摘 要 本文以板橋河水庫(kù)為例,對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固的原因進(jìn)行了介紹。對(duì)流域洪水資料的代表性問題,多年來(lái)流域平均流量因增長(zhǎng)的徑流系列而減小的原因進(jìn)行的討論,對(duì)該水庫(kù)的除險(xiǎn)加固水文水利計(jì)劃成果的可行性,進(jìn)行了證實(shí)。關(guān)鍵詞 平均徑流量;除險(xiǎn)加固;洪水分析;水文水利計(jì)算成果 本文以板橋河水庫(kù)為例,板橋河水庫(kù)是一項(xiàng)以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼顧城鎮(zhèn)生活供水的中型水利工程,1957年12月開工建設(shè),1959年3月竣工投入運(yùn)行。根據(jù)灌溉用水不斷增加的需要,曾先后于1963、1978、1987年三次進(jìn)行加固擴(kuò),總庫(kù)容已達(dá)7940.0萬(wàn)m3。 1 相關(guān)研究的發(fā)展?fàn)顩r 隨著人類水事活動(dòng)的增加以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在獲取了最大化的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),人們也越來(lái)越關(guān)注其所承受的風(fēng)險(xiǎn)。水利工程投資大,工程艱巨,工期長(zhǎng),項(xiàng)目技術(shù)復(fù)雜,不可避免的在建設(shè)和管理過程中會(huì)受到很多不確定因素的影響,比如說,防護(hù)區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,防洪效益的大小、洪水的頻率以及財(cái)產(chǎn)的增長(zhǎng)率等等。這些隨機(jī)的因素都可以讓工程項(xiàng)目的預(yù)期值和經(jīng)濟(jì)效果產(chǎn)生一定的誤差,也就是說存在這經(jīng)濟(jì)效益方面的風(fēng)險(xiǎn)。 風(fēng)險(xiǎn)決策或者是風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)論,與在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)所采用的方法有著直接的關(guān)系。在這一方面有不少學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)討論,也得出了一些比較有益的結(jié)論。隨著熵理論和矩分析方法的日漸完善,近年來(lái),有學(xué)者將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和概率論、信息熵結(jié)合了起來(lái),構(gòu)建了最大的熵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。 與新建水庫(kù)工程相比水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目有所不同,與續(xù)建、擴(kuò)建、改建項(xiàng)目雖有類似,但實(shí)質(zhì)上也是存在著一定差異的,所以其總體效益難以按建設(shè)階段劃分, 其經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)有一定的特殊性按照增值投資對(duì)應(yīng)增值效益對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是非常困難的,所以,一般來(lái)說水庫(kù)的除險(xiǎn)加固項(xiàng)目一般只能夠按照全部產(chǎn)出和全部投入進(jìn)行整體經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的過程中,在項(xiàng)目的投入部分要把水庫(kù)的除險(xiǎn)加固建設(shè)期離析和投資計(jì)算在內(nèi)。而在產(chǎn)出的效益當(dāng)中,不僅要考慮直接的經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)于消除工程安全隱患等所間接獲取的經(jīng)濟(jì)效益也要進(jìn)行考慮。 社會(huì)效益以及其他經(jīng)濟(jì)效益是除險(xiǎn)加固工程的主要效益。如果誰(shuí)能夠有效地對(duì)洪水進(jìn)行控制,那么水庫(kù)所產(chǎn)生的主要效益就是防洪效益,其通過消除災(zāi)害間接的帶來(lái)了效益,并不是水庫(kù)直接創(chuàng)造的財(cái)富,其主要體現(xiàn)在加固后提高了防洪的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于水庫(kù)的防洪效益,目前一般采用頻率分析法進(jìn)行計(jì)算,也就是通過對(duì)除險(xiǎn)加固前后水庫(kù)所發(fā)生的同頻率洪水所造成的下游淹沒損失情況進(jìn)行比較。而其他經(jīng)濟(jì)效益主要包括,初估增加的蓄水量及因此而增加的灌溉、發(fā)電、防洪、供水等相關(guān)效益。 在工程使用期內(nèi),工程效益分析會(huì)設(shè)計(jì)到洪水隨機(jī)組合所產(chǎn)生的不確定性問題。當(dāng)前的水利工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),沒有考慮到眾多因素的隨機(jī)性和市場(chǎng)的變化,所采用資金的時(shí)間價(jià)值的靜態(tài)分析。 與水庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程相比,水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程基本相同。但是因?yàn)楹芏嗖‰U(xiǎn)水庫(kù)缺乏資金和相關(guān)的基礎(chǔ)資料,要想和新建水庫(kù)一樣擁有詳細(xì)的資料進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的具體分析是不可能的。所以,構(gòu)建一套簡(jiǎn)化的、便于推廣和操作的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,是具有非常重要的實(shí)際意義和理論意義的。當(dāng)前,對(duì)于水庫(kù)除險(xiǎn)加固效益的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究,我國(guó)仍處于探索的階段。 2 問題的提出 本文案例水庫(kù)壩因1956年底興建攔河壩后,河段為人工渠道,較為順直,長(zhǎng)為200m,河床為紅粘土土壤較為穩(wěn)定。板橋河水庫(kù)位于板橋河下游,板橋河屬珠江流域南盤江水系甸溪河三級(jí)支流,發(fā)源于師宗縣鴨子塘山一帶,河流自東北向西南穿谷渲泄而下進(jìn)入板橋河水庫(kù)。水庫(kù)壩址以上本區(qū)控制徑流面積107.6km2,主河道長(zhǎng)26.0km,河道平均坡降6.264‰,流域自東北向西南傾斜,呈狹長(zhǎng)形分布,流域平均寬度僅3.1km,其形狀系數(shù)0.12。河流水系發(fā)育單一,屬中山地貌,地形變化不大,谷嶺相差也不大。徑流區(qū)植被較好,多為云南松,林間有灌木雜草,人類活動(dòng)影響主要集中于下游河谷一帶。但是壩腳局部在庫(kù)水位達(dá)到正常高水位時(shí)形成了流土和管涌,雖然多次對(duì)這一隱患進(jìn)行了處理,但是并沒有得到根本上的解決,造成了水庫(kù)的運(yùn)行只能在低水位,這給防汛工作帶來(lái)很大壓力,也為水庫(kù)效益的正常發(fā)揮帶來(lái)了巨大的影響,對(duì)下游的耕地以及人口的安全造成了嚴(yán)重的威脅。此外,該水庫(kù)溢洪道、土壩均屬于二等建筑物,該水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范應(yīng)該為五千年校核、百年設(shè)計(jì),實(shí)際沒能達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)要求,因此必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固。在除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中水庫(kù)的水文水利計(jì)算,遇到了以下兩個(gè)主要問題:一是洪水資料的缺乏代表性,以此為基礎(chǔ)所推求的設(shè)計(jì)成果缺乏可靠性,必須要進(jìn)行進(jìn)一步的合理性分析;而是原設(shè)計(jì)值與多年平均徑流量相差較大。 3 多年平均徑流量 該水庫(kù)原有設(shè)計(jì)所采用的是1969年~1999年的徑流系列資料,多年平均徑流量為1.37億m3。本次加固設(shè)計(jì)中為30年的徑流系列資料,多年徑流量減少了18.2%以上,少了0.25億m3,為1.12億m3,這是必須要首先進(jìn)行澄清的一個(gè)重要問題。
HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。(密度為0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”,具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能,抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能,以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長(zhǎng)的使用壽命50年,廣泛使用在生活垃圾填埋場(chǎng)防滲,固廢填埋防滲,污水處理廠防滲,人工湖防滲,尾礦處理等防滲工程。
累積均值曲線按照實(shí)測(cè)徑流系列資料進(jìn)行了繪制。通過曲線圖我們得出,均值隨著徑流量系列的增加更趨于穩(wěn)定。通過實(shí)測(cè)徑流系列資料所繪制的累積曲線,我們得知該系列資料有枯水段,也有豐水段。同時(shí)對(duì)降雨量也進(jìn)行了比較,由于本河流域沒有氣象站,因此只有板橋河水文站擁有一部分降水資料,水庫(kù)附近的水文站擁有30年降雨資料。1990年以后,水庫(kù)加強(qiáng)了水文資料的觀測(cè),水位、出流量、降水量、E601蒸發(fā)量觀測(cè)資料齊全,精度較高,且經(jīng)省水文水資源局匯編可供使用。根據(jù)1990年至1999年水庫(kù)水文資料,還原入庫(kù)徑流量系列。1990年至1999年期間的入庫(kù)徑流量系列包含了竹箐河水庫(kù)蓄水,矣維隧洞引水量的影響,所受人類活動(dòng)影響程度基本相同,資料的一致性較好。從以上兩點(diǎn)的分析我們可以得出,本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)成果具有可靠性,徑流系列資料非常具有代表性,原有的設(shè)計(jì)則因?yàn)橄盗卸蹋狈σ欢ǖ拇硇裕虼司哂休^大差距的成果。