橋梁跨十八里河防洪影響評價

陳玉丹+官坤明

摘 要：針對橋梁跨十八里河的工程概況，分析說明進(jìn)行防洪評價的必要性；進(jìn)行河道橋梁斷面的水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算等，從而分析工程建設(shè)對河道的影響，評價河道行洪安全等。

關(guān)鍵詞：十八里河；橋梁；防洪影響評價

1背景

十八里河是七里河的支流之一，發(fā)源于新鄭市龍湖鎮(zhèn)孟莊南溝，在管城區(qū)隴海鐵路附近的白莊村與十七里河匯合，總長24.8km，流域面積112.3km2，其中，鄭州市區(qū)段（劉灣水庫至白莊），長10.6km。本次評價的十八里河洪水主要由暴雨形成，其變化受暴雨強(qiáng)度和地形等因素影響，洪水發(fā)生時間、變化規(guī)律與暴雨基本一致，洪水多發(fā)生在7、8月份的汛期，洪水年際年內(nèi)分布不均，變幅較大，不確定性強(qiáng)。洪水流量、洪量特點與流域特征和暴雨特征有關(guān)，十八里河發(fā)源于低丘區(qū)與平原區(qū)，受區(qū)域降雨強(qiáng)度與下墊面條件影響大，整體洪峰上升與下降較快，通過時間較短。洪量較大，受暴雨強(qiáng)度、匯流面積與地形條件影響，與降雨變化特征基本一致。十八里河所含泥沙現(xiàn)主要來源于流域上游的土壤重力侵蝕，受季節(jié)性變化與降水強(qiáng)度影響較大，汛期降雨量與雨強(qiáng)大，洪水發(fā)生時攜帶一定的泥沙，非汛期內(nèi)降雨量小，河道流量小，含沙量較低。所評價的河道無實測泥沙資料，根據(jù)《河南省水利工程水文計算常用圖集》中繪制的侵蝕模數(shù)分區(qū)圖和附近流域?qū)崪y泥沙資料統(tǒng)計成果分析，十八里河年均輸沙模數(shù)約300t/km2·a。

2河道邊界條件

橋梁跨十八里河斷面是不規(guī)則斷面，河道底高程平均為131.50，河道底寬為23.47m，所處河道段比降為0.0044。河道左側(cè)岸坡平均為1：2.31，右側(cè)岸坡平均為1：1.24；左岸高程153.00m，右岸高程154.50m?，F(xiàn)狀河道概化斷面圖見圖1所示。

3防洪評價計算

3.1河道水位計算

依據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定，橋梁工程跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。十八里河為天然河道，采用明渠均勻流公式進(jìn)行水位計算，計算結(jié)果如表1所示。

3.2壅水計算

3.2.1壅水原理

河道上修建橋樁后水流受到橋梁和河灘路堤的擠壓，引起水流狀態(tài)的變化，導(dǎo)致河床的變形。

3.2.2壅水高度計算

壅水高度是指橋樁建成后上游產(chǎn)生壅水的最高水位與天然河道情況下正常水位的差值。壅水高度采用《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017—99）中介紹的橋前最大壅水高度計算公式，其公式如下：

3.2.3回水影響長度計算

橋址處壅水對河道影響長度采用《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017—99）中回水長度計算公式，其公式如下：

3.2.4波浪高度計算

波浪高度計算按《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017—99）公式計算。

跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壅水計算。計算成果見表2所示。

3.3沖刷計算

河床的一般沖刷和局部沖刷深度計算按《橋位設(shè)計》及《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017—99）規(guī)范中的計算公式，對橋梁跨十八里河進(jìn)行20年、50年一遇洪水、100年一遇洪水的沖刷深度計算。計算結(jié)果見表3所示。

4結(jié)論

（1）跨十八里河橋梁的設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，橋梁的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)符合《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017-99）的規(guī)定及國家相關(guān)規(guī)定，因此，本橋梁分別采用50年一遇洪水、100年一遇設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防洪評價是適宜的，項目建設(shè)符合所在河段規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)要求。

（2）十八里河按20年一遇洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水3種工況進(jìn)行評價。十八里河的壅水高度、回水長度均相對較小，不會對河道的行洪帶來大的影響。

（3）十八里河20 年一遇洪水時，一般沖刷為2.87m，局部沖刷為1.79m，總沖刷深度4.66m；50 年一遇洪水時，一般沖刷為3.26m，局部沖刷為1.78m，總沖刷深度5.04m；100 年一遇洪水時一般沖刷為3.54m，局部沖刷為1.93m，總沖刷深度5.47m。根據(jù)《鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（TB10017—99）規(guī)范，墩臺埋深不應(yīng)小于 2.55m，河道設(shè)計墩臺最小埋深3m，滿足規(guī)范要求。

（4）當(dāng)20年一遇、50年一遇洪水或100年一遇洪水通過橋梁時，造成沖坑主要發(fā)生在橋墩處，堤岸沖刷深度均較小，對兩岸堤防沒有較大影響。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國防洪法（GB/50220—95）[S].北京：中國法制出版社，1998.

[2]防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB/50201—94）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

[3]鐵路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范（TB10017—99）[S].北京：中國鐵道出版社，1999.

[4]橋位設(shè)計[S].北京：中國交通出版社，1991.

作者簡介：陳玉丹（1992-），女，河南洛陽人，在讀碩士，主要從事航道整治方面的工作。