平定縣紅巖嶺景區(qū)河道工程防洪分析

劉新華

（平定縣河長制辦公室工作處，山西 平定 045200）

1 工程概況

1.1 地形地貌

陽泉市平定縣地貌類型復雜多樣，山地、丘陵、階地較多，平川、溝地較少。地形為中高山地，間有河谷及狹小盆地。屬溫帶大陸性季風氣候，受日照和冷曖氣流交替影響，一年中氣候變化明顯，四季分明。區(qū)內礦產資源蘊藏豐富，優(yōu)質無煙煤儲量大，埋藏淺，易于開采，煤炭灰份低，含硫少，發(fā)熱量大，煤質優(yōu)良，其他的礦藏資源如煤層瓦斯氣，紫砂陶土地、鐵礦、砂巖也十分豐富。

1.2 氣象

流域屬暖溫帶大陸性季風氣候，封凍期一般在12月中旬至次年3月中旬，多年平均封凍期為90d。每年5月日照時數最大，2月最短，年均實照時數為2732.3h，高于10℃期間的日照時數為1695.5h。年均氣溫在 10℃～11℃之間，7月最熱，平均氣溫為23.5℃；1月最冷，平均氣溫-5℃左右，春秋氣溫變化較大，回升或下降均較快。無霜期約為160～180d，平均風速2m/s，最大風速28m/s。

1.3 項目建設情況

紅巖嶺自然風景區(qū)位于山西省平定縣東北部的岔口鄉(xiāng)，為太行山秋林山脈腹地，地處平定、盂縣與井陘縣交界地帶，位于陽泉市東偏北50km處，景區(qū)群峰雋秀，松柏青翠，四季皆美。

黃楊河是冶河的一條支流，起源于岔口鄉(xiāng)的西頭嶺村、向西北經小嶺、西家莊村、神靈臺、神水泉、楊樹莊出縣境入河北省后流入滹沱河。紅巖嶺景區(qū)河道工程，位于黃楊河河道上，上游河道長10km，控制流域面積57km2，河道比降34.2‰。

紅巖嶺景區(qū)河道工程，地處黃楊河神水泉段，為平定縣紅巖嶺景區(qū)玻璃棧道配套景觀工程。河道寬15m，堤壩河底以上4.5m，基礎埋深1m，堤防埋設在基巖上。景區(qū)河道工程于河道上新建兩座單孔拱橋，分別是前橋與里一號橋，橋梁與河道正交，橋長均為15m。

1.4 河道歷史演變概況

河床演變規(guī)律與河道特征密切相關，不同特征的河道呈現(xiàn)不同的演變規(guī)律。影響河床演變的因素包括來水、來沙條件，河床、河岸地質地貌等邊界條件以及下游侵蝕基準點的影響等。這些因素又與河流本身的特點相結合，使河流處于不斷變化中。一般河道在長期水流的作用下，會達到動態(tài)沖淤平衡，導致輸沙不平衡的因素，除地區(qū)的地質、地貌、氣候、土壤、植被等自然特征外，人類活動也是重要原因之一。

2 防洪分析

2.1 防洪評價標準的確定

根據《防洪標準》（GB50201-2014）規(guī)定，紅巖嶺景區(qū)景源級別為市縣級，保護價值、防護等級為Ⅳ級，受淹損失小。防洪標準可選30～10年一遇，由于橋梁為外圍配套設施，故本次防洪標準采用20年一遇洪水標準。項目區(qū)河道防洪標準，項目區(qū)所在河道均為鄉(xiāng)村段河道，河道標準為10年一遇（P=10%）。

2.2 水文分析

黃楊河流域面積57km2，主河道長10km，流域平均坡度34.2m/km。根據《山西省水文計算手冊》流域水文下墊面產流地類圖、匯流地類圖，工程段河道以上流域水文下墊面產流灰?guī)r森林山地9.0km2，灰?guī)r灌叢山地48.0km2；下墊面匯流森林山地9.0km2，灌叢山地 48.0km2。

工程段流域屬無資料地區(qū)，本次評價設計洪水采用山西省2011年編制完成的《山西省水文計算手冊》中的流域模型法、推理公式法和經驗公式法，分別進行了計算。黃楊河10年一遇（P=10%）洪峰流量，流域模型法計算結果為80m3/s，推理公式法為69m3/s，經驗公式法為78.9m3/s；20年一遇（P=5%）洪峰流量，流域模型法為134m3/s，推理公式法為121m3/s，經驗公式法為122.2m3/s。

三種方法結果接近，三種方法中流域模型法匯流計算方法理論最為嚴謹，對流域經過產匯流計算，能夠得出較為理想的設計洪水值；另外，從安全的角度考慮，流域模型法計算結果偏大，故本次選用流域模型法計算結果，即黃楊河10年一遇洪峰流量80m3/s，20年一遇洪峰流量134m3/s。

2.3 水面線分析計算

本次評價按明渠恒定非均勻流進行水力計算，采用試算法推求工程上下游的水面曲線，并比較工程處上下游河段工程建設前后變化，河道水面線計算成果見表1。

表1 河道水面線計算表（P=10%） 單位：m

2.4 橋梁高度及沖刷復核

橋梁工程為拱橋，發(fā)生20年一遇洪水時，里一號橋水面線高程683.66m，橋底面板高程686.81m，凈空高度3.15m；前橋水面線高程672.26m，橋底面板高程675.38m，凈空高度3.12m。故發(fā)生20年一遇（P=5%）洪水時，洪水可從橋下通過，不會漫過橋梁，滿足凈空要求。

黃楊河10年一遇（P=10%)沖刷處的水深1.01m，平均流速5.54m/s，沖刷深度0.64m，埋深1.0m，滿足沖刷要求；20年一遇（P=5%）沖刷處的水深1.43m，平均流速6.67m/s，沖刷深度0.98m，埋深1.0m，滿足沖刷要求，河道水面線計算成果見表2。

3 防洪綜合評價

3.1 與所在河道流域規(guī)劃的關系及影響

工程項目位于陽泉市平定縣，工程段河道為天然河道，無其他水利及流域規(guī)劃。

3.2 與現(xiàn)有防洪標準和有關技術要求的適應性分析

本工程防洪標準為20年一遇，工程段河道標準為10年一遇。符合《防洪標準》（GB50201-2014）要求。

3.3 建設項目對河道行洪及河勢的影響

兩座拱橋均在河道以上建設，不占用河道行洪斷面，施工完成后將按原地貌恢復河道現(xiàn)狀，工程在運行期內基本不影響河道行洪。但施工時將會在施工期對河道行洪造成影響，建議工程建設施工安排在非汛期。通過對河道歷史演變與近期演變概況分析，并結合河道橫縱向現(xiàn)狀，認為河道現(xiàn)狀河勢基本穩(wěn)定。

3.4 對堤防、護岸的影響

本工程施工過程中對堤防有一定的擾動，應采取相應保護措施避免損毀堤防及橋梁。應及時恢復堤防原貌，并采取相應措施盡量減少對堤防質量的影響。10年一遇洪水時，工程處產生最大壅水高度為0.22m，壅水長度418m。20年一遇洪水時，工程處產生最大壅水高度0.34m，壅水長度441m。

3.5 工程建設對第三人的合法水事權益影響

兩座拱橋均在河道以上建設，不占用河道行洪斷面，施工完成后將按原地貌恢復河道現(xiàn)狀，對河道水面線沒有影響。工程建設安排在非汛期施工，減小對河道行洪的影響。施工單位在施工前應與有關單位積極協(xié)調，制定合理的施工方案，不得影響第三人的合法水事權益。

表2 河道水面線計算表（P=5%） 單位：m

3.6 對防汛搶險的影響分析

工程運行期間基本不會影響汛期的防汛搶險。施工期間將會對汛期河道防洪構成威脅。因此，工程應安排在非汛期施工。

3.7 工程建設對環(huán)境的影響

在施工期間，由于施工道路的修建、河槽土石方開挖、漿砌石護岸及施工留下的其他各種廢棄物等，將對河道的環(huán)境、水土保持產生一定的影響。同時，在施工期間，施工棄渣、施工單位生產生活廢水和污水的排放對水質會有一定影響。

工程完工后，一般情況下不會對河道水環(huán)境及周邊環(huán)境產生不利影響。

3.8 沖刷對工程的影響

黃楊河工程段河道基礎埋設在基巖層上，且埋深滿足沖刷要求。

4 防治與補救措施

4.1 降低對河道行洪影響的措施

工程施工期必須安排在非汛期進行，施工單位要與河道主管部門、水情部門保持密切的聯(lián)系，根據洪水預報，合理安排工期，以確保安全順利施工。施工完成后，應及時清除施工便道等臨時建筑物，所產生的棄渣、廢料也應及時清理出河道，集中處理，并按有關規(guī)范要求恢復河道原狀，以保證汛期行洪暢通。

4.2 降低對河道防洪工程影響的措施

為保證河道防洪工程的安全運行，在本工程完成后，工程建設單位應及時恢復阻塞、破壞河槽處。

4.3 減小對第三人的合法水事權益影響措施

工程建設單位應做好工程范圍上、下游排水口等設施的調查工作，并與其積極溝通，避免施工可能對第三人的水事權益造成影響。

4.4 降低對環(huán)境影響的措施

加強施工期間的管理，禁止棄土、棄渣排入河道，禁止施工期間生產、生活污水直接向河道排放，以減少施工期對環(huán)境的影響程度；切實做好水土保持工作，盡量減少臨時占地和周邊生態(tài)環(huán)境的破壞程度，防止工程施工中對河道的破壞，同時避免拖延施工進度和出現(xiàn)意外事故造成重大損失。

切實做好水土保持工作，防止對河道的破壞。工程建成以后，工程管理部門及當地環(huán)保、水行政部門應加強河道的管理措施和環(huán)保力度，以免給河道環(huán)境造成破壞。應做好河道環(huán)境保護、避免水體污染和不能影響河道行洪等工作。

5 結語

通過對紅巖嶺景區(qū)進行防洪分析、綜合評價，結果表明兩座橋不占用河道行洪斷面，工程在運行期內基本不影響河道行洪。河道工程針對工程建設可能產生的水利影響，提出了可行的補救措施，為河道工程施工提供了可靠依據。