淺談洞觀水河流水系治理及水文規劃設計

李 新

（惠東縣廣源水利水電工程勘測設計有限責任公司,廣東 惠東 516000）

1 工程概況

觀洞水為東江左岸一級支流,發源于黃洞嶂,分水嶺最高峰為阿公石370.84 m,壩址以上集雨面積41.6 km2,干流河長14.62 km,河床平均比降為0.00193。水流出庫約5 km后,途徑江里村、廣和圍、廣和閘流入東江。觀洞水廣和水閘斷面以上區間集雨面積為19.48 km2,天然河長8.68 km,坡降0.0032。水庫下游分南北兩片,南片為潼湖片,北片為廣和片。南片由北向西南逐漸開闊,坡度較緩,土地平坦,耕地肥沃,連綿成片,很適宜開發高產農業；北片,由東向北開闊,地勢東西高,中間低,土地肥沃。南北兩片均為惠州市的主要產糧區。

2 治理現狀

在河流治理方面,很多地方政府都是將關注的重點放在了大江大河的治理中,沒有認識到中小河流治理的重要性,導致其存在有不少亟待解決的問題。

2.1 基礎設施薄弱

基礎設施薄弱是大多數中小河流都存在的一個具有普遍性的問題,我國中小河流數量眾多,分布面積廣,管理難度大,多數都沒有能夠建立起全面系統的管理體系。相關統計數據顯示,在我國,約有60%以上的中小河流未經治理,已經治理過的依然有接近70%的河流達不到國家規定的防洪標準,存在基礎設施薄弱的問題,很多地方都僅設置了基本的排污溝和防洪道,又或者即便有閘壩、堤防等,也沒有能夠對其進行有效應用,設施在年久失修的情況下,難以應對極端天氣。

2.2 河道淤積嚴重

受上游淤泥帶入作用的影響,水體對于河床的淘刷作用不斷增多,加上部分河段存在有河坡開墾、傾倒生活垃圾等問題,進一步加劇了河道淤積的情況。雖然地方政府對于河道進行過相應的疏通,但是依然有部分河段的治理不到位,后期管理不善,影響了洪水的正常通過,也無法將河道自然生態所具備的景觀效應很好地表現出來。

2.3 水文規劃不足

不少中小河流在開展治理工作時,準備工作不到位,沒有能夠從流于整體的角度落實好水文規劃設計,導致在具體實施環節,容易出現變更巨大的情況,治理效果無法達到預期。同時,新的發展環境下,生態文明理念得到了越來越多的關注,河流治理工作無法滿足實際管理需求,人們對于水資源開發利用以及生態環境保護的要求也在不斷提高。

2.4 生態環境破壞

中小河流有著相對優越的沿岸資源環境,人口相對聚集,分布有大量的村莊和城鎮,在推動沿線經濟發展方面發揮出了積極作用,但是也因此而面臨著廢水廢棄物排放的問題,不僅水質遭到了污染,流域整體的生態健康也會受到威脅。河流沿線分布有密集的排污口,部分廢水在未經處理的情況下直接排放到河流中,引發了水體富營養化的問題。

3 水文規劃設計

3.1 做好統一規劃

在針對中小河流進行治理的過程中,想要保障治理工作實施的質量和效果,需要做好綜合治理以及統一規劃,利用好專項治理資金。前期需要做好科學規劃以及可行性分析,確定好明確的防洪標準,依照項目的重要性對其進行排序,開展針對性治理。結合工程實踐中的治理經驗,可以明確,在實施規劃編制環節,需要做好河流治理情況的全面調查分析,找出需要解決的問題,加強與上下游區域政府的協商,確定好統一規劃標準,開展綜合治理。為了能夠最大限度地保障治理工作的質量,規劃階段需要將社會問題、生態問題和經濟問題全部考慮在內,保障治理方案的針對性,明確治理次序,通過循序漸進的方式來保障治理效果。

3.2 加強流量監測

區域內建立相應的氣象監測系統,可以實現對于河流水位情況、區域降水量的定量監測,系統主要由2個水位站、3個雨量站和1個工作中心站組成。

1）水位站2個：設于觀洞水庫大壩附近（主、副壩輸水涵管啟閉機室）。水文站的主要作用是對河道面積和控制面積的相關資料進行統計,要求將兩者的面積差控制在30%以內。水文站需要對較長時間區間內的洪水資料進行收集,要求不少于30年,在對收集到的資料進行使用時,需要關注其可靠性、一致性以及代表性,為河流治理提供良好支撐。

2）遙測雨量站3個：設于觀洞水庫大壩附近（主、副壩輸水涵管啟閉機室及庫尾）。雨量站的主要作用是對降水量進行監測,借助瞬時單位線和相應的推理公式對洪水數值進行計算,考慮到該河流的流域面積相對較大,需要做好相關數值收集,并考慮水庫本身的調節性。

3）水情自動測報系統工作中心站1個：布置在觀洞水庫管養房,中心站設一臺水情信息服務器/工作站,打印機、GPS、電源設備等與工程管理信息系統共用。

氣象預報主要通過與地方氣象部門合作,利用當地氣象局的實時監測數據進行水庫所在流域范圍內的短期、中期與長期天氣預報。同時通過中央氣象臺、珠江委水文局等氣象信息網獲取影響流域天氣的預報信息與臺風監測預測信息進行天氣預報。

3.3 開展泥沙調度

泥沙調度可以對河道進行疏通,提升河道的行洪能力。集雨面積范圍內無實測泥沙資料,結合調查和影像資料,水庫壩址以上流域范圍內植被良好,樹木茂盛,間有經濟作物,屬于輕度侵蝕區。本次主要采用2006年廣東省第三次土壤侵蝕遙感調查報告成果,根據該成果,觀洞水庫所在流域平均侵蝕模數為429.55 t/（km2·a）。水庫泥沙主要屬懸移質,水庫淤積量的計算采用《水利工程應用水文水利計算》的經驗公式計算：

式中：V淤為水庫多年平均淤積量,m3；R0為年平均輸沙率,t；β為泥沙容重,數值為1.4 t/m3。

根據觀洞水庫集雨面積41.6 km2,計算得水庫壩址以上流域多年平均輸沙量為1.79萬t。經估算,水庫自1958年竣工運行64年來,庫底泥沙淤積114.36萬t,泥沙干容重取經驗值1.4 t/m3,計算得到泥沙淤積體積為81.69萬m3,占水庫死庫容795.0萬m3的10.28%,低于相應的死水位11.5 m。

按現狀泥沙淤積水平計算,水庫運行50年后,泥沙淤積體積為63.93萬m3,總的泥沙淤積體積145.62萬m3,小于死庫容,泥沙淤積仍在死水位11.5 m以下。由此可知,50年后泥沙淤積高程小于11.5 m,低于輸水涵管進口底板高程11.5 m,因此泥沙淤積基本不會對取水產生影響。

3.4 關注生態用水

在滿足觀洞水庫下游生態保護、庫區水環境保護和水生物多樣性保護要求的基礎上,充分發揮水庫各項防洪與興利功能,使水庫對下游生態和庫區水環境造成的負面影響控制在可承受范圍之內,并有利于逐步修復生態和環境系統。保障河道生態基流,維持河流生命健康。生態用水調度任務是滿足防洪、灌溉任務的同時,滿足河道內生態環境用水要求。

參照《河湖生態環境需水計算規范》（SL/T 712-2021）,最小生態流量原則上按河道多年平均流量的10%～20%確定。觀洞水庫多年平均流量為1.12 m3/s,多年平均流量的10%為0.112 m3/s,多年平均流量的20%為0.224 m3/s。為保障下游河道生態用水及壩下河道不斷流,全年平均生態流量原則上不低于0.112 m3/s,最低生態需水量為353.2萬m3/年。在90%保證率的枯水年生態用水量基本按照最低生態需水量來供給,即考慮均勻連續生態供水,平均生態流量最小為0.112 m3/s。按照“水利工程補短板、水利行業強監管”的工作要求,生態修復工程是“補短板”的一大方面,維護河湖健康生命是江河湖泊監管的重要內容。因此,需嚴格按照調度要求做好生態流量泄放工作,為保證水庫下游河道不斷流,生態流量應24小時連續泄放。

3.5 加強泄流管理

從強化河流水系防洪能力,規避河流洪澇災害的角度,需要做好相應的泄洪管理工作。河流水位與泄流量的關系見圖1。

圖1 水位～泄流量關系曲線

3.6 強調因地制宜

在中小河流水文規劃設計中,應該強調因地制宜原則,對河流特征和治理規劃中存在的問題進行分析,以此為基礎,確定好相應的管理制度體系。應該對相關責任進行貫徹落實,做好前期各項工作,將管理資金落實到位,優化管理程序,制定出具備良好可行性和可操作性的管理措施。相關工作人員應該結合實際情況,做到實事求是,確認河流所處區域的氣候、水文、土壤成分等信息,對河流治理中的現實問題進行解決。應該依照中小河流所處區域的實際情況,制定出具有針對性的水文規劃設計方案,提升方案的實效性。

4 結語

中小河流治理及水文規劃對于河道環境的優化有著積極意義,尤其是可持續發展理念不斷深化背景下,河道污染治理的重要性越發凸顯。為了保障河道治理的目標,避免河道堵塞、生態破壞等問題的重復出現,有關部門應該從河流治理的現狀出發,分析存在的問題,做好中小河流水文規劃設計,強化河流治理的效果,將河流在推動社會經濟穩定發展方面的作用充分發揮出來。