大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告

1、廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程南河大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告目 錄1 概述11.1 項目背景11.2 評價依據(jù)21.2.1 有關(guān)法律、法規(guī)21.2.2 相關(guān)技術(shù)、規(guī)范性文件21.2.3 報告編制依據(jù)31.3 評價河段范圍與防洪標(biāo)準(zhǔn)31.3.1 評價河段范圍31.3.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)41.4 研究路線及工作內(nèi)容41.4.1 研究路線41.4.2 工作內(nèi)容41.5 基礎(chǔ)資料52 基本情況62.1 建設(shè)項目概況62.1.1 建設(shè)項目的名稱、地點及建設(shè)目的62.1.2 設(shè)計工程規(guī)模及布置62.1.3 大橋主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)72.1.4 橋梁設(shè)計方案72.2 河道基本情況92.2.1 流域概況92.2.2水

2、文、氣象、泥沙特征92.2.3河段地質(zhì)條件112.3 與既有涉河工程的關(guān)系112.4 有關(guān)規(guī)劃和實施情況163 河道演變173.1 河道歷史演變概況173.2 河道近期演變趨勢分析173.3 河道演變趨勢分析174 行洪論證與河勢穩(wěn)定計算194.1 水文分析計算194.1.1水文測站基本資料194.1.1.1測站分布194.1.1.2測站及基本資料復(fù)核194.1.2設(shè)計洪水計算204.1.2.1采用暴雨推求設(shè)計洪水204.1.2.2采用水文比擬法計算設(shè)計洪水234.1.2.3設(shè)計成果合理性分析234.1.2.4分期洪水計算234.2控制斷面水位流量關(guān)系成果244.3 壅水與行洪分析計算254.

3、3.1模型基本方程254.3.2計算的基本資料264.3.3計算結(jié)果與分析274.4 沖刷與淤積分析計算284.4.1橋下一般沖刷284.4.2橋墩局部沖刷294.4.3橋梁基礎(chǔ)復(fù)核294.4.4堤腳沖刷計算304.4.5建橋后河道沖淤演變規(guī)律304.5項目建設(shè)對河段泄洪影響的分析計算314.6 河勢影響分析計算314.6.1 灘槽和河岸線變化314.6.2河道穩(wěn)定性分析計算324.6.3 對河勢穩(wěn)定的影響335 綜合影響評價355.1 與有關(guān)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、管理的關(guān)系分析355.2 對河道泄洪的影響分析355.3 對河勢穩(wěn)定的影響分析355.4 對現(xiàn)有防洪工程、河道整治及其他水利工程設(shè)施的影響分

4、析355.5 對防汛搶險的影響分析365.6 對第三合法水事權(quán)益人的影響分析366 防治和補救措施376.1 工程影響防治與補救措施376.2防治與補救措施的投資概算377 結(jié)論和建議387.1 結(jié)論387.1.1 河道演變規(guī)律、發(fā)展趨勢及河勢穩(wěn)定的分析結(jié)論387.1.2 建設(shè)項目對各方面的影響評價結(jié)論387.2建議39附件：40附圖目錄：401 概述1.1 項目背景廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程位于廣元市利州區(qū)大石鎮(zhèn)，根據(jù)廣元市城市總體規(guī)劃（2008-2020）和工業(yè)強市的發(fā)展部署，將大石片區(qū)劃入廣元市中心片區(qū)，利用南河上游良好的生態(tài)環(huán)境，開發(fā)以低層濱水生態(tài)住宅為主。另一方面，大石鎮(zhèn)位于大

5、（石）榮（山）元（壩）片區(qū)，大石、榮山、元壩三鎮(zhèn)聯(lián)動發(fā)展以建立南河上游的生態(tài)屏障，形成廣元城市東翼的農(nóng)副產(chǎn)品加工基地和輕工基地。同時，在建廣元市廣巴、廣陜高速連接線（即繞城高速公路）從大石鎮(zhèn)穿過，大石鎮(zhèn)利用繞城高速公路出入口（即大石互通）的交通優(yōu)勢，形成以物流和農(nóng)副產(chǎn)品加工為特色的城市東入口產(chǎn)業(yè)片區(qū)。本項目也是廣元市 “三橫九縱”干道交通系統(tǒng)中九縱線中的第七縱的一段，是連接大石片區(qū)一橫至三橫線的重要城市主干路，也是廣元城區(qū)東部片區(qū)重要出入通道。本項目投資為bt模式。工程設(shè)計起點位于廣陜、廣巴高速大石互通收費站出口，與收費站出口做t字平交，起點里程k0+000，路線總體走向是從東北向西南方向，順

6、著曹家河右岸發(fā)展，在k0+440下穿廣陜、廣巴高速杜家河大橋，經(jīng)羅圈灣、桐梓灣后于k2+027處下穿廣旺鐵路、國道212線后，于k2+407上跨擬建的濱河北路，跨越南河后，終點與濱河南路交叉，終點里程k2+591.259，路線全長2.591km。全線設(shè)置1座大橋南河大橋，起點k2+352，終點k2+605，橋梁總長253.1m，橋面寬22m，橋墩采用三柱式橋墩。受廣元市利州區(qū)利元國有投資有限公司委托，我單位（漢中市水利水電建筑勘測設(shè)計院）從2014年7月開始承擔(dān)南河大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告的編制。廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程南河大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告是根據(jù)四川省河道管理范圍內(nèi)

7、建設(shè)項目行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告編制大綱（試行）和相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)編制。關(guān)于編制廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程南河大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告的委托書見附件。編制單位經(jīng)過近1個月的努力工作，全面收集了橋位河段的水文泥沙與河床地形等有關(guān)資料并進行分析。通過對橋區(qū)河段多年來的河床演變分析及數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果表明，建橋后引起的水位壅高及范圍較小，引起的流場變化范圍、流速值增加以及主流變化等均較小，修建該橋?qū)υ摵佣蔚姆篮楹秃觿莘€(wěn)定均不會產(chǎn)生較大影響，于2014年8月完成了廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程南河大橋行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告。本項目位置項目地理位置圖1.2 評價依據(jù)1.2.1 有關(guān)法律、

8、法規(guī)（1）中華人民共和國水法(200210)；（2）中華人民共和國防洪法(19981)；（3）中華人民共和國河道管理條例(1988年)；（4）中華人民共和國環(huán)境保護法（1989.12)；（5）中華人民共和國水土保護法（2010.12)；（6）建設(shè)項目環(huán)境保護管理條例（1998.11)；（7）水利部、國家計劃委員會（河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定）(水政19927號)；（8）四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理暫行辦法(川水發(fā)200440號)；(10)公路安全保護條例（中華人民共和國國務(wù)院令第2011593號）。1.2.2 相關(guān)技術(shù)、規(guī)范性文件（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)(gb50201-94)；（2）水利

9、水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)(sl252-2000)；（3）水電水利工程泥沙設(shè)計規(guī)范(dijt5089-1999)；（4）河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范(gbt50159-1992)；（5）河流泥沙顆粒分析規(guī)范(sia2-1992)；（6）堤防工程設(shè)計規(guī)范(gb50286-2013)；（7）水利水電工程水文計算規(guī)范(sl278-2002)；（8）水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范(sl44-2006)；（9）開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)規(guī)范(sl204-98)；（10）四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告編制大綱（試行）（四川省水利廳2004年）；（11）水利工程水利計算規(guī)范(sl104-9

10、5)；（12）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtgc30-2002)；（13）城市道路工程設(shè)計規(guī)范（cjj37-2012）；（14）公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范（jtg c30-2002）；（15）城市橋梁設(shè)計規(guī)范（cjj11-2011）；（16）四川省中小流域暴雨洪水計算手冊（1984）；（17）四川省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集（2010）。1.2.3 報告編制依據(jù)（1）廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程可行性研究報告（中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司，2014年6月）；（2）廣元市利州區(qū)發(fā)展和改革局關(guān)于同意開展廣陜廣巴高速大石互通連接線工程前期工作的函廣利發(fā)改函201419號；（3）廣元市“十二五”規(guī)劃綱要；（4）廣

11、元市城市總體規(guī)劃（20082020）；（5）南河河堤設(shè)計方案(利州區(qū)水務(wù)局)。1.3 評價河段范圍與防洪標(biāo)準(zhǔn)1.3.1 評價河段范圍根據(jù)四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告編制大綱要求，確定行洪論證與河勢穩(wěn)定評價的河段范圍為：橫向兩岸寬度為南河左、右岸河岸線外延10m范圍，縱向為大橋建成后產(chǎn)生雍水和形成沖刷影響上下游各300m范圍，本次論證河段總長度約1.25km。1.3.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)本工程評價河段范圍位于利州區(qū)大石鎮(zhèn)境內(nèi)，按國家現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)（gb5020194）的規(guī)定，南河左、右岸已建成河堤其防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtg d60-2004)規(guī)定和橋

12、梁結(jié)構(gòu)，確定擬建南河大橋防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。1.4 研究路線及工作內(nèi)容1.4.1 研究路線本評價報告所采用的研究路線為：水文分析計算以實測資料為基礎(chǔ)與歷史調(diào)查洪水計算相結(jié)合，計算設(shè)計洪水下擬建工程占據(jù)的過水?dāng)嗝婕捌渌鸬淖畲筵账叨?、壅水范圍、沖刷淤積等，綜合分析確定南河大橋修建對本段河道行洪、河勢穩(wěn)定以及本段河道內(nèi)其他已成和規(guī)劃水利工程的影響。采用經(jīng)驗公式推求流域設(shè)計洪水，同時參考快樂大橋行洪論證中洪水成果、廣元市防洪工程的成果資料。1.4.2 工作內(nèi)容工作內(nèi)容主要包括：水文分析計算、壅水分析計算、水流對河槽的沖刷計算、過洪能力、工程對河道行洪影響的綜合評價等。（1）水文分析計算計算內(nèi)

13、容包括：對所用水文站水文資料進行復(fù)核與審查，設(shè)計洪水計算、控制斷面水位流量關(guān)系曲線的確定等。（2）壅水分析計算橋梁建成后，由于過水面積減小，河流要產(chǎn)生一定的壅水作用。其主要內(nèi)容是通過一定的方法計算橋上的壅水高度和壅水長度。（3）沖刷分析計算橋梁建成后，由于過水面積減小，流速增大，使水流挾沙能力增強，對河槽產(chǎn)生沖刷作用。其主要內(nèi)容是計算輸沙平衡狀態(tài)下的河槽最大沖刷深度及河堤的沖刷深度。（4）河勢穩(wěn)定評價及第三水事權(quán)益人的影響綜合評價綜合評價工程的建設(shè)對河道的穩(wěn)定、堤防的安全及上下游已建涉水工程的影響等。1.5 基礎(chǔ)資料（1）工程河段地形圖；（2）廣元市“十二五”規(guī)劃綱要；（3）廣元市城市總體規(guī)劃

14、（20082020）；（4）南河河堤設(shè)計方案(利州區(qū)水務(wù)局)。（5）廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程可行性研究報告（中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司，2014年6月）。2 基本情況2.1 建設(shè)項目概況2.1.1 建設(shè)項目的名稱、地點及建設(shè)目的建設(shè)項目名稱：廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程建設(shè)項目地點：建設(shè)項目位于廣元市利州區(qū)大石鎮(zhèn)快樂村，距南河出口約12km。建設(shè)項目目的：改善大石片區(qū)交通環(huán)境。2.1.2 設(shè)計工程規(guī)模及布置廣陜、廣巴高速大石互通連接線工程南河大橋，起點k2+352，起點坐標(biāo)x=3587592.236、y= 585224.673，終點k2+605，終點坐標(biāo)x=3587440.949

15、、y=585021.818，橋梁總長253.1m，橋面寬22m，橋墩采用三柱式橋墩。本橋在南河北岸上跨濱河北路，跨濱河北路段采用現(xiàn)澆箱涵，整體性好，橋型美觀；在南河南岸上跨濱河南路，設(shè)立輔道實現(xiàn)其與濱河南路互通，大橋與河道水流方向存在約10夾角。新建南河大橋主跨上部結(jié)構(gòu)使用梁高較小的采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，上部梁片可工廠標(biāo)準(zhǔn)化制作，施工工期短，施工工藝簡單，能有效控制施工質(zhì)量。橋型簡單美觀，橋面視野開闊，施工難度小，投資相對較高。大石鎮(zhèn)在建濱河南路南河大橋高速連接線規(guī)劃濱河北路龍洞碥下穿廣旺鐵路和國道212線大石鎮(zhèn)高速國道212線濱河南路下穿上跨萬源雪峰雪峰南河大橋地理位置圖2.1.3

16、大橋主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）安全等級：大、中橋安全等級為一級；（2）設(shè)計荷載：城-a級。（3）設(shè)計洪水頻率：大、中、小橋及涵洞1/100。（4）地震設(shè)防：本地區(qū)場地地震動加速度峰值為0.1g，地震動反應(yīng)譜特征周期為040s橋址區(qū)抗震設(shè)防烈度為度 。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期：100年。（6）橋梁寬度：橋面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度為0.5m（防撞護欄）+3.0m(人行道)+0.25m（路緣帶）+23.5m（車行道）+0.5（雙黃線）+23.5m（車行道）+0.25m（路緣帶）+3.0m(人行道)+ 0.5m（防撞護欄）。2.1.4 橋梁設(shè)計方案本橋在南河北岸上跨濱河北路，在南河南岸上跨濱河南路，設(shè)立輔道實現(xiàn)其與濱河南

17、路互通。新建南河大橋主跨使用梁高較小的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁和預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，具體方案論述如下：本方案南河大橋在跨越南河段采用25m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，上部結(jié)構(gòu)布跨：(2x30)+(3x25)+(3x25)m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁+(18+18.102+20)m混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長253.1m。跨越南河主橋段采用7片預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁組成橋面寬為22.0m的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面。本方案橋墩采用三柱式橋墩，樁徑1.5m，兩側(cè)橋臺均采用u型臺，擴大基礎(chǔ)。主橋跨河道部分橋墩間距為25m，左岸跨河堤處橋墩間距18m，大橋橋墩與河道水流方向存在約10夾角。本方案上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，上部梁

18、片可工廠標(biāo)準(zhǔn)化制作，施工工期短，施工工藝簡單，能有效控制施工質(zhì)量。橋型簡單美觀，橋面視野開闊，施工難度小，投資相對較高。橋型布置圖主橋橫斷面布置圖2.2 河道基本情況2.2.1 流域概況南河為嘉陵江中游廣元至蒼溪段左岸一級支流。發(fā)源于廣元市城東北麻柳鄉(xiāng)吳二包李家坪，流經(jīng)利州區(qū)榮山鎮(zhèn)、大石鎮(zhèn)，于廣元市主城區(qū)匯入嘉陵江，河道長75km，流域面積738km2。河口高程466m，天然落差894m，平均比降為6.28。該河道多為沙礫石河床，斷面呈“u”型，天然穩(wěn)定岸線上下段變化平順，河寬一般介于120m260m之間，河道中邊灘發(fā)育。南河水系發(fā)育，自上而下的主要支流有長灘河、纏龍河、小稻河等。南河屬于嘉陵

19、江中上段左岸支流，由于兩河均處于我省川北深丘淺山地區(qū)，暴雨沖刷是河流泥沙的主要來源。近年來隨著上游區(qū)植被的恢復(fù)，河道內(nèi)泥沙情況處于逐漸減輕的趨勢。工程以上流域面積約620 km2，支流縱橫，匯水面積較大，河床比降約35，流量因季節(jié)變化波動較大，洪水陡漲陡落，沖刷力較強，為典型的山區(qū)性河流。工程項目所在地以上南河干流無大型水利工程，工程擬建位置上游約650米有曹家河匯入。2.2.2水文、氣象、泥沙特征利州區(qū)屬亞熱濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，光照適宜，四季分明。冬春季節(jié)，該區(qū)受北方冷空氣影響，降水少。年內(nèi)降水量多集中在夏季，常出現(xiàn)暴雨或大暴雨，引起山洪暴發(fā)，河水猛漲，造成洪澇災(zāi)害。其余的盛夏時間常為

20、副熱帶高壓控制，出現(xiàn)連晴高溫天氣，形成盛夏伏旱。進入秋季后，冷空氣逐漸加強南下，而高原近地面仍為熱低壓控制，低壓東側(cè)的偏南氣流與南下冷空氣在盆周相持，因而成云致雨，造成秋澇。境內(nèi)年均氣溫16.0,東西兩側(cè)山丘地區(qū)略低于嘉陵江干流沿岸地帶。年內(nèi)氣溫最高在7月份，月平均氣溫26.3;最低氣溫在1月份，月平均氣溫4.6。霜期變化情況由北向南漸減，年平均無霜期260天。年均降雨量1185.5mm，多年平均年降雨天數(shù)為153.4d，夏、秋季節(jié) (6至9月) 受暖濕海洋氣團控制，水氣充足，降水顯著增多；約占全年總降水時的75.6，月降水以7月份最多，其中又以7月上旬為最大。冬季(11至3月)降水稀少，僅占

21、全年總降水量的6%左右。降水年際變化較大，少水年不足豐水年的三分之一，易造成少水年大旱，豐水年多洪水。區(qū)內(nèi)夏秋季節(jié)氣候濕潤；年平均相對濕度在70%左右， 7至10月份均在75%以上，最高可達到76.7%；1至3月份最低為60.3%，多年平均年蒸發(fā)量1483.6mm(20cm蒸發(fā)皿觀測值)。境內(nèi)霧日在秋末冬初季節(jié)出現(xiàn)較多，年均霧日約在20d左右，主要發(fā)生在西南部的低山河谷地帶。境內(nèi)日照時數(shù)1389.1h，日照百分率為31%。 區(qū)境內(nèi)大風(fēng)常出現(xiàn)在每年春秋季節(jié)轉(zhuǎn)換交替階段。多年平均風(fēng)速1.7m/s，最大風(fēng)速28.7m/s，有時山口河谷達810級以上。每年3月至5月和10至11月，大風(fēng)日數(shù)最多，持續(xù)時

22、間一般16至18小時，最長時間3天。每年盛夏，雷雨常伴陣性大風(fēng)，但持續(xù)時間較短。利州區(qū)氣象特征值統(tǒng)計表 月份項目一二三四五六七八九十十一十二年氣溫()平均4.67.411.416.320.823.426.325.521.816.3116.616最高18.322.330.633.236.938.537.538.935.231.32620.138.9最低-8.1-6.8-1.7-0.67.712.215.815.410.32.6-3.1-8.2-8.2相對濕度(%)平均60.362.161.964.26568.476.776.176.17569.96568.5最小4552671616193482降

23、水量(mm)平均5.39.323.459.996.5164.9310.6246.2174.666.627.151185.5最大13.333.958.2232.3314.5824.7649.6576523.3172.693.818.91808.2最小004.418.624.119.2105.337.846.1140.90754.5蒸發(fā)(mm)平均74.876.9126.7149.4189186.9174.2160.3113.286.776.868.81483.6水溫()平均5.47.311.615.717.620.121.721.917.915.310.86.914.3最高8.411.817.4

24、21.522.52927.62724.420.514.510.629最低2.51.35.510.88.5151317.511.511631.3風(fēng)速(m/s)平均1.81.9221.91.51.31.31.51.41.61.61.7極大21.325.326.425.426.428.72323.421.224.121.422.928.7風(fēng)向nennnnwnenneenwnnwnnnenenne2）徑流、洪水特征南河流域位于嘉陵江廣元城區(qū)段左側(cè)，集水面積較小，易受暴雨區(qū)籠罩，洪水主要由暴雨形成，洪水特性受下墊面和支流洪水影響，屬陡漲陡落型洪水，加之該區(qū)屬于我省川北大巴山暴雨區(qū)，暴雨量級大，峰型尖瘦，

25、由此形成的洪水具有起漲快，陡漲陡落，與暴雨過程基本同步的特點。三川水文站緊挨著南河流域，水文地理環(huán)境與南河流域也極為相似，參照該站實測洪水資料分析，工程區(qū)洪水多由暴雨引發(fā)，多出現(xiàn)在69月，一次洪水過程歷時約12d，洪峰過程為單峰，洪量多集中在1d內(nèi)。3）泥沙特征河流水沙關(guān)系密切，沙量主要集中在汛期，具有大水大沙，小水小沙的特點。根據(jù)四川省嘉陵江廣元市城區(qū)防洪工程實施方案報告中的設(shè)計成果，南河流域多年平均懸移質(zhì)輸沙量95.2萬t，推移質(zhì)泥沙輸沙量4.8萬t。2.2.3河段地質(zhì)條件（1）地形地貌工程區(qū)位于四川盆地北部，川北淺中度切割的低山丘陵區(qū)，山脊高程500800m，區(qū)內(nèi)以侵蝕堆積地貌為主，其次

26、為構(gòu)造剝蝕地貌。堆積地貌分布于南河兩岸，主要發(fā)育有漫灘及階地，構(gòu)造剝蝕地貌分布于南河兩岸外圍低山丘陵區(qū)，主要表現(xiàn)為單面山、不規(guī)則條形山脊等與侵蝕洼地相間分布的地貌形態(tài)。（2）地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)在區(qū)域大地構(gòu)造上位于龍門山前陸逆沖楔和揚子地塊分界線靠近揚子地塊一側(cè)，地處新華夏構(gòu)造體系龍門山構(gòu)造帶的北中段附近的東側(cè)，南側(cè)緊鄰四川拗陷，東鄰巴中儀隴蓮花狀構(gòu)造。而岷山斷塊和龍門山構(gòu)造帶又是青藏高原東緣與四川盆地分界的一部分，以此為界，東、西兩側(cè)的構(gòu)造變形及其地震活動性出現(xiàn)明顯差異，岷山斷塊和龍門山構(gòu)造帶以東的四川盆地斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，規(guī)模小，活動性弱，僅有一些零星的中強地震活動記載，是相對的穩(wěn)定區(qū)。以西的地

27、區(qū)，斷裂規(guī)模大、活動性強，地震頻發(fā)，尤其是6級以上強震主要集中于塊體邊界斷裂上，是活動構(gòu)造區(qū)。工程場地內(nèi)無規(guī)模較大的區(qū)域性活動斷裂，主要受外圍中強地震的影響，根據(jù)gb 183062001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖及第1號修改單工程區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s。另據(jù)工程區(qū)附近廣元昭化水電站工程場地地震安全性評價報告地震動參數(shù)復(fù)核結(jié)果，在50年超越概率10%時，地震基本烈度為度，基巖水平峰值加速度100cm/s2。（3）不良地質(zhì)現(xiàn)象據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，橋址區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，無地質(zhì)斷裂及自然滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，橋址兩岸均建有河堤，岸坡整體穩(wěn)定性

28、較好。2.3 與既有涉河工程的關(guān)系評價河段內(nèi)有幾處涉河項目，主要有：（1）左岸防洪堤南河大橋評價河道左岸南河大橋橋址上游堤防在建，下游堤防已建成，其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,該段河堤采用欄桿高代替超高。堤防采用半重力半生態(tài)護坡堤型，評價河段堤頂高493.88491.44米。（2）右岸防洪堤南河大橋評價河道右岸有已建成的堤防，其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,該段河堤采用欄桿高代替超高。堤防采用半重力半生態(tài)護坡堤型，評價河段堤頂高493.88491.44米。（3）河道兩岸穿堤排水涵洞河道評價范圍內(nèi)穿堤排水涵洞出口均布置于擋墻上，出口高程均低于河道50年一遇洪水位。橋址上游約30米左岸穿堤箱涵（上圖）橋

29、址上游約200米左岸穿堤箱涵（上圖）橋址上游約520米左岸穿堤箱涵（上圖）橋址上游約650米左岸穿堤圓管涵（上圖）（4）河道兩岸管線設(shè)施南河左岸濱河南路正在建設(shè)，橋址處濱河南路還未施工，沿道路兩邊埋設(shè)有通信線、燃氣管、雨水管、污水管、給水管、電力線，管線埋深在34米，管線平面布置距河堤堤頂外邊線834米。南河右岸沿堤頂已埋設(shè)有光纜線，距堤頂約2米（見下圖）。2.4 有關(guān)規(guī)劃和實施情況（一）濱江北路根據(jù)廣元市城市總體規(guī)劃（20082020），南河右岸濱河北路正在規(guī)劃設(shè)計階段。（二）濱江南路南河左岸有在建的濱河南路，起點接在建的南河快樂大橋終點處，終點至榮山片區(qū)南河龍洞碥大橋處，道路總長6819.

30、117米，道路寬度27米。3 河道演變3.1 河道歷史演變概況擬建的南河大橋位于廣元市大石鎮(zhèn)下游，距雪峰約2公里，距南河出口約12公里，橋位上下游河道較為順直，受河勢條件控制，水流易淘刷凹岸，而在凸岸形成淤積邊灘，但由于兩岸受已建防洪堤的影響，河岸穩(wěn)定。南河汛期由于上游來沙量較為豐富，工程河段由于受河床邊界的約束，上游來沙不易在河床中落淤，一般均通過河床斷面向下游輸移，僅極少部分物質(zhì)在兩岸邊灘附近淤積，河道呈現(xiàn)出年內(nèi)沖淤變化大，但年際相對平衡的特征。根據(jù)現(xiàn)場觀測和調(diào)查，河床沖淤基本平衡，河床沖淤變化小，河型河勢較穩(wěn)定。綜合上述分析結(jié)果表明：評價河段目前基本能保持沖淤平衡，河型、河勢及岸線等基本

31、保持穩(wěn)定。3.2 河道近期演變趨勢分析從現(xiàn)場查勘情況來看，河道斷面有一定的沖淤變化，但變化很小，河道近期基本穩(wěn)定。由于河道順直，河道兩岸均建有河堤，因此一般洪水主要表現(xiàn)為下切侵蝕。論證河道內(nèi)，河床為穩(wěn)定性較好的砂卵石，河段內(nèi)地質(zhì)條件較好。河道遇較大洪水時，兩岸有一定的淤積，受河堤的制約，河道沖淤變化較??；發(fā)生一般性洪水時，河道斷面基本沒有變化，平面形態(tài)上，河道灘槽相對穩(wěn)定，河勢總體穩(wěn)定。3.3 河道演變趨勢分析南河大橋工程主要由于樁式橋墩對水流的束窄阻水作用，使局部水流流態(tài)發(fā)生變化，引起相應(yīng)的河床調(diào)整，這種調(diào)整主要表現(xiàn)為：在橋墩上游因橋墩阻水而產(chǎn)生壅水，流速減小，泥沙淤積；在橋墩之間因橋墩束水

32、，水位降低，流速增大，造成局部沖刷；在南河大橋下游水流擴散，流速降低，再一次引起河道的泥沙淤積。同時由于橋墩分流和導(dǎo)流作用，可能引起水流流向的局部變化，也可能引起河床的演變。南河大橋的建設(shè)引起的流速分布的改變主要體現(xiàn)在橋墩附近的區(qū)域，其下游形成掩流帶，其流速略有減小，這將使得南河大橋附近產(chǎn)生一定的邊灘淤積現(xiàn)象，但由于流速減小幅度并不大，因此淤積現(xiàn)象不十分明顯。根據(jù)橋梁所在河段的河道特點、工程布置情況，工程實施后，河道在汛期河流造床時，水流條件與天然情況相比，變化很小，河床可能發(fā)生局部、暫時、微弱的變形，但河道本身在較短的時間內(nèi)能夠自動調(diào)整到?jīng)_淤平衡狀態(tài)。工程建成后，河流地質(zhì)地貌條件、河床地層的

33、組成均沒有改變。根據(jù)對橋梁附近已建的大橋橋址河段的調(diào)查分析，大橋的建成對河道兩岸的影響是很小的，影響較大的是對橋墩附近的沖刷。4 行洪論證與河勢穩(wěn)定計算4.1 水文分析計算4.1.1水文測站基本資料4.1.1.1測站分布南河流域內(nèi)無水文站點。臨近流域嘉陵江干流設(shè)有廣元水文站（新店子水文站），雍河上有三川水文站，工程附近水文站資料情況見下表。廣元周邊水文站情況統(tǒng)計表 河名站名站別集水面積觀測資料項目及年限水位流量泥沙嘉陵江新店子水文253671941194319511956196219651955195619641967196919951966196819701996廣元水文259671996至

34、今1997至今1997至今雍河三川水文30319675至今1969 至今1970.6至今4.1.1.2測站及基本資料復(fù)核（1）新店子水文站嘉陵江上游干流控制站，1952年水利部水文總站設(shè)朝天驛水位站，1957年撤消，1962年恢復(fù)，1963年5月1日將斷面下遷180m，同年再次下遷400m改為新店子，1967年改名為先鋒水文站，1975年恢復(fù)為新店子水文站，控制流域面積25367km2。測驗河段河道呈“s”型，基本斷面設(shè)于彎道中央，離上彎400m，離下彎200m，水位在480m以下右岸出現(xiàn)灘地，串溝，右岸漫灘后，灘地部分流向與基線有一夾角。河底由沙卵石組成，常有沙洲出現(xiàn)，河道沖淤變化比較大。主

35、槽左右擺動，主流多偏于左岸。左岸為石灰石組成，右岸為易風(fēng)化的破碎頁巖組成，水位在480m以下比較穩(wěn)定，下游2800m處左岸有一個支流加入。水位用黃海基面。流量測驗以流速儀為主，流速儀多以常、簡測法為主。高水個別測次采用浮標(biāo)法，流速儀測速以一點法（0.2或0.6）為主，個別年份和部分測次也采用了3點法和5點法測速。布設(shè)垂線914條，布設(shè)合理，基本能控制斷面流速分析。浮標(biāo)測速一般投放浮標(biāo)13個以上，浮標(biāo)類型為草把，投放的浮標(biāo)分布合理，能控制斷面流速變化。（2）廣元水文站廣元水文站設(shè)立于1997年，由原新店子水文站下遷至廣元市上西壩，東經(jīng)10550，北緯3227，集水面積25647km2，域內(nèi)河長3

36、95km，至河口距離745km。水位觀測斷面左岸自然狀態(tài)緩坡，右岸上西河堤頂高104.98m（高程系統(tǒng)為水文站假定高程）。測驗河斷順直，控制條件較好，河床由沙卵石組成，有輕度沖淤變化，左岸中高水時有少量雜草和樹木，為復(fù)式河床，中高水右岸灘地淹沒。新店子、廣元等國家基本水文（位）站的實測資料，歷年來，分別經(jīng)長江水利委員會、成勘院、省水利院、水電五局、綿陽市水電設(shè)計院等單位審查、復(fù)核。資料基本是可靠的，滿足本次水文分析要求。（3）三川水文站三川水文站于1967年3月由四川省水文總站設(shè)立，嘉陵江中游左岸山丘地區(qū)小河代表站。于1969年5月正式測流?？刂萍娣e303km2。三川站測驗河段順直長度約5

37、00m左右，基本水尺斷面設(shè)于順直段左岸上部，河床為沙礫石，亂石組成，沖淤變化較小。該站有1957至今的實測水文資料，精度較高，可靠可用。在四川省洪水調(diào)查資料中查得1925年、1954年和1963年歷史洪水調(diào)查資料，精度評價供參考。4.1.2設(shè)計洪水計算4.1.2.1采用暴雨推求設(shè)計洪水（1）設(shè)計暴雨工程所在南河流域內(nèi)無水文站點，流域內(nèi)僅有麻柳樹，張壩兩側(cè)雨量站，均為國家水文站網(wǎng)的基本站點。雨量觀測采用段次為汛期4段制觀測。各站的觀測資料證書可靠，并且所有資料均經(jīng)過在站整編、初審、復(fù)審，以及匯編等記到工序，資料精度較高。本次洪水計算采用的流域重心點6小時和24小時點設(shè)計雨量根據(jù)四川省中小流域暴雨

38、洪水計算手冊等值線圖查詢，流域面平均雨量設(shè)計值根據(jù)點面換算系數(shù)和修正系數(shù)法計算。根據(jù)四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中推薦的方法計算，采用推理公式推求南河大橋工程評價河段的設(shè)計洪水。經(jīng)過計算，6小時綜合校正系數(shù)為0.668,24小時綜合校正系數(shù)為0.768，點面計算雨量成果如下表。南河流域設(shè)計暴雨成果表 （單位毫米） 時段均值cvcs/cvp=1%p=2%p=5%p=10%p=50%點設(shè)計雨量6小時790.53.527619115713167.924小時1120.533.532228223019094.6面設(shè)計雨量6小545.324小時24721717714672.7（

39、2）洪峰流量計算推理公式的基本關(guān)系式為：=0.278if=0.278f上式適用于全面產(chǎn)流條件下的全面匯流和部分匯流兩種情況：當(dāng)全面匯流條件下：=1-（/s）n當(dāng)部分匯流條件下：=n(/)1-n=（1-n）s/1/n式中：洪峰流量（m3/s）；洪峰徑流系數(shù)；i最大平均暴雨強度(mm/h)；暴雨雨力，即最大1小時暴雨量（mm/h）；暴雨公式的衰減指數(shù)；f集水面積（km2）；流域匯流時間（h）；l自出口斷面沿主河道至分水嶺的河流長度(公里)；j沿l的河道平均比降；流域匯流時間(小時)；當(dāng)=1的流域匯流時間（小時）；產(chǎn)流歷時（小時）；產(chǎn)流參數(shù)，即產(chǎn)流歷時內(nèi)流域平均入滲強度（mm/h）；m匯流參數(shù)。公式

40、各參數(shù)的確定：產(chǎn)流參數(shù)據(jù)四川省中小流域暴雨洪水計算手冊產(chǎn)流參數(shù)=kf-0.19，得本工程設(shè)計流域的綜合關(guān)系為： = 6f-0.19 cv = 0.15 cs = 3.5cv匯流參數(shù)m采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊，盆地山區(qū)區(qū)經(jīng)驗公式計算：=130時, m=0.400.204=30300, m=0.0920.636流域特征參數(shù)=l/(j1/3*f1/4)注：雨量單位：mm推理公式： q=0.278fs/n式中： q最大洪峰流量（m3/s）洪峰徑流系數(shù)f集水面積（km2）s暴雨雨力、即最大1小時暴雨量（mm/h）流域匯流時間（h）n暴雨公式指數(shù)產(chǎn)流計算采用蓄滿產(chǎn)流模型計算，匯流計算根據(jù)瞬時單位

41、線轉(zhuǎn)換為時段單位線進行計算。按照四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中推薦的地區(qū)綜合參數(shù)計算洪水，采用推理公式推求本工程的設(shè)計洪峰流量成果見下表。工程河段設(shè)計洪峰流量成果表頻率1%2%5%10%50%洪峰流量（m3/s）48804080313023607814.1.2.2采用水文比擬法計算設(shè)計洪水通過采用與南河流域地理位置、氣候條件相近的三川水文站洪水設(shè)計成果，用水文比擬法計算工程河段設(shè)計洪水。公式：式中：q1設(shè)計站流量（m3/s）q2參證站流量（m3/s）f1設(shè)計站集水面積（km2）f2參證站集水面積（km2）n校正指數(shù)，取2/3三川水文站集雨面積303 km2，南河大橋處集雨面積620 km2，

42、計算流量轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.612。工程河段設(shè)計洪峰流量成果表頻率1%2%5%10%50%三川站洪峰流量（m3/s）3260281022201760694工程河段洪峰流量（m3/s）526045303580284011204.1.2.3設(shè)計成果合理性分析根據(jù)上面兩種方法計算結(jié)果對比分析，兩種方法計算結(jié)果相差比較大，主要原因是用小流域推算大流域，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大不夠準(zhǔn)確。查閱已評審?fù)ㄟ^的快樂大橋行洪論證中洪水成果、南河河堤設(shè)計洪水，其洪水成果基本與本次推理公式方法推求的設(shè)計洪水成果。綜合各種因素考慮，確定該工程處的各頻率設(shè)計洪水流量采用推理公式方法推求的設(shè)計洪水成果。 項目 計算方法各頻率最大洪峰流量

43、（m3/s）1%2%5%10%50%推理公式法4880408031302360781水文比擬法526045303580284011204.1.2.4分期洪水計算南河流域上無水文站點，其分期洪水設(shè)計擬采用位于南側(cè)的緊鄰水文站點三川站作為分期洪水參證站。三川水文站控制集水面積303km2，具有19692005逐月最大洪峰系列。采用不跨期選擇，按月分期，計有1月、2月、3月、4月、5月、10月、11月、12月共八個分期。并根據(jù)施工專業(yè)要求，按114月、104月、105月三個不同時段進行分期統(tǒng)計和頻率計算。計算成果見下表。三川水文站分期洪水設(shè)計成果表時間均值10%20%33%50%10.461.10.

44、80.60.420.591.510.70.432.237.83.71.30414.2143.924.3123.95108.53386.7205.591.113.71086.06289.617190.128.11127.673.445.426.913.4120.962.41.40.80.5114月40.07108.872.345.823.9104月112.41339.1217.2129.757.7105月198.81546.8369.6238.2125.4根據(jù)三川站分期洪水頻率計算成果，采用水文比擬法，計算南河控制斷面分期設(shè)計洪水成果。移用面積比指數(shù)分別按5月、10月，114月、104月、105

45、月取n=0.8，其余枯期月份取n=1，主汛期69月采用本河段設(shè)計成果，分期設(shè)計洪水成果見下表。工程河段分期洪水設(shè)計成果表時間均值10%20%33%50%11.122.681.951.460.9721.453.652.441.700.9735.4319.009.013.170.00434.61106.9259.1929.239.505221.23788.25418.89185.7027.9310175.42590.32348.57183.6657.281156.26149.6292.5454.8327.31122.335.853.411.951.22114月81.67221.78147.3893

46、.3648.72104月229.14691.22442.74264.38117.62105月405.261114.60753.40485.55255.624.2控制斷面水位流量關(guān)系成果在實地測量、查看、分析的基礎(chǔ)上，本著盡量能夠反映河段實際行洪能力的前提下，結(jié)合實際工程將在河道內(nèi)修建橋墩等建筑物，占用了過水?dāng)嗝?，對河道行洪有一定的影響。本次設(shè)計利用實測的大斷面資料，南河大橋工程評價河段下游控制斷面的水位流量關(guān)系曲線擬采用水力學(xué)公式推算。公式為：式中：流量（m3/s）； 過水面積（m2）； 河床糙率； 水力半徑（m）； 比降（）。（1）水面比降j的確定：高水水面比降參考南河“81.8”和“90.

47、7”歷史洪水比降，低水水面比降參考河床比降，最后確定擬建工程河段水面比降0.00150.0027之間。（2）河床糙率n的確定：是根據(jù)目前國內(nèi)外分析研究成果和編制的天然河流河床糙率表，結(jié)合實際河床地貌組成，岸邊光潔度、水深變化、斷面形狀、河槽變化等因素，綜合分析，最后確定該斷面糙率0.0350.043之間。根據(jù)實測大斷面，逐級計算過水面積、水力半徑，最后推算出控制斷面水位力量關(guān)系曲線，同時參考已經(jīng)通過評審的相關(guān)資料，繪制光滑的水位流量關(guān)系曲線，cs7斷面水位流量關(guān)系圖見附圖。4.3 壅水與行洪分析計算4.3.1模型基本方程建橋后，橋孔壓縮水流，使橋位上游水面壅高，形成橋前壅水，天然水面以上壅起的

48、高度，稱為壅水高度。本次南河大橋的設(shè)計洪水計算，采用下游出口斷面作為控制斷面，采用伯諾里能量方程，分段計算方法，向上游分別推算出各斷面的各種頻率曲線。對于河道距離l的漸變流段，能量方程式為：式中：、分別為斷面1、斷面2的平均水位； v1、v2分別為斷面1、斷面2的平均流速； 為兩斷面間的水頭損失，等于沿程水頭損失和局部損失之和。沿程水頭損失可按水頭線的平均水利坡度計算，即：式中：、分別表示兩斷面的水力要素的平均值。局部水頭損失用兩斷面的流速水頭和河道局部阻力系數(shù)的乘積表示，即值與河道的擴展程度有關(guān)。將和代入能量方程得：4.3.2計算的基本資料（1）設(shè)計洪水計算成果根據(jù)水文分析計算成果，本河段1

49、00年一遇設(shè)計洪水為4880m3/s，50年一遇的設(shè)計洪水為4080m3/s。（2）河道地形與斷面資料本次論證在評價河段選擇了7個橫斷面（cs1cs7），南河干流上布置斷面cs1cs7。上游cs1斷面為評價河道起始斷面，下游cs7斷面為整個評價河段的出口斷面，cs4位于橋址處斷面。根據(jù)cs7斷面的水位流量關(guān)系曲線進行建橋前后設(shè)計洪水水面線計算。（3）計算水文條件根據(jù)評價項目的情況，選用1%頻率和2%頻率的洪水。4.3.3計算結(jié)果與分析橋孔壓縮水流，使橋位上游水面壅高，形成橋前壅水。壅水高度一般跟水流進入橋孔的阻力、橋下水流的過水面積、河床糙率等有關(guān)。與天然河流的情況比起來，橋梁對河流的過流與行

50、洪有一定的影響，本報告分析現(xiàn)有河道狀態(tài)、現(xiàn)有河道狀況下橋梁建成后兩種情況下該河段的水位、流速、過流面積等水力條件的變化，進而分析河道行洪能力的變化情況以及對河勢穩(wěn)定的影響。根據(jù)上述工程布置方案，采用模型對p=1%、p=2%的設(shè)計洪水進行了水力要素分析計算。橋梁建設(shè)前后不同設(shè)計洪水各斷面水位計算成果及變化情況見下表。設(shè)計洪水位成果表斷面號里程p=1%p=2%堤頂高欄桿高橋梁最低點高程(距cs1)建前建后變幅建前建后變幅（超高）cs10494.28494.28 0493.48493.480493.88494.48495.5cs2420493.62493.62 0492.82492.820493.2

51、2493.82cs3650493.26493.44 0.18 492.46492.610.15492.86493.46cs4（橋）750493.14493.43 0.29492.34492.590.25492.74493.34cs5820493.03493.17 0.14492.23492.350.12 492.63493.23cs61070492.34492.34 0491.54491.540491.94492.54cs71250491.84491.84 0491.04491.040491.44492.04（1）從上述計算結(jié)果可以看出，當(dāng)南河河段遭遇100年一遇洪水時南河大橋建成前橋梁處的水位為493.14m，建成后橋梁處水位為493.43m，水位壅高了0.29m，其壅水距離約193m，設(shè)計橋梁主橋的最低點在左岸其高程為495.5米，不會影響橋梁的自身安全。（2）從上述計算結(jié)果可以看出，當(dāng)南河河段遭遇50年一遇洪水時南河大橋建成前橋梁處的水位為492.34m，建成后橋梁處水位為492.59m，水位壅高了0.25m，其壅水距離約167m，設(shè)計橋梁主橋的最低點在左岸其高程為495.5米，不會影響橋梁的自身安全。建橋后當(dāng)南河河段遭遇50年一遇洪水時，橋梁處洪水水位低于已建河堤堤頂高程。4.4 沖刷與淤積分析計算南河大橋的修建，改變了河道橋下的水流形態(tài)，大橋橋墩占用了一定的過水面積