跨河管道工程防洪評價報告的編制及注意事項

李 寧 李金鵬

（寧夏回族自治區(qū)水文水資源監(jiān)測預警中心，寧夏 銀川 750011）

0 引言

管道工程建設(shè)中遇到河川、湖泊、峽谷、公路、鐵道等天然障礙物或人工構(gòu)筑物時，往往需要穿越或跨越障礙物。一般情況下，采用空中跨越要比水下穿越更為合理。為了預防洪水對其運營造成影響，需要對河道管理范圍內(nèi)管道跨越工程進行相關(guān)防洪評價。為了合理確定管道凈空，保證工程建設(shè)及管道的正常安全運行，為同類工程項目防洪評價報告的編制提供參考，本文對跨河管道工程防洪評價報告的編制及注意事項進行分析。

1 防洪評價報告編制的基本內(nèi)容

防洪評價報告編制的基本內(nèi)容涉及建設(shè)項目、河道以及河道上的水利工程及其他設(shè)施，還有河道演變情況。

1.1 建設(shè)項目概況

跨河管道建設(shè)項目基本情況主要包括跨河管道項目的名稱、地理位置、總體布置方案、建設(shè)施工方案、設(shè)計防洪標準及相應(yīng)的水位和流量、歷史最大洪峰流量及水位等?？绾庸こ淘O(shè)計方案：根據(jù)可行性研究報告或初步設(shè)計報告中的設(shè)計內(nèi)容，合理確定工程跨越方式、與兩岸堤防的連接方式、與其他水利工程交叉或連接的方式等，繪制項目總平面布置圖、跨越管道縱橫剖面圖、跨越型式圖及跨河管道附近上下游控制斷面內(nèi)其他水利工程的相對位置圖[1-2]。

1.2 河道基本情況

包括河道概況、建設(shè)項目所在區(qū)域地形地貌特征、工程地質(zhì)條件、氣象條件、水文特征、歷史洪水及災(zāi)害、水文站布設(shè)等。除介紹河道的總體基本情況外，對建設(shè)項目所在河段的主要基本情況應(yīng)重點詳細介紹，以便于分析。

河道概況應(yīng)包括項目所在河道現(xiàn)狀（河流總長、控制排水面積、對沿線居民的重要性、現(xiàn)狀邊坡情況、汛期排洪任務(wù)、項目上下游河段情況等）、歷史演變情況（河道是否發(fā)生變道以及河道治理情況）、河道主要支流（主干流關(guān)系、匯流方式及對工程項目實施是否存在影響）等。

水文特征主要包括降水（區(qū)域多年平均降水量、降水量年內(nèi)分配情況、年際變化情況）、水面蒸發(fā)（多年平均水面蒸發(fā)量、區(qū)域多年平均蒸發(fā)量月分配情況）、泥沙特征（多年平均懸移質(zhì)輸沙量及年內(nèi)分配情況、平均輸沙模數(shù)、輸沙量年際變化情況）、徑流（河道多年平均徑流深、多年平均年徑流量及不同保證率年徑流量分配情況）、河道冰情及凌汛[3-4]。

1.3 河道水利工程及其他設(shè)施

調(diào)查管道跨越段上下游堤防、水庫、涵洞、泵站等水利工程的地理位置、規(guī)模大小、設(shè)計標準、功能特點及現(xiàn)狀運行狀況等。若上游建有水庫或其他蓄水工程，應(yīng)調(diào)查其歷年水庫調(diào)用情況。其他設(shè)施情況主要分析流域范圍內(nèi)跨河、穿河、臨河及兩岸纜線、景觀等工程設(shè)施的具體位置、規(guī)模、防洪標準及相應(yīng)的水位、流量等參數(shù)，弄清跨河管道項目工程實施對現(xiàn)有工程的影響。如工程項目建設(shè)威脅到流域其他水利工程或周邊工程設(shè)施的正常運行，應(yīng)及時與河道主管部門及其他部門協(xié)調(diào)解決。

1.4 河道演變

河道演變重點分析跨河管道工程所在河道的歷史演變階段與特征，并繪制歷年大斷面套繪圖，以研究其近期河床的沖淤變化情況，總結(jié)河床演變的特征和歷史規(guī)律，進而對河道的河勢變化及其沖淤演變趨勢進行預測。

1.4.1 河道歷史演變概況

查找水利年鑒、河道治理規(guī)劃、洪水調(diào)查等資料，簡述跨河管道工程所在河段的歷史演變過程和特點。明確河道是否發(fā)生過大的改道、洪水沖刷、河床治理、新建或改建水利設(shè)施等影響到河床變化及水流走向。

1.4.2 河道近期演變分析

有實測資料時，應(yīng)根據(jù)跨河管道工程所在河段水文泥沙特性，繪制歷年大斷面套繪圖和斷面變化圖，分析河段內(nèi)深泓、洲灘、岸線等平面變化和斷面變化情況，總結(jié)近期河床的沖淤變化特性；無實測資料時，可根據(jù)河道歷年治理情況和河道現(xiàn)狀定性分析河勢變化，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上分析河道近期演變特征。

1.4.3 河道演變趨勢分析

分析總結(jié)河道歷史演變和近期演變規(guī)律，結(jié)合近景目標和長遠規(guī)劃，定性或定量分析河道未來沖淤變化和河勢演變趨勢。若跨河管道工程占用過水斷面，需要對竣工后河道可能出現(xiàn)的變化情況進行定性分析，預測其未來演變趨勢。

2 防洪評價分析與計算

報告的編制不僅涉及基本內(nèi)容，還要進行防洪評價分析與計算，包括水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算。

2.1 水文分析計算

采用河道的現(xiàn)狀防洪標準或相關(guān)規(guī)劃標準及跨河管道設(shè)計標準進行評價計算，并利用歷史最大洪水進行檢驗校核。項目所在河段已有相關(guān)部門批準規(guī)劃或設(shè)計防洪標準的，可直接引用；項目所在河段無相關(guān)水文成果的，需要進行水文分析計算，并根據(jù)歷史最大洪水檢驗成果的合理性。設(shè)計洪水計算可采用下列一種或幾種方法：

（1）工程所在地區(qū)具有30年以上實測和插補延長的流量資料，應(yīng)采用頻率分析法計算設(shè)計洪水。當工程流域有歷史特大洪水時，頻率計算還需加入歷史洪水調(diào)查值。此時，應(yīng)注意特大洪水的經(jīng)驗頻率和一般洪水的經(jīng)驗頻率需分別計算。

（2）工程所在流域內(nèi)洪水和暴雨資料均短缺時，可依據(jù)河段現(xiàn)狀及相鄰河道之間的聯(lián)系，采用相關(guān)分析法、圖集法或經(jīng)驗公式法，計算不同頻率設(shè)計流量。

根據(jù)相應(yīng)標準設(shè)計洪峰流量，選取適當?shù)膮?shù)，采用水力學曼寧公式或伯努利能量方程法推求不同頻率下設(shè)計洪水位，繪制水位—流量關(guān)系曲線圖和實測大斷面圖，并分析成果合理性和可靠性。

2.2 壅水分析計算

目前對于跨度較小、河床較淺的小型河流，一般采用直跨的方式穿越；對于跨度較大的河流，通常采用桁架式跨越?？绾庸艿啦贾迷诤拥纼?nèi)的支墩會占用河道斷面，造成局部流速加快，影響洪水下泄，造成河道壅水，因此需進行壅水計算。一般情況下可采用《公路橋位勘測設(shè)計規(guī)范》及《公路橋工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》中的經(jīng)驗公式進行計算，并分析壅水對河道行洪和下游相關(guān)水利工程的影響。需要注意的是，經(jīng)驗公式的適用性及相關(guān)參數(shù)的選取要有一定的科學依據(jù)，所在河段有重點防洪任務(wù)的，還需提供相關(guān)數(shù)學物理模型的支撐[5]。

2.3 沖刷與淤積分析計算

管道從河流上方穿越，支墩的阻水作用使得前進中的水流受阻，行洪斷面縮小，流速加大，水流沿支墩向河床底部運動對河床產(chǎn)生沖刷作用。一般沖刷可采用規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式，根據(jù)河床下墊面情況和工程要求選取合適的公式及其參數(shù)，計算不同工況下的沖刷深度和沖刷線高程。對于復式斷面，應(yīng)按水力學方法有效分配河床與河灘的通過流量，以保證計算的合理性。

3 防洪綜合評價

跨河管道工程防洪評價報告中還得分析跨河管道工程與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響，必須對河道行洪、河勢穩(wěn)定、堤防安全及岸坡穩(wěn)定和其他水利工程的影響進行評價。

3.1 跨河管道工程與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析

分析跨河管道工程與所在河道防洪規(guī)劃、治導線規(guī)劃、岸線保護和利用規(guī)劃、河道整治規(guī)劃之間的相互聯(lián)系，評價管道建設(shè)是否滿足水利部門的管理規(guī)范，是否會對相關(guān)水利規(guī)劃造成不利影響，項目建設(shè)是否符合有關(guān)水利規(guī)劃的總體要求和整治目標?？绾庸艿廊缗c堤防平交，其管底高程應(yīng)高于堤頂高程或規(guī)劃堤頂高程，跨河管道工程對規(guī)劃治理工程的影響應(yīng)及時與水利行政主管部門或流域管理部門協(xié)調(diào)解決。

3.2 跨河管道工程對河道行洪的影響評價

根據(jù)跨河管道施工工期安排、施工設(shè)計方案、壅水高度、壅水長度及阻水情況，分析工程建設(shè)對河道行洪安全的影響范圍、支墩阻水面積占全河段過流面積的比例和對河道排澇能力的影響。

3.3 跨河管道工程對河勢穩(wěn)定的影響評價

結(jié)合河道演變分析成果及模型試驗結(jié)果，綜合評價跨河管道建設(shè)對河勢穩(wěn)定的影響。河道斷面內(nèi)未設(shè)置建筑物、構(gòu)筑物或?qū)觿莘€(wěn)定影響較小時，可結(jié)合河道演變分析成果或采用類比分析方法做定性分析；位于重要河段或?qū)觿莘€(wěn)定影響較大的，應(yīng)結(jié)合數(shù)學模型和物理模型試驗結(jié)果，結(jié)合河道演變分析進行定量評價[6]。

3.4 跨河管道工程對堤防安全及岸坡穩(wěn)定和其他水利工程影響評價

根據(jù)滲流及滲透穩(wěn)定計算、抗滑穩(wěn)定計算等堤防和岸坡穩(wěn)定分析計算結(jié)果，評價跨河管道與堤頂之間的凈空高度是否滿足交通、防汛和管理等方面的要求，分析跨河管道工程對現(xiàn)有防洪工程安全、河段引水和排澇設(shè)施引排能力及水文觀測斷面和觀測設(shè)施的影響。

4 報告編制中的注意事項

報告編制中常見的問題有：坐標系統(tǒng)的不一致、采用防洪標準不合理、對設(shè)計資料整理說明不清晰、所附圖紙不完整有遺漏、評價結(jié)論籠統(tǒng)概化、不全面不清晰等，必須引起注意，采取對策。

4.1 坐標系統(tǒng)的一致性

跨河管道工程防洪評價報告所采用的高程基準及坐標系統(tǒng)應(yīng)保持一致，地質(zhì)勘測與原始資料高程系統(tǒng)應(yīng)采用同一基準面。如不同，應(yīng)根據(jù)地域特性和工程要求進行換算。

4.2 采用防洪標準的合理性

跨河管道采用的防洪標準是否合理，直接決定著防洪評價計算的正確性，甚至決定著整個防洪評價報告的對錯。設(shè)計及施工標準應(yīng)嚴格按照《防洪標準》有關(guān)規(guī)定，結(jié)合河道和堤防設(shè)計標準、洪調(diào)資料及工程占用行洪面積等因素，按最不利情況來綜合確定，并在后期編制過程中對防洪標準進行復核。

4.3 對設(shè)計資料整理說明應(yīng)清晰

報告編制人員對項目可行性報告或初步設(shè)計報告應(yīng)提前進行全面分析理解，了解項目背景、項目來源、初步設(shè)計方案、施工部署和技術(shù)特點等，力求在完全理解的情況下著手編寫報告。介紹項目設(shè)計情況時，要突出重點；進行防洪計算時，要合理取舍；防洪評價分析時，要準確判斷。對設(shè)計資料有疑問或質(zhì)疑的，要及時與設(shè)計方或建設(shè)單位進行溝通，交換意見，彌補缺漏。

4.4 所附圖紙應(yīng)完整、不遺漏

報告所附圖紙應(yīng)包括水系圖、工程相對位置圖、河勢圖、河道斷面圖、大斷面套繪圖、建設(shè)項目有關(guān)圖紙和工程與河道堤防連接相關(guān)圖紙等。圖紙應(yīng)規(guī)范標準，標注清晰，圖簽完整，圖紙比例尺不宜太小，專項設(shè)計圖紙應(yīng)符合水利工程初步設(shè)計要求。需特別注意的是，跨河管道工程地質(zhì)鉆孔平面布置圖及斷面圖常常容易遺漏。

4.5 評價結(jié)論不能籠統(tǒng)概化，應(yīng)全面清晰

評價結(jié)論是對所有防洪評價分析計算結(jié)果的總結(jié)和肯定，結(jié)論和內(nèi)容應(yīng)針對河道相關(guān)管理規(guī)定和編制導則規(guī)定要求進行評價，不應(yīng)缺項。評價結(jié)論應(yīng)緊扣計算成果，評價范圍全面、重點突出、結(jié)論明確，避免使用容易產(chǎn)生歧義或模糊不清的詞匯，如影響較小、不大，有一定影響等。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合跨河管道工程技術(shù)特點和《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導則》，針對跨河管道防洪評價報告編制的基礎(chǔ)內(nèi)容和常見問題進行分析研究，對報告編制過程中需注意的問題進行綜述，對進一步指導和規(guī)范此類工程建設(shè)方案防洪評價報告，具有一定的現(xiàn)實指導意義。