9 604.4 639.4 694.0 1119.6 729.7 734.2 4.2 径流

4. 2.1年径流量计算 (1)泗交水库以上

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引泗济运工程在寨里河、王家河上建有简易引水设施，引取两河的清水基流。而南河、法河的清水基流尚未开发，此部分水量可作为受益区水源之一。泗交水库(已成)主要拦蓄泗交河扣除引泗济运工程引水量后的地表径流。

泗交大坝位于泗交镇土崖头村，控制流域面积107.2km2，流域内有四条支流：寨里河、王家河、南河、法河，长60.25km。支沟7条，长48.5km，总长109.75km，各支流的流域面积见表4-3。

泗交大坝控制流域面积汇总表

表4-3

河流名称 寨里河 王家河 南河 法河 支沟 合计 流域面积 (km2) 66.7 15.5 14.5 9.0 1.5 107.2 土石山区 (km2) 7.2 4.0 1.8 13 岩石山区 (km2) 59.5 11.5 12.7 9.0 1.5 94.2 森林面积 (km2) 19.0 5.8 7.7 32.5 ①地表径流计算

泗交水文站位于夏县泗交镇泗交村，测流断面设在泗交河支流王家河上，测流断面以上控制流域面积13.9km2，流域平均宽度1.8km，干流长度7.9km，干流平均比降35.4‰，流域平均坡降31.3‰。该站于1973年6月由山西省水文总站设立。

从径流资料分析，1973～1999年共27年资料，既有1982～1985年的丰水年组，又有1988～1990年的平水年组，也有1994～1997年的枯水年组，包含了丰、平、枯各种年份，具有较好的代表性，基本满足分析计算要求。寨里河、南河、法河上无任何观测资料。因此，

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泗交河年径流分析计算借用其支流王家河测流断面处年径流资料，采用水文比拟法计算。

水文比拟法的基础是影响设计年径流量的各项因素与参考流域极为相似，即气候条件一致，流域下垫面情况相似，现分析两流域的各项因素。

A气候条件：王家河是泗交河的第二大支流，位于泗交河流域中部，均属于同一气候区，气候条件相似。

B 流域下垫面因素：泗交河流域土石山区13km2，岩石山区94.2km2，其中森林覆盖面积32.5km2。王家河流域土石山区为4km2，岩石山区为11.5km2，无森林覆盖面积，故泗交河径流调节能力应好于王家河流域。因此，采用水文比拟法，将王家河流域的水文资料移植到泗交河流域上是可行的，且偏于保守的。

根据王家河的实测资料，按流域面积比进行修正。 计算公式为： W泗＝KW王 K=F泗/F王

式中：W泗、W王—泗交河的径流量和王家河径流量(万m3)； F泗、F王—泗交河的流域面积之和及王家河流域面积(km2)。 计算年径流量详见表4-4，将各年可引水量大小按递减次序排列，详见表4-5。

经计算，多年平均径流量为1520.0万m3，Cv=0.587，Cs=1.066。采用适线法调整优选理论频率曲线。从适线情况看，当Cv=0.66，Cs=2.4Cv时，理论频率曲线为妥，故确定的统计参数为W=1520.0万m3，Cv=0.66，Cs=2.4Cv。

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泗交河年径流量计算表

表4-4 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 年份 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 年径流量 3(万m) 857.60 557.40 1638.80 1247.10 879.20 685.60 879.20 1318.80 987.20 3030.90 3030.90 3262.30 3092.60 1218.50 序号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 年份 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 年径流量 3(万m) 1087.40 1627.30 1804.70 1974.30 1048.90 1604.10 1529.30 1231.60 576.10 930.90 390.20 3453.50 1091.30 泗交河年径流量经验频率表

表4-5

序号 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1998 1984 1985 1982 1983 1990 1989 1975 1988 1992 1993 1980 1976 1994 年径流量 (万m3) 3453.50 3262.30 3092.60 3030.90 3030.90 1974.30 1804.70 1638.80 1627.30 1604.10 1529.30 1318.80 1247.10 1231.60 频率 (%) 3.57 7.14 10.70 14.30 17.90 21.40 25.00 28.60 32.10 35.70 39.30 42.90 46.4 50.00 序号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 年份 1986 1999 1987 1991 1981 1996 1979 1977 1973 1978 1995 1974 1997 年径流量 (万m3) 1218.50 1091.30 1087.40 1048.90 987.20 930.90 879.20 879.20 857.60 685.60 576.10 557.40 390.20 频率 (%) 53.60 57.10 60.70 64.30 67.90 71.40 75.00 78.60 82.10 85.70 89.30 92.90 96.40 - 23 -

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年径流频率计算结果见表4-6。

泗交水库年径流量频率计算成果表

表4-6 单位:万m3

特征参数 均值 1520.0 Cv Cs/Cv 0.66 2.4 1267.4 787.2 417.6 P=50% P=75% P=95% C成果合理性分析

王家河实测径流资料系列较长，包括了上世纪九十代中期枯水年组，具有很强的代表性。无论植被覆盖还是地形地貌，泗交河流域均优于王家河流域，因此，根据王家河的实测资料，采用水文比拟法确定泗交水库坝址处的地表年径流量是可靠的。

(2) 泗交水库～祁家河乡段

此段无实测径流资料，年径流量分别采用清洪径流分别计算法、年降水与年径流关系法两种方法计算。 ①清洪径流分别计算法 A清水径流量

泗交水库～祁家河乡段均属石灰岩，岩溶裂隙发育，含水丰富,经走访当地群众，多年流量稳定。

为给工程建设提供可靠依据，摸清清水基流的基本情况，自2006年10月份起，水文观测人员多次在拟建坝址进行实地测量，测量结果表明坝址处设计年枯水流量平均值为0.5m3/s，则年总来水量为1560

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万m3。

清水基流观测成果表

表4-7 单位（m3/s）

测流位置 流 量 时间 2009.10.5 2010.3.8 2010.9.10 0.55 0.5 0.53 拟建坝址 B洪水径流计算

洪水径流量按下式计算： W＝0.1×F×h

式中：W—径流量(万m3)；

F—坝址以上流域面积(km2)，取77.5km2； h—径流深(mm)。

流域附近有马家庙雨量站。因此采用马家庙雨量站资料进行分析计算。对1960～2005年46年的年降水量按递减次序排列，详见表4-8。

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年降水量及经验频率表

表4-8

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 年份 2003 1964 1982 1998 1984 1983 1961 1971 1985 1968 1996 1973 1988 1975 1990 1993 1967 1987 1966 2005 2004 1976 1992 降雨量 （mm） 1119.6 1039.4 994.8 979.8 969.1 966.3 948.5 890.8 872.6 831.1 788.2 785.6 782.1 781.9 781.3 780.6 769.1 768.9 756.3 734.2 729.70 725.2 722.1 频率 (%) 2.13 4.26 6.38 8.51 10.60 12.80 14.90 17.00 19.10 21.30 23.40 25.50 27.70 29.80 31.90 34.00 36.20 38.30 40.40 42.60 44.70 46.80 48.90 序号 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 年份 1989 1980 1974 1979 2002 1970 1999 1978 1977 1969 1981 1994 2001 1986 1991 1995 2000 1972 1963 1962 1965 1960 1997 降雨量 （mm） 704.7 704.5 703.8 698.0 694.0 692.6 688.9 688.6 684.1 670.2 647.9 645.1 639.4 617.4 615.4 613.8 604.4 596.0 566.5 460.5 446.9 434.2 401.6 频率 (%) 51.10 53.20 55.30 57.40 59.60 61.70 63.80 66.00 68.10 70.20 72.30 74.50 76.60 78.70 80.90 83.00 85.10 87.20 89.40 91.50 93.60 95.70 97.90 经计算，多年平均降水量为733.0mm，Cv=0.21。采用适线法，确定参数X=733.0mm，Cv=0.23，Cs=2Cv。各设计频率年降水量见表4-8。

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查《山西省运城地区水文计算手册》附表2-3和附表3-3，求汛期降水量占全年降水量的百分比,按流域各地类分区面积加权平均计算设计频率汛期径流深。计算结果见表4-9。

年径流计算成果表（一）

表4-9

特征参数 洪水 年降 汛期 汛期 流域 汛/年 径流量 年频率 水量 降水量 径流深 面积 (%) （万（mm） （mm） （mm） （Km2） m3） 50% 75% 95% 720.2 611.3 479.3 67.4 60.5 58.3 485.4 101.78 369.8 279.4 55.62 31.98 77.5 77.5 77.5 789 431 247 均值 733 Cv Cs/Cv 0.23 2 C年径流总量

清水和洪水径流之和为年径流量： P=50% W=2349万m3 P=75% W=1991万m3 P=95% W=1807万m3 ②年降水与年径流关系法

根据各频率的年降水量，查《运城地区水文手册》年降水量与年径流深表，求得年径流量，计算成果表见表4-10。

年径流计算成果表（二）

表4-10

频率 P=50% P=75% P=95% 年降水量 （mm） 720.2 611.3 479.3 年径流深 （mm） 212.6 143.7 78.12 控制流域面积 （Km2） 77.5 77.5 77.5 年径流量 （万m3） 1648 1114 605 ③成果分析

两种方法计算成果见表4-11。

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年径流计算成果汇总表

表4-11 单位：万m3

频率 P=50% P=75% P=95% 清洪分别计算法 2349 1991 1807 年降雨与径流深关系法 1648 1114 605 由表4-11知，两种计算的成果偏差较大。后者所查资料仅用至1972年，资料系列短，误差较大。特殊的地质构造和岩体结构使水文手册统计的降雨与径流规律已不符合实际情况，所以采用清洪分别计算法计算的成果。

4. 2.2径流年内分配 ⑴设计典型年

泗交河1997年径流量为390.2万m3，与P=95%时年径流量为417.6万m3接近，则选1997年王家河径流资料作为设计典型年,进行径流年内分配。清水河与泗交河相邻，暴雨量基本一致，平均纵坡坡比较接近，选用王家河1997年暴雨径流资料作为设计典型年，进行径流年内分配。各月径流量见表4-12。

典型年径流量各月分配表

表4-12 单位：万m3

月份 径流量 百分比 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 2.99 2.90 3.34 3.04 2.99 2.73 7.38 8.10 6.80 3.44 4.86 2.02 50.6 5.9 5.7 6.6 6.0 5.9 5.4 14.6 16.0 13.5 6.8 9.6 4.0 100 ⑵径流年内分配

泗交水库和祁家河水库各月径流见表4-13。

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径流年内分配表

表4-13 单位：万m3

月份 水源 泗交水库 祁家河水库 132.02 121.4 132.0 128.6 132.02 128.62 213.4 226.7 199.5 132.0 128.6 132.0 1807 14.7 14.2 16.5 14.9 14.6 13.3 36.2 39.9 33.5 16.8 23.9 10.1 248.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 4.3 洪水

由于本流域内无洪水资料，洪水计算采用《山西省暴雨洪水计算实用手册》(以下简称《手册》)推荐的“推理公式配合概化过程线”法进行计算,推求各频率下洪峰流量及洪量。

4.3.1暴雨特性和洪水特性

流域地处中条山迎风面，地形复杂，夏季多暴雨，集中在7～8月份，暴雨来势猛烈，破坏性大，相应的洪水具有历时短、强度大、灾害重的特点。

4.3.2设计洪水 ⑴推求设计暴雨

采用间接法计算，即先求流域中心设计点暴雨量，然后通过暴雨的点面关系，求相应的面暴雨量。

查《手册》附图一至附图十得控制历时为10min、1h、6h、24h、3d的点暴雨量均值hot及变差系数Cv，再根据需求的设计频率，查《手册》附

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表1求得模比系数KP。各种历时的暴雨量Ht可由下式求得：

Ht=KP·Hot

式中： Ht —频率为P历时t的设计点暴雨量（mm）； KP —频率为P的摸比系数； Hot—历时t的暴雨均值（mm）。

设计频率的点暴雨量、面暴雨量见表4-14、4-15。

各频率点暴雨量

表4-14 单位：mm

历时 10min 1h 6h 24h 3d H10% 22.4 54.9 92.0 131.5 160.0 H3% 30.0 77.8 130.5 182.4 219.5 H0.5% 41.3 112.2 188.2 257.6 310.6 各频率面暴雨量

表4-15 单位：mm

历时 10min 1h 6h 24h 3d H5% 22.4 53.0 88.7 128.9 157.5 H2% 30.0 73.9 125.6 179.4 216.8 H0.5% 41.3 102.9 180.8 253.6 307.1 ⑵时程雨型设计

根据短历时暴雨的时—深关系计算

?st1?n2?1?t?6?1?n1 Ht?? 3??t?(6?t?24)?H24??24???1

式中：Ht—某一频率下历时为t的面暴雨量(mm)

S—雨力，即某一频率下历时1小时的面暴雨量(mm)

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1 n12、n3—1～6小时和1～24小时的暴雨强度衰减指数。

根据上式计算逐时暴雨量，按主雨日雨量时程分配表的时程安排进行计算，结果见表4-16。

各频率暴雨过程线

表4-16 日程 主雨峰雨强序号 起 时程 逐时 至 ㈠ 6 5 ㈡ 1 2 3 4 ㈢ 2:00 0:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 4:00 8:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 17:00 10:00 8.1 11.8 17.1 6.3 9.3 18.1 11.4 21.2 15.0 P=10% 17.2 21.7 4.6 5.3 55.3 11.8 雨量 P=3.3% 22.4 31.7 6.7 7.8 73.9 17.1 （mm） P=0.5% 32.1 44.6 9.9 11.3 102.9 24.7 13.5 29.7 21.4 (3)产流分析

本流域地类为变质岩石山区密敝林，产流分区为17区，该区为“饱和产流”，流域面积为77.5km2，由《手册》图3-1上查得全面产流雨量为68mm，“饱和产流”的检验雨量为主雨峰及其以前暴雨量，从表4-18知，各频率下逐时暴雨累积量分别为128mm、180.8mm、256.1mm，都大于65mm，即检验全部通过。

“饱和产流”，模式采用随暴雨量及可能最大损失量而异的双曲正切损失模型：

1??????R?P?1?'tha?bP'? a?bP??式中：R—一次暴降雨产流深(mm)；

P—包括前期影响量Pa在内的流域平均次雨量，由《手册》表3-7，半干旱区中前期影响量Pa.1=40；

a′、b′—损失系数的经验参数。 主雨日产流过程计算：

Rt′=Ht′-μt′

式中：R t′—历时t′的产流深(mm)； Ht′—分段按时序累计的暴雨量(mm)；

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μ—全降雨过程平均入渗率(mm/h)。 计算结果见表4-17、4-18和4-19。

P=10%暴雨产流计算表

表4-17 雨量(mm) 产流深计算 各逐时产流各分时程 间 计算历段深 分段 累计降雨平均入渗累计产流深 日程 段 隔时 号 时段 累积 量 率 Rt′=Ht′-μ序号 (h) 间 ht′ Ht′ T′ Ht′ μ t′(h) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (一) 一 1 2--8 16 17.2 17.2 6 17.2 RⅠ=3.53 0.73 1 0--6 21.7 21.7 6 21.7 10.99 0 二 2 6--7 0 4.6 26.3 7 26.3 10.99 0 3 7--8 5.3 31.6 8 31.6 10.99 0 三 1 8--9 0 53 53 1 53 10.99 42.01 42.01 (二) 1 9--10 11.8 11.8 1 11.8 10.99 0.81 0.81 2 10--11 0 8.1 19.9 2 19.9 10.99 0 四 3 11--12 6.3 26.2 3 26.2 10.99 0 4 12--17 11 18.1 44.3 5 44.3 10.99 0 (三) 五 1 4--10 11.4 11.4 6 11.4 RⅢ=11.4 1.9 合计 157.5 57.75 径流系数（%） 0.37 P=3.3%暴雨产流计算表 表4-18 雨量(mm) 产流深计算 各段逐时产流各分时程 间 深 计算历段累计降雨平均入渗累计产流深 日程 段 隔时分段累积时 号 时段 量 率 Rt′=Ht′-μ 序号 (h) 间 Ht′ T′ Ht′ μ t′ ht′ (h) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (一) 一 1 2--8 16 22.4 22.4 6 22.4 RⅠ=4.23 0.73 1 0--6 31.7 31.7 6 31.7 6.85 0 二 2 6--7 0 6.7 38.4 7 38.4 6.85 0 3 7--8 7.8 46.2 8 46.2 6.85 0.95 0.95 三 1 8--9 0 73.9 73.9 1 73.9 6.85 67.05 67.051 (二) 1 9--10 17.1 17.1 1 17.1 6.85 10.25 10.25 2 10--11 0 11.8 28.9 2 28.9 6.85 15.2 4.95 四 3 11--12 9.3 38.2 3 38.2 6.85 17.65 2.45 4 12--16 12 21.2 59.4 4 59.4 6.85 32 14.35 (三) 五 1 4--10 15 15 6 15 RⅢ=15.0 2.5 合计 216.9 119.23 径流系数（%） 0.55 P=0.2%暴雨产流计算表

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表4-19

各段雨量(mm) 产流深计算 间 逐时产流各分时程 隔时段分段累计算历累计降雨平均入渗累计产流深 深 日程 段 时段 积 号 时 量 率 Rt′=Ht′-μ序号 (h) 间 ht′ Ht′ t′ Ht′ t′ μ (h) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (一) 一 二 三 1 1 2 3 (二) 1 2--8 16 32.1 32.1 0--6 6--7 7--8 8--9 0 44.6 44.6 9.9 54.5 11.3 65.8 0 102.9 102.9 24.7 24.7 13.5 55.3 21.4 21.4 307.2 (8) 6 6 7 8 1 1 2 3 4 6 (9) 44.6 54.5 65.8 102.9 24.7 41.8 55.3 85 21.4 (10) 5.79 5.79 5.79 5.79 5.79 5.79 5.79 5.79 (11) RⅠ=5.75 9.86 13.97 19.48 97.11 18.91 37.93 RⅢ=21.4 205.58 0.67 (12) 0.96 1.64 4.11 5.51 97.11 18.91 7.71 3.57 32.1 1 9--10 四 3 11--12 1 4--10 2 10--11 0 17.1 41.8 4 12--16 12 29.7 85 30.22 11.31 61.84 23.91 (三) 五 合计 径流系数（%） (4)汇流计算

按《手册》的划分标准，属Ⅰ类，为密蔽林区，采用推理公式法进行汇流分析计算。用Q m′～t、Qm′～τ两条曲线交点求“造峰雨”洪峰流量Qm与汇流历时τ。

Qm??0.278F ??0.278mJht tLQm1/41/3

m=0.19ht-0.22θ

??L 1/31/4JF0.38

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式中：

' Qm—造峰雨形成的洪水流量,m3/s；

F —流域面积，Km2； ht —某一频率下历时t的面暴雨量，mm； t —降雨历时，h； τ —汇流历时，h； m —汇流参数； θ —流域特征值； L —流域水度，Km； J —流域纵坡，J=19‰。 计算结果见下表4-20。

造峰雨洪水计算成果表

表4-20

项 目 流峰流量(m3/s) 汇流历时(h) 暴雨历时(h) 洪水上涨历时 净雨深(mm) 洪量(万m3) 洪峰形状系数 P=10% 400.1 2.3 3 1.9 42.82 331.86 0.82 P＝5% 575.4 2.41 3 1.96 82.25 637.44 0.84 P＝1% 1160.9 2.22 3 1.86 127.33 986.81 0.79 主雨日造峰雨前后两段按三角形过程线计算，然后把三段过程叠加，即得到各频率洪水流量过程线，见表4-21，4-22，4-23。洪水计算成果表见表4-24。

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洪水过程线(P=10%)

表4-21

时间 0 0.38 0.76 1.14 1.52 1.90 2.28 2.66 3.04 3.42 3.80 4.18 流量(m3/s) 0 19.2 79.2 185.6 287.3 400.1 315.3 221.6 156.0 113.6 84.8 62.4 时间 4.56 4.94 5.32 5.70 6.65 7.60 8.55 9.50 10.45 11.40 13.30 流量(m3/s) 53.6 45.6 41.6 34.4 30.4 26.4 22.4 18.0 14.4 10.4 0 洪水过程线(P=5%)

表4-22

时间 0 0.39 0.78 1.18 1.57 1.96 2.35 2.74 3.14 3.53 3.92 4.31 流量(m3/s) 0 26.5 112.8 263.5 412.0 575.4 452.2 315.3 218.6 154.3 117.4 87.5 时间 4.70 5.10 5.49 5.88 6.86 7.84 8.82 9.80 10.78 11.76 13.72 流量(m3/s) 73.6 62.1 56.4 47.2 41.4 35.7 29.9 24.2 18.4 12.7 0 - 35 -

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洪水过程线(P=1%)

表4-23

时间 0 0.37 0.74 1.12 1.49 1.86 2.23 2.60 2.98 3.35 3.72 4.09 流量(m3/s) 0 59.2 233.3 546.8 837.0 1160.9 924.1 665.2 477.1 354.1 258.9 190.4 时间 4.46 4.84 5.21 5.58 6.51 7.44 8.37 9.30 10.23 11.16 13.02 14.88 流量(m3/s) 163.7 140.5 128.9 106.8 94.0 82.4 70.8 59.2 47.6 36.0 2.3 0 洪水计算成果表

表4-24

项 目 设计暴雨H24（mm） 洪峰流量Qp(m3/s) 洪量（万m3） 洪水历时 频 率 P=10% 131.5 400.1 339.86 13.30 P=5% 182.4 575.4 637.44 13.72 P=1% 257.6 1160.9 986.81 14.88 (5)成果合理性分析

查《运城地区水文计算手册》附表6—1运城地区各河流历史洪水调查成果表，可知在老鸭池推测的1958年7月17 日洪水的洪峰流量为743m3/s，该年马家庙雨量站实测最大24小时暴雨量为135mm，历史重现

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期为十年一遇。本次洪水计算的十年一遇洪峰流量为400.1 m3/s。坝址以上流域面积占整个流域面积43% ，本流域属小流域，取流域面积对洪峰流量影响程度指数为0.67，则洪峰流量的面积因素比值为0.57，与洪峰流量比值0.54相接近，表明本次洪水计算成果符合实际。

4.4 泥沙

坝址以上岩石山区占流域面积90%，土石山区占10%，流域内有大面积的森林覆盖，约占45%，对防止水土流失起到了很好的保护作用。土石山区植被覆盖较差，在汛期暴雨冲蚀下，泥沙汇入河流中，以悬移质、推移质方式挟带到水库内。采用水文手册法和水文比拟法分别计算多年平均输沙量。 4.4.1 水文手册法

根据多年平均降雨量733mm,查《运城地区水文计算手册》附表7-1“运城地区年降雨量与年水蚀模数表”，推得石山区、森林石山区、土石山区的水蚀模数，按面积加权平均求得整个流域的年水蚀模数为994t/km2，见表4-25。年平均悬移质输沙量按下式计算：

W沙＝M×F/I

式中：W沙—年平均输沙量(万m3)；

F—坝址以上流域面积(km2)，取77.5km2； M—水蚀模数（t/km2）；

Ⅰ—泥沙容重(t/m3),取1.5t/m3。

水蚀模数计算表

表4-25

山区分类 面积比例（%） 水蚀模数(t/km) 2石山区 45 1099 森林石山区 45 235 土石山区 10 3939 平均水蚀模数 994 经计算，年平均悬移质输沙量为8.4万m3。年输沙量为悬移质输沙量 - 37 -

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和推移质输沙量之和，在石山区推移质输沙量约为悬移质输沙量的三分之一，则推移质输沙量为2.8万m3。 4.4.2 水文比拟法

邻近流域泗交河多年平均年输沙量为8.8万m3。泗交河泗交水库段与祁家河水库段流域的岩石组成、植被覆盖、暴雨强度都非常接近，因此，可采用水文比拟法推算水库上游流域的年平均输沙量。经计算年平均输沙量为2.1万m3，其中推移质输沙量为0.53万m3。 4.4.3 成果合理性分析

手册采用的资料系列短，概括性强，因而误差较大。水文比拟法是根据实测资料分析的，相对较为可靠。因此，选用水文比拟法计算的成果。

4.5 坝址水位流量关系

根据祁家河水库坝址实测断面资料,采用曼宁公式进行水位流量推算。

Q?13/2R?A?J n式中：Q－断面过流量(m3/s)； n － 河段糙率； A－过流面积(m2)；

AR? R－水力半径，；

XX－湿周；

J－河道纵坡。

水面比降取河底平均比降12‰,糙率按经验取0.04,计算水位～流量关系。

4.6洪水调节计算

(1)防洪标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）中3.2.2、

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3.4.2～3.4.4及3.5.1有关规定，水库大坝设计防洪标准为20年一遇，校核防洪标准为100年一遇。

(2)调洪计算

水库的泄水建筑物有溢流坝、排沙洞。溢流坝的孔口形式采用堰顶溢流式，为减少投资，降低坝高，方便运行管理，溢流孔不设闸门。根据坝址河道地形，溢流坝段长度为48 m，分7孔泄流，单孔净宽6m。排沙洞直径1.5m,长度为25m。

①溢流坝

坝的溢流堰下泄流量按下式计算。

3/2Q?m.?.??nb2g?H Zmm

式中：Q —流量，m3/s；

mz —流量系数，取mz=0.47； ε —侧收缩系数，取ε=0.92； σm—堰流自流出流，σm=1； n —孔数； b —孔口宽度； ②冲沙洞

冲沙洞为圆形断面，直径1.5m，洞长28.62m。其泄量按下式计算： Q??cA2gH 式中：μc —流量系数； A —过水断面面积m2； H —洞顶水头；

调洪计算从堰顶起调，考虑冲沙洞及溢流堰段泄洪。库容曲线见图4-1。

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调洪计算结果见表4-26。

调洪计算成果表

表4-26

实施方案 频率 洪峰 流量 （m3/s） 575.4 1160.9 最大 泄量 （m3/s） 518.81 1057.0 库水位 (m) 200 203 水库 容量 （万m3） 43.6 65.8 水库 面积 (万m2) 9.8 12.1 P=5% P=1%

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H库水位（m）H---V曲线（万m ）V库容水库H～V曲线图 - 41 -

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H库水位（m）H---S曲线（万m ）S面积水库H～S曲线图 - 42 -

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4.7河道壅水的影响分析

根据河道雍水分析计算可知，水库建成后。设计洪水为P=5%的干流回水尖灭点距离坝址约为0.64km。根据调查结果表明，水库建设淹没涉及夏县祁家河乡窑泉一个行政村。

根据设计洪水回水水面线和坝前水位，调查水库淹没实物指标如下表。

水库淹没主要实物指标汇总表

表4-27

项 目 一、人口 搬迁安置人口 二、房屋及附属建筑物 三、土地 1、耕地（滩地） 2、林地 四、交通道路 五、输电线路 单位 人 m2 亩 亩 亩 Km Km 水库 0 0 61.4 15.4 46 0 0 对淹没影响的专业项目进行复建和一次性补偿处理。

4.8冲刷与淤积分析计算

4.8.1冲刷分析

当河床经过长时间的冲刷后，河床纵剖面将达到河床泥沙停止起动的状态。在河床组成为均匀的中细沙及下泄水流基本为清水的条件下，当冲刷后流速降至起动流速时，河床冲刷便将停止。受河床形状的影响，地形开阔断面或深滩易淤积，陡坎易冲刷。

根据“水电水利工程泥沙设计规范条文说明”：山区河流，河床为卵石或基岩，河岸为山体，天然河流输沙不饱和，工程修建后随着洪水加大，大坝上下游水位差将减少，下游河流冲刷不明显，下游水沙条件改变不大，

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对下游影响也不显著，且在设计中已考虑消能防冲措施。因此，水库行洪论证不对下游冲刷作定量分析计算。

水库无防洪任务，对于下游河道来说，其水沙条件建坝前后变化不大，因此，本工程的修建，对下游的冲刷影响甚微。 4.8.2淤积分析

影响水库泥沙淤积数量和分布的因素是众多的，主要有：库区地形、来水量、来沙量、水库运行方式、水库泄流规模和泄流方式 、库容的大小、支流的汇入等。一般在同一座水库中，若保持较高的运用水位，而且库水位变幅较小，则易出现三角洲淤积；若降低水位防洪排沙运用，则易出现锥体淤积；若坝前运用水位变幅较大，则易出现带状淤积。

根据陕西省水利科学研究院和清华大学水利系研究的经验公式：

V?10?4K?Ws入?i0

K<2.2 为锥体，K>2.2 为三角洲或带状。 式中：V—正常蓄水位以下库容，V=43.6万m3；

Ws入—入库沙量；

i0—库区河床比降，i0=17.5‰。

经计算，经计算，水库在其工程设计使用期限内上坝址K=1.44～0.29 为锥体淤积形态。 4.9河势影响分析

河势就是河流形态发展和自动调整变化的趋势。它的变化与河流地质地貌条件、水文泥沙情势、人类活动影响等密不可分，河势稳定是减免洪灾、发展经济的重要保障，项目开发与建设应保持河势稳定和保障行洪通畅。水库坝址所处河段属于山区稳定弯曲性河流，河道多呈“V”型，河岸主要为岩石，河岸整体稳定，河段总体为山区稳定性河段，主槽位置稳

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定。

工程建成后，河流的地质地貌条件、河床地层的组成均没有大的改变。在枢纽上游，由于河道水流流态和河相关系受到工程建设影响有一定程度的改变，可能造成河床再造床过程，决定这一现象的控制参数一般使用河宽这个参数，只要河道的河宽满足稳定河宽，河床便趋于稳定。水库建成后，水库回水范围内由水库水面代替了原河道，水面远大于原河道宽度，但经库岸稳定分析，库岸总体平缓，无大的不良地质体，岩层倾角平缓，蓄水后有局部小规模的滑塌与库岸再造问题，对水库影响较小。因此，库区河床是稳定的。枢纽上游主流水位抬高，水面顺直。库区段水流流速会降低，坝址下游处由于水位高差较大，水流较紊乱，库区泥沙淤积在一定时期内达到冲淤平衡，河床通过自动调整达到平衡状态，枢纽上下游河道汛期行洪时，基本维持天然河道的水文泥沙情势，整个河段的洪水基本不会发生时空上的改变。

综上所述，本河段的河势是稳定的。

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5 防洪综合评价

5.1与现有水利规划的关系与影响分析

水库工程可实现流域水资源的优化配置和可持续利用，符合水资源管理要求，其规模、开发方式等主要工程特性指标符合上级主管部门的相关批复。项目适应我省水利发展的要求，工程建设完成后，有利于当地经济发展，具有较为明显的经济效益，达到优化配置、合理利用水资源的目的，服务于当地国民经济建设和社会发展需要。

5.2与现有防洪标准、技术要求和管理要求的适应性分析

水库建筑物的防洪标准为：挡水建筑物及泄洪建筑物按20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核；下游消能防冲建筑物洪水标准采用20年一遇设计；导流挡水建筑物和导流泄水建筑物按枯水期（10～5月）5年一遇（P=20%）的洪水标准设计，下游围堰的堰顶高程根据度汛下泄洪水流量确定；大坝施工度汛标准采用20年一遇（P=5%）全年洪水。

水库施工洪水标准满足《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的要求，对库区内各影响对象采用的处理措施符合《防洪标准》（GB50201-94）以及《水利水电工程建设征地移民设计规范》（SL290-2003）规定。建筑物的防洪标准与《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）对水库兴建的有关规定相适应，所以，水库的兴建与河道防洪标准是相适应的，项目建设是符合有关河道管理要求的。 5.3对行洪安全的影响分析

由于大坝的拦蓄作用，使库区水位雍高，完全改变了原来天然河道的行洪条件。主要影响有三个方面：一是大坝的阻隔使天然洪水通过设置的泄流建筑物泄洪，大坝下游河道及河岸可能造成一定的冲刷和破坏；二是

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库区河段水位抬高、流速减慢，对库区河段沿岸造成一定的淹没，对库岸可能造成浸没影响，库尾河段泥沙淤积和回水可能造成库尾河段行洪不畅；三是洪水期水库对下游河道具有一定的滞洪作用，削减天然洪水洪峰流量，减小了洪水对下游河道的负面影响。

一 对泄洪河段的影响

泄水建筑物为无闸开敞式溢洪堰，从枢纽布置看，冲坑对大坝不会产生影响，冲坑后坡满足规范要求。泄洪河段除本工程的建筑物外，无其它建筑和设施，且泄洪河段两岸大多基岩裸露，冲刷对河床的影响有限。

二 对库区河段的影响 （1）水库淹没影响分析

水库坝址以上河段主要是主要是以峡谷河段为主，两岸坡较陡，淹没一定数量灌木丛和荒地，以及部分田土。

水库淹没将对库区造成不可逆转的影响，必须对受影响的人口进行妥善的安排，对淹没的土地及相关设施按国家有关政策进行补偿。 （2）库岸浸没影响分析

库区迴水范围周边无重要村镇及工矿企业。经调查，库区无规划开采的矿藏及名胜古迹分布。水库蓄水后有一定的淹没损失，浸没损失不大。

（3）库岸崩塌、潜在滑坡的影响分析

库区河谷两岸较宽缓，自然边坡稳定，发生较大规模滑坡的可能性不大；因此，水库蓄水后，除局部岸坡发生小的崩塌现象外，不会发生大的库岸坡稳定问题。

库区总体为峡谷型河谷，河谷多呈基本对称“U”型横向谷，岩层缓倾下游，局部为陡岩，两岸多为荒坡，基岩多裸露，无较大规模的不稳定

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岩土体分布，水库蓄水后，局部岸坡可能发生小的崩塌掉块现象，不会发生大的库岸坡稳定问题。

（4）库区水位提高及库尾回水的影响

建库后，库区水位抬高将形成新的库区水域，必然造成淹没。由于大坝的拦蓄作用，洪水来时，库尾回水翘尾巴增加淹没损失。必须根据《水电工程建设征地移发安置规划设计规范》（DL/T5064-2007）及相关的法律法规进行补偿。

三 对下游河段的影响

水库下游无建筑物，分别对100年、20年、5年一遇洪水进行调洪计算，结果表明水库没有产生人造洪水，由于水库具有多年调节性能，对洪峰有很大的消减作用。泄洪建筑采取相应的消能防冲措施，通过水力学计算，射程/冲坑的安全范围值为（1：3～1:6），射程/冲坑的比值均在此范围内，因此是安全的。 5.4对河势稳定的影响分析 5.4.1对水流流态及深泓的影响

工程建成后，河段本身已经由原来的河道形式变为现在的水库形式，河水流速降低并趋于稳定，因此其局部流场的变化影响较小，整体而言对水流流态不会有大的影响。另外河道水流流速降低并趋于稳定，水流的携沙能力降低，造成泥沙淤积，因此河道的深泓将受此抬高，运行多年后达到冲淤平衡。水库下游河段来沙量减少，因此河道深泓点抬高速度较缓慢，变化不明显。

5.4.2对水流流速及河道冲淤的影响

工程实施后，使河道水位壅高，由于挡水坝的建设，水库蓄水后，河道水流流速较建设前的流速减缓，水流的挟沙能力逐渐减低，会导致库区

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河床产生明显的冲淤变化。

对于水库下游河道，水库具有一定的拦沙作用，下泄泥沙有所减少，会使水库下游河道有一定的冲刷。在工程设计中已经考虑了对下游河道的工程防护，河道受冲刷的影响较小。所以建坝对下游天然河道的河势稳定基本无影响。

5.5对防汛抢险的影响分析

水库坝址两岸及上游P=5%的回水尖灭点左右岸均无重要防洪对象。沿岸的永久公路有利防汛抢险的实施。运行期，对库区受影响的公路进行重建，使得库区内公路的标准有一定程度的提高，对防汛抢险也有积极影响。 5.6产生山洪、泥石流的影响

工程枢纽本身不会产生山洪、泥石流，渣场和料场均位于冲沟边上，在渣场堆放弃渣之前先修建拦挡措施。经过仔细研究主体工程设计结合实际情况考虑设置重力式挡渣墙对弃渣进行拦挡。在堆放顶部修建排水沟进行拦截上游坡面降水；堆放结束后对渣面进行整治、植被恢复。故渣场不会引发山洪泥石流。

在料场开采之前，在开挖线上缘根据地形设置排水沟，拦截上游坡面汇水，并通过料场坡脚的公路排水沟排入河道。由于料场的开采将会产生较为陡峭的裸露面，设计在开挖结束后，在陡峭的裸露面下采取浆砌石护脚，对开挖面进行防护，防止开挖裸露面零星石块脱落滚到进掌布公路上，影响交通安全。料场在取料结束后，对表面清理平整，边坡进行修整，清除不稳定的碎石块，坡面尽量平顺。设计弃渣场在开采结束、表面清理平整后用推土机从附近的临时堆放表土场地进行回填覆盖、植被恢复。故料场亦不会引发山洪和泥石流。

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夏县晋平黄河生态旅游开发项目 防洪安全评价报告

5.7水库大坝防洪综合评价

拦水坝为浆砌石重力坝，坝顶高程205.000m，溢流堰顶高程200.000m，最大坝高18.28m。坝顶长80m，顶宽4.0m。溢流段长48m，分7孔泄流，单孔净宽6m。溢流段采用连续式消力塘消能。冲沙洞直径1.5*2m，长25m。

调洪计算成果表

实施方案 洪峰 频率 流量 （m3/s） 575.4 1160.9 最大 泄量 （m3/s） 518.81 1057.0 库水位 (m) 200 203 水库 容量 （万m3） 43.6 65.8 水库 面积 (万m2) 9.8 12.1 P=5% P=1% 由以上调洪结果可以看出，20年一遇洪水位为200.00m，最大泄量为518.81m3/s；100年一遇洪水位为203.0m，最大泄量为1057.0m3/s，坝顶高程205.00m，水库大坝满足20年一遇洪水设计及100年一遇洪水校核标准要求。

水库拦水坝满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）要求的百年一遇校核洪水标准；冲沙洞能正常冲沙行洪，溢流段消力池防冲设施完好，泄洪通道顺畅。但拦水坝溢流坝段的交通桥没有完成。

根据《水库大坝安全评价导则》的大坝防洪安全分级表(附表B1)，大坝防洪安全性级别为B级。

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