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1、生态旅游开发项目水库防洪安全评价河道演变河道演变是河流的边界在自然情况下或受人工建筑物 干扰时所发生的变化，这种变化是水流和河床相互作用的结 果。影响河道演变的因素极其复杂多样，与该地区的地质、 地貌、气候、土壤和植被等情况有密切联系。对本工程而言, 起主要影响作用的是流量大小及其变化过程，流域来沙及组 成，河道比降和河床物质组成。1.1 河道历史演变概况本河段的演变无相关的历史文献记载，本次主要是通过 区域构造背景结合实地调查进行分析。1.1.1 区域构造变化及河系形成该区在构造上位于豫皖断块西部，中条山块隆的北东 侧，东临济源港池块拗，北西侧为临汾运城新裂陷，南为芮 城新裂陷，没有通过库区
2、、坝址区断裂的区域性，属相对稳 定的地段。地层总体呈单斜岩层，局部具有坡状小型褶曲，岩层走 向小角度斜越河道，岩层产状N20。E.SEN35。40。，断 裂构造不甚发育。地下水类型以碎屑类孔隙裂隙水、松散岩类孔隙水为 主，基岩裂隙水位一般高于松散岩类孔隙水位及河水位，地下水一般由两岸向河床、由上游向下游流动。区内河道走向 追踪构造走向，与构造方向基本一致，与河流溯源侵蚀基本 一致。综上分析，河道历史演变情况符合地质构造变化及水系 形成规律。1.1.2 工程所在河段演变情况水库为基岩山区峡谷型水库，河岸局部有耕地，其余基 本为自然边坡，坡度一般1825。库两岸大部分地段基 岩裸露，为岩质边坡，未
3、见发生或正在发生的变形位移现象。 绝大部分库岸处于稳定状态，局部地段由于边坡较陡，有小 规模坍滑掉块现象。库区两岸局部地段覆盖有低液限粉土、 低液限粘土，但厚度一般不大，蓄水后会产生坍岸，其范围 较小，对工程影响不大。山体较庞大，水库两岸地形相对较 宽缓，其演变主要受构造控制，追踪构造走向发育，今后一 段时间内将继续表现为该形式。1.2 河道近期演变分析1.2.1 河道岸线及断面变化从七、八十年代出版的1/万地形图及2010年3月工程 区1:2000、1:500实测地形图、河床纵、横断面图对比分析, 防洪评价河段近40年来在平面上无明显的岸线变化，河段深泓、横断面冲淤变化不明显，河道近期处于比
4、较稳定的状o1.2.2 河道淤积变化分析河道淤积主要受两方面的影响，一是流域内人类开发活 动的加剧，使得水土流失的日趋严重，从而使河道淤积增加; 二是该水库工程的建设，改变了河道原有的冲淤平衡模式， 从而改变了河道的淤积形态。水库坝址河段无实测悬移质和推移质泥沙资料，泥沙选 用水文比拟法计算的成果，年平均输沙量为2.8万布。经现 场查勘，该流域植被良好，森林覆盖率达30%以上，地表裸 露面积少，两岸山势陡峭，偶有块状崩塌体，河床多砂砾石 和基岩，因此，河水清澈，河流泥沙不大。该段河道人类开 发活动不多，水土流失不严重。河道及河道两岸无明显塌方 和改道现象发生。对河道淤积影响较大的因素是其上下游
5、水利水电工程， 上游水库的建设减小了该河段的淤积，下游拦河建筑物的建 设则会增加该河段的淤积。从现状调查来看。目前，坝址以 上河段无较大的水利工程，只有一些小山塘，其拦沙作用较 小，对减轻夏县晋平黄河生态旅游开发项目拦水坝水库祁家 河河段的淤积影响能力较小。下游分析评价范围无水利工 程。综上所述，河道近期演变主要受水库的影响，一方面由 河道演变为水库，水面变宽，岸线平面发生变化；另一方面, 河道由于水库的建设，使河段淤积量及淤积速度增加。1.3 河道演变趋势分析1.1.1 河道演变特点河道演变主要受山区地形、地势、河床地质构造、两岸 植被、当地气象和径流条件及人为的影响。根据现场调查及 访问河
6、段河边居民，发现长期以来河道无大的变化。水库建成后，库区内水体流速变缓，其悬移质将会逐步 沉降而产生淤积，将会在库区内形成河床再造过程，根据水 库所在河段的河道特点、枢纽布置、水库运行方式及库区段 河道等情况，水库大坝以下河道在汛期河流造床时，水流条 件与天然情况相比，河床可能发生局部的变形，但河道本身 在较短的时间内能够达到新的冲淤平衡状态。坝址以上河道 水位普遍抬高，在汛期洪水来临时，受大坝挡水及库区泥沙 逐年淤积的影响，难免造成库区水位的抬高，形成一定长度 的回水区，在初期，库区河道以淤积为主，直至淤积达到平 衡后，河床冲淤达到相对稳定状态。因此，河道历史、近代演变过程中河床河岸及走向基
7、本 上与现有河道走向一致，认为该河段河道演变是极其缓慢的，演变趋势基本趋于稳定。1.1.2 河道稳定性分析本次防洪评价确定上至P=5%回水尖灭点，下至老鸭池入 黄口处，评价河段总长度为8. 0km,河段天然比降19.2%。， 河段两岸基岩裸露，河岸整体稳定，河段总体为山区稳定性 河段，主河槽位置稳定。水库建库河段属于泗交河下游，按 河流流经地区分类，属山区型河流，地形较简单，河谷形成 一方面与地壳构造运动有关，一方面又受到水流侵蚀作用的 影响，两者在漫长的历史过程中共同作用，形成现在的河床 形态。评价河段地貌特征表现为中条山地貌区及河流地貌区， 缓倾单斜山岭，山体较庞大，水库两岸地形相对较宽缓
8、，河 水面宽5080m,属峡谷地貌，“U”型谷。库区主要由古老 的变质岩系及新生界的冲、洪积物形成。水库河段以峡谷为 主，库区无矿山开采活动，也无其他工业，为典型的农业生 产山区，以种植为主，人类工程活动对地质环境的影响小。 水库建成后，库区水流变缓，对原河道的冲刷作用减小，只 会形成库内泥沙淤积，不会造成河道向纵深方向发展。由于 水库蓄水后，形成库岸再造，在库水的冲刷和浸蚀作用下， 存在局部坍塌，但整体两岸稳定性较好，故河道是稳定的。1.1.3 库岸稳定性分析库区位于祁家河乡窑泉村深切河谷内，河谷宽度60350m,呈“V”字型，两岸山体雄厚。水库为基岩山区峡谷 型水库，河岸局部有耕地，其余基
9、本为自然边坡，坡度一般 1825。库两岸大部分地段基岩裸露，为岩质边坡，未 见发生或正在发生的变形位移现象。绝大部分库岸处于稳定 状态，局部地段由于边坡较陡，有小规模坍滑掉块现象。库 区两岸局部地段覆盖有低液限粉土、低液限粘土，但厚度一 般不大，蓄水后，除局部岸坡发生小的崩塌现象外，其范围 较小，对工程影响不大，不会发生大的库岸坡稳定问题。水库区为VII度地震基本烈度区，区域稳定较好，区内未 发现活动断裂等新构造，库水静水压力也不大，故产生水库诱 发地震的可能性很小。库区回水范围内涉及地层为绢片岩及钙绢片岩及吴家 坪组的石英岩，两岸地层中地下水位均高于河床水位，断裂 构造不甚发育，未发现通向库
10、外大断层，库区隔水条件较好, 库周地下水补给河（库）水，不存在永久渗漏问题。1.1.4 河道未来演变分析如前所述，本次防洪评价河段河床岸坡基本稳定，防洪 评价河段河槽形状基本成型，在拦河建筑物的设计使用期 内，评价河段平面位置不会发生大的改变。由于水库的修建，天然河流的水文和水力条件发生改 变，输沙平衡遭到破坏，坝上游水流流速减少，输沙能力降 低，引起淤积变化。随着泥沙淤积量的增大，坝前淤积高程 的抬高，拦沙率下降，经过一段时间后最终将达到冲淤平衡。大坝下游河段，河道变化主要集中在消能河段，由于河 道来水受上游大坝影响，含沙量降低，水库汛期泄洪时受到 水流的冲刷作用，河床沉积物被水冲走，将在下
11、游形成冲坑, 当冲坑底部达到一定高程时，形成的水垫能有效的缓冲水流 冲刷，冲坑就不再发展，河床形成新的平衡。河床总的演变 趋势是冲坑范围内河床高程逐渐降低，会重新形成一个平衡 状态，河床高程将逐渐停止下降。河床两岸为岩质边坡，不 会危机大坝及两岸安全。坝后下游至老鸭池入黄口处的地 层，以硬质岩为主，水库的修建仅改变了天然径流，洪水期 洪水较天然情况略有减小，将不均匀的天然径流调节成相对 均匀的径流过程，水流条件的改变较小，对下游河势无影响。大坝下游河段河水较修坝以前的含沙量减少，原有的冲淤平衡短期内被破坏，河床的演变趋势是高程逐渐降低，经 过一定时间冲淤作用后，水流冲刷能力降低，重新建立新的冲淤平衡以后，河道高程将重新趋于稳定。1.4河道演变分析结论根据对河道历史演变、近期演变及演变趋势的分析，认 为河道历史、近期演变过程中河床河岸及河流走向与现有河 道基本一致。其影响岸线变化的主要因素是河道上水库大坝 的修建使得其相应河段由河道变为水库，河段水面宽度增 加；其影响河道淤积的主要因素是流域内水土流失程度和河 道上水利水电工程的兴建，但以上影响不会对河道造成大的 改变。因此，河道演变趋势基本趋于稳定的。