過河壓力管線工程防洪評價

王立民

（遼寧省撫順?biāo)木郑|寧撫順113015）

過河壓力管線工程防洪評價

王立民

（遼寧省撫順?biāo)木郑|寧撫順113015）

通過項目實例簡要介紹了中小型山溪性河過河管道工程防洪評價的一般方法和工作內(nèi)容，并提出防洪評價的結(jié)論和建議，為相似建設(shè)項目防洪評價工作提供參考。

過河；壓力管線；防洪評價

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.077

1 引言

水是生命之泉，人類擇水而居。隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市化建設(shè)，出現(xiàn)越來越多的跨河、過河、傍河工程，而這些工程必然會對城市防洪造成一定的影響，乃至發(fā)生突發(fā)性事件，造成人民生命財產(chǎn)損失。如何公正、客觀地對建設(shè)項目進行評價，并提出有建設(shè)性的建議，是水利發(fā)展目標(biāo)對我們的基本要求。論文通過實例介紹過河管線防洪評價的工作方法，供同仁參考。

1.1 工程概況

過河壓力管線工程是遼電住宅區(qū)污水泵站改造工程子工程，起點為遼電住宅區(qū)污水泵站，終點為已建2012年綠水項目章黨河污水截流工程重力流管線污水截留檢查井。污水壓力管道管徑為400mm，干管全長969m。建成后電廠小區(qū)污水與河西污水站收集的污水排入章黨污水處理廠統(tǒng)一處理。

1.2 河流概況

章黨河是渾河右側(cè)一級支流，干流全長34.5km，流域面積326km2，河道比降為0.397%，是渾河撫順城市段比較重要的支流之一。

章黨河所在地區(qū)屬寒溫帶季風(fēng)大陸性氣候，冬季嚴(yán)寒漫長，多為西北風(fēng)，夏季炎熱多雨，春季干旱多風(fēng)沙。該地區(qū)多年平均降水在800mm左右。降水量的年際變化較大，豐水年和枯水年相差3倍以上。

章黨河流域無水文觀測站，根據(jù)渾河其他各測站統(tǒng)計，暴雨多發(fā)生在7月、8月，占全年的70%～90%，尤以7月下旬、8月上旬為最大，占全年的45%～57%。章黨河洪水由暴雨產(chǎn)生，渾河洪水發(fā)生的時間與暴雨出現(xiàn)的時間較一致，洪水急漲急落，歷時較短，具有典型的山溪性河流特征。

1.3 河道、堤防狀況

章黨河下游河段兩岸大堤距離在100～140m之間，主槽河寬在50～120m之間，行洪寬度在70～120m之間,河道比降0.24%，安全泄量約為900m3/s。

由于左岸擁有國有大型企業(yè)——遼寧發(fā)電廠，總裝機容量為68.2萬kW，因此左岸防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，堤防工程等級為Ⅰ級；右岸居民聚集區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，堤防工程等級為Ⅰ級，其他河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，堤防工程等級為Ⅳ級。

2 主要計算

2.1 設(shè)計洪水分析

章黨河流域在遼寧省水文分區(qū)中屬于Ⅲ5水文分區(qū)。流域內(nèi)無水文測站，屬于無資料地區(qū)。按照《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設(shè)計暴雨洪水計算方法》進行復(fù)核，該設(shè)計報告各頻率洪水計算成果準(zhǔn)確（見表1）。

表1 章黨河各頻率設(shè)計洪水計算成果表m3/s

2.2 水面線推求

水面線起始斷面選在渾河干流章黨河河口，章黨河口水位由新泰河河口水位為起始斷面水位推求的，（因新泰河在章黨河口上游350m處，相距很近），新泰河水位采用東北勘測設(shè)計研究院設(shè)計《撫順市城市防洪工程上游段鮑家河口至黑虎山段北堤、東洲河口至章黨大橋段南堤初步設(shè)計報告》中的新泰河各洪水頻率相應(yīng)水位計算成果，經(jīng)復(fù)核各頻率水位計算成果準(zhǔn)確（見表2）。

2.3 河床沖刷深度計算

依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013），對章黨河下游河段百年一遇洪水河床的沖刷深度進行演算，計算公式如下：

表2 章黨河設(shè)計洪水水面線計算成果表m

式中，hs為局部沖刷深度（m）；h0為沖刷處的水深（m）；Ucp為近岸垂線平均流速（m/s）；UC為泥沙的啟動流速（m/s）；n為與防護岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取n=1/4-1/6。

式中，d50為河床的中值粒徑（m）；H0為行進水流水深（m）；rs,r分別為泥沙與水的重度（kN/m3),g為重力加速度（m/s2)。

其中近岸垂線平均流速Ucp的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：

式中，U為平均流速（m/s）；η為水流流速分配不均勻系數(shù)，根據(jù)水流流向與岸坡交角α角查表采用。

演算結(jié)果見表3。

表3 章黨河下游河道平順段沖刷深度計算表

3 防洪綜合評價

3.1 項目建設(shè)與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析

工程項目是撫順市2014年城建市政設(shè)施改造項目內(nèi)容之一，符合城市建設(shè)的總體和遠景規(guī)劃，本工程項目的建設(shè)實施是《2010—2030年撫順市城市總體規(guī)劃》的具體落實。通過該工程項目的實施改善了當(dāng)?shù)氐氖姓h(huán)境，解決了入河排污問題，促進了水環(huán)境及區(qū)域生態(tài)的凈化與良性發(fā)展，是一舉多得的市政建設(shè)措施[1]。

3.2 項目建設(shè)對堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)管理技術(shù)要求的影響分析

工程所在河段河堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。按照工程設(shè)計方案所示，本工程項目的實施僅牽涉到管線路徑處的河堤、河底開挖，影響范圍小，且管線埋設(shè)竣工后按照大堤原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)壓實回填，恢復(fù)了大堤的原有防洪功能，對大堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)管理技術(shù)要求等沒有不利影響。

3.3 項目建設(shè)對河道泄洪的影響分析

根據(jù)上述的分析計算結(jié)果，百年一遇洪水洪峰流量為1789 m3/s,工程施工處相應(yīng)洪水位為97.07m。按照工程設(shè)計及施工方案，工程竣工后對河道河床沒有抬高或者設(shè)置影響行洪的障礙物，對兩岸河堤也沒有破壞，因此此項工程竣工后對河道泄洪沒有影響[2]。

3.4 項目建設(shè)對河勢穩(wěn)定、堤防、護岸及其他水利工程的影響分析

該工程竣工后，對河底、堤防、護岸的外觀與內(nèi)在形態(tài)無永久性改變，且不存在阻水、回流、跌流等現(xiàn)象，根據(jù)上述河床沖刷計算結(jié)果亦可看出，百年一遇洪水下，過河管線埋深大于河床沖刷深度，過河管線的安全可以得到保障，因此，該工程竣工后對河勢穩(wěn)定、堤防護岸等均無不利影響。

4 結(jié)論和建議

4.1 評價結(jié)論

4.1.1 河道演變及河勢穩(wěn)定性評價結(jié)論

按照設(shè)計方案及施工方案計劃，該工程竣工后，將對施工期臨時開挖的河道、河堤護坡等部位進行恢復(fù)整治，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于原標(biāo)準(zhǔn)。因此，該工程項目的建設(shè)對河道演變及河勢穩(wěn)定無不利影響。

4.1.2 建設(shè)項目對河道防洪等各方面影響評價結(jié)論

該工程施工期限設(shè)定在11—12月，秋末冬初，屬于該河段的枯水期，因此，工程施工期不存在對河道防洪產(chǎn)生負(fù)面影響的問題。根據(jù)前述相關(guān)計算成果顯示，過河管線埋深大于防洪標(biāo)準(zhǔn)洪水下河床沖刷深度，按照工程設(shè)計施工可確保工程自身在洪水期的安全；且施工過后管線溝將壓實回填，恢復(fù)原河床高程，對原河道河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)、汛期河道行洪沒有不利影響[3]。

4.2 建議

1）工程施工要嚴(yán)格按照經(jīng)批準(zhǔn)的工程設(shè)計方案執(zhí)行，竣工后的工程不得侵占、損毀計劃外的防汛搶險設(shè)施，或?qū)ο嚓P(guān)河段防汛搶險造成不利影響。

2）工程施工涉及改變河道堤防等防汛設(shè)施時，應(yīng)報請相關(guān)水利機關(guān)審核批準(zhǔn)，并由相關(guān)管理機關(guān)派人現(xiàn)場監(jiān)督實施，并于工程部件施工完畢后按照不低于原標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)所涉及河道堤防等防汛設(shè)施原貌和功能。

3）根據(jù)河床沖刷深度計算成果，工程管線的埋深僅略低于百年一遇洪水河床沖刷深度。建議適當(dāng)增加管線埋深，提高工程自身防洪安全。

【1】劉中安.論城市管線勘察的特點及常見問題[J].黑龍江科技信息，2016 (5):91.

【2】李軍吉.紹興市出臺《紹興市城市管線管理辦法》[J].城市勘測，2010(3): 151.

【3】王國榮，孫毅中.基于知識與規(guī)則的城市管線空間關(guān)系及數(shù)據(jù)校驗[J].江蘇城市規(guī)劃，2006(1):40-43.

Evaluation on Flood Control in River-crossed Pipeline-pressed Engineering

WANG Li-min
(Fushun Hydro-graphic Officein Liaoning Province,Fushun113015,China)

Through the project example,this paper briefly introduces the general method and the working content of the flood control evaluati on onsmall and medium river-crossed pipeline project crossing mountain river,and puts for ward the conclusions and recommendations for flood control evaluation to prov idea reference for similar construction projects.

across the river;pipeline with pressure;the flood control evaluation

TU990.3

A

1007-9467（2016）08-0142-02

2016-05-16

王立民(1966～)，男，遼寧撫順人，工程師，從事水文水資源研究。