豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程防洪評價分析

謝玲平

（江西省南昌市水利規(guī)劃設(shè)計院，江西 南昌 330009）

為了促進城市河道沿線各片區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，改善投資環(huán)境，對已有沿河道路的改線擴建問題就突顯而出。受到原有建筑的影響以及土地紅線等因素的控制，道路改線擴建工程時有侵占河道問題的發(fā)生，此時需進行工程的防洪評價分析。黃錦林[1]等人對堤防工程防洪安全評價中的若干問題進行分析，提出了堤防工程防洪安全分級原則，黃建文[2]、劉俊勇[3]、劉利峰[4]和張競競[5]等人分別對具體的堤防工程進行防洪評價分析，提出合理建議，為工程建設(shè)提供依據(jù)。本文以豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程為例，研究工程建成后對原河道造成壅水、沖刷、排澇等影響，進行防洪綜合評價分析。

1 工程概況

昌九快速路位于南昌市西側(cè)，南起西外環(huán)高速-昌樟高速立交，北至西外環(huán)高速-昌九快速路立交，道路全長約31.8 km。昌九快速路現(xiàn)狀為雙向四車道高速公路斷面，擬將現(xiàn)狀雙向四車道高速公路斷面改造為雙向六車道城市快速路。豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程位于河道為烏沙河下游河段，是昌九快速路改造一期工程的影響消除工程，項目建設(shè)位置關(guān)系示意圖如圖1所示。

2 防洪分析計算

2.1 壅水分析計算

程規(guī)范、技術(shù)手冊以及試算對比分析，壅水計算采用水面曲線法相比近似公式法更為符合實際。

圖1 項目建設(shè)位置關(guān)系示意圖

根據(jù)昌北城區(qū)烏沙河綜合整治規(guī)劃及近期有關(guān)河道整治規(guī)劃設(shè)計要求，分別按烏沙河為外河（超過20年一遇設(shè)計洪水條件下烏沙閘全部打開，烏沙河與贛江連通時為外河）和烏沙河為內(nèi)河（在外河贛江高洪水位期間，烏沙閘關(guān)閉，烏沙河與贛江斷開，由烏沙河泵閘工程控制烏沙河水位，烏沙河作內(nèi)河處理）兩種情況，對豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程實施前、后的河道斷面資料分別推求各頻率洪水水面線，對改線工程實施前、后之洪水水面線的變化情況進行分析比較，其中烏沙河作為外河、內(nèi)河時的改線工程實施前、后典型斷面的水面線比較詳見表1和表2。

由表1和表2可知：工程建成實施后，典型斷面在4種不同洪水頻率下的水面線均有上升；隨著洪水頻率的增加，上升幅度也相應(yīng)增加，但增加幅度較小，均不足0.5%，對堤防安全存在一定不利影響，但影響較小。

表1 烏沙河為外河時工程前、后設(shè)計水面線比較表

表2 烏沙河為內(nèi)河時工程前、后設(shè)計水面線比較表

2.2 沖刷與淤積分析計算

工程實施后將造成河道行洪斷面縮窄，從而改變原有河道水流流態(tài)。在改線工程上游，因工程實施產(chǎn)生的壅水作用，流速減小，發(fā)生淤積；在改線處，因行洪斷面縮小，流速加大，造成沖刷。

改線河段的沖刷計算采用公路橋位設(shè)計中常用的河床一般沖刷公式進行分析計算，計算公式為：

式中：A為單寬流量集中系數(shù)；B、H為平灘水位時的河槽寬度和平均水深(m)；Qcp為河槽斷面設(shè)計流量(m3/s)；μ為計算斷面水流側(cè)收縮系數(shù)，本次取μ=0.98；Lc為計算斷面河槽部分凈寬(m)；E為與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)；d為河槽泥沙平均粒徑（mm）；hmax為計算斷面河槽最大水深(m)；hc為計算斷面河槽平均水深(m)；。

根據(jù)以上公式，選擇典型斷面進行沖淤分析，其沖刷結(jié)果如表3所示。

表3 典型斷面一般沖刷計算成果表

由表3可知：隨著洪水頻率的降低，沖刷后最大水深和最大沖刷深度也逐漸減??；最大沖刷發(fā)生在100年一遇洪水時，最大沖刷深為0.85 m；最小沖刷發(fā)生在10年一遇洪水時，最大沖刷深為0.41 m；由于沖淤變化在一定時間之后將趨于平衡，因此工程的實施對所在河段的河勢變化不會產(chǎn)生大的不利影響。

確定山東省制造業(yè)發(fā)展升級指標(biāo)權(quán)數(shù)的基本思路是：首先，采用層次分析方法（AHP）確定各層指標(biāo)賦權(quán)二級指標(biāo)的組合權(quán)數(shù)；其次，選取主成分分析方法對山東省不同年份的制造業(yè)的升級程度進行綜合評價，并選取主成分求取主成分的得分以及各個主成分的權(quán)重。其中，各個主成分的權(quán)重即為我們進行指數(shù)計算所需要的權(quán)重。這種賦權(quán)方法可以將主觀賦權(quán)方法與客觀賦權(quán)方法的優(yōu)勢進行有機結(jié)合，能夠解決層次分析法由專家進行打分賦權(quán)所帶來的主觀性缺點以及主成分分析方法的樣本依賴性等缺點，所以其綜合評價與計算所得的指數(shù)會與現(xiàn)實情況更加相符。

2.3 排澇影響分析

工程實施將對河道上已有電排站產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)為因調(diào)蓄區(qū)面積的減少和壅水造成電排站揚程增大等方面的影響。

2.3.1 對烏沙河電排站的影響

豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程地處烏沙河下游河段，改線路堤向河道內(nèi)側(cè)移動，占用了河道灘地，減少河段過水面積，造成河道的洪澇水調(diào)蓄面積和容積減少。

烏沙河設(shè)計排水流量采用水量平衡試算法計算。經(jīng)計算，當(dāng)電排站調(diào)蓄容積因豐和路堤改線減少至1150萬m3時，烏沙河電排站排水流量將增大至318 m3/s，增大5.4 m3/s，增加排水量百分比為1.73%，對烏沙河電排站總體影響較小。

2.3.2 對上游電排站的影響

工程實施形成的壅水對所在河段的排澇泵站將產(chǎn)生一定的影響。工程上游河段的電排站有正在建設(shè)的蔡家橋、省莊等電排站，由于所產(chǎn)生的壅水值相對較小，因此對工程上游的排澇產(chǎn)生的不利影響也較小。

3 防洪綜合評價

3.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

烏沙河地處南昌市昌北城區(qū)，已編制的城市防洪規(guī)劃主要有：《南昌市城市防洪規(guī)劃報告（修編）》，《南昌市昌北烏沙河綜合整治規(guī)劃報告》，《南昌市昌北城區(qū)防洪規(guī)劃報告》等，在上述規(guī)劃中，豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段的防洪標(biāo)準為50年一遇，區(qū)域防洪措施主要為圩堤工程、電排站加調(diào)蓄區(qū)等。該工程實施后，堤防標(biāo)準基本達50年一遇防洪要求，與所在河段其他防洪工程的建設(shè)不產(chǎn)生矛盾，且產(chǎn)生的不利影響相對較小。

3.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準及有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析

豐和聯(lián)圩昌九快速路堤改線段按照烏沙河綜合整治規(guī)劃設(shè)防標(biāo)準設(shè)計，設(shè)計防洪標(biāo)準為50年一遇，相應(yīng)洪水位為23.24 m～23.36 m。根據(jù)水文分析結(jié)果，改線工程設(shè)計防洪標(biāo)準與防洪水位基本滿足抗御50年一遇防洪要求，改線后堤防的防洪能力與區(qū)域的防洪標(biāo)準要求一致，基本滿足有關(guān)防洪技術(shù)和管理要求。

3.3 對行洪安全的影響分析

根據(jù)豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程布置和壅水分析成果可知，改線工程實施后100年、50年、20年、10年一遇洪水產(chǎn)生壅水值相對較小，水位壅高值對堤防的防洪安全存在一定的不利影響，但其影響相對較小。工程實施后斷面平均流速有所增大，由于河床斷面多由細砂與淤泥構(gòu)成，工程后河道將產(chǎn)生一定的沖刷，因此，應(yīng)加強斷面束窄河段附近一定范圍內(nèi)兩岸圩堤岸坡及堤腳處的防護措施。

3.4 對河勢穩(wěn)定的影響分析

豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程所在烏沙河河段主要受左岸高地與右岸堤防以及已建橋涵的控制和制約，河段平面形態(tài)基本穩(wěn)定。由于路堤改線工程將壓縮部分行洪斷面，洪水期斷面平均流速將有所增大，同時流速分布也將發(fā)生一定的變化，工程所在河段將產(chǎn)生一定的縱向變形，束窄河段將產(chǎn)生沖刷，壅水上游河段將產(chǎn)生淤積。

總體上工程的實施對工程所在河段的平面形態(tài)不會產(chǎn)生不利影響，但會引起工程附近局部河段的縱向變形。

3.5 對排澇及其它水利設(shè)施的影響分析

工程建設(shè)形成的壅水對所在河段的電排站將產(chǎn)生一定的影響，但所形成的壅水值相對較小，對工程上游排澇產(chǎn)生的不利影響也較小。

3.6 對防汛搶險的影響分析

豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程實施后不會影響汛期的防汛搶險車輛、物資及人員的正常通行。相反，工程建成后將有利于防汛交通。

4 結(jié)語

通過對豐和聯(lián)圩昌九快速路堤段改線工程防洪綜合分析，得出結(jié)論：

（1）工程建設(shè)將對河道行洪、河勢、調(diào)蓄區(qū)等產(chǎn)生一定的影響，對該工程建設(shè)進行防洪影響評價是必要的。

（2）改線工程實施后將抬高路堤改線河段及以上河段一定范圍內(nèi)的洪水位，會對堤防的防洪安全存在一定的不利影響，但其影響相對較小。

（3）改線工程實施后所在河段上游將產(chǎn)生一定的壅水，壅水對影響河段的排澇泵站會產(chǎn)生一定的影響，但不利影響也較小。

（4）改線工程實施后局部河段斷面平均流速有所增大，對河道將產(chǎn)生一定的沖刷作用。由于沖淤變化在一定時間之后將趨于平衡，因此工程的實施對所在河段的河勢變化不會產(chǎn)生較大不利影響。