府谷清水川煤电一体化电厂三期工程防洪评价

蔺艳琴，赵彦平

（1.陕西省府谷县防汛抗旱指挥部办公室，陕西 府谷 719499，2.陕西省府谷县水利水保工作队，陕西 府谷 719499）

1 概况

府谷清水川煤电一体化电厂项目总装机规模4600MW，分三期建设。本次三期2×1000MW电厂扩建工程位于府谷县境内冯家塔井田，在二期工程东南侧的预留场地上进行扩建（即二期扩建端厂址）。厂址距入黄口约5 km，距上游清水水文站约11 km。根据设计资料，规划面积约60 hm2。工程采用“煤电一体化”建设模式，采用黄河地表水生产，设计防标准为100年一遇。计划于2019年12月第1台机组投产，2020年3月第2台机组投产。项目区位于清水川下游段，为了确保项目安全建设，需对其防洪情况进行评价。

2 河道演变分析

2.1 水文气象特征

项目区属中温半干旱大陆性季风气候，多年平均降水量453.5mm，年平均蒸发量1192.2 mm。降水量年内、年际分布不均，且多以暴雨形式出现。清水川属季节性河流，雨季暴涨，旱季断流。河川径流年内、年际变化较大，并具有“双汛型”（“春汛”和“夏汛”）特征。

2.2 河道及防洪现状

清水川属黄河右岸一级支流，府谷县境内流长47 km，流域面积567 km2。项目区所在清水川河段两岸塬面相对宽阔平坦，河床宽浅、平坦，河宽为120~200 m，水面宽3~5 m，水流居中，水深约15 cm。经现场查勘，已建堤防工程包括一期、二期整个厂区及三期厂址的约2/3段，剩余段为府墙公路既有路堤，与防洪堤自然顺接，目前尚未砌护。清水川电厂东侧的山洪冲沟直对本期厂区，拟在靠山侧设截洪沟导引洪水穿过防洪堤泻入清水川，设计标准采用100年一遇洪水。

2.3 河道演变分析

根据历史资料，清水川主要有以下特点：河道水流受到两岸山体和阶地的制约，自由活动余地较小；由于支流洪水较小，对主流顶冲作用较小，不影响主流流向；河段内存在多处对河流水势起控导作用的山体和陡岸，能使水流长期在这里坐弯，形成相对稳定的河段。因此，清水川河道多年来未出现过大的摆动，河床变形相对缓慢，河床稳定性相对较好，河势基本稳定。

3 洪水影响分析

3.1 设计洪水分析计算

项目区上游11 km处为清水川清水水文站，本次收集了清水水文站1977~1995年共19年的洪峰流量资料系列。与清水川东北相邻的皇甫川流域上的皇甫水文站控制集水面积3175 km2，本次收集了皇甫水文站1953~2015年共63年的洪峰流量资料系列。现采用四种方法分析项目区所在河段的百年一遇设计洪峰流量：

（1）采用清水水文站资料系列的P-III型频率曲线适线法

将清水水文站1977~1995年年最大洪峰流量组成系列，采用皮尔逊III型曲线，以矩法计算各站洪水统计参数的初始值，用离差平方和准则进行参数优化，再经目估适线进行调整，求得清水站不同频率洪峰流量成果。根据确定的统计参数，采用皮尔逊III型理论频率曲线进行经验适线，原则是在适度考虑使理论频率曲线通过大小水经验点距的中心位置的基础上，侧重考虑使曲线与上、中部较可靠的较大洪水点距吻合，且绝对误差相对最小，以克服均值代表性问题。根据计算的清水站设计洪峰流量成果，采用面积比拟法，求得项目区所在河段百年一遇设计洪峰流量，见表1。

（2）对清水站资料系列插补延长的P-III型频率曲线适线法

由于清水水文站的实测资料系列较短，现采用皇甫站同期实测资料进行洪峰流量的插补，即以清水站1977~1995年年最大洪峰流量和皇甫站同期数据建立相关关系，以延长清水站洪峰系列至2015年，使其具有1953~2015年连续的63年洪峰流量资料系列。两站同期洪峰流量相关关系式如下：Q清水=0.21Q皇甫+285.52，相关系数为0.74。采用经过插补延长后的清水水文站洪峰流量资料系列，方法同上，求得清水站不同频率洪峰流量成果，再采用面积比拟法，求得项目区所在河段百年一遇设计洪峰流量，见表1。

（3）采用皇甫水文站资料系列的P-III型频率曲线适线法

将皇甫水文站1953~2015年年最大洪峰流量组成系列，将1989年发生的11600 m3/s洪峰及1972年发生的8400 m3/s洪峰作为特大洪水对待，其余均按常规洪水对待，方法同上，求得皇甫站不同频率洪峰流量成果，再采用面积比拟法，求得项目区所在河段百年一遇设计洪峰流量，见表1。

（4）利用暴雨资料进行计算

根据榆林地区水文手册上的综合经验公式：

式中：QN为重现期为N的洪峰流量（m3/s），6100；CN为重现期为N的地理参数，0.98；h6为重现期为N的设计流域6h面雨量（mm），118.42；f为流域形状系数为流域长度（km），72。F 为汇水面积（km2），861；β、ε、n 为经验指数，0.87，0.08，0.7。

经计算，厂址河段百年一遇设计洪峰流量为6100 m3/s。

表1 洪峰流量频率计算成果表

3.2 右岸支流洪水及厂区山洪分析

根据《陕西银河府谷电厂工程河势分析及防洪影响评价报告》（2013年审批），其厂址断面百年一遇设计洪峰流量为4800 m3/s。当发生百年一遇洪水时，支流汇入清水川的洪峰流量为86 m3/s，所占比列不到1.8%，对清水川的洪水不会造成顶托，反而是清水川主流会对支流造成顶托作用。因此，支流洪水对清水川河道洪水影响可以忽略不计。清水川电厂项目已修建及本期规划修建的截排洪沟，将山洪引至清水川河道，百年一遇标准下，山洪洪峰流量为28 m3/s，仅占河道洪峰流量的1%。综上所述，由于支流流量及山洪流量均相对较小，影响甚微，所以，本次评价不考虑此部分流量对项目区河段设计洪峰流量的影响。

3.3 设计洪水流量计算成果及对比与选用

将本次计算成果与《陕西银河府谷电厂工程河势分析及防洪影响评价报告》成果进行对比（见表2）可知，由皇甫站资料系列及暴雨资料推求的设计洪水成果偏高，由清水站资料延长后得到的设计洪水成果偏低，由清水站资料系列求得的设计洪水与《评价报告》的成果较接近，因此，综合考虑，本次设计洪水流量采用清水站资料系列的频率计算成果，即厂址段河道100年一遇设计洪水流量为4900 m3/s。

表2 厂址河段百年一遇设计洪水计算成果比较与选用

3.4 设计洪水位分析计算

清水川电厂一期、二期工程厂址占用了部分河滩，压缩了河道天然状态下的过水断面。本次实测了六个现状典型断面进行设计洪水位计算，其中，1#、2#、3#、4#、6# 断面左岸均为现状堤防，5#断面左岸为府墙公路既有路堤，即自然岸坎。根据确定的河道糙率、水面比降及实测断面，采用曼宁公式，分别计算出1#、2#、3#、4#、5#、6#断面100年一遇设计流量对应的设计洪水位分别为860.36 m、860.02 m、859.06 m、858.94 m、857.56 m、855.04 m。

3.5 堤顶高程复核

根据实测现状断面资料，1#断面左岸堤防堤顶高程862.10m，2#断面为861.00 m，3#断面左为860.00 m，4#断面为860.00 m，5#断面左岸路堤高程为859.00 m，6#断面左岸堤顶高程858.00 m。根据《公路工程水文勘测设计规范》的规定，经计算，当发生百年一遇设计洪水时，波浪爬高为0.55 m，风壅增水高度为0.012 m；安全加高为0.5 m，得到堤顶超高为1.062 m。由设计水位计算成果，1#断面百年一遇水位为860.36 m，设计堤顶高程为861.42 m，低于现状高程0.68 m；2#断面百年一遇水位为860.02 m，设计堤顶高程为861.08 m，高于现状高程0.08 m；3#断面百年一遇水位为859.06 m，设计堤顶高程为860.12 m，高于现状高程0.12 m；4#断面百年一遇水位为858.94m，设计堤顶高程为860.00 m，与现状高程一致；5#断面百年一遇水位为857.56 m，设计堤顶高程为858.62 m，低于现状高程0.38 m；6#断面百年一遇水位为855.04 m，设计堤顶高程为856.10 m，低于现状高程1.90 m。

4 洪水影响评价

4.1 与防洪标准、有关技术及管理要求的适应性分析

根据《防洪标准》（GB50201-2014）及中华人民共和国电力行业标准《电力工程水文技术规程》（DL/T5084-2012），本次清水川煤电一体化电厂三期2×1000MW扩建工程设防标准为100年一遇，与堤防工程设防标准一致，满足要求。

4.2 对河道行洪的影响分析

经计算复核，当发生百年一遇设计洪水4900 m3/s时，厂址区河段2#断面和3#断面处堤防高程低于设计高程，不满足要求，即现状堤防不满足百年一遇设计洪水的安全高程；4#断面处堤防高程与设计堤顶高程一致，是安全的；1#、5#、6#断面处路堤高程高于现状高程，也是安全的。

4.3 对河道防洪抢险的影响分析

项目区所在河段位于清水川下游段，受两岸地形制约，河势基本稳定。因此，项目建设对河道河势不会产生影响。厂区南侧为府墙公路，其路堤即为清水川左岸堤防，当汛期防洪抢险时，府墙公路便可作为防汛抢险通道。因此，项目建设不会对防汛抢险产生影响。

4.4 对第三人合法水事权益的影响分析

厂址区所在河段有村民自建的小型给排水工程，本项目建设对其影响较小；除此之外，两岸无已建、在建的其他取水、排水工程。因此，项目建设不存在对其他第三人合法水事权益的影响。

5 结语

清水川煤电一体化电厂三期项目采用100年一遇洪水设计标准，符合国家《防洪标准》要求，项目区河势基本稳定。经分析计算，100年一遇设计洪水洪峰流量为4900 m3/s，现状条件下，1#、2#、3#、4#、5#、6# 断面百年一遇设计洪水位分别为860.36 m、860.02 m、859.06 m、858.94 m、857.56 m、855.04 m。经复核，除2#、3#堤防断面需要加高加固外，其它堤段均满足防百年一遇防洪要求。为满足河道安全行洪，建议对已建堤防进行加高，且应加高至设计堤顶高程；对堤防的损毁部分应采取加固措施；对未修建部分，应至少修建至清水川电厂厂区下游100 m范围处，且应符合设计堤顶高程。