晋源区清水河缓洪区范围分析报告.docx

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1、晋源区清水河缓洪区范围分析报告太原碧蓝水利工程设计股份有限公司二。二二年六月晋源区清水河缓洪区范围分析报告李雪洁项目负责：周林康技术负责：王腾报告编写：尹玉娟1综述实施汾河流域防洪能力提升工程，对于保障人民生命财产安全、促进经济社会高质量发展具有重要意义。今年以来，我省积极推进汾河流域防洪能力提升工程建设各项工作。针对汾河流域防洪体系上存在的短板和问题，省水利厅组织编制了汾河流域防洪能力提升工程实施方案，提出以防洪保安全为目标，通过工程措施与非工程措施相结合，实施对汾河干流和流域面积200平方公里以上流经市、县、乡镇政府所在地的支流以及2021年秋汛洪灾水毁严重的支流进行系统治理。清水河为汾河

2、的一级支流，是太原市南部城区防洪、排涝的主要河道，加快清水河防洪能力建设，进一步补齐防灾基础设施短板，对提升汾河流域防洪能力具有重要意义。根据太原市城市防洪排涝专项规划(2014-2020),清水河防洪系统中，清水河主河道及支流明仙沟、马坊沟的设计标准均为50年一遇，现状河道均达不到设计标准。目前已规划在明仙沟和马坊沟建设缓洪池进行调蓄。现状清水河入汾口为浆砌石穿堤箱涵，尺寸为2.1X2.15m,过水面积较小，无法有效泄洪，导致洪水期河道水位壅高存在洪水漫堤危险。2022年汾河流域管理局有限公司拟在此修建一道水闸，水闸主要功能为挡水、泄水，当清水河发生洪水时打开闸门泄水使清水河道洪水顺利排入汾

3、河；当汾河干流河道发生洪水或者新二坝正常蓄水期间，关闭闸门挡水防止汾河水倒灌清水河。水闸建筑物等级为1级，汛期过闸最大流量48m3s,清水河入汾河应急排涝流量4m3s。汛期清水河入汾河最大流量为48m3s,其中清水河主河道设计流量12m,明仙沟入清水河设计流量17m3s,马坊沟入清水河设计流量19m3s,防洪标准10年一遇洪水。此工程名称为：清水河（晋源）防洪能力提升入汾口改建工程；承建单位为汾河流域管理局有限公司；设计由山西省水利水电勘测设计研究院有限公司承担；目前工程初步设计已经完成，正在根据审查意见修改待审批过程中。当发生10年一遇以上洪水时，清水河河道中洪水无法及时排出导致水位升高由两

4、侧堤防漫溢，将严重威胁到清水河沿岸居民生命、财产安全。为保障清水河近汾河段的堤防能够安全运行，使清水河防洪标准提升至规划50年一遇洪水标准，拟规划在清水河入汾河口上游、南部退水渠两岸低洼地带设置缓洪区。2.流域概况2.1 河流水系(1)清水河清水河起始于晋阳湖东南，是晋源区的一条退水渠，为农用排涝而建，于晋祠镇南张村牛角梢汇入汾河，全长16.5km。渠道断面为梯形，底宽210m,顶宽822m,渠深25m。纵坡3.9%。雨水收集范围包括风峪河以南，西起西边山、旧晋祠路，东至新晋祠路，汇水面积38O2k11明仙沟及马坊沟为清水河的两条支流，分别于晋源镇小站营村附近及东庄村汇入清水河。明仙沟发源于晋

5、源区晋祠镇庙前山区，自西向东流经明仙村、晋祠村、赤桥村、北大寺村、小站营村共5个村庄，在赤桥村西南角出山，于北大寺龙兴苑小区东侧汇入清水河，流域面积8.0km2,长度8.6kmo出山口上游河长5.74km,下游河长2.88km。出山口至晋祠高速收费站河段已完成治理，河宽1325m,堤防高l-3m。马坊沟自西向东流经马坊村、晋源镇、长巷村等，在万花堡村汇入清水河，流域面积638km2,全长7.17km。出山口上游河长4.18km,下游河长2.2km0(2)南部退水渠南部退水渠起始于晋源区晋源街办风峪河快速路南岸，流经晋源街办、姚村镇，于高家堡村汇入汾河，总长20.98km。承担风峪河以南、清徐白

6、石河以北3个乡镇的33个村降雨和11万亩农田的排退水任务。原设计标准为20年一遇，一日降雨，三日排除，排退水流量IOm3s,纵坡O.25%oO.4%o,渠道断面为梯形，深1.94.9m,底宽3-12m,上开口宽820m,边坡比为2.2 水文气象晋源区属典型的温带半干旱大陆性季风气候，干旱多风，雨量集中，蒸发强烈，四季分明，昼夜温差大及无霜期短为其典型特征。晋源区内多年平均降水量为507mm。降水量的年际、年内及地域分布极不均匀，最丰水年的降水量是最枯水年的三倍多。年内60%的雨量集中在汛期69月份。降水量的地域分布特征，一般为山区大于盆地，西部大于东部，中部大于北部和南部。石千峰至庙前山一带为

7、暴雨中心，对晋源区地下水补给较为有利。晋源区内多年平均蒸发量1871.8mm,多年平均气温8.IC,七月份最高，平均为228C,极端最高气温39.4C,一月份最低，平均为-6.3C,极端最低气温-25.5C。平均相对湿度60%,标准冻深0.74m,无霜期160天左右。主导风向冬春为西北风，夏秋为东南风。2.3 水文基本资料清水河控制流域内无水文测站，属无资料地区，但晋源区内有2处水文测站，分别为董茹水文站、店头水文站。（1）董茹水文站董茹水文站位于山西省太原市晋源区金胜镇董茹村冶峪沟上，地理坐标为东经112。2夕，北纬37。471距离位于柳子沙河工程约13km,距离明仙沙河约9km。集水面积1

8、8.9km2,断面以上主河道长度为86km,主河道平均坡度为40.7%。，流域形状系数0.256。该站于1956年7月1日由山西省水利厅设立，为太原暴雨径流实验站。1957年断面下迁450m,1963年改名为董茹径流站。根据1977年6月黄河水利委员会刊印出版的黄河流域特征值资料董茹站改名为董茹（二）站。该站水文下垫面产流地类共有2种，分别为耕种平地1.6km2,占集水面积的8.6%；砂页岩灌丛山地17.3km2,占集水面积的91.4%。流域内有配套雨量站2个，平均每站控制流域面积为9.45km2o（2）店头水文站店头水文站位于山西省太原市晋源区店头村的风峪沟上，地理坐标为东经lllo25S北

9、纬37。45%距离位于柳子沙河工程约7km,距离明仙沙河约3km。点头水文站集水面积33.9km2,断面以上主河道长度为10.1km,主河道平均坡度为51.6%。，流域形状系数0.332。该站由山西省水文总站于1975年6月1日设立，2004年1月下迁50m,更名为店头（二）站，1996年9月领导机关变更为山西省水文水资源勘测局。流域内有配套雨量站3个，平均每站控制流域面积为11.3km2o该站水文下垫面产流地类只有1种，全部为砂页岩灌丛山地。根据点头水文站数据：流域内多年平均降水量为528.8mm流域最大降水量为833mm,最小年降水量为241.9mm。多年平均河川径流量为37万11f,折径

10、流深10.9mm,多年平均年径流系数0.02U2.4 洪水2.4.1 暴雨洪水特性清水河流域降雨一般于四月下旬逐渐增加，降雨日数也逐渐增多。暴雨最早出现于5月下旬，69月暴雨日数占全年出现日数的62.2%以上。根据流域附近雨量站多年资料分析，大暴雨主要发生在7、8两个月，9月份暴雨日数明显减少。流域洪水由暴雨形成，发生时间与暴雨产生的时间相应，一般多发生在79月，洪水的地区分布不均。暴雨是河道中产生洪峰的主要原因，由于流域内易发生局地性短历时的暴雨，且流域比降较大、植被较差，因而多形成峰高量小、历时较短、陡涨陡落的尖瘦型洪水，洪水年际变化较大。2.4.2 设计洪水清水河控制流域范围包括清水河主

11、河道、明仙沟、马坊沟，无实测洪水资料，属无资料地区，本次设计洪水采用山西省水文计算手册（以下简称手册）进行计算。（1）流域特征值流域特征参数包括流域面积、主河道长、流域平均坡度、流域平均宽度等，以上参数由1:5万地形图量算。清水河流域特征参数见表2-Io表21流域特征参数控制流域流域面积（km2）主河道长（km）流域平均坡度（。）清水河38.216.51.052(2)设计暴雨由手册附图15至附图24查得各定点暴雨均值及CV值，检查合理后计算设计“点”雨量流域平均值，然后通过点面折减系数求得设计面暴雨，见表2-2。表22控制流域点暴雨参数表控制流域参数各历时暴雨参数IOmin60min6h24h

12、3d清水河均值1227466579Cv0.650.580.560.50.53点雨量P=2%(mm)35.372.7120.7157.0199.0折减系数0.820.840.910.940.96点雨量P=2%(mm)28.861.4109.3148.1191.6(3)产汇流计算由手册附图2至附图4查得各控制流域产流地类和汇流地类，汇流计算采用流域模型法、推理公式法及经验公式法计算，并采用水文比拟法进行复核，4种方法的计算结果差别较小。设计洪水计算成果见表2-3O表23控制流域设计洪水计算结果对比表计算方法P=2%洪峰流量(m3s)P=2%洪量(万m3)流域模型法263推理公式法239.9298.

13、2经验公式法264.1水文比拟法店头水文站247.42882.5 缓洪区运用几率分析根据清水河（晋源）防洪能力提升入汾口改建工程实施方案，现状清水河能通过10年一遇洪水，对应河道最高水位为766.54m（国家85高程），因此，清水河缓洪区分洪运用条件为水位高程达到766.54m并预报水位还将继续上涨时启用，把水位超过766.54m的几率作为清水河缓洪区分洪运用几率，即频率小于10%,因此，清水河蓄滞水位分洪运用几率10年一遇左右。3缓洪区建设必要性3.1 现状及规划工程根据晋源区水污染攻坚河道综合整治工程初步设计报告，清水河主河道20年一遇设计流量为12n?/s,由于缺少流量资料，从工程偏安全

14、角度考虑，清水河主河道10年一遇设计流量为12m3so明仙沟、马坊沟流域面积按3.6km2和4.1km2取值，计算所得的10年一遇洪水洪峰流量分别为17m3s19m3s,清水河在明仙沟马坊沟河段、马坊沟清水河入汾口河段防洪标准为10年一遇，对应过流能力分别为为29r3s48m3/so根据晋源区水污染攻坚河道综合整治工程初步设计报告，南部退水渠为排涝河道，设计排涝标准为20年一遇，排涝流量11.14m3So3.1.1 清水河水闸3.1.1.1 清水河水闸基本情况根据清水河（晋源）防洪能力提升入汾口改建工程实施方案，在原清水河入汾口，从汾河西大堤外至汾河干流内侧依次布置水闸上游段、闸室段、下游段。

15、上游段布置八字翼墙、穿汾河西大堤箱涵段，箱涵长22m,共4孔，单孔净宽3.5m,净高30m,箱涵壁厚、底板厚0.5m,顶板厚0.5m,箱涵段后接闸室。闸室采用开敞式型式，底板为整体式平底板低堰结构。闸室采用C30混凝土结构顺水流方向（清水河流向）总长15m,底板厚1.Om,闸边墩厚度0.6m,中墩厚度1.2m,闸墩高度6.5m。闸孔总宽19.2m,4孔一联，单孔净度3.5m。闸室底板高程764.5m,闸顶高程771.0m与汾河西大堤顶齐平，闸墩设置检修平台，宽度3.0m。下游段设置八字翼墙、混凝土护底、海漫。闸室内每孔各布置1套工作闸门（汾河干流侧）、下游1套拦污栅（临清水河支流侧）。工作闸门共4套，闸门尺寸3.9x5.0m,挡水高度4.6m,工作门均采用闸墩两侧液压启闭机启闭。叠梁检修闸门布置在临汾河干流侧，4孔共用1套。紧靠闸室侧建一处控制室，面积30m2,室内布置电气控制设备。工程运行原则是当清水河遭遇10年及以上洪水时，水闸全部开启泄洪，设计防洪标准为10年一遇，对应泄洪流量为48m3s,河道末端入汾口洪水位766.54mo3.1.1.2 清水河水闸运行管理