華縣城南新區(qū)污水處理廠防洪評價分析

劉旭晶，李 剛

（西安景天水利水電勘測設(shè)計咨詢有限公司，陜西 西安 710001）

華縣城南污水處理廠建設(shè)可解決工業(yè)園區(qū)企業(yè)排污問題，減少園區(qū)企業(yè)污水對石堤河和渭河流域水質(zhì)的污染，具有極大的環(huán)境效益和社會效益。本文就華縣城南污水處理廠建設(shè)進(jìn)行防洪影響評價分析，通過洪水計算、水面線推算、防洪墻穩(wěn)定復(fù)核、防洪墻高程計算分析，沖刷分析計算，系統(tǒng)進(jìn)行防洪評價，提出補救措施，并給出建設(shè)性意見。

1 防洪評價

1.1 設(shè)計洪水計算

華縣城南新區(qū)污水處理廠及配套管網(wǎng)工程位于渭河一級支流石堤河以東，工程區(qū)以上河道長23 km，比降為57.9‰，流域面積為86 km2。石堤河?xùn)|北方向25 km羅夫河峪口處設(shè)有羅夫堡水文站，控制流域面積122 km2，該站具有完整的實測水文資料系列。按照《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》（SL44-2006）要求，采用矩法估算統(tǒng)計參數(shù)，經(jīng)驗適線，得到羅敷堡水文站各頻率設(shè)計洪峰流量。工程區(qū)設(shè)計洪水計算以羅敷堡水文站為參證站，通過水文比擬法計算，同時采用經(jīng)驗公式法和推理公式法等分別計算工程區(qū)處的設(shè)計洪峰流量，并對各種方法計算所得成果進(jìn)行合理性分析，最終選取水文比擬法計算成果。即工程區(qū)處20年、50年一遇設(shè)計洪峰流量分別為194 m3/s、301 m3/s。

1.2 設(shè)計洪水位分析

根據(jù)河床比降、河道橫斷面情況，本項目在工程區(qū)及下游共實測了24條河道橫斷面，平均間距50 m，測量河段長度1304 m。水面線以項目區(qū)河段下游約806 m的平順河床斷面為控制斷面分段計算，所選起始斷面處20年一遇洪峰流量為194 m3/s。通過對實際測量資料的分析和計算，起始斷面處的平順河段比降為6.7‰。根據(jù)曼寧公式計算該斷面的水位～流量關(guān)系，計算得起始水位為363.78 m。

根據(jù)糙率、起始水位、實測斷面以及計算方法，從下游向上游采用能量守恒方程逐斷面進(jìn)行現(xiàn)狀水面線計算。在水面線計算過程中，從下游到上游分別有公路橋、隴海鐵路和310國道橋梁，由于橋梁橋墩占據(jù)了一定的過水面積，在橋梁斷面處會產(chǎn)生壅水，因此在各個橋梁處要加橋梁壅水高度，再以此橋梁斷面為起始斷面進(jìn)行分段推算。

1.3 防洪墻穩(wěn)定復(fù)核

根據(jù)計算，防洪墻抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、基底應(yīng)力計算結(jié)果均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，基底最大應(yīng)力小于地基的允許承載力130 kPa，說明防洪墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定及基底應(yīng)力均滿足規(guī)范要求，防洪墻是安全的。

1.4 防洪墻頂高程分析

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）要求，防洪墻頂高程為設(shè)計洪水位加超高值確定。通過超高計算，確定防洪墻超高為0.8 m。根據(jù)現(xiàn)場勘查、實際測量成果與20年一遇洪水水面線加超高后對比，防洪墻高度滿足防洪要求。

1.5 沖刷分析

根據(jù)沖刷計算，工程區(qū)沖刷深度為0.99 m～1.31 m，結(jié)合河道斷面演變情況分析及平順段沖刷深度計算結(jié)果，考慮基礎(chǔ)的安全埋深，綜合確定防洪墻基礎(chǔ)埋置深度位于深泓點以下1.8 m處較為合理。根據(jù)現(xiàn)場勘查以及與防洪墻施工圖對比，項目區(qū)的堤防基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)埋深在0.84 m～1.75 m之間，并且含有0.77 m（0.37＋0.4）厚的灰土墊層，防洪墻基礎(chǔ)不滿足抗沖刷要求。

2 防洪綜合評價

2.1 對防洪規(guī)劃的影響

城南新區(qū)污水處理廠工程的建設(shè)基本不影響《陜西省防洪規(guī)劃》、《陜西省華縣縣城防洪規(guī)劃》等文件中確定的總體要求與整治目標(biāo)。

2.2 對現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求的影響

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94）、《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）和《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013），綜合分析后確定，污水處理廠的防洪墻的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，相應(yīng)防洪防洪墻的建筑物級別采用4級是合理的。

2.3 對行洪安全的影響

工程建設(shè)對工程河段及上下游的行洪安全沒有實質(zhì)性影響。

2.4 對河勢穩(wěn)定的影響

本次防洪墻的平面布置在樁號k0＋184處有一突出的折角，將會對行洪水流產(chǎn)生擾動，引起折角上下游洪水紊亂和頂沖，造成折角上下游的左右岸產(chǎn)生不同程度的沖刷。并可能在折角斷面及以下的K0＋184～K0＋241斷面之間形成河床下切，因K0＋241斷面以下的河寬增加、流速降低，下切深度和影響范圍將不會很大，不會影響整段河道的比降調(diào)整。因此，在對該頂沖段進(jìn)行一定的防護(hù)處理后，河床比降將會基本穩(wěn)定，不會對原有河床比降造成總體影響。

2.5 對防汛搶險的影響

從20年一遇洪水水面線計算成果來看，工程區(qū)的防洪墻高度能夠滿足過洪要求。本段河道左岸為派爾森化工有限公司，從現(xiàn)有廠區(qū)布置來看，未在河岸邊預(yù)留防洪通道；根據(jù)華縣城南新區(qū)污水處理廠平面布置圖，也未明確的預(yù)留防洪通道。因此，本工程的建設(shè)對防汛搶險有一定的影響。

2.6 對第三人合法水事權(quán)益的影響

工程區(qū)處建有310國道橋梁，按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，橋梁板底高程為383.40 m。本工程的建設(shè)地處310國道上游，防洪墻位于橋頭以外，未占用橋梁行洪斷面，河底高程未被人為抬高。因此，本工程的建設(shè)不會影響到310國道的行洪。

3 工程影響防治及補救措施

（1）工程區(qū)新建的防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當(dāng)?shù)膯栴}，建議對在建的漿砌石防洪墻采取堤腳加固補救措施。

（2）防洪墻基礎(chǔ)處理采用的灰土料墊層不妥?？紤]防洪墻已在建，建議對已施工部分灰土墊層的處理方案進(jìn)行專題研究，提出安全、經(jīng)濟(jì)的處理措施。

（3）本工程防洪墻高度5.5 m～6.0 m段的基礎(chǔ)寬按經(jīng)驗值偏小，圖紙中也未對墻后回填土提出要求，存在穩(wěn)定風(fēng)險。建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強(qiáng)的材料回填，以增加墻身穩(wěn)定性。

（4）在施工過程中，應(yīng)保護(hù)好已建的防洪工程、防汛搶險道路、通訊設(shè)施和其它管護(hù)設(shè)施。

（5）華縣城南新區(qū)污水處理廠總平面布置中未明確沿河防汛通道，建議結(jié)合該區(qū)域的城市規(guī)劃總布置，合理解決該段河道防汛搶險交通問題。

4 結(jié)論建議

4.1 結(jié)論

在復(fù)核污水處理廠的建設(shè)規(guī)模、防洪標(biāo)準(zhǔn)、安全性的基礎(chǔ)上，通過對工程區(qū)河段的河床演變規(guī)律分析，以及項目建設(shè)對原有河勢影響評價和防洪影響評價，形成以下主要結(jié)論：

（1）根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2000）、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94）及《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50286-2013）的有關(guān)規(guī)定，綜合確定污水處理廠防洪墻的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，主要建筑物級別為4級。

工程區(qū)河段兩岸已進(jìn)行了必要的防護(hù)，能夠抵御施工期的洪水沖擊，滿足一般行洪要求。

（2）根據(jù)河道水面線計算、橋梁壅水計算成果的復(fù)核，工程區(qū)的河道行洪比較暢通。在設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)下，防洪墻頂高于設(shè)計洪水位，不會對污水處理廠和上下游居民造成威脅。

（3）工程區(qū)所在河段都修筑了防洪墻，洪水在河槽內(nèi)暢泄，不會出現(xiàn)河槽擺動現(xiàn)象，沖淤基本相對平衡，河道平面形態(tài)不會發(fā)生大幅擺動。

（4）工程區(qū)河道存在施工棄渣堆砌的現(xiàn)象，棄渣抬高河床，縮窄河道，影響河勢穩(wěn)定，建議對其進(jìn)行清除，保障河道行洪安全，維護(hù)河勢穩(wěn)定。

4.2 建議

（1）建議對防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當(dāng)?shù)膯栴}采取堤腳加固補救措施。

（2）建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強(qiáng)的材料回填，以增加墻身穩(wěn)定性。

（3）建議對工程區(qū)所在河段左岸防洪墻基礎(chǔ)采取必要的防護(hù)措施，以確保安全。

（4）施工單位在汛期前應(yīng)及時恢復(fù)河道，保障行洪暢通。

（5）污水處理廠在施工期間應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)編制的防汛防洪應(yīng)急預(yù)案，以確保順利施工和安全度汛。汛期在防洪墻護(hù)岸外側(cè)備足沙袋等抗洪搶險物資，遇大洪水時及時疏散工作人員，撤離零星物品，盡量減小甚至避免洪災(zāi)損失。