平定縣紅巖嶺景區(qū)河道工程防洪分析

劉新華

（平定縣河長(zhǎng)制辦公室工作處，山西 平定 045200）

1 工程概況

1.1 地形地貌

陽(yáng)泉市平定縣地貌類型復(fù)雜多樣，山地、丘陵、階地較多，平川、溝地較少。地形為中高山地，間有河谷及狹小盆地。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受日照和冷曖氣流交替影響，一年中氣候變化明顯，四季分明。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源蘊(yùn)藏豐富，優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤儲(chǔ)量大，埋藏淺，易于開(kāi)采，煤炭灰份低，含硫少，發(fā)熱量大，煤質(zhì)優(yōu)良，其他的礦藏資源如煤層瓦斯氣，紫砂陶土地、鐵礦、砂巖也十分豐富。

1.2 氣象

流域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，封凍期一般在12月中旬至次年3月中旬，多年平均封凍期為90d。每年5月日照時(shí)數(shù)最大，2月最短，年均實(shí)照時(shí)數(shù)為2732.3h，高于10℃期間的日照時(shí)數(shù)為1695.5h。年均氣溫在 10℃～11℃之間，7月最熱，平均氣溫為23.5℃；1月最冷，平均氣溫-5℃左右，春秋氣溫變化較大，回升或下降均較快。無(wú)霜期約為160～180d，平均風(fēng)速2m/s，最大風(fēng)速28m/s。

1.3 項(xiàng)目建設(shè)情況

紅巖嶺自然風(fēng)景區(qū)位于山西省平定縣東北部的岔口鄉(xiāng)，為太行山秋林山脈腹地，地處平定、盂縣與井陘縣交界地帶，位于陽(yáng)泉市東偏北50km處，景區(qū)群峰雋秀，松柏青翠，四季皆美。

黃楊河是冶河的一條支流，起源于岔口鄉(xiāng)的西頭嶺村、向西北經(jīng)小嶺、西家莊村、神靈臺(tái)、神水泉、楊樹(shù)莊出縣境入河北省后流入滹沱河。紅巖嶺景區(qū)河道工程，位于黃楊河河道上，上游河道長(zhǎng)10km，控制流域面積57km2，河道比降34.2‰。

紅巖嶺景區(qū)河道工程，地處黃楊河神水泉段，為平定縣紅巖嶺景區(qū)玻璃棧道配套景觀工程。河道寬15m，堤壩河底以上4.5m，基礎(chǔ)埋深1m，堤防埋設(shè)在基巖上。景區(qū)河道工程于河道上新建兩座單孔拱橋，分別是前橋與里一號(hào)橋，橋梁與河道正交，橋長(zhǎng)均為15m。

1.4 河道歷史演變概況

河床演變規(guī)律與河道特征密切相關(guān)，不同特征的河道呈現(xiàn)不同的演變規(guī)律。影響河床演變的因素包括來(lái)水、來(lái)沙條件，河床、河岸地質(zhì)地貌等邊界條件以及下游侵蝕基準(zhǔn)點(diǎn)的影響等。這些因素又與河流本身的特點(diǎn)相結(jié)合，使河流處于不斷變化中。一般河道在長(zhǎng)期水流的作用下，會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)沖淤平衡，導(dǎo)致輸沙不平衡的因素，除地區(qū)的地質(zhì)、地貌、氣候、土壤、植被等自然特征外，人類活動(dòng)也是重要原因之一。

2 防洪分析

2.1 防洪評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）規(guī)定，紅巖嶺景區(qū)景源級(jí)別為市縣級(jí)，保護(hù)價(jià)值、防護(hù)等級(jí)為Ⅳ級(jí)，受淹損失小。防洪標(biāo)準(zhǔn)可選30～10年一遇，由于橋梁為外圍配套設(shè)施，故本次防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目區(qū)河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目區(qū)所在河道均為鄉(xiāng)村段河道，河道標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇（P=10%）。

2.2 水文分析

黃楊河流域面積57km2，主河道長(zhǎng)10km，流域平均坡度34.2m/km。根據(jù)《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》流域水文下墊面產(chǎn)流地類圖、匯流地類圖，工程段河道以上流域水文下墊面產(chǎn)流灰?guī)r森林山地9.0km2，灰?guī)r灌叢山地48.0km2；下墊面匯流森林山地9.0km2，灌叢山地 48.0km2。

工程段流域?qū)贌o(wú)資料地區(qū)，本次評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)洪水采用山西省2011年編制完成的《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》中的流域模型法、推理公式法和經(jīng)驗(yàn)公式法，分別進(jìn)行了計(jì)算。黃楊河10年一遇（P=10%）洪峰流量，流域模型法計(jì)算結(jié)果為80m3/s，推理公式法為69m3/s，經(jīng)驗(yàn)公式法為78.9m3/s；20年一遇（P=5%）洪峰流量，流域模型法為134m3/s，推理公式法為121m3/s，經(jīng)驗(yàn)公式法為122.2m3/s。

三種方法結(jié)果接近，三種方法中流域模型法匯流計(jì)算方法理論最為嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)流域經(jīng)過(guò)產(chǎn)匯流計(jì)算，能夠得出較為理想的設(shè)計(jì)洪水值；另外，從安全的角度考慮，流域模型法計(jì)算結(jié)果偏大，故本次選用流域模型法計(jì)算結(jié)果，即黃楊河10年一遇洪峰流量80m3/s，20年一遇洪峰流量134m3/s。

2.3 水面線分析計(jì)算

本次評(píng)價(jià)按明渠恒定非均勻流進(jìn)行水力計(jì)算，采用試算法推求工程上下游的水面曲線，并比較工程處上下游河段工程建設(shè)前后變化，河道水面線計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 河道水面線計(jì)算表（P=10%） 單位：m

2.4 橋梁高度及沖刷復(fù)核

橋梁工程為拱橋，發(fā)生20年一遇洪水時(shí)，里一號(hào)橋水面線高程683.66m，橋底面板高程686.81m，凈空高度3.15m；前橋水面線高程672.26m，橋底面板高程675.38m，凈空高度3.12m。故發(fā)生20年一遇（P=5%）洪水時(shí)，洪水可從橋下通過(guò)，不會(huì)漫過(guò)橋梁，滿足凈空要求。

黃楊河10年一遇（P=10%)沖刷處的水深1.01m，平均流速5.54m/s，沖刷深度0.64m，埋深1.0m，滿足沖刷要求；20年一遇（P=5%）沖刷處的水深1.43m，平均流速6.67m/s，沖刷深度0.98m，埋深1.0m，滿足沖刷要求，河道水面線計(jì)算成果見(jiàn)表2。

3 防洪綜合評(píng)價(jià)

3.1 與所在河道流域規(guī)劃的關(guān)系及影響

工程項(xiàng)目位于陽(yáng)泉市平定縣，工程段河道為天然河道，無(wú)其他水利及流域規(guī)劃。

3.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)要求的適應(yīng)性分析

本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，工程段河道標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。符合《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）要求。

3.3 建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道行洪及河勢(shì)的影響

兩座拱橋均在河道以上建設(shè)，不占用河道行洪斷面，施工完成后將按原地貌恢復(fù)河道現(xiàn)狀，工程在運(yùn)行期內(nèi)基本不影響河道行洪。但施工時(shí)將會(huì)在施工期對(duì)河道行洪造成影響，建議工程建設(shè)施工安排在非汛期。通過(guò)對(duì)河道歷史演變與近期演變概況分析，并結(jié)合河道橫縱向現(xiàn)狀，認(rèn)為河道現(xiàn)狀河勢(shì)基本穩(wěn)定。

3.4 對(duì)堤防、護(hù)岸的影響

本工程施工過(guò)程中對(duì)堤防有一定的擾動(dòng)，應(yīng)采取相應(yīng)保護(hù)措施避免損毀堤防及橋梁。應(yīng)及時(shí)恢復(fù)堤防原貌，并采取相應(yīng)措施盡量減少對(duì)堤防質(zhì)量的影響。10年一遇洪水時(shí)，工程處產(chǎn)生最大壅水高度為0.22m，壅水長(zhǎng)度418m。20年一遇洪水時(shí)，工程處產(chǎn)生最大壅水高度0.34m，壅水長(zhǎng)度441m。

3.5 工程建設(shè)對(duì)第三人的合法水事權(quán)益影響

兩座拱橋均在河道以上建設(shè)，不占用河道行洪斷面，施工完成后將按原地貌恢復(fù)河道現(xiàn)狀，對(duì)河道水面線沒(méi)有影響。工程建設(shè)安排在非汛期施工，減小對(duì)河道行洪的影響。施工單位在施工前應(yīng)與有關(guān)單位積極協(xié)調(diào)，制定合理的施工方案，不得影響第三人的合法水事權(quán)益。

表2 河道水面線計(jì)算表（P=5%） 單位：m

3.6 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

工程運(yùn)行期間基本不會(huì)影響汛期的防汛搶險(xiǎn)。施工期間將會(huì)對(duì)汛期河道防洪構(gòu)成威脅。因此，工程應(yīng)安排在非汛期施工。

3.7 工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響

在施工期間，由于施工道路的修建、河槽土石方開(kāi)挖、漿砌石護(hù)岸及施工留下的其他各種廢棄物等，將對(duì)河道的環(huán)境、水土保持產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，在施工期間，施工棄渣、施工單位生產(chǎn)生活廢水和污水的排放對(duì)水質(zhì)會(huì)有一定影響。

工程完工后，一般情況下不會(huì)對(duì)河道水環(huán)境及周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3.8 沖刷對(duì)工程的影響

黃楊河工程段河道基礎(chǔ)埋設(shè)在基巖層上，且埋深滿足沖刷要求。

4 防治與補(bǔ)救措施

4.1 降低對(duì)河道行洪影響的措施

工程施工期必須安排在非汛期進(jìn)行，施工單位要與河道主管部門(mén)、水情部門(mén)保持密切的聯(lián)系，根據(jù)洪水預(yù)報(bào)，合理安排工期，以確保安全順利施工。施工完成后，應(yīng)及時(shí)清除施工便道等臨時(shí)建筑物，所產(chǎn)生的棄渣、廢料也應(yīng)及時(shí)清理出河道，集中處理，并按有關(guān)規(guī)范要求恢復(fù)河道原狀，以保證汛期行洪暢通。

4.2 降低對(duì)河道防洪工程影響的措施

為保證河道防洪工程的安全運(yùn)行，在本工程完成后，工程建設(shè)單位應(yīng)及時(shí)恢復(fù)阻塞、破壞河槽處。

4.3 減小對(duì)第三人的合法水事權(quán)益影響措施

工程建設(shè)單位應(yīng)做好工程范圍上、下游排水口等設(shè)施的調(diào)查工作，并與其積極溝通，避免施工可能對(duì)第三人的水事權(quán)益造成影響。

4.4 降低對(duì)環(huán)境影響的措施

加強(qiáng)施工期間的管理，禁止棄土、棄渣排入河道，禁止施工期間生產(chǎn)、生活污水直接向河道排放，以減少施工期對(duì)環(huán)境的影響程度；切實(shí)做好水土保持工作，盡量減少臨時(shí)占地和周邊生態(tài)環(huán)境的破壞程度，防止工程施工中對(duì)河道的破壞，同時(shí)避免拖延施工進(jìn)度和出現(xiàn)意外事故造成重大損失。

切實(shí)做好水土保持工作，防止對(duì)河道的破壞。工程建成以后，工程管理部門(mén)及當(dāng)?shù)丨h(huán)保、水行政部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)河道的管理措施和環(huán)保力度，以免給河道環(huán)境造成破壞。應(yīng)做好河道環(huán)境保護(hù)、避免水體污染和不能影響河道行洪等工作。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)紅巖嶺景區(qū)進(jìn)行防洪分析、綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明兩座橋不占用河道行洪斷面，工程在運(yùn)行期內(nèi)基本不影響河道行洪。河道工程針對(duì)工程建設(shè)可能產(chǎn)生的水利影響，提出了可行的補(bǔ)救措施，為河道工程施工提供了可靠依據(jù)。