山区河流泥沙灾害探析

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：图9-1是四川一座山区河流水电站泥沙灾害物理模型试验照片。不幸的是，恢复发电仅10个月，于2001年7月28日因特大暴雨，整个流域山洪暴发，临河山体滑坡垮塌，河道泥沙在两河汇合处大量堆积，给电站造成毁灭性灾害。野外观测与模型试验表明，诱发该电站山洪灾害的原因在于西南山区河流水沙特性，即在洪水期水急，流速大，泥沙运动剧烈。电站所在的河道两侧土质松散，常遭遇山体滑坡及泥石流灾害。

图9-1是四川一座山区河流水电站泥沙灾害物理模型试验照片。该电站1999年2月建成发电，装机容量4.8万k W，是一座以发电为单一开发目标，具有日调节水库的高水头引水式电站。初步设计阶段，电站厂房防洪标准为30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。电站运行半年后，于2000年6月6日遭遇洪水，电站厂房被淹。洪水高于防洪墙顶1～2m，厂房内淹没水深达3.3m，发电设备浸泡水中，致使电站停产3个月，造成严重损失。灾害发生后，厂房原防洪墙顶高程加高1.05～3.16m，清除河道阻碍行洪的巨石，并进行河岸平顺整治、河道扩宽、局部河岸混凝土衬砌防冲及锚索护坡等工程措施，于3个月后恢复发电。不幸的是，恢复发电仅10个月，于2001年7月28日因特大暴雨，整个流域山洪暴发，临河山体滑坡垮塌，河道泥沙在两河汇合处大量堆积，给电站造成毁灭性灾害。电站厂房河段泥沙堆积厚度约5.0～7.5m，电站厂房全部淹没，厂房内泥沙淤积高程达826.5m。厂房地面高程平均约为819.00m，平均积厚度达7.5m。厂房内水位达828.51m，平均水深约9.5m，高出防洪墙顶高程822.00m 达6.51m，使电站完全失去发电能力。

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图9-1　水电站山洪泥沙灾害模型试验

(a)整治前厂区河段大量泥沙淤积状况;(b)整治前厂房淹没状况模型试验照片;(c)整治后模型试验照片

该电站运行仅两年，每年汛期发生一次严重洪水泥沙灾害。形成灾害原因是:①暴雨洪水量极大，来势猛，洪水位超过防洪墙的防洪能力;②泥沙淤积引起河床抬高。

由于电站厂房地处两河汇口处，汇合后下游河道变窄，加之发生 “7·28”洪水时，下游河段右岸两处塌方，右岸原桥墩冲垮后向河心推移，产生局部水流阻力，造成汇合口洪水位抬高。在厂房河段产生回流，使流速减小，河道大量泥沙淤积，电站尾水断面淤积高程达822m，抬高了河床7.5m。后续到达洪水及大量泥沙涌入厂房，遂造成厂房内淤积高程达826.5m，厂房内洪水位高程达828.5m，比电站校核洪水位824.80m 还高出3.7m。现场察测发现，直径约1.0m 的巨石穿过厂房墙壁而进入厂房，直接造成电站 “7·28”灾害。野外观测与模型试验表明，诱发该电站山洪灾害的原因在于西南山区河流水沙特性，即在洪水期水急，流速大，泥沙运动剧烈。电站所在的河道两侧土质松散，常遭遇山体滑坡及泥石流灾害。2002 年 “7·28”大洪水为50 年一遇，6h 集中强降雨79.5mm。模型试验表明，该电站厂房太低，影响河道行洪。该电站若要承受住50年一遇的大洪水，堤防应加高3m，河道应增加滞洪措施，河道两侧应采取防止山体滑坡和泥石灾害的保护措施等。该电站按照提出的方案进行改建后一直运行正常 (Liu et al.，2005a)。

山区河流泥沙灾害探析

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