跨河管道工程防洪評價報告的編制及注意事項

李 寧 李金鵬

（寧夏回族自治區水文水資源監測預警中心，寧夏 銀川 750011）

0 引言

管道工程建設中遇到河川、湖泊、峽谷、公路、鐵道等天然障礙物或人工構筑物時，往往需要穿越或跨越障礙物。一般情況下，采用空中跨越要比水下穿越更為合理。為了預防洪水對其運營造成影響，需要對河道管理范圍內管道跨越工程進行相關防洪評價。為了合理確定管道凈空，保證工程建設及管道的正常安全運行，為同類工程項目防洪評價報告的編制提供參考，本文對跨河管道工程防洪評價報告的編制及注意事項進行分析。

1 防洪評價報告編制的基本內容

防洪評價報告編制的基本內容涉及建設項目、河道以及河道上的水利工程及其他設施，還有河道演變情況。

1.1 建設項目概況

跨河管道建設項目基本情況主要包括跨河管道項目的名稱、地理位置、總體布置方案、建設施工方案、設計防洪標準及相應的水位和流量、歷史最大洪峰流量及水位等。跨河工程設計方案：根據可行性研究報告或初步設計報告中的設計內容，合理確定工程跨越方式、與兩岸堤防的連接方式、與其他水利工程交叉或連接的方式等，繪制項目總平面布置圖、跨越管道縱橫剖面圖、跨越型式圖及跨河管道附近上下游控制斷面內其他水利工程的相對位置圖[1-2]。

1.2 河道基本情況

包括河道概況、建設項目所在區域地形地貌特征、工程地質條件、氣象條件、水文特征、歷史洪水及災害、水文站布設等。除介紹河道的總體基本情況外，對建設項目所在河段的主要基本情況應重點詳細介紹，以便于分析。

河道概況應包括項目所在河道現狀（河流總長、控制排水面積、對沿線居民的重要性、現狀邊坡情況、汛期排洪任務、項目上下游河段情況等）、歷史演變情況（河道是否發生變道以及河道治理情況）、河道主要支流（主干流關系、匯流方式及對工程項目實施是否存在影響）等。

水文特征主要包括降水（區域多年平均降水量、降水量年內分配情況、年際變化情況）、水面蒸發（多年平均水面蒸發量、區域多年平均蒸發量月分配情況）、泥沙特征（多年平均懸移質輸沙量及年內分配情況、平均輸沙模數、輸沙量年際變化情況）、徑流（河道多年平均徑流深、多年平均年徑流量及不同保證率年徑流量分配情況）、河道冰情及凌汛[3-4]。

1.3 河道水利工程及其他設施

調查管道跨越段上下游堤防、水庫、涵洞、泵站等水利工程的地理位置、規模大小、設計標準、功能特點及現狀運行狀況等。若上游建有水庫或其他蓄水工程，應調查其歷年水庫調用情況。其他設施情況主要分析流域范圍內跨河、穿河、臨河及兩岸纜線、景觀等工程設施的具體位置、規模、防洪標準及相應的水位、流量等參數，弄清跨河管道項目工程實施對現有工程的影響。如工程項目建設威脅到流域其他水利工程或周邊工程設施的正常運行，應及時與河道主管部門及其他部門協調解決。

1.4 河道演變

河道演變重點分析跨河管道工程所在河道的歷史演變階段與特征，并繪制歷年大斷面套繪圖，以研究其近期河床的沖淤變化情況，總結河床演變的特征和歷史規律，進而對河道的河勢變化及其沖淤演變趨勢進行預測。

1.4.1 河道歷史演變概況

查找水利年鑒、河道治理規劃、洪水調查等資料，簡述跨河管道工程所在河段的歷史演變過程和特點。明確河道是否發生過大的改道、洪水沖刷、河床治理、新建或改建水利設施等影響到河床變化及水流走向。

1.4.2 河道近期演變分析

有實測資料時，應根據跨河管道工程所在河段水文泥沙特性，繪制歷年大斷面套繪圖和斷面變化圖，分析河段內深泓、洲灘、岸線等平面變化和斷面變化情況，總結近期河床的沖淤變化特性；無實測資料時，可根據河道歷年治理情況和河道現狀定性分析河勢變化，在調查研究的基礎上分析河道近期演變特征。

1.4.3 河道演變趨勢分析

分析總結河道歷史演變和近期演變規律，結合近景目標和長遠規劃，定性或定量分析河道未來沖淤變化和河勢演變趨勢。若跨河管道工程占用過水斷面，需要對竣工后河道可能出現的變化情況進行定性分析，預測其未來演變趨勢。

2 防洪評價分析與計算

報告的編制不僅涉及基本內容，還要進行防洪評價分析與計算，包括水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算。

2.1 水文分析計算

采用河道的現狀防洪標準或相關規劃標準及跨河管道設計標準進行評價計算，并利用歷史最大洪水進行檢驗校核。項目所在河段已有相關部門批準規劃或設計防洪標準的，可直接引用；項目所在河段無相關水文成果的，需要進行水文分析計算，并根據歷史最大洪水檢驗成果的合理性。設計洪水計算可采用下列一種或幾種方法：

（1）工程所在地區具有30年以上實測和插補延長的流量資料，應采用頻率分析法計算設計洪水。當工程流域有歷史特大洪水時，頻率計算還需加入歷史洪水調查值。此時，應注意特大洪水的經驗頻率和一般洪水的經驗頻率需分別計算。

（2）工程所在流域內洪水和暴雨資料均短缺時，可依據河段現狀及相鄰河道之間的聯系，采用相關分析法、圖集法或經驗公式法，計算不同頻率設計流量。

根據相應標準設計洪峰流量，選取適當的參數，采用水力學曼寧公式或伯努利能量方程法推求不同頻率下設計洪水位，繪制水位—流量關系曲線圖和實測大斷面圖，并分析成果合理性和可靠性。

2.2 壅水分析計算

目前對于跨度較小、河床較淺的小型河流，一般采用直跨的方式穿越；對于跨度較大的河流，通常采用桁架式跨越。跨河管道布置在河道內的支墩會占用河道斷面，造成局部流速加快，影響洪水下泄，造成河道壅水，因此需進行壅水計算。一般情況下可采用《公路橋位勘測設計規范》及《公路橋工程水文勘測設計規范》中的經驗公式進行計算，并分析壅水對河道行洪和下游相關水利工程的影響。需要注意的是，經驗公式的適用性及相關參數的選取要有一定的科學依據，所在河段有重點防洪任務的，還需提供相關數學物理模型的支撐[5]。

2.3 沖刷與淤積分析計算

管道從河流上方穿越，支墩的阻水作用使得前進中的水流受阻，行洪斷面縮小，流速加大，水流沿支墩向河床底部運動對河床產生沖刷作用。一般沖刷可采用規范推薦的經驗公式，根據河床下墊面情況和工程要求選取合適的公式及其參數，計算不同工況下的沖刷深度和沖刷線高程。對于復式斷面，應按水力學方法有效分配河床與河灘的通過流量，以保證計算的合理性。

3 防洪綜合評價

跨河管道工程防洪評價報告中還得分析跨河管道工程與有關規劃的關系及影響，必須對河道行洪、河勢穩定、堤防安全及岸坡穩定和其他水利工程的影響進行評價。

3.1 跨河管道工程與有關規劃的關系及影響分析

分析跨河管道工程與所在河道防洪規劃、治導線規劃、岸線保護和利用規劃、河道整治規劃之間的相互聯系，評價管道建設是否滿足水利部門的管理規范，是否會對相關水利規劃造成不利影響，項目建設是否符合有關水利規劃的總體要求和整治目標。跨河管道如與堤防平交，其管底高程應高于堤頂高程或規劃堤頂高程，跨河管道工程對規劃治理工程的影響應及時與水利行政主管部門或流域管理部門協調解決。

3.2 跨河管道工程對河道行洪的影響評價

根據跨河管道施工工期安排、施工設計方案、壅水高度、壅水長度及阻水情況，分析工程建設對河道行洪安全的影響范圍、支墩阻水面積占全河段過流面積的比例和對河道排澇能力的影響。

3.3 跨河管道工程對河勢穩定的影響評價

結合河道演變分析成果及模型試驗結果，綜合評價跨河管道建設對河勢穩定的影響。河道斷面內未設置建筑物、構筑物或對河勢穩定影響較小時，可結合河道演變分析成果或采用類比分析方法做定性分析；位于重要河段或對河勢穩定影響較大的，應結合數學模型和物理模型試驗結果，結合河道演變分析進行定量評價[6]。

3.4 跨河管道工程對堤防安全及岸坡穩定和其他水利工程影響評價

根據滲流及滲透穩定計算、抗滑穩定計算等堤防和岸坡穩定分析計算結果，評價跨河管道與堤頂之間的凈空高度是否滿足交通、防汛和管理等方面的要求，分析跨河管道工程對現有防洪工程安全、河段引水和排澇設施引排能力及水文觀測斷面和觀測設施的影響。

4 報告編制中的注意事項

報告編制中常見的問題有：坐標系統的不一致、采用防洪標準不合理、對設計資料整理說明不清晰、所附圖紙不完整有遺漏、評價結論籠統概化、不全面不清晰等，必須引起注意，采取對策。

4.1 坐標系統的一致性

跨河管道工程防洪評價報告所采用的高程基準及坐標系統應保持一致，地質勘測與原始資料高程系統應采用同一基準面。如不同，應根據地域特性和工程要求進行換算。

4.2 采用防洪標準的合理性

跨河管道采用的防洪標準是否合理，直接決定著防洪評價計算的正確性，甚至決定著整個防洪評價報告的對錯。設計及施工標準應嚴格按照《防洪標準》有關規定，結合河道和堤防設計標準、洪調資料及工程占用行洪面積等因素，按最不利情況來綜合確定，并在后期編制過程中對防洪標準進行復核。

4.3 對設計資料整理說明應清晰

報告編制人員對項目可行性報告或初步設計報告應提前進行全面分析理解，了解項目背景、項目來源、初步設計方案、施工部署和技術特點等，力求在完全理解的情況下著手編寫報告。介紹項目設計情況時，要突出重點；進行防洪計算時，要合理取舍；防洪評價分析時，要準確判斷。對設計資料有疑問或質疑的，要及時與設計方或建設單位進行溝通，交換意見，彌補缺漏。

4.4 所附圖紙應完整、不遺漏

報告所附圖紙應包括水系圖、工程相對位置圖、河勢圖、河道斷面圖、大斷面套繪圖、建設項目有關圖紙和工程與河道堤防連接相關圖紙等。圖紙應規范標準，標注清晰，圖簽完整，圖紙比例尺不宜太小，專項設計圖紙應符合水利工程初步設計要求。需特別注意的是，跨河管道工程地質鉆孔平面布置圖及斷面圖常常容易遺漏。

4.5 評價結論不能籠統概化，應全面清晰

評價結論是對所有防洪評價分析計算結果的總結和肯定，結論和內容應針對河道相關管理規定和編制導則規定要求進行評價，不應缺項。評價結論應緊扣計算成果，評價范圍全面、重點突出、結論明確，避免使用容易產生歧義或模糊不清的詞匯，如影響較小、不大，有一定影響等。

5 結束語

本文結合跨河管道工程技術特點和《河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則》，針對跨河管道防洪評價報告編制的基礎內容和常見問題進行分析研究，對報告編制過程中需注意的問題進行綜述，對進一步指導和規范此類工程建設方案防洪評價報告，具有一定的現實指導意義。