(西安景天水利水电勘测设计咨询有限公司,陕西 西安 710014)
【摘要】防洪评价在涉河建设项目审批工作中起到了越来越重要和不可或缺的作用。本文通过西气东输三线中段(中卫-吉安)项目中卫-枣阳段工程穿越咸阳段浊峪河的防洪评价工作实践,在现场调查和收集大量资料的基础上,采用统计分析,根据河道管理的有关规定及防洪要求,分析项目建设可能给河道行洪、河势稳定、堤防安全及岸坡稳定、运行管理等方面造成的影响,最后提出防洪影响评价结论。
【关键字】浊峪河;管道穿越;防洪影响;评价分析
1工程概况
从满足西部资源外输和沿线市场需求的角度,西气东输三线西段、东段已建成投产的情况下,需要建设西三线中段管道。在此背景下,国家管网提出开展西气东输三线中段(以下简称“西三中”)工程。
工程线路总长度约为1261.1km,管线途径宁夏省、甘肃省、陕西省、河南省和湖北省共5个省、12市、29个(区、县)。陕西省段线路总长514.5km。其中管道沿途径过咸阳市永寿、乾县、礼泉、泾阳、三原五县区,咸阳市段工程长度约142.58km。
工程在三原县鲁桥镇翟家堡村穿越浊峪河,根据建设方案浊峪河为季节性河流,且不通航,在枯水期水量很少或断流,穿越点周边的地形地貌较为简单,河床平缓开阔,两岸植被较少,多为耕地或荒地。工程采用开挖穿越方式,仅在施工过程中扰动河床局部土体,埋管敷设后及时回填原状土并夯实,并结合实际需求进行坡面防护,对土体的扰动不会产生较长远的影响,工期短、对土体扰动和破坏时间短、施工风险低。
2河流概况
浊峪河属石川河流域,为清河左岸一级支流,石川河二级支流,发源于耀县小丘镇安家沟,在三原县楼底村西北的田合村出峪,于刘村汇入清河。浊浴河全长59.1km,三原县境内32.8km,平均比降7.4‰。流域面积221km2,三原县境内162.1km2,常流量0.1m3/s,年径流模数4.1万m3/km2,1933年洪峰流量为843m3/s,浊浴河流经黄土地区,流域冲蚀严重,天然植被差,沟壑发育,沟岸破碎。境内一级沟道120条,长65.56km,二级沟道123条,长48.27km。
本次管线穿越位置控制流域面积153.45km2,长度39.66km,河道平均比降10.8‰,穿越处河段地质为粉质粘土、黄土和砂卵石,床沙中值粒径为1.0mm,河道内无采砂活动。两岸无堤防,为自然岸坎,河谷呈“U”字型。穿越断面深泓点高程为458.18m,滩面高程为460.68m。
3 防洪评价分析与计算
3.1设计洪水计算
本次管线穿越位置控制流域面积153.45km2,长度39.66km,河道平均比降10.8‰,根据《水文手册》釆用水文比拟法、经验公式法、综合参数法、推理公式法计算浊峪河工程区设计洪水。
表1浊峪河设计洪水成果比较表
控制断面 | 计算方法 | 50年一遇洪量 | 采用值 | |
浊峪河 | 水文比拟法 | 511 | ||
推理公式法 | 420 | |||
经验公式法 | 洪峰面积相关法 | 527 | ||
加入流域形状因素的洪峰面积相关法 | 519 | |||
综合参数法 | 公式1 | 533 | 533 | |
公式2 | 513 |
根据以上计算结果可知,四方法计算各断面设计洪水成果差别不大,成果较为接近。根据《陕西省三原县浊峪河中小流域治理项目三原县浊峪河鲁桥镇~西阳镇段防洪工程初步设计报告》,防洪工程末端垭口村段位于本次穿越位置下游处,防洪工程末端控制流域面积221km2,报告中只计算了10年一遇洪峰流量,成果采用推理公式法计算成果,即10年一遇洪峰流量为256m3/s。通过代入公式计算,本次穿越位置处10年一遇洪峰流量为234m3/s,与防洪工程成果对比分析可知本次计算的过程和成果是合理的。由于《陕西省三原县浊峪河中小流域治理项目三原县浊峪河鲁桥镇~西阳镇段防洪工程初步设计报告》中未计算50年一遇洪峰流量,本次综合参数法计算成果略大于推理公式法,从安全角度考虑,本次穿越位置处选取综合参数法计算成果,即50年一遇洪峰流量为533m3/s。
3.2设计洪水水位分析
本次防洪评价勘察过程中实测了管道穿越处河道横断面。浊峪河实测3条过水断面,其中管线穿越位置1个横断面,管线穿越位置上游约100m左右处1个断面,下游约100m左右处1个断面,
穿越河流 名称 | 深泓点 高程 (m) | 水位 (m) | 水面宽 (m) | 过水 面积 (m2) | 平均 水深(m) | 最大 水深 (m) | 平均 流速 (m/s) | 流量 (m3/s) | |
浊 峪 河 | K0+000 | 458.33 | 461.70 | 181.03 | 252.73 | 1.40 | 3.37 | 2.11 | 533 |
K0+104 | 458.18 | 461.37 | 128.29 | 212.27 | 1.65 | 3.19 | 2.51 | ||
K0+211 | 457.54 | 460.64 | 98.76 | 136.64 | 1.38 | 3.10 | 3.90 |
3.3冲刷计算分析
对天然气管线沿河槽及穿河段取穿越位置作为典型断面进行冲刷计算,本次采用《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2015)中推荐的黏性土河床的一般冲刷公式和《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)冲刷公式计算。本次偏安全考虑采用《公路工程水文勘测设计规范》(JTG C30-2015)中推荐的黏性土河床的一般冲刷公式计算冲刷值作为冲刷计算成果。
表4-81河槽冲刷深度计算成果统计表
河流名称 | 管道穿越断面 | 公路冲刷计算结果 | 堤防冲刷计算结果 | 采用结果 |
浊峪河 | K0+104 | 4.24 | 2.05 | 4.24 |
4防洪综合评价
4.1建设项目与有关规划符合性评价
根据调查,本次防洪评价涉及的河流均无流域综合规划,项目河段也没有规划的水库工程、抽水站及供水工程等,建设项目不会对流域综合规划造成影响;管道穿越项目河段无岸线保护和利用规划,建设项目不会对相应河流岸线保护和利用规划造成影响;管道穿越项目河段无已划定的饮用水水源保护区,也无规划的饮用水水源保护区,建设项目不会对饮用水水源保护区造成影响;管道穿越项目河段无已划定的自然保护区,也无规划的自然保护区,建设项目不会对自然保护区造成影响。
4.2建设项目防洪标准和有关技术要求符合性评价
根据《防洪标准》(GB50201-2014)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)和《堤防工程设计规范》(GB50286-2013),和相关河流的防洪规划及工程设计,浊峪河穿越位置处河段的防洪标准为10年一遇设计洪水,而河流穿越工程设防标准均为50年一遇设计洪水,远高于该段河道的防洪标准。因此,满足所在河道的防洪标准要求。
4.3建设项目对河道行洪的影响评价
工程建成后,管道从河床底部深处穿越,河道内未布置其它水工建筑物,不会占用河道行洪断面面积,在河道内未布置其他阻水建筑物,因此建设项目不会对河道行洪造成明显不利影响。
4.4建设项目对河势稳定的影响评价
工程建成后,工程进行修复措施,将河床、两岸恢复至原地貌。工程建设完成后,河流地质地貌条件、河床地层的组成均没有改变,河道的水流条件与天然情况相比,变化很小,河床可能会发生局部、暂时、微弱的变形,但河道本身在较短时间内能够自动调整到冲淤平衡状态,穿越工程对河道两岸的影响很小,一般情况下能维持天然河道的水文泥沙情势,整个河段的洪水不会发生时空上的改变,不会对河势产生较大的影响,未来亦不会出现较大的河道变化。综上所述,建设项目不会对河势稳定带来明显不利影响。
4.5建设项目对堤防安全及岸坡稳定和其他水利工程影响评价
(1)建设项目对堤防安全的影响
另外,建设方案中已将管道穿越位置两岸无规划防洪工程的河道上下游各31m;有规划防洪工程的河道上下游各50m范围内的岸坡防护工程按照50年一遇防洪标准进行设计,建设单位将纳入本工程一并建设实施。对有防洪工程规划的河流,岸坡防护工程按照规划的堤距和断面形式进行修建,后续河道规划防洪工程实施时,可直接利用。因此工程建成后,建设项目方案对堤防安全没有不利影响。
(2)建设项目对岸坡稳定的影响
对采用大开挖方式穿越的河流,根据堤防及岸坡稳定分析计算成果,涉及土质陡坡在非常运用条件I下计算出的抗滑稳定安全系数均大于《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)要求的土堤边坡5级堤防工程非常运用条件I下的安全系数1.10。且施工完成后,将按照施工设计要求进行管沟回填并进行分层夯实,夯实度满足当地水利部门的规定。另外,建设方案中河道两岸的岸坡防护工程同时起到挡土墙的作用,对岸坡稳定起到有利作用。因此建设项目对岸坡稳定没有不利影响。
(3)建设项目对其他水利工程影响评价
工程建设距离其他水利工程位置较远,且工程建成后管道从河床底部深处穿越,不影响河道上下游的水库运行、闸坝取水,对上下游的水文站不造成影响,不会对其他水利工程造成影响。
综上所述,建设项目对堤防安全及岸坡稳定和其他水利工程不产生影响。
4.6建设项目对水利工程运行管理和防汛抢险的影响评价
工程建成后地表没有建筑物,管线全部深埋于地下,对水利工程运行和管理和防洪抢险没有影响。综上所述,建设项目对水利工程运行管理和防洪抢险没有影响。
4.7建设项目施工期影响评价
管线在施工过程中会对河道造成暂时破坏,对河道正常过水产生一定影响,但工程选择在非汛期并做好施工导流措施,可以尽量避免工程施工对河道行洪造成的不利影响。河流穿越施工期导流满足施工期洪水河道过流能力的要求,符合相关规范的要求。因此工程施工期对河道行洪安全不造成影响。
4.8建设项目对第三人合法水事权益的影响分析
管道自河床底部穿越,埋深较大,工程施工完成后不会占用行洪断面,无引水或排水设施,没有改变河道内水流条件。因此,建设项目不会对其他第三人合法水事权益造成不利影响。
5结语
经分析,西气东输三线中段(中卫-吉安)项目中卫-枣阳段工程穿越咸阳段浊峪河的建设方案,符合法律法规的规定,符合有关水利规划的要求,符合防洪标准和有关技术的要求,符合水行政主管部门的有关管理规定;建设项目对河道行洪不造成影响,对河势稳定没有影响,对水利工程管理和防汛抢险没有影响,对第三人水事权益没有影响,因此建设方案合理可行。
作者简介:王刚(1989-),男,山西运城人,工程师,主要从事水利水电工程设计工作。
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