神渭輸煤管道陜化支線穿越渭河工程防洪評價

◎ 劉鐵龍

1 項目概況

神渭輸煤管道工程北起陜西榆林神木縣，南止陜西渭南蒲城、臨渭區和華縣，主要供給終端三個煤化工項目，其建成后可解決陜北國家級能源化工基地的上游煤炭外運和下游原料煤供應問題。工程包括1條干線和2條支線，主干線起自紅柳林礦，終端蒲化，全長約592km；兩條支線自蒲化終端分開后，分別穿越渭河，止于渭化、陜化。陜化支線自蒲城終端6號泵站至陜化終端，全線約68km，管徑為273.1mm，設計輸送能力1.2Mt/a。自臨渭區龍背鄉前進村附近穿越渭河，入土點里程為SK51+273.004，入土點距河堤堤腳247m，出土點位于渭河右岸臨渭區程家鄉田家村，出土點里程為SK54+241.245，出土角為7°07′，出土點距河堤堤腳276m。整體穿過渭河河堤與河槽，管道水平段管頂設計高程約312.28m，堤防堤腳下管道埋深30.2m，采用定向鉆方法穿越，水平定向鉆長度為2968.241m。穿越渭河斷面位于赤水河口上游約2.87km，下距渭淤14斷面0.738km，穿越處渭河兩岸相應堤防堤頂寬度為6.0m～6.8m，堤防防洪標準50年一遇洪水，類別為二級一類堤防。右岸上游建有樹園工程、田家險工，下游建有埝頭險工，這些工程對控導主流、穩定河勢、防御洪水起著重要作用。

參照《油氣輸送管道穿越工程設計規范》（GB50243-2007）水域穿越工程等級與設計洪水劃分規定，該穿越工程等級為大型穿越工程，設計防洪標準為100年一遇洪水，陜化穿越斷面處洪峰流量為12400m3/s。依據項目初步設計文件，管道設計正常運用年限為30年。

2 防洪評價計算

2.1 水文分析計算

2.1.1 渭河下游設計洪水計算

綜合分析輸煤管道穿越渭河河段系列年淤積，采用1973年10月～2010年10月實測年平均淤積厚度進行預測較為合理，未來50年，管道穿越處淤積厚度為0.75m。

根據實測資料分析，渭河下游發生大洪水淤積的影響仍然存在，洪水的漲峰期會出現淤灘刷槽，落峰期河槽會出現淤積。經綜合分析，本次計算采用黃委會設計院1989年6月《陜西省三門峽庫區渭洛河治理規劃》1933年型100年一遇洪水對應的淤積厚度0.94m。

《陜西省三門峽庫區渭洛河下游治理規劃》是經正式批復的渭洛河下游治理依據，經計算后對比分析，本次洪水計算沿用規劃成果，即渭河臨潼水文站100年一遇洪峰流量為14200m3/s，華縣水文站100年一遇洪峰流量為11700m3/s。

2.1.2 穿越段設計洪水計算

神渭輸煤管道陜化穿越斷面處于渭河臨潼和華縣水文站之間，上距臨潼站57.152km。穿越斷面的設計洪水采用臨潼站和華縣站的設計洪水成果直線插補進行推求。經插補計算，陜化穿越斷面處100年一遇洪水洪峰流量為12400m3/s。

采用水面線、水力因子兩種方法分別分析計算工程穿越渭河處設計洪水位，其計算結果比較接近，也與設計單位提供的洪水計算成果基本一致，說明設計文件采用設計洪水成果基本合理。同時，經與《渭洛河下游近期防洪工程建設可行性研究報告》插補穿越斷面水位流量關系相比較，確定本次設計洪水位采用水面線法計算結果，詳見表1。

2.2 管道穿越處沖刷計算

河床沖刷一般由河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分組成。由于本管道工程從河床下穿過，不存在斷面收縮問題，對行洪不會形成障礙，因此，沖刷計算中僅考慮河床自然演變沖刷和一般沖刷；但考慮穿越斷面附近河道工程的影響，有必要考慮河道工程對管道的局部沖刷影響。陜化管道渭河穿越斷面計算條件：Q=12400m3/s，H=348.51m。穿越斷面灘、槽糙率系數分別按0.035、0.019考慮。

河道自然演變沖刷主要依據穿越斷面上下的淤積斷面歷年實測資料分析確定。依據渭淤13、14、15實測淤積斷面，點繪1973年以來歷年汛后深泓點變化，見圖1，并統計1973年以來穿越渭河處上下淤積斷面河底最深點高程變化。

根據統計資料，自1973年以來，渭河陜化穿越斷面上下的渭淤13、14、15的河底深泓點最大變化幅度分別為3.90m、4.30m、4.60m，平均為4.27m。從安全角度考慮，河道自然沖刷深度采用上面計算的深泓點最大變化幅度，即渭河陜化穿越斷面為4.27m。

關于河道一般沖刷深度的計算，目前并沒有統一的規定和方法，綜合比較分析，本項工程穿越斷面一般沖刷深度采用《公路工程水文勘察設計規范》（JTGC30—2002）中推薦的公式計算。計算結果：穿越斷面處100年一遇洪水河槽一般沖刷為18.90m，河槽最大水深為14.33m，絕對沖深為4.57mm；河灘一般沖刷為9.77m，河灘最大水深為6.37m，絕對沖深為3.40m。

表1 輸煤管道穿越渭河設計洪水（P=1%）成果復核比較

圖1 淤積斷面（渭淤13-15）歷年河底最深點高程變化圖

局部沖刷深按《堤防工程技術標準匯編》推薦的公式計算，計算結果：穿越斷面處河槽局部沖刷為1.19m；河灘局部沖刷為0.18m。

在確保安全的前提下，本次總沖刷計算深度按照河道自然演變沖刷、河槽部分一般沖刷及局部沖刷三項數值疊加求得河灘和河槽部分最大沖刷水深。根據最大沖刷水深可以得到管道工程穿越斷面河灘和河槽部分100年一遇洪水最低沖刷線高程，渭河陜化穿越斷面河槽、河灘總沖刷水深分別為10.03m、7.85m，相應最低沖刷線高程分別為324.15m、334.29m。

3 防洪綜合評價及其措施建議

3.1 項目建設與有關規劃的關系及影響分析

由于陜化支線輸煤管道工程是以地下形式穿越渭河，穿越斷面形態在工程修建前后基本保持一致，因此，工程建設對渭河下游的相關規劃影響不大。

3.2 項目建設與防洪標準、有關技術和管理要求的適應性分析

陜化支線穿越渭河的設防標準為100年一遇洪水，符合《防洪標準》（GB50201—94）的有關規定。管道深埋于河床下的深度及出、入土點距堤防的距離符合國家、水利部及黃委有關技術和管理要求。

3.3 項目建設對河道行洪的影響分析

陜化支線輸煤管道穿越渭河斷面處100年一遇洪水河槽最低沖刷線高程為324.15m，定向鉆穿越河床處管道頂面標高為312.28m，符合定向鉆穿越河槽處有關技術規范。因此，在發生設計洪水時輸煤管道不會出露河床，工程建成后對渭河現狀行洪斷面及河道沖淤、水位、流速分布等影響較小，對河道行洪安全影響不大，但在工程施工期可能會產生一定影響。建議施工單位應與河道主管部門密切配合，制定出切實可行的施工組織設計方案。

3.4 項目建設對河勢穩定的影響分析

由于輸煤管道工程是以地下形式穿越渭河，工程建成后不會占用渭河河道的行洪斷面，穿越斷面形態在工程修建前后基本上保持一致，因此，工程建設對渭河下游的河勢影響不大。考慮對防洪安全的綜合影響，建議建設單位與河道管理部門協商，開展為期5年左右的河勢變化情況、河道工程和堤防工程運行情況觀測，為后續建設工程審批提供決策依據。

3.5 項目建設對堤防、護岸及其他水利工程和設施的影響分析

陜化支線穿越渭河管道在堤防堤腳下的埋深為30.2m，其入、出土點距兩岸堤腳的距離介于247m～276m，且已考慮對穿越位置上下200m范圍內的堤防進行加固處理。依據相關規定，工程建設對河段內現有堤防、護岸及其他水利工程和設施的影響不大，但須防止施工過程中的不利影響。建議加強施工過程管理，對河道管理范圍內土地上的附著物、附屬設施等考慮一次性賠償，占用或損壞河道管理范圍內的道路、林木、工程管理設施應同河道管理部門協商解決。

3.6 項目建設對防汛搶險的影響分析

輸煤管道穿越渭河工程為大型穿越工程，建設規模較大，施工場地面積大，施工相對復雜，工期較長，由于施工交通道路、施工場地、料物存放、施工用房及工程棄渣等處置不當，可能影響渭河防汛搶險車輛及搶險人員的正常通行，從而對防汛搶險造成不利影響。另外，建成后的輸煤管道深埋河床以下，其穿越渭河斷面及入、出土點附近會成為防汛搶險土料取用的禁區，也會對防汛搶險造成一定影響。建議建設單位與河道主管機關加強溝通，在取得施工許可證后方可組織施工，并應避免主汛期施工。

3.7 建設項目防御洪澇的設防標準與措施的合理性分析

陜化支線輸煤管道穿越渭河工程的設防標準為100年一遇洪水，穿越河床處管道頂面標高低于河床最低沖刷線高程11.87m，且已考慮對穿越位置上下200m范圍內的堤防進行加固處理，均符合相關技術標準和要求。因此，建設項目防御洪澇的設防標準與措施基本合理。

3.8 項目建設對第三人合法水事權益的影響分析

據現場查勘調研，管道穿越工程所在河段無就近取水口、碼頭等，但有正在使用的采砂場。因此，工程建設對穿越斷面上下現在正在使用的田家、埝頭采砂場將產生一定的影響，對穿越斷面附近以后的采砂活動也有一定影響，加之工程建設需要部分臨時占地，應采取相應補救措施。建議建設單位與該河段河道管理部門協商，提出解決采砂影響的補償或補救措施方案，并報河道主管部門審查。

3.9 項目建設對環境的影響分析

在工程建設期間，施工中產生的廢水、廢氣、噪聲和固體廢物等，若處置不當，會對周圍環境造成短暫的不利影響。建議施工單位加強施工管理，避免和減少施工棄渣對環境及渭河河道行洪、水質等的影響，在穿越施工完畢后，應將廢棄物、油污及其他雜物裝車運走，場地要清理干凈，并平整到原地貌形式。

輸煤管道埋置于河道內，必須做好安全工作，力爭避免漏煤事故的發生。管道工程必須合理設置岸邊閥（兩岸大堤背河側），一旦發生漏煤事故，立即關閉兩岸閥門，切斷污染源。

4 結論

（1）管道穿越渭河工程符合國家、水利部及黃委有關技術和管理要求，對相關防洪工程規劃的實施和渭河下游河勢、航運和河道行洪安全的影響不大，但對現在正在使用的采砂場將產生一定影響，對穿越斷面附近河段以后的采砂規劃也產生一定影響，工程施工期管理不善可能對河道行洪安全、防汛搶險、其他水利工程和設施、河道環境等產生不利影響，應采取相應補救措施。

（2）為消除或減小項目建設的不利影響，建設單位應采取必要的防治補救措施，要與該河段河道管理部門積極協商，必要時須進行包括采砂戶在內的三方協商，提出解決采砂、河道臨時占地、河道管理范圍內土地上的附著物、附屬設施等影響的補償或補救措施方案，簽訂相關的補償協議，報河道主管部門審查。要將項目批準文件和施工安排、施工期間的度汛方案、占用河道管理范圍內的土地情況等報送河道主管機關審核。另外，還要加強施工過程管理，避免主汛期施工，施工中不得損壞已建堤防工程、河道整治工程和交通、電信、水文泥沙觀測等設施。陜西水利