新民市供水工程涉柳河部分防洪影響分析

王 毅，蘇興大

(1.建平縣江河流域保護管理局，遼寧 建平 122400；2.鞍山市天水水務咨詢有限公司，遼寧 鞍山 114000)

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新民市供水工程涉柳河部分防洪影響分析

王 毅1，蘇興大2

(1.建平縣江河流域保護管理局，遼寧 建平 122400；2.鞍山市天水水務咨詢有限公司，遼寧 鞍山 114000)

通過水文分析，計算新民市供水工程涉柳河部分各頻率洪峰流量并分析洪水特性。采用河道一維恒定流數(shù)學模型，計算涉河部分的設計水位及工程建設后的水位，比較工程建設后對規(guī)劃設計水位的影響，并結(jié)合地勘資料計算河道最大沖刷深度。利用各相關工程規(guī)劃設計資料、現(xiàn)狀河流資料及防洪工程資料，分析項目建設對河勢、河道防洪工程、防汛搶險以及其它工程的影響，并提出防洪影響分析成果。

水文分析；洪峰流量；河道演變；沖刷深度；防洪影響分析

1 建設項目概況

新民市供水工程涉柳河段管線長度5031m，管線樁號為40+079-45+110。新民市供水工程涉柳河部分管材采用1×DN900球墨鑄鐵管。管線設計標準為30a一遇，校核標準為100a一遇。

管線于樁號40+079-40+237穿越柳河左岸堤防，與堤防交角約為40°。管線穿越堤防長度為158m，其中迎背水堤腳間長度為68m。管線順堤防方向開槽長度約24m。管道穿越位置堤頂高程為45.64m，背水側(cè)堤腳處地面高程為40.46m，管頂埋深2.25m；迎水側(cè)堤腳處地面高程為41.06m，管頂埋深2.32m。管線穿越堤防采用明槽管溝的方式施工，穿越位置完成后對其原樣恢復。為防止接觸滲漏，在樁號40+147.960、40+154.001分別設置混凝土截水環(huán)。

樁號40+237-45+110段管線沿灘地鋪設，鋪設長度為4873m，最小埋深分別為1.53m，河底最低高程在34.98m左右，設計管道中心埋置高程為31.85-39.16m。本段管線有2段距離堤防<40m，屬于堤防護堤地，其余段管線與堤防堤腳距離均>40m。2段管線樁號分別為41+796-42+573、43+081-44+165，管線長度分別為777m、1084m。

管道穿越堤防及柳河灘地均采用明槽管溝的方式。涉河部分施工安排在汛前完成。

2 河道演變分析

新民市供水工程涉柳河部分位于新民城市段，該段河道屬于彰武以下河段。該段河道平均比降為0.65‰，河寬1700-2700m，平均河寬為2300m，主槽寬度多為300-500m，兩岸地形平坦，灘槽較明顯，灘槽高差基本在0.5-2.3m，灘地多為耕地，靠近堤防位置為林地。

本次管線涉河位置經(jīng)過新民水文站，采用該站的實測斷面進行套匯，分析河道實測的沖刷深度。套繪成果見圖1。根據(jù)新民站歷年橫斷套繪成果分析，新民站實測大橫斷處河道橫向擺動幅度較小，主要表現(xiàn)為最深河底在橫向上的移動；縱向上，2010年平均河底比1997年平均河底高約0.1m，總體趨勢為緩慢淤積。

新民市供水工程涉柳河部分是G102公路橋上游1km至沈山鐵路橋段左岸灘地。管線涉及河段有3座橋梁，相當于在柳河左岸灘地的3座長丁壩，控制河勢進一步向兩岸擺動。從1980年—2009年的29年間，柳河未擺動至管線所在位置。從偏安全考慮，樁號41+852-42+386段管線按照主槽穿越考慮。其余段管線靠近主槽較遠，且受3座橋梁引橋的控制，主槽演變至管線所在位置可能性較小。按照灘地穿越考慮。

圖1 柳河新民站歷年橫斷面套繪圖

3 水文計算

柳河是遼河中下游右側(cè)的一條多泥沙支流，發(fā)源于內(nèi)蒙古庫侖旗扣河子鎮(zhèn)，流經(jīng)內(nèi)蒙古的庫侖旗、遼寧省阜新縣、彰武縣、新民市四個縣旗(市)，在新民市城南王家堡村附近注入遼河。河流全長302km。柳河上游有三條支流，柳河流域特性見表1。

表1 柳河流域特性表

3.1 設計洪水

柳河暴雨成因主要影響系統(tǒng)有華北氣旋、高空槽和臺風等。由于柳河流域洪水主要由暴雨產(chǎn)生，所以洪水主要發(fā)生在汛期(6-9月)，而且又往往集中于幾次大洪水。流域一次洪水歷時大約為24h，屬于陡漲陡落的山區(qū)性河流，峰型多是單峰型式，雙峰或多峰的型式也時有發(fā)生。連續(xù)兩次洪水的歷時，一般為3-5d。

3.1.1 鬧德海水庫設計洪水計算

柳河上游的鬧德海水庫為大(2)型水庫，下游設計洪水受鬧德海水庫調(diào)蓄影響。對鬧德海水庫設計洪水及設計放流成果進行詳細分析，設計洪水成果見表2。

表2 鬧德海復核設計洪水成果 Q:m3/s W:106m3

3.1.2 鬧德海水庫以下各控制地點的設計洪水

鬧德海水庫屬大(2)型水庫，按100a一遇洪水設計，1000a一遇洪水校核。設計洪峰流量7560m3/s，校核洪峰流量12900m3/s。經(jīng)計算，鬧德海水庫的最大出庫流量P=1%時為3253m3/s，P=2%時為2577m3/s，P=5%時為1585m3/s，P=10%時為926m3/s。本次洪峰資料延長到2012年，補充系列以后的相關點據(jù)和采用的關系線如圖2和圖3。

圖2 鬧德?！梦浜榉辶髁肯嚓P圖

圖3 彰武～新民洪峰流量相關圖

通過上述相關關系得出彰武、新民站設計洪峰流量成果如表3。

3.2 壅水分析計算

本次水面線計算范圍為河口至G102公路橋上游約2km處(斷面XLU10)，河道全長20.11km，共布置橫斷面19條。計算斷面采用2015年實測的橫斷面成果。平面圖采用2008年1∶10000電子地形圖及2009年航拍圖。主槽的糙率較小在0.018-0.021之間；下游河灘地上植被較多，其糙率值較大在0.08-0.13。水面線采用能量方程式進行計算，其中橋壅水計算采用鮑氏公式，一般斷面間用能量方程式推算。水面線計算成果見表4。

表3 鬧德海水庫以下各控制站設計流量成果表 m3/s

表4 水面線計算成果表 m

3.3 沖刷計算

采用《堤防工程設計規(guī)范》(GB50286-2013)局部沖刷深度公式，計算成果見表5。灘地沖刷深度較小，僅為0-0.23m。主槽沖刷深度為3.64m。涉河段管線管頂埋深均在100a一遇沖刷深度以下。

表5 沖刷計算成果表

4 防洪影響分析

4.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關系及影響分析

根據(jù)《柳河防洪治理工程可行性研究報告》，該段規(guī)劃已實施完成，管線的修建不會對水利規(guī)劃的安排與實施造成影響。

4.2 與現(xiàn)有防洪標準、有關技術(shù)要求和管理要求的適應性分析

管線涉及段柳河左岸堤防50a一遇設計標準。新民市供水工程設計防洪標準為30a一遇，校核防洪標準為100a一遇，防護措施均按照100a一遇考慮，高于所在河段的防洪標準。管線穿河、破堤及回填、復堤均嚴格按照有關水利規(guī)范進行。管道設計所采用的洪水標準、結(jié)構(gòu)型式、工程布置等均符合所在河段的防洪標準及有關技術(shù)要求。

4.3 對行洪安全和河勢穩(wěn)定的影響分析

新民市供水工程為隱蔽工程，且管頂埋深均在100a最大累計沖刷深度以下，當發(fā)生100a一遇或小于100a一遇洪水時，管道不會被洪水沖刷破壞出露而對水流產(chǎn)生擾動，所以管道對河道的行洪安全沒有影響。且管線鋪設位置位于歷史河道演變范圍之外，管線修建后不會對河勢穩(wěn)定造成影響。

4.4 對現(xiàn)有防洪工程與設施影響分析

管道穿越堤防采用大開挖施工。為防止接觸滲漏，在樁號40+147.960、40+154.001兩樁號位置分別設置1.9m×1.9m×0.5m的C25W10F50混凝土截水環(huán)。能夠有效的防止接觸滲漏。球墨鑄鐵管使用壽命長(50-100a)，國內(nèi)已被廣泛運用，管材承插口均采用楔形膠圈密封，其抗軸向及徑向變形能力強，防滲漏效果好、安全性高。涉河段管線的滲漏可能性很小，對周邊設施影響甚低。

4.5 對防汛搶險的影響分析

管道為全程埋設的隱蔽工程，且管道在非汛期施工，在施工完成后，能夠?qū)⑹┕壴谘雌趤砼R前清理干凈。管道的修建對防汛搶險沒有影響。

[1]劉連梅.南水北調(diào)中線工程防洪影響分析[J].水科學與工程技術(shù)，2007(02)：82-84.

1007-7596(2017)01-0027-03

2017-01-14

王義(1977-)，男，遼寧建平人，工程師，從事水利工程建設管理工作；蘇興大(1981-)，男，遼寧喀左人，工程師，從事水利工程設計和咨詢工作。

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