散雜貨碼頭防洪影響分析

【摘要】為了適應(yīng)諸暨市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，滿足諸暨市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、諸暨市及周邊地區(qū)日益增加的物資運(yùn)輸需求，建設(shè)紹興港諸暨港區(qū)城郊作業(yè)區(qū)散雜貨碼頭工程是必要的、迫切的。根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，必須對(duì)位于河道管理范圍待建散雜貨碼頭進(jìn)行防洪影響評(píng)估，本文主要介紹碼頭自然概況及建設(shè)情況，并對(duì)浦陽(yáng)江流域進(jìn)行水利計(jì)算，找出碼頭修建對(duì)河道防洪和河勢(shì)可能產(chǎn)生的影響，并提出了相應(yīng)的解決措施。

【關(guān)鍵詞】諸暨；散雜貨碼頭；防洪；影響評(píng)價(jià)

水路運(yùn)輸具有一次性運(yùn)輸量大、耗能少、成本低、對(duì)環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，在大宗貨物運(yùn)輸上有著巨大的發(fā)展空間，特別是隨著諸暨市城市化進(jìn)程的加快，煤、礦石、礦建材料（尤其是水泥）、鋼材等最適宜走水路的貨物，也將迅速增長(zhǎng)。諸暨擬建的碼頭位于新亭埠附近浦陽(yáng)江西江左岸，不僅其樁群等結(jié)構(gòu)會(huì)占用所在河道行洪斷面面積，而且碼頭對(duì)河岸而言，又似在河岸一側(cè)形成“丁壩”，從而會(huì)產(chǎn)生行洪河道上游壅水、流態(tài)改變、岸坡沖刷等有礙于河道行洪的影響。根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，必須對(duì)位于河道管理范圍待建散雜貨碼頭進(jìn)行防洪影響評(píng)估，為水行政主管部門(mén)審批提供依據(jù)。

1、項(xiàng)目基本情況

1.1 項(xiàng)目區(qū)自然概況

諸暨地處長(zhǎng)江三角洲南翼，位于浙江省中北部，地處錢(qián)塘江重要支流——浦陽(yáng)江中游，介于北緯29°21′24″～29°59′05″，東經(jīng)119°53′01″～120°32′08″之間的上海、杭州及寧波的“經(jīng)濟(jì)三角區(qū)”。諸暨市又地處臺(tái)梅交界地帶，既受梅季暴雨，又遭臺(tái)風(fēng)侵襲，雨量充沛，降雨時(shí)空分布不均，年際變化較大.降水主要集中在梅汛期和臺(tái)汛期，每年6月上中旬至7月上中旬，會(huì)出現(xiàn)連綿陰雨天，形成梅汛，梅汛期降水一般占年降水總量的20%左右，常易發(fā)生洪澇災(zāi)害；7～9月熱帶風(fēng)暴或臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，經(jīng)常發(fā)生大暴雨，形成臺(tái)汛，

諸暨境內(nèi)有浦陽(yáng)江和壺源江兩大河流，均屬于錢(qián)塘江水系，本次研究范圍屬于浦陽(yáng)江水系。諸暨境內(nèi)浦陽(yáng)江主要有大陳江、開(kāi)化江、楓橋江、五泄江、凰桐江等五大支流。浦陽(yáng)江流域的地形主要為低山丘陵及河谷平原，上游源短流急，中游河道彎曲下載，下游受錢(qián)塘江洪潮頂托（諸暨城關(guān)王家堰為感潮河段，長(zhǎng)56km）。

建國(guó)后，諸暨市共建造水庫(kù)1100座，這些水庫(kù)在歷次洪水中，攔蓄洪水、消減洪峰，減輕下游防洪壓力方面都發(fā)揮了很大作用。

1.2 散雜貨碼頭概況

根據(jù)項(xiàng)目建議書(shū)、可行性研究報(bào)告及相關(guān)批復(fù)函和專家評(píng)審意見(jiàn)，待建散雜貨碼頭推薦方案為：碼頭采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)，碼頭平臺(tái)寬度為16m，采用7m排架跨距，樁基與橫梁相連，樁基采用Φ800鉆孔灌注樁，每榀排架布置5根；碼頭平臺(tái)下方護(hù)岸采用1：2.5斜坡，護(hù)面結(jié)構(gòu)為漿砌塊石；擋土墻采用衡重式結(jié)構(gòu)，上部為C30塊石砼墻身，墻高3m；墻后為拋石棱體。

碼頭所在浦陽(yáng)江西江河段呈“Ω”形，碼頭所在河段水面寬闊，最寬可達(dá)660m，碼頭上、下游河段突然縮窄，水面寬僅有90m左右。碼頭所在河段主流在左岸，該側(cè)水流流速較大，對(duì)河岸有一定的掏蝕作用，碼頭的另一側(cè)右岸由于水流作用的減弱，被掏蝕的泥沙在此堆積，日積月累形成高灘地，灘地側(cè)由于糙率大水流流速緩慢。再加上該江段后期人為采砂分離出來(lái)的剩余物堆積在河道中，形成了多個(gè)江心小洲，從而引起河道變窄，航道淤積，水流不暢。

2、水利計(jì)算

2.1 計(jì)算方法

全流域干支流水情演算采用非恒定流的方法，建立水利計(jì)算數(shù)學(xué)模型。

在數(shù)學(xué)模型中，內(nèi)河段采用四點(diǎn)加權(quán)隱式差分格式將圣維南偏微分方程組化成非線性差分方程與河汊、閘汊方程組成非線性方程組，用牛頓迭代法解非線性方程組。概化計(jì)算模型在一般網(wǎng)河歸槽的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮倒堤、漫流等情況。其中水閘、橋梁（橋梁視為無(wú)閘門(mén)的閘）稱為閘汊，河道交叉點(diǎn)稱河汊。

浦陽(yáng)江防洪水利計(jì)算，通過(guò)概化，有計(jì)算斷面191個(gè)，概化湖泊24個(gè)，撇洪渠16條（包括店口江、進(jìn)化溪），流量邊界7個(gè)，水位邊界1個(gè)，直河段108個(gè)等。

2.2 浦陽(yáng)江洪水驗(yàn)證計(jì)算

上述的洪水計(jì)算數(shù)學(xué)模型以1988年6月20日實(shí)際洪水進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證計(jì)算。選取浦陽(yáng)江安華以下干流、楓橋江和開(kāi)化江下游段組成計(jì)算河段，應(yīng)用諸暨和街亭有實(shí)測(cè)水位、流量，安華潭頭和臨浦有實(shí)測(cè)水位，沿江另有6個(gè)點(diǎn)調(diào)查洪水位資料作為驗(yàn)證的依據(jù)。

各特征斷面的計(jì)算水位與實(shí)測(cè)（或調(diào)查）水位的誤差、計(jì)算流量與實(shí)測(cè)流量的誤差較小。由此可見(jiàn)，浦陽(yáng)江洪水演算與實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證的結(jié)果達(dá)到了較好的精度，該模型可用于浦陽(yáng)江的防洪水利計(jì)算。

3、防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

3.1 碼頭占用河道情況

取建設(shè)單位提供的碼頭進(jìn)口和中間斷面兩個(gè)實(shí)測(cè)橫斷面為研究對(duì)象，并考慮河道疏浚，研究碼頭修建前后河道過(guò)流面積變化情況。

只修建碼頭不疏浚河道情況下，碼頭進(jìn)口斷面河道在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，水位均高于河中江心小洲頂高程，整個(gè)河道過(guò)水，碼頭阻水面積均為273m2，分別占原過(guò)流面積的6.11%和5.77%，阻水率大于5%，對(duì)該處河道行洪有一定影響；碼頭中間斷面河道在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，碼頭阻水面積均為836m2，分別占原過(guò)流面積的15.22%和14.59%，阻水率大于6%，比例相對(duì)較大，會(huì)對(duì)河道行洪產(chǎn)生一定的影響。

但在修建碼頭并疏浚河道情況下，碼頭進(jìn)口斷面河道在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，河道過(guò)流面積與工程前相比并沒(méi)有減少，反而都增加了331m2，增加的比例分別為7.41%和7.00%；碼頭中間斷面河道在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，碼頭阻水面積均增加了9m2，增加比例為0.16%?？梢?jiàn)，在考慮疏浚情況下，碼頭興建對(duì)河道行洪影響較小。

3.2 碼頭壅水分析

由于建成的碼頭占用了河道行洪斷面面積，壓縮水流的范圍很小，可忽略沿程損失，只計(jì)算局部水利損失，碼頭壅水可采用如下計(jì)算公式：

根據(jù)上述公式，在不考慮疏浚河道建設(shè)碼頭不利情況下，按照工程前后碼頭進(jìn)口斷面和中間斷面占用河道過(guò)流斷面面積計(jì)算。在不考慮疏浚河道建設(shè)碼頭不利情況下，碼頭在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，碼頭上游20～25m處河道壅水最大可達(dá)0.001～0.0094m，壅水值<0.06m在可承受范圍內(nèi)，且壅高只影響碼頭上游194～269m的范圍，自此向碼頭一側(cè)的岸邊逐漸減小，至河寬的幾何中心處壅水逐漸消失。在這種情況下，再加上碼頭附近的河道底要按照400m底寬疏浚至1.1m高程，增大了河道過(guò)流面積，此時(shí)因修建碼頭造成的壅水影響將比不疏浚情況下還要小，因此疏浚河道修建碼頭后，河道壅水很小，對(duì)河道行洪影響不大。

3.3 碼頭對(duì)河勢(shì)影響

按照整個(gè)河道過(guò)流計(jì)算碼頭段河道平均流速，工程前后，河道平均流速變化很小。但在河道實(shí)際流態(tài)中，由于碼頭段河道上下游河道寬度突然收縮及江中江心小洲的存在，導(dǎo)致該河段內(nèi)水流宣泄不暢，流態(tài)十分復(fù)雜?？拷野陡邽┑貎?nèi)的一部分水流形成回旋流，回流至靠近左岸的主流中，再與左岸主流匯流至出口斷面一部分下泄，一部分重復(fù)上述過(guò)程。興建的碼頭由于占用主河道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，會(huì)導(dǎo)致主河道中水流流速增大，從而加大了水流對(duì)灘地沖刷和掏蝕作用，致使主河道右移，這種移動(dòng)隨著沖淤平衡而停止。

又由于該處河段水面較開(kāi)闊，碼頭建在靠近主流“Ω”形河段凹側(cè)，有利于降低水流掏蝕，在一定程度上起到穩(wěn)固該側(cè)堤岸作用，碼頭右堤岸距河道主流較遠(yuǎn)，由建碼頭引起主流右移的水流沖刷作用在右堤腳處已減弱至很小，對(duì)右堤岸影響不大。因此，修建碼頭引起河道河勢(shì)改變范圍是局部的，碼頭處河道寬闊的水域減弱了這種影響，使其主要局限于“Ω”形河段主河道附近，而對(duì)右岸堤防影響較小。

3.4 碼頭對(duì)堤防穩(wěn)定影響分析

碼頭建設(shè)會(huì)對(duì)碼頭側(cè)堤防穩(wěn)定造成一定影響，需要對(duì)碼頭附近堤防進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用有效應(yīng)力法的瑞典圓弧滑動(dòng)條分法計(jì)算碼頭側(cè)堤防抗滑穩(wěn)定系數(shù)。擬建碼頭側(cè)堤防為3級(jí)堤防，經(jīng)過(guò)計(jì)算擬建碼頭工程所在堤坡在正常運(yùn)行條件及非常運(yùn)行條件下均能滿足抗滑穩(wěn)定要求，還有從碼頭設(shè)計(jì)圖紙上看，碼頭外側(cè)采用鋼筋砼灌注樁，灌注樁一方面支撐了碼頭上部擋墻等壓力，另一方面也可作為堤腳抗滑樁，對(duì)堤腳穩(wěn)定和堤基抗滑都有一定作用。因此，從邊坡穩(wěn)定性的角度來(lái)看，堤防是穩(wěn)定的。

4、防洪綜合評(píng)價(jià)

4.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響評(píng)價(jià)

疏浚河道并修建碼頭后，碼頭位置河道最小堤間距為535m，50 年一遇洪水時(shí)最小過(guò)水?dāng)嗝婷娣e5059m2遠(yuǎn)大于諸暨市河道整治規(guī)劃給出的最小要求，可見(jiàn)碼頭修建對(duì)上、下游整個(gè)河道整治工程影響不大。

4.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)等適應(yīng)性分析

工程前碼頭位置河道堤防左、右岸堤頂高程分別為13.57m和13.40m，堤頂寬度均為6m，50年一遇洪水位為12.27m，可見(jiàn)碼頭位置附近堤防堤頂高程已達(dá)到50年一遇防洪要求，碼頭平臺(tái)建設(shè)后能滿足通過(guò)50年一遇洪峰流量。但是考慮到當(dāng)時(shí)修建防洪堤人力、物力和財(cái)力等因素，碼頭側(cè)現(xiàn)有堤防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿足碼頭建成后需要，需要進(jìn)行加固和改建。

4.3 對(duì)行洪安全的影響評(píng)價(jià)

碼頭修建并疏浚后，碼頭進(jìn)口斷面和中間斷面在遭遇20年和50年一遇洪水時(shí)，河道過(guò)流面積與工程前相比有所增加，在考慮疏浚情況下，碼頭興建對(duì)河道阻水影響較??；在不考慮河道疏浚建設(shè)碼頭不利情況下，修建碼頭造成的壅水影響將比不疏浚情況下還要小。但是碼頭建成后，碼頭上貨物堆置對(duì)河道行洪有一定的影響，特別在汛期，需要管理單位加強(qiáng)碼頭堆置貨物日常管理。

4.4對(duì)河勢(shì)影響評(píng)價(jià)

疏浚后碼頭的建成會(huì)迫使河道主流向右岸偏移，對(duì)河道河勢(shì)有一定影響。但是由于清除航道中江心小洲，河道流線變得順暢，有利于水流下泄，這對(duì)河道泄洪是有利的。但在工程施工期間，由于開(kāi)挖區(qū)的吸流作用，河道主航道流速有所降低，致使河床局部地區(qū)的沖淤會(huì)產(chǎn)生一些變化，但是隨著時(shí)間的推移，河床會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，局部沖淤影響將逐漸減小。

4.5 對(duì)堤防穩(wěn)定性影響評(píng)價(jià)

碼頭工程建成投入使用后，會(huì)在工程上下游小范圍內(nèi)產(chǎn)生2個(gè)回流區(qū)，水流受樁群干擾，流態(tài)將變得十分復(fù)雜，會(huì)有局部沖刷坑出現(xiàn)，在一定程度上會(huì)影響附近岸坡穩(wěn)定和工程自身的安全。

4.6 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響評(píng)價(jià)

碼頭工程及其配套設(shè)施分別位于防洪堤兩側(cè)，項(xiàng)目建設(shè)會(huì)占用作為防洪搶險(xiǎn)通道，造成堤頂防洪搶險(xiǎn)道路的不貫通，影響汛期防汛搶險(xiǎn)物資按時(shí)到達(dá)，延誤搶險(xiǎn)最佳時(shí)機(jī)。碼頭投入使用后，預(yù)計(jì)會(huì)有大量貨車運(yùn)送貨物至碼頭，在一定程度上會(huì)造成防洪堤頂上防洪搶險(xiǎn)道路的交通客流量增大甚至造成交通阻塞，干擾防洪搶險(xiǎn)車輛搶險(xiǎn)。

5、建設(shè)碼頭影響的防治措施

5.1 降低沖刷影響

針對(duì)興建的碼頭由于占用主河道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，會(huì)導(dǎo)致主河道中水流流速增大，從而加大水流對(duì)灘地沖刷和掏蝕作用問(wèn)題，工程上可在受沖刷影響的岸灘及堤腳段采取防沖措施，以確保堤防的安全?？紤]到浦陽(yáng)江河床地質(zhì)條件和現(xiàn)有堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)的情況，可采用在建碼頭引起的受沖刷堤腳前灘地進(jìn)行拋石護(hù)底和護(hù)坡護(hù)岸等工程性補(bǔ)救措施，并與主體工程同步實(shí)施，以維持碼頭附近所在河段的河勢(shì)穩(wěn)定和碼頭自身安全。

5.2 降低壅水影響

針對(duì)建碼頭會(huì)引起上游壅水范圍內(nèi)河堤根水位提高，增大堤腳滲水、脫坡、管涌、裂縫等險(xiǎn)情發(fā)生的可能性問(wèn)題，可根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比較有效的工程補(bǔ)償措施是在碼頭施工前先對(duì)受建設(shè)碼頭影響的壅水段堤防按照50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固加高。

5.3 降低對(duì)河段堤防管理影響

由于該碼頭占用岸線較長(zhǎng)，為維護(hù)堤防工程的日常管理和汛期防洪搶險(xiǎn)需要，建設(shè)單位應(yīng)對(duì)該河段沖淤及堤防、河岸的沉降變位進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)報(bào)告當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T(mén)。建設(shè)單位還應(yīng)做好碼頭日常管理工作，特別是汛期貨物堆置管理和服從防洪的統(tǒng)一調(diào)度。碼頭在施工及今后運(yùn)行過(guò)程中，不得向河道內(nèi)傾倒廢料雜物。

5.4 碼頭占用過(guò)水面積問(wèn)題

根據(jù)散雜貨碼頭建設(shè)工程可行性研究報(bào)告，建在河道主流側(cè)散雜貨碼頭前沿線至C30砼擋土墻約16m長(zhǎng)采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，C30擋土墻后堆場(chǎng)采用實(shí)體結(jié)構(gòu)，雖然疏浚河道后建設(shè)的碼頭占用整個(gè)河道過(guò)水面積比例較小，新河道主河槽寬度也比老河道主河槽要大，但是碼頭還是在一定程度上占用原主河道過(guò)水面積，建議建設(shè)單位進(jìn)一步優(yōu)化碼頭結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步減小碼頭占用主河道過(guò)流面積，為河道行洪創(chuàng)造更加有利條件。

5.5 防洪搶險(xiǎn)道路問(wèn)題

建設(shè)單位在碼頭建設(shè)和營(yíng)運(yùn)期間，應(yīng)對(duì)該段堤坡及灘地岸坡進(jìn)行必要的維修和養(yǎng)護(hù)，確保堤防管理及防汛搶險(xiǎn)通道暢通，并制定出明確的防汛應(yīng)急預(yù)案，并征得當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T(mén)同意。

6、結(jié)論

在河道管理范圍內(nèi)興建的散雜貨碼頭將會(huì)對(duì)浦陽(yáng)江西江行洪產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在縮窄河道、減少了行洪斷面、增大河道的綜合糙率系數(shù)、增加行洪的阻力等，最終對(duì)河道局部河勢(shì)穩(wěn)定、堤防安全產(chǎn)生一定影響。因而建設(shè)單位必須做好碼頭日常管理工作，特別是汛期貨物堆置管理，并制定出明確的防洪應(yīng)急預(yù)案，服從防洪的統(tǒng)一調(diào)度。