河道內水質監測站對河道防洪的影響分析

陳 昌，張明旭

（1.陜西渭河生態集團有限公司，陜西 西安 710068；2.陜西水環境工程勘測設計研究院，陜西 西安 710016）

渭河咸陽水質監測站位于咸陽市境內渭河北岸堤防臨河側，測站現狀地面高程為398.9 m，測站所在渭河左岸堤頂高程為401.5 m，水邊高程為390.93 m。

該測站建設采用混凝土框架結構固定式永久性站房設計，長度為20 m，寬度為6 m，層高為5.4 m，總建筑面積為138.44 m2，基礎采用獨立柱形式，基礎尺寸1.8 m×1.8 m，建筑設計使用年限為50 a，建筑耐火等級為二級，建筑抗震烈度為8 度。站房包括用于承載系統儀器、設備的主體建筑物和外部配套設施兩部分。主體建筑物由儀器室、質控室和值班室組成，面積為138.44 m2，外部配套設施包括采水系統、排水系統、供水系統、通電、通訊和通路以及周邊平整綠化等，測站平時有人值守。

1 河道演變分析

1.1 河道橫向變化

渭河中游段地處廣闊的關中平原西部，在漫長的地質年代里經過反復的堆積與侵蝕，兩岸發育著多級階地和漫灘，由于河槽寬淺，主流多變，加之豐枯流量相差懸殊，水位變幅較大，經常造成洪泛和塌岸，給兩岸人民的生命財產造成巨大損失。為保證兩岸工農業生產和人民生命財產的安全，1950 年以后逐步開展了防洪工程建設。1965 年陜西省水利廳主持制定了渭河中游綜合治理規劃，后因文化革命的影響，規劃未能得到正確實施。1972 年陜西省人民政府主持修訂、審定并下發了渭河中游治理規劃，確定將洪水防護線與中水整治線合并，統一按防御“54”型（相當于20 a 一遇）洪水進行整治，截止目前，渭河中游兩岸按此標準已建成各類堤防270.80 km，占河岸線總長的78.9%，河勢基本得到控制，河槽單一歸順，平面擺動不大。若不出現太大洪水，估計今后不會出現較大平面擺動。

經現場查勘，測站所在渭河咸陽段兩岸均建有堤防工程，河道橫向只能在兩岸堤防之間變化。從咸陽水文站1965 年以來汛前大斷面套繪圖和測站河段不同年份河勢套匯圖也可以看出，河床有沖淤變化，橫向擺動距離為10 m～60 m，但是受兩岸堤防控制，河道橫擺動以后不會發生較大變幅。結合現場調查及走訪當地村民，認為該河段平面變化受兩岸堤防工程的控制已趨穩定。

1.2 河道縱向變化

1988 年，陜西省水電設計院曾在渭河中游（咸陽鐵路橋以上至寶雞林家村河段）實測了98 個橫斷面。1999 年在進行《陜西省渭河中游干流防洪工程可行性研究報告》編制時，在林家村至咸陽鐵路橋又重新布設了202 個橫斷面，其中有98 個斷面與1988 年實測斷面是重合的。根據兩次實測河道斷面繪制沿程沖淤變化圖，然后進行沖淤變化分析。

經分析可知，在1988 年～1999 年的12 a 中，渭河中游常興橋以上河段以沖刷為主，僅魏家堡大壩上游約10 km 范圍內以淤積為主，常興橋至呂村區段以淤積為主；呂村以下咸陽市區河段以淤灘沖槽為主，就斷面平均值而言，仍以沖為主，僅咸陽水文站斷面上下出現淤積。究其原因，在1988 年～1999 年的12 a 里，中游段未發生過較大洪水，1990 年、1992 年和1993 年洪水就咸陽水文站而言，雖屬于較大洪水，但其量級也只相當于或略大于造床流量，其它年份均不足造床流量的50%，系小水小沙系列年，在此水沙條件下是不可能出現較大沖淤變化的，按實測斷面估算，1988 年～1999 年間該河段總淤積量為16 萬m3。

另外套繪1988 年和1999 年實測河段深泓線后可知，常興橋以上以沖刷為主；常興橋～呂村段沖淤交替出現，但仍以沖為主；咸陽市區段以沖為主，水文站斷面稍有淤積。這一結果同近年來的來水來沙情況基本相符，證明渭河中游段橋位河段多年來其縱向沖淤基本處于平衡狀態。

1.3 河道演變趨勢

從上述分析中可以看出，測站河段平面受兩岸堤防的影響已趨穩定，今后也不會發生大的變遷，河勢是穩定的。在河道內，由于目前河道為順直河道，洪水時河道主流一般仍會沿主河道行洪。

河道沖淤變化從長時段講，仍會保持沖淤相對平衡，略有沖刷的趨勢。故在測站未來運行期間可以不考慮測站河段淤積和沖刷影響。

2 對防洪的影響分析

2.1 對河道行洪的影響

該水質監測站所在渭河30 a 一遇洪水位為400 m，河道壅水高度為0.01 m，壅水長度為15 m。根據《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013），工程所在河段防洪標準為30 a 一遇，堤防工程的級別為3 級，堤頂超高為1.5 m，加上壅水高度，經過復核，測站斷面所在堤頂高程為401.51 m，現狀左岸堤頂高程為401.52 m，兩者基本一致，測站建成后現狀堤防仍滿足30 a 一遇洪水過洪要求。因此，該監測站的建設對渭河過洪能力影響較小。

水質監測站現狀地面高程為398.9 m，30 a 一遇設計洪水位為400 m，現狀地面以上1.1 m 被水淹沒，威脅管理人員及站房安全。

2.2 對河勢穩定的影響

渭河咸陽水質監測站位于咸陽市境內渭河北岸河灘地內，建成前30 a 一遇洪水標準過水面積為2851 m2，建成后阻水面積為22 m2，測站阻水面積占過洪斷面比例不足1%。因此，測站對渭河河勢影響很小。

2.3 對現有堤防、護岸及其他水利工程和設施的影響

根據《陜西省渭河防洪治理工程可行性研究報告》中渭河咸陽段河道沖刷計算結果，渭河咸陽段河道沖刷深度為2.52 m～7.41 m，根據《渭河左岸興～秦段堤防整治實施方案設計報告》，渭河武功下游至咸陽段沖刷深度為4.5 m，通過計算可知該測段沖刷深度為4.23 m，位于上述兩個報告沖刷范圍內，說明現狀渭河左岸堤防基礎埋設較深，測站建設后洪水期對現狀左岸堤防基礎影響較小。

2.4 對防汛搶險的影響

渭河咸陽水質監測站河段左岸堤防堤頂寬度為20 m，有7 m寬的雙車道和6.5 m 寬防汛路，均可作為防汛搶險交通道路。水質監測站位于渭河北岸河灘內，距離左岸堤防約190 m，不會對渭河的防汛搶險造成影響。

2.5 對防御洪澇災害的影響

依據《陜西省渭河中游防洪工程可行性研究報告》《陜西省渭河防洪治理工程可行性研究報告》《渭河左岸興～秦段堤防整治實施方案設計報告》，渭河咸陽段堤防防洪標準為30 a一遇，設計洪峰流量為7108 m3/s，該水質監測站防洪標準可參考渭河左岸堤防防洪標準。水質監測站現建于渭河原始灘面上，現狀測站地面高程為398.9 m，測站四周修建有護欄，并未修建防洪工程，當渭河發生30 a 一遇洪水時，測站一樓可能被淹。

2.6 對第三人合法水事權益的影響

渭河咸陽水質監測站上下游一定范圍內無取水工程，不存在對第三人合法水事權益的影響問題。

監測站上游2 km 建有興鄠渭河大橋，由于30 a 一遇洪水時壅水長度為15 m，因此，對上游興鄠渭河大橋不產生影響。

3 措施建議

（1）渭河咸陽水質監測站所在渭河堤防防洪標準為30 a一遇，洪峰流量為7108 m3/s，洪水位為400 m，水質監測站30 a一遇洪水時壅水高度為0.01 m，壅水長度為15 m，水質監測站對堤防影響很小。

該監測站所在渭河河道沖刷深度為4.23 m，根據《渭河左岸興～秦段堤防整治實施方案設計報告》，渭河左岸咸陽段堤防基礎埋深為4.5 m，高于本次計算的沖刷深度。因此，可不考慮測站建設對堤防影響的整改措施。

（2）渭河咸陽水質監測站已經建成運行，施工完成后，已將施工場地徹底清理完畢，并恢復了河道原貌。該段渭河30 a 一遇洪水過水面積為2851 m2，監測站阻水面積為22 m2，阻水面積占過洪斷面比例不足1%。因此，可不考慮該監測站對河道行洪帶來的不利影響。

（3）渭河咸陽水質監測站所在河段30 a 一遇設計洪水時沖刷深度為4.23 m，從水質監測站平面圖和實地現狀圖可以看出，水質監測站距渭河主槽有50 m 左右，且測站現狀地面比渭河主灘高6 m 左右，比主槽高9 m 左右，因此，洪水時沖刷基本不會對測站基礎造成影響。但是渭河30 a 一遇洪水位比測站基礎高1.1 m，會造成測站一樓被洪水淹沒，威脅水質監測站及管理人員安全，建議建設單位在汛期將測站內管理人員及重要設備轉移至安全地帶。

4 結語

綜上所述，渭河咸陽水質監測站還是存在一定的安全隱患，建議在后期的運行管理中，建設單位應做好汛期監測站度汛預案，在汛期來臨時，建議由水利部門負責通知建設單位渭河洪水情況，及時撤離測站工作人員和水質監測設備，減少不必要的損失。建設單位應對管理人員人身安全負責，汛期禁止在測站內住人。