红崖山水库至青土湖连通生态输水模拟.pdf
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1、 年第 期水利技术监督工程实践:/红崖山水库至青土湖连通生态输水模拟高铭阳(甘肃省水务投资有限责任公司 甘肃 兰州)摘要:为缓解青土湖周边水域面积快速减小 河道废弃等生态问题 本工程通过对河道生态清淤疏浚、岸坡整修、生态护坡等措施来治理河道 并在此治理基础上使用软件模拟推算青土湖生态补水效果 模拟结果表明治理工程实施后 红崖山水库向青土湖年流入水量对生态恢复效益较为显著 同时下泄洪水至外河滞洪区抬升了外河沿线地下水位 使沿线生态环境逐步得到恢复 本工程为保障青土湖生态补水和修复外河水生态系统具有重要意义关键词:河道治理 生态输水 补水模拟中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介
2、:高铭阳(年)女 工程师:工程概况由于特殊的地理位置、恶劣的水资源条件及其脆弱的生态本底 目前石羊河下游民勤盆地的生态治理和保护挑战依然十分严峻 主要表现为外河现状河道已被风沙填埋、公路桥截断外河、灌溉渠道已截断外河、河道内已被老百姓堆放秸秆和盖农舍 随着石羊河流域社会经济的发展、人口增长、以及两岸农业灌溉的发展 对石羊河的用水需求将会逐步增大 同时随着工业化的发展 石羊河流域水量将会出现严峻的用水需求 世纪 年代中后期 青土湖水域面积逐渐出现萎缩现象 这一期间 青土湖水域面积快速缩小 直至 年流域完全干涸 回顾民勤县盆地水环境生态演变过程分析其流域干涸原因 主要是 世纪人口增长过快 工业发展
3、不足 缺少环保意识 为维持稳定的家庭收入 当地居民过度开荒造地、砍伐森林 因此造成当地森林大面积破坏 久而久之水土流失愈加严重 同时中游地表水资源过度开发 造成地表径流减少 因此进入民勤盆地的地表水量减少 加之当地居民生活用水主要为采用地下水 过量开采地下水导致地下水位急剧下降 生态环境恶化 至 世纪 年代 青土湖流域完全干涸 河道治理措施本次治理设计 以实现红崖山水库至青土湖水系连通 通过对外河河道生态清淤、疏浚河道、岸坡整修、生态护脚、生态护坡等措施 改善水生态环境 实现红崖山水库至青土湖水系连通 恢复外河河道 使沿线生态环境逐步得到恢复 河道疏浚本工程疏浚河道总长 本次疏浚外河底宽计算以
4、红崖山水库加高扩建工程调度运行为依据 外河内最大泄洪为/疏浚后外河恢复过洪/能力 本次疏浚河道 以 为最小河道底宽进行疏浚 外河两岸岸坡整修本工程外河两岸岸坡整修总长 河道宽度 最大水深为 疏浚后外河恢复过洪/能力 故岸坡整治高度以 为标准 岸坡生态固坡经分析计算 青土湖水系沿岸生态固坡设计长度约 流域两岸设计固定坡面积 余亩本流域生态固坡方法采用人工压设“双眉式”网格状沙障 如图 所示()人工压沙方法结合青土湖流域河道现状及风蚀、设计沙障规格间距均为横、竖向 规格 沟槽尺寸为 宽深 沙障材料为草秸秆 秸秆长工程实践水利技术监督 年第 期图 “双眉式”网格状沙障度不小于 设计每亩土地沙障秸秆为
5、()人工造林苗木选择梭梭 人工栽植梭梭 栽植工艺采用三埋二踩一提苗 规格尺寸为株距 每亩 穴 每 穴 株 坑 穴 尺 寸:长 宽 高各 生态护坡、护脚经统计生态护坡长度 根据当地建材情况以及拟定的护岸护坡形式 从生态角度护岸材料首先选用绿滨垫护坡、不阻隔河道水对地下水的补给 有利于利于河道生态恢复 经统计计算外河两岸生态固脚长度 护脚冲刷深度计算结果为设计护脚基础埋深 依据计算结果考虑安全性及工程地质条件等因素 考虑到生态设施措施的稳定性及抗冲性能及施工方便等方面 进行生态护脚防护措施 护脚防护采用格滨笼护脚处理措施 护脚结构形式如图 所示图 护脚结构形式 青土湖生态输水生态输水工程拟从总干渠
6、泄洪闸(龙王庙)取水 泄洪闸(龙王庙)以上总干渠设计输水能力为/现状实际输水能力为/以下渠道设计流量为/在灌溉高峰期 泄洪闸(龙王庙)以上渠道仍有/的富余输水能力 同时按照现状外河断面复核 过流能力为 /因此 本次外河治理河道泄水最大规模确定为/为恢复外河生态环境 在水库来洪条件下 可在汛期考虑引用洪水流量最大/放至外河河道 增加外河沿线的下渗水量 以促进外河流域生态的恢复 下泄洪水在沙咀墩处通过泄水闸泄至滞洪区 补水模型为进一步研究民勤盆地地下水位动态变化 制定青土湖合理生态补水方案 运用 年民勤盆地 个地下水长观井的观测数据、灌区地下水开采量和红崖山水库引水灌溉用水量资料等进行地下水模型的
7、识别与验证 对青土湖生态需水量进行了模拟预测 青土湖生态补水模拟()地下水系统概念模型和数学模型研究采用加拿大 盆地地下水模型 本模型将青土湖水系区地下水概化为非均质各向异性、非稳定流系统 本模型为理想模型 根据地下水概念模型 建立盆地地下水动力模型 主微分方程:()式中 渗透系数/侧压水头 单位体积流量/()单位储水系数 时间 初始及边界条件:()()()()()式中 含水层的初始水位分布 侧向混合边界()边界流量该模型为理想模型 模型计算认为 流域接受地表径流、降水、凝结水入渗补给 农业灌溉工程的灌溉水补给、以及侧向边界补给 同时在上部边界考虑水分蒸发、地下水开采和泉水溢出等水分流失和排出
8、()均衡项和排泄项的处理降水和凝结水补给 采用降水入渗系数法计算 年第 期水利技术监督工程实践模型取地表水渠系入渗系数为 田间回归入渗系数为 地下水渠系入渗回补系数为 田间回归入渗系数为 人工开采 根据收集到灌区 多眼地下水井分布 概化为 个大井潜水蒸发排泄 采用蒸发系数法 考虑地下水埋深不同蒸发量变化()计算区剖分及时间段选择本模型计算区域采用矩形网格()计算区域共设计计算单元 个 计算时间为 年 月 日 年 月 本模型设计一个月为一个计算时段 选择 年数据来验证模型的可靠性 模型识别与验证模型采用 年共 年的水位实测资料做流场拟合 为验证模型的模拟精度 选取 年共 年的 个观测点水位实测资
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