石佛寺水庫位于沈陽市沈北新區黃家鄉,距沈陽市區47 km,是遼河十流上唯一座以防洪為主,兼顧生態、供水的大型控制性水利工程,屬于河道型平原水庫。工程主要由主壩、副壩、泄洪閘、穿壩建筑物等組成。閘壩全長42.6km,其中主壩長12.4km,副壩長29.9km,泄洪閘16孔、總寬248.5m。工程按100年一遇洪水標準設計、300年一遇洪水標準校核。壩址以上控制流域面積16.48萬k㎡,總庫容1.85億時。庫區淹沒范圍為50.41k㎡,回水長度21.17km。
1 石佛寺水庫生態風景區規劃概況
1.1 俄臺生態景觀
規劃的左岸主壩迎水側俄臺區,分3段區域與3處親水設施分別進行景觀規劃設計。俄臺生態景觀規劃總長6.5Okm,其中,3.5Okm為原有樹木生態景觀區,1.OOkm為摩紋花帶、花壇休閑廣場區,2.OOkm為采葉林生態景觀區;在3個區域中設計有親水平臺、親水棧道、親水廣場\\(碼頭\\)等。
1.2 人工島生態景觀
規劃島嶼面積13.72h㎡,其中,湖心島5. 35 h㎡柳島2.67h㎡,游樂島5.7h㎡。在島中補植景觀喬灌花等植物,建設游人碼頭、休閑亭、雨路、棧橋、沙灘等休閑設施。
1.3 果蔬采摘區
規劃在明沈公路東側與主壩迎水側區域,充分利用現有土地資源優勢規劃800畝蔬菜種植區\\(300畝溫室蔬菜種植區和500畝大田蔬菜種植區\\);規劃1500畝瓜果種植區\\(1200畝果林區和300畝瓜田區\\)。按季節分時段對蔬菜、瓜果進行觀光、采摘,并在農產品銷售區進行二級產品供銷。見圖1。
2 防洪分析計算
將石佛寺壩址至其以上約21km的區域作為該次水力計算的建模區域,模型橫向邊界以河道兩邊堤防及山體控制。選取9個斷面,采用DHImike2l軟件中的HD模塊對區域現狀以及生態景觀建設后情況進行二維流場計算。
2.1 地形資料
地形資料為2009年5月由遼寧省地礦測繪院測量的庫區及回水區1:5000平面地形圖。
2.2 參數選取
糙率為模型中的主要參數,通過現場查勘,參照《水力學計算手冊》,并結合《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程初步設計報告》回水計算中選取的糙率值,確定河道主槽糙率為0.02,邊灘荷花及筒稽草區域糙率為0.08,林木區糙率為0.l,其余為0.06。
2.3 邊界條件
本次建模設置邊界兩個,即上游為恒定流量邊界,下游為恒定水位邊界。該次生態景觀規劃工程防洪標準均為5年一遇,石佛寺水庫主壩及副壩的設計標準為100年一遇洪水,故該次計算5年一遇和100一遇年兩個洪水標準下工程前后的流場情況,邊界條件采用《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程初步設計報告》中水位流量成果:5年一遇洪水所對應的水位和流量分別為46.80m和2729m3/s。100年一遇洪水所對應的水位和流量分別為50.22m和5412m3/so2.4 模型概化。
該次俄臺上布置的園林小品基礎直徑3.5m,基礎頂高程略高于5年一遇水位,計算中將其概化為底面直徑為3.5m的圓柱形橋墩參與流場計算。而親水平臺及親水棧道等部分深入水中,其影響也按分布式橋墩來考慮。俄臺上新植灌木及樹林帶、果蔬采摘區等不改變原來地面高程,只增加水流阻力,因此用增加糙率的形式來考慮。規劃島高程略高于5年一遇洪水位,即5年一遇洪水時規劃島不淹沒。
2.5 計算結果
石佛寺水庫初設及該次計算工程前后堤防附近水位差見下表,現狀及工程后流速見圖2、圖3,局部流場\\(小島及新植樹區域\\)對比見圖2、圖3,工程前后100年一遇洪水流速及局部流場詳情見圖4、圖5。
3 石佛寺水庫生態風景區建設對防洪安全的
影響分析
石佛寺水庫水利風景區建設對兩岸防洪安全的影響主要從工程建設變化對現狀堤防\\(主壩和副壩\\)結構的影響以及工程布置對區域內水位、流場等力一面的影響來進行分析。
3.1 工程對現狀堤防結構的影響分析
根據《遼河石佛寺水庫樞紐一期工程初步設計報告》,石佛寺左岸主壩及左岸副壩、右岸副壩均按100年一遇標準設計。主壩及副壩的設計都結合地層巖性,為保證壩體的滲流穩定及壩體滑動穩定等,分段采取了不同的防滲、加固及防護措施。生態景觀建設工程近期規劃在左岸主壩迎水側俄臺區。左岸SOm的土質俄臺為后期修建,非堤防結構的一部分?,F狀俄臺上主要為局部林帶,其余為雜草帶。近期生態景觀規劃中親水臺、游道等的設置主要集中在俄臺的臨水側,不會破壞原堤防結構。
3.2 風景區建設對區域內水位的影響分析
從前面表中可知,布置工程區域的堤防附近工程后較工程前水位最大升高約2cm,且其影響越靠近回水末端越小。整體來看工程后區域內水位變化不大,對兩岸防洪工程影響甚微。
風景區工程建設完工后石佛寺水庫調度運用力一式不變,故不會因壩址水位變化而對上游水位產生影響。
3.3 生態景觀建設對區域內流場的影響分析
從圖2、圖3可以看出,5年一遇洪水條件下整個模型區域內流速變化不大,僅在規劃果蔬采摘區及沿河新植灌木或林木帶流速有所減小,較工程前平均減小0.2m/s左右。如圖2、圖3所示,局部流場即規劃島附近流場變化較大,但流速均在lm/s以下,其影響程度有限。同樣,從圖4、圖5中可以看出,100年一遇洪水條件下,除規劃島、新植灌木及林木帶和果蔬采摘區附近流速較工程前稍有降低外,其余流速基本不發生明顯變化。從水流流態來看,只有規劃島附近存在局部繞流現象,但其影響范\\(上接第41頁\\)圍有限。故整體來看工程前后流場變化有限,近期不足以對防洪工程產生不利影響。
3.4 石佛寺水庫水利風景區建設對防汛搶險的影響
石佛寺水庫庫區原防汛搶險通道即為主壩、副壩的壩頂路面。景區內交通道路擬利用現有副壩路為主道路,主道路在近期規劃中不作為游覽道路,只作為應急事故道路;利用俄臺規劃6. 0m寬次道路\\(觀光路、景觀路\\)。故工程建設后主、副壩路面不改變其作為防汛搶險通道的作用。且汛期景區關閉,次道路可以作為防汛搶險通道的補允。
3.5 河道行洪對石佛寺水庫水利風景區建設的影響
a.當發生5年一遇洪水時,工程建設后魯家大橋以下灘地平均水深3m左右,俄臺上平均水深約為0.5m,灌木花卉等可能會不同程度受淹;左岸果蔬采摘區水深1一2.5m,淹沒損失較大。
b.河道行洪時水流對河道及灘地的沖刷加強,影響大棚、親水棧道、園林小品等設施的基礎穩定性,以及植被根系的穩定性。
c.遼河為多泥沙河流,洪水含沙量較高,在規劃采摘區、灌木花卉帶及林帶、園林小品周圍等流速較小的區域容易落淤而對工程造成不同程度的損壞。
4 結語
a.該次生態景觀規劃建設從水位和流速力一面來看對兩岸防洪工程基本無影響,局部流場變化可在-定范圍內消除。局部流速減小區域可能引起淤積,應注意觀察風景區建設引起的泥沙淤積,并按照水庫設計運用要求進行清理,進而減小對防洪工程的影響。
b.石佛寺水庫水利風景區建設對防汛搶險影響不大,但要注重汛期閘門前漂浮物的清理。
c.當發生5年一遇以上洪水時,河道行洪會使景觀設施受到不同程度的損壞和損毀。