某橋防洪評價報告

1、*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程*區(qū)碧水橋跨*河防洪評價報告橋跨河防洪評價 *縣*河*段生態(tài)綜合治理工程*區(qū)碧水橋跨*河防洪評價報告批準審查校核編寫目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1概述1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.1項目背景1評價依據(jù)3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 技術路線及工作內(nèi)容6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 基本情況8 HYPERLINK

2、 l bookmark24 o Current Document 2.1建設項目概況8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2.2流域概況9 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 涉河段現(xiàn)狀11 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 水文氣象11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.5地質(zhì)情況12 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 現(xiàn)有水利工程及其他設施情

3、況13 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.7水利規(guī)劃及實施安排14 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 河道演變15 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 河道歷史演變15 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 河道演變趨勢分析15 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 4防洪評價計算16防洪標準16設計洪水16 HYPERLINK l bookmark64

4、 o Current Document 水面線計算17 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 4.4壅水高度及范圍分析23 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 4.5堤頂超高確定24 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 沖刷分析計算29 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 橋梁底部高程復核計算34 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 橋墩底高程復核計算37

5、 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 4.9*天然氣管道埋深復核計算37 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 防洪綜合評價38 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 項目建設與現(xiàn)有防洪標準、管理規(guī)定的適應性分析38 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關系和影響分析38對行洪安全的影響分析38 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 對河

6、勢穩(wěn)定的影響分析38 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 對現(xiàn)有防洪工程及設施的影響分析39 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 對防汛搶險的影響分析39 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 對第三人合法水事權益的影響分析39 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 工程影響防治措施41 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 對河道泄洪影響的防治補救措施

7、41 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 對河勢穩(wěn)定的影響補救措施41 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 對第三人合法水事權益影響的補救措施41 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 減少對環(huán)境與水質(zhì)影響的防治措施42 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 結論與建議43 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 結論43 HYPERLINK l book

8、mark152 o Current Document 建議44附圖1項目總平面布置圖45附圖2斷面位置布設圖46 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 附圖3水面線計算成果示意圖47 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 附圖4水面線計算結果縱斷面示意圖49 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 附圖5設計橫剖面圖50附圖6*區(qū)碧水橋平面布置圖51附圖7*區(qū)碧水橋立面圖52附件1*縣*河*段*區(qū)碧水橋工程可行性研究報告批復53橋跨河防洪評價 1概述1.

9、1項目背景*縣地處青河中游，*山脈北部西側晉西北黃土高原，介于北緯3835/403853/50、東經(jīng)11013/0011118/55之間。東依石山、猴山，與*縣接壤；南傍度山、青山，和*縣毗連；北*縣為鄰；西隔青河，與*省*縣相望；*河自東向西橫穿中部注入青河。最高點黑山主峰海拔2003米，最低點峪口村前坪海拔625米，相對高差*米。由于地處省境西北邊緣，遠離省、地經(jīng)濟中心，工業(yè)中心和鐵道線。主要交通東、南、北靠公路，西憑水路。東距最近的火車站73公里，距縣城76公里；南距*市*區(qū)39公里；西距青河東岸25公里；北距*縣城120公里；距省會*市374公里。高山峻嶺，交通不便，使本縣的國民經(jīng)濟發(fā)

10、展和資源開發(fā)利用受到嚴重制約。在*縣第十六屆人民代表大會第三次會議上指出政府工作的總體思路是：抓好主城區(qū)提質(zhì)-加快推進*河清淤蓄水東延工程，啟動實施*大橋以西河道治理工程，力爭實現(xiàn)城區(qū)全線蓄水繼續(xù)延伸實施著力提升城市品位。本項目位于縣城*區(qū)，*區(qū)碧水橋及配套道路南起現(xiàn)狀*線，北街接現(xiàn)狀*路，*區(qū)碧水橋及配套道路作為*縣醫(yī)院、干部學院的配套工程，建成后不僅能完善縣城的路網(wǎng)，改善沿線交通狀況，更能完善周邊地塊市政配套設施，為道路兩側地塊開發(fā)以及整個縣城的經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造更加有利的條件；搶險路位于*河*段南側，西起*舊橋，東至胡溝新橋，建成后不僅能作為防汛搶險運輸通道，還可分擔部分*線、*路、*路交通壓

11、力。鑒于以上情況，*投資開發(fā)有限責任公司委托*公司進行*縣*河*段碧水橋工程可行性研究報告（以下簡稱可研報告）的編制。2019年*月*縣發(fā)展和改革局對可研報告進行了批復。*區(qū)碧水橋橫跨*河，根據(jù)中華人民共和國防洪法第三十三條“在洪泛區(qū)、蓄滯洪區(qū)內(nèi)建設非防洪建設項目，應當就洪水對建設項目可能產(chǎn)生的影響和建設項目對防洪可能產(chǎn)生的影響作出評價，編制洪水影響評價報告，提出防御措施。建設項目可行性研究報告按照國家規(guī)定的基本建設程序報請批準時，應當附具有關水行政主管部門審查批準的洪水影響評價報告”；根據(jù)中華人民共和國防洪法第三章第二十七條：“建設跨河、穿河、穿堤、臨河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線、

12、取水、排水等工程設施，應當符合防洪標準、岸線規(guī)劃、航運要求和其他技術要求，不得危害堤防安全，影響河勢穩(wěn)定、妨礙行洪暢通；其可行性研究報告按照國家規(guī)定的基本建設程序報請批準前，其中的河堤建設方案應當經(jīng)有關水行政主管部門根據(jù)前述防洪要求審查同意”；水利部、國家計委河道管理范圍內(nèi)建設項目管理的有關規(guī)定（水政19927號文）“對于重要的建設項目，建設單位應編制防洪評價報告”，并且以水建管2001618號文關于進一步加強和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設項目審批管理的通知要求“嚴格進行防洪與河勢影響論證”。2019年12月，受*縣投資開發(fā)有限責任公司委托，我單位承擔了*縣*河*段*區(qū)碧水橋跨*河防洪評價工作。接受

13、委托后，我們組織技術人員對橋址所在河道上下游進行了現(xiàn)場查勘，收集了工程設計資料和該河段有關水文氣象、河道情況、地質(zhì)等資料，依據(jù)中華人民共和國水法、中華人民共和國防洪法和河道管理范圍內(nèi)建設項目管理的有關規(guī)定（水利部、國家計委水政19927號文發(fā)布）等有關法律、法規(guī)的規(guī)定。對*區(qū)碧水橋進行水文計算、水力演算，通過分析、計算和研究論證，針對橋梁設計方案對河道防洪影響提出了相應的評價結論，并提出了相應的建議。于2020年01月完成*縣*河*段*區(qū)碧水橋跨*河防洪評價報告（送審稿）的編制工作。1.2評價依據(jù)法律、法規(guī)1中華人民共和國水法（2002年）；2中華人民共和國防洪法（1998年）；3中華人民共和

14、國河道管理條例（1988年）；4河道管理范圍內(nèi)建設項目管理有關規(guī)定（1992年）；5*省河道管理條例（1994年）；6中華人民共和國水文條例（國務院令第496號）；7關于進一步加強和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設項目審批管理的通知（水建管【2001】618號）。標準、規(guī)范1河道管理范圍內(nèi)建設項目防洪評價報告編制導則（試行）（辦建管【2004】109號）；2防洪標準（GB50201-2014）；3河道演變勘測調(diào)查規(guī)范（SL383-2007）；4水文調(diào)查規(guī)范（SL196-97）；5堤防工程設計規(guī)范（GB50286-2013）；6水利水電工程設計洪水計算規(guī)范（SL44-2006）；7公路工程水文勘測設計規(guī)范

15、（JTGC30-2015）；1.2.3相關資料1*河*段*橋工程初步設計報告（*有限公司/許昌方圓勘測設計有限公司，2019年*月）；3*縣*河*段*區(qū)碧水橋工程可行性研究報告，（*有限公司，2019年*月）；4*區(qū)碧水橋橋型布置圖（*有限公司，2019年*月）；5*區(qū)碧水橋橋位平面布置圖（*有限公司，2019年*月）；6*縣*河*段生態(tài)治理工程防洪評價報告，（*，2017年*月）。橋跨河防洪評價 圖1-1*區(qū)碧水橋地理位置圖橋跨河防洪評價 技術路線及工作內(nèi)容1.3.1技術路線資料收集與查勘根據(jù)防洪評價要求進行實地查勘，了解建設項目總體布局以及項目區(qū)基本情況，收集橋梁所涉河道有關水文、河道歷史

16、、現(xiàn)狀、規(guī)劃治理等方面的資料。評價范圍確定本次防洪評價的范圍為新建橋梁跨*河段。分析計算定性分析項目所在河道段的歷史演變規(guī)律、未來演變趨勢；根據(jù)流域水文下墊面和暴雨資料分析計算本工程所涉*河段設計洪峰流量根據(jù)測量的河道縱橫斷面資料，計算項目所涉河段設計洪水水面線及河床沖刷深度等。防洪評價綜合分析本項目對河流規(guī)劃、河道泄洪、河勢穩(wěn)定性、兩岸岸坡的影響，提出工程防治影響措施。1.3.2工作內(nèi)容為了科學全面地對建設項目進行防洪影響評價，在現(xiàn)場查勘的基礎上，結合項目附近的水文、地形、地質(zhì)及環(huán)境等資料，進行了洪水影響的綜合分析，編寫了具體的工作計劃，確定了工作內(nèi)容如下：基礎資料收集收集項目相關的水文、地

17、形、地質(zhì)及環(huán)境等資料。野外調(diào)查在已收集到的水文、地形、地質(zhì)等資料的基礎上，詳細調(diào)查建設用地及其周圍的地形地貌和歷史調(diào)查洪水。河道測量在本工程所涉河道上下游布設縱橫斷面進行測量，得到河道縱、橫斷面圖。計算分析根據(jù)建設項目的基本情況及所在河段的防洪要求，推求設計洪水設計洪水位；進行沖刷與淤積分析；復核堤防高程，根據(jù)計算結果進行防洪影響綜合分析，得出結論，提出相應的處理措施。2基本情況2.1建設項目概況*區(qū)碧水橋橫跨*河，設計起點位于*區(qū)2號路，設計終點位于*河南岸新建搶險路，全長105.68m,樁號K1+350。橋梁采用（5*20）m簡支后張法預應力混凝土空心板橋，橋梁總長105.68m，寬20.

18、5m，右前夾角80度。上部結構為（5*20）m后張法預應力混凝土空心板橋，板厚95cm。橋面鋪裝自上而下為4cm細粒式瀝青混凝土（AC-13）6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20）AMP-100二階反應型防水粘結劑+10cmC50防水砼，抗?jié)B等級采用P8。橋梁支座采用GYZ系列圓形板式橡膠支座及四氟板支座，伸縮縫規(guī)格為C-80，橋臺上伸縮縫混凝土與臺背混凝土澆為一體，橋板側伸縮縫混凝土置于鋪裝層中。橋面橫坡為2%（正斷面），橋面橫坡由墩臺設橫坡調(diào)整，為保持支座水平放置，墩臺帽頂設支座墊石。下部結構橋墩采用樁柱式蓋梁橋墩，橋墩伸入基巖為嵌巖樁，河道內(nèi)有4組橋墩，每組5個，順水流方向布置，墩徑1.2

19、m，橋臺采用樁基蓋梁橋臺，梁底最低高程917.89m。主要技術指標見表2.1-1。*區(qū)碧水橋主要技術指標表2.1-1項目單位技術指標道路等級城市次干路設計速度km/h30紅線寬度m20道路長度m602.443路面設計使用年限年15地震加速度g0.05路面類型瀝青混凝土2.2流域概況*河為青河一級支流，流域位于東經(jīng)110*/110*/;北緯38*/38爐。地處*麓，*。流域水系見圖2-1。*河流域地勢東高西低，東部山勢巍峨植被良好，西部屬典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，地形支離破碎，溝壑密度為3.8km/km2，為嚴重水土流失區(qū)。*縣所在地段，河谷較開闊，有大塊河川灘地，有水澆地7995畝。流域內(nèi)地貌形態(tài)

20、多樣，東部土石山區(qū)裸露巖體主要是花崗巖、變質(zhì)巖類，緩坡上覆蓋著不同厚度的棕壤土類和灰褐土，林草覆蓋度高，水土流失輕微，生態(tài)環(huán)境較好。中西部黃土丘陵溝壑區(qū)地勢較緩，土層較深厚，溝谷密布，梁峁林立，植被覆蓋率很低，水土流失嚴重，為水土保持治理重點區(qū)。橋跨河防洪評價 水系圖橋跨河防洪評價 2.3涉河段現(xiàn)狀本段河道為較為順直，左右岸均有漿砌石堤防，堤防高4.55.0m，河寬約80m,梯形斷面，主槽河床內(nèi)為卵礫石，靠近左岸河道內(nèi)為淤積層，生長著郁郁蔥蔥的灌木。規(guī)劃后的河道為復式斷面，左右岸各5.0m寬景觀平臺，河底不襯砌。河道現(xiàn)狀見圖2-2。圖2-2橋址處河道現(xiàn)狀圖2.4水文氣象2.4.1氣象項目區(qū)位于

21、*山區(qū)及晉西黃土高原，屬溫帶大陸性氣侯。受季風環(huán)流控制，四季分明，春季干旱多風，夏季雨量集中，夏短冬長，秋季則秋高氣爽，晝夜溫差大。*河流域屬大陸性半干旱氣候，春季干旱，多西北風，冬季嚴寒少雪，*河流域設有*縣氣象站，根據(jù)該站19712000年實測資料分析，該區(qū)域多年平均降水量為470.0mm,多年平均氣溫8.7C，多年平均蒸發(fā)量為2082.4mm,最大凍土深131cm,多年平均風速2.6m/s，歷年最大風速為18.7m/s。氣象特征見表2.5-1。氣象特征表表2.5-1項目極端最極端最多年平多年平年平均最大風速主導風向最大積-曰高氣溫低氣溫均降水均蒸發(fā)曰氣溫(m/s)雪厚度站名(C)(C)量

22、（mm）量（mm）(C)及風向(cm)*縣站37.7-26.9470.02082.48.7018.7NNEE16.0水文測站情況*河流域水文測站有*村水文站和*縣水文站。*村水文站位于*省*縣*鄉(xiāng)*村，地理坐標。2.5地質(zhì)情況根據(jù)野外鉆探、原位測試及室內(nèi)土工試驗結果，按照以巖性變化為主的分層原則，本次勘察深度范圍內(nèi)場地地基土自上而下可分為2大層，其次根據(jù)其風化程度及巖石完整程度等又分為3個亞層，現(xiàn)依層序分述如下：第層：卵石（Q4al+pl）雜色，稍密，濕-飽和。含卵石占5070%左右，礫石占20%左右，最大粒徑約20cm,一般粒徑210cm,個別為漂石，磨圓度好，呈亞圓狀，母巖成分為微風化的砂

23、巖及灰?guī)r為主，由砂土充填。實測動探貫入擊數(shù)介于5.010.0擊，平均7.1擊。第層泥質(zhì)砂巖（C）：灰色-褐紅色，軟-硬質(zhì)巖，強風化微風化。巖芯較破碎較完整，呈碎狀長柱狀。該層根據(jù)風化程度和巖石完整程度可分為3個亞層：1泥質(zhì)砂巖（C）：灰色-褐紅色，強風化，主要由石英、長石等礦物組成，泥質(zhì)結構，細粒，肉眼無法辨認顆粒，層狀構造，巖芯比較破碎，呈碎塊狀。野外無法取得足夠尺寸巖芯樣進行室內(nèi)抗壓強度試驗，巖體基本質(zhì)量等級為V級。2泥質(zhì)砂巖（C）：灰色，較軟巖，中等風化，主要由石英、長石等礦物組成，?；焐倭空惩恋V物。主要為細砂粒狀結構，層狀構造，巖芯比較完整，呈短柱狀。巖體基本質(zhì)量等級為V級。3泥質(zhì)砂巖

24、（C）：灰色-褐紅色，硬質(zhì)巖，微風化，主要由石英、長石等礦物組成，?；焐倭空惩恋V物。主要為細砂粒狀結構，層狀構造，巖芯完整，呈柱狀-長柱狀。巖體基本質(zhì)量等級為W級。2.6現(xiàn)有水利工程及其他設施情況2.6.1水庫橋址以上*河干流上水庫主要有。2.6.2橋梁情況*區(qū)碧水橋上游有兩座橋梁，分別為*舊橋、*新橋，下游有兩座橋梁，分別為*拱橋，*大橋。*舊橋位于生態(tài)治理治理河段的K0+060斷面，為混凝土拱橋，橋長100m，4跨，每跨19.3m，橋墩寬2m，河底高程923.53m，橋面高程932.22m，拱頂?shù)装甯叱?30.80m，拱腳高程927.02m。*新橋位于K0+600斷面，為混凝土板橋，橋長1

25、02m，5跨，每跨19.6m，橋墩寬1m，河底高程919.27m，橋面高程925.77m，橋底板高程923.25m。*拱橋位于K1+900斷面，為混凝土拱橋，橋長105m，6跨，每跨15.7m，橋墩寬1.8m，河底高程909.35m，橋面高程915.5m，橋底板高程913.53m，拱腳高程912.22m。*大橋位于K2+150斷面，為混凝土板橋，橋長135m，7跨，每跨19m，橋墩寬1m，河底高程907.0m，橋面高程915.4m，橋底板高程914.55m。2.6.3管線*輸氣管線自治理段起始位置樁號K0+000就順河布置在靠近右岸的河道內(nèi)，至*區(qū)碧水橋下游約70m處樁號K1+420穿右堤而出

26、，管頂埋深2.0m。擬建橋梁的1#橋墩距管線最近，距離約為5.20m。水利規(guī)劃及實施安排2.7.1*縣縣城總體規(guī)劃（2006年2020年）根據(jù)*縣縣城總體規(guī)劃（2006年2020年），河道過水斷面設計斷面為矩形，上游河道寬80米，設計堤高5米，下游河道寬90米，設計堤高5米。*區(qū)碧水橋位于下游段，設計長度105.68m，橋下兩堤間凈寬97.6m,大于規(guī)劃河寬90m；建成后橋址處堤高也大于5.0米，符合設計堤高要求。2.7.2*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程根據(jù)*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程初步設計報告，工程治理范圍起于*舊橋，設計終點位于*新橋以西200m處，全長2.3km，該段河道設計防洪標準50

27、年一遇，百年一遇洪峰流量2187m3/s,50年一遇洪峰流量1644m3/s。治理段河道采用復式斷面，分為蓄水區(qū)、綠化灘地、堤防。根據(jù)河道設計防洪標準及防洪流量，并考慮一定的綠化休閑空間河道堤防間距為90-127m。河道堤防基本沿原堤防布置。綠化灘地位于堤防控制線與主槽控制線之間，左單側寬度不小于10m，右側寬度為5.5m。灘地進行綠化，工程綠化面積為7.85萬m2。3河道演變3.1河道歷史演變*河流域*縣水文站為界，下游基本為黃土丘陵階地區(qū)，水土流失比較嚴重，河床系泥沙卵石，*縣水位站以上為山區(qū)，變質(zhì)巖和灰?guī)r地類，灌叢與森林較多，主河道坡度不大，河床在逐年淤積抬高，通過該站1990年2010

28、年實測大斷面套繪圖（見圖3-1）可以看出，*河河谷呈寬淺“U型，兩岸階地不發(fā)育，灘槽界限不明顯，在中低水位時，受上游各支溝漲水機遇差異影響，小水流在河谷內(nèi)擺動幅度較大，到中高水位后，水流軸線擺動相對較小。從1990年至2005年呈淤積狀態(tài)，河床逐年抬升，2006年發(fā)生大洪水后，河床沖刷較嚴重。3-1*縣站實測大斷面套繪圖河道演變趨勢分析根據(jù)本河段河道前期演變情況，預測未來河岸基本穩(wěn)定，河床主要以卵石和礫石為主，河床形態(tài)主要受大洪水的影響，主槽擺動頻繁。河床兩岸灘地土質(zhì)松散，抗沖能力較低，水流橫向沖淤變化使河道主槽彎曲多變，蜿蜒蛇行。山洪爆發(fā)時，洪水泛濫，河床改道移線，即使在平常小水作用下沖淤平

29、衡時，河床也在不停的擺動。但該段河道兩岸堤防對水流具有一定的控制作用，主流基本在堤防內(nèi)側范圍內(nèi)擺動，同時由于主流擺動范圍的縮窄，河床的縱向變形將會加劇。4防洪評價計算防洪標準*區(qū)碧水橋防洪標準本項目為*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程配套橋梁，位于*縣整體規(guī)劃*區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)城市橋梁設計規(guī)范(CJJ11-2011)“3.0.3城市橋梁設計宜采用100一遇洪水頻率，對特別重要的橋梁可提高到300年一遇?！惫?區(qū)碧水橋防洪標準采用100年一遇。輸氣管道防洪標準本段河道中有*輸氣管道，根據(jù)油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范(GB50423-2013)3.3.3條，管道防洪標準為50年一遇。河道防洪標準根據(jù)中華人

30、民共和國防洪標準(GB50201-2014)，本段河道屬縣城段，防洪標準為50年一遇。設計洪水暴雨洪水特征本區(qū)屬于我省暴雨的多發(fā)地區(qū)。由于流域內(nèi)地勢陡峭，東南氣流和西南氣流在輸入過程中被高山阻擋，使氣流抬升，多形成地形雨。暴雨的特點是發(fā)生次數(shù)多、強度大、歷時短。暴雨其時程分配主要表現(xiàn)為主暴雨時段靠前，而最大6h暴雨量約占最大24h暴雨量的70%80%。洪水多由局部暴雨形成，由于流域總體植被差，水土流失嚴重，洪水陡漲陡落，多數(shù)不超過24h,洪水挾帶大量泥沙，流域輸沙量的90%以上集中于汛期的7、8兩個月份。4.2.2設計洪水計算*區(qū)碧水橋橋址斷面控制流域面積1018km2,*縣*河*段生態(tài)綜合治

31、理工程控制斷面位于橋址斷面下游約0.95km處，控制流域面積1029km2，由于兩者控制流域面積相差較小，僅1.07%，且*河*段生態(tài)綜合治理工程防洪評價報告于2019年10月已批復，故本次*區(qū)碧水橋洪水成果直接采用*河*段生態(tài)綜合治理工程防洪評價報告中的計算成果，即100年一遇洪峰流量為2187m3/s，50年一遇洪峰流量為1644m3/s。4.3水面線計算斷面布設本次評價采用設計單位2019年初實測的河道縱橫斷面，在擬建橋址上下游約1.0km范圍內(nèi)共布測8個斷面，進行現(xiàn)狀河道水面線計算；*區(qū)碧水橋與*河*段生態(tài)綜合治理工程同步實施，故建橋后河道斷面采用河道治理設計斷面；其中K1+350斷面

32、為橋址斷面，斷面布設見附圖1。計算原理天然河道蜿蜒曲折，過水斷面不規(guī)則，斷面形狀、粗糙系數(shù)及河道底坡沿程都有變化，其水力因素十分復雜。河道設計洪水位計算按明渠恒定非均勻流進行水力計算，采用試算法推求天然河道的水面曲線。計算公式為：取相距為&的兩個漸變流斷面1和2（其中斷面2為下游斷面），根據(jù)以下能量方程推求水面線。av2av2z+=z+芬丄+Ah12g22gw式中：z1、v1和z2、v2斷面1和2的水位和流速，Ahw斷面1和2之間的水頭損失，按下式計算：Ah=Ah+Ahwfj沿程水頭損失Ahf可近似地用均勻流公式計算，即Ah二QAsfK2式中：K斷面1和2的平均流量模數(shù)，計算時，取K2二丄（K

33、2+K2）212謝才系數(shù)C可用曼寧公式計算。局部水頭損失Ahj是由于過水斷面沿程變化所引起的，由下式計算v2V2Ah（-j2g2g式中：三河段的平均局部水頭損失系數(shù)。I值與河道斷面變化情況有關。在順直河段，=0；在收縮河段，水流不發(fā)生回流，其局部水頭損失很小，可以忽略，取=0;在急劇擴散河段，可取=-（1.51.0）；在逐漸擴散河段，取=-（0.30.5）。將Ahf和Ahj的關系式代入能量方程得av2av2Q2Asv2v2、z+二z+-2+（J）2g22gK22g2g將V二A代入后有(a+GQ212gA21Q2K2As=z+2(a2+GQ22gA22上式等號右邊為已知量，以B表示，左邊為的函數(shù)

34、，以f（孕表示，即得f（zi）二B。計算時，假設一系列Z，計算相應f（彳），當f-B時的彳即為所求。4.3.3參數(shù)選擇計算需要確定的參數(shù)主要是糙率n。n是沿程阻力系數(shù)即通常所說的河床糙率。根據(jù)橋址范圍所在地實地調(diào)研的情況：現(xiàn)狀河道河床為黃土夾礫石河床，并參考李家星、趙振興主編的第2版水力學上冊P375頁表9.5天然河道糙率n值表，本次計算現(xiàn)狀河道糙率n主槽取為0.03，邊灘取0.035；治理后河道糙率n主槽取0.03，邊灘取0.035。4.3.4計算結果本項目控制斷面選在下游河道比較順直的位置處，通過現(xiàn)場查勘起始斷面選在橋址下游約150m處樁號K1+500斷面，從下游向上游逐段進行推求。橋址處

35、河道經(jīng)生態(tài)治理后，橋下有景觀平臺，左右岸平臺寬度均為5.0m。起始斷面水位采用已經(jīng)批復*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程防洪評價報告中樁號K1+500斷面相應頻率的設計水位，從下游往上逐斷面計算。本次計算分三種工況：1.現(xiàn)狀河道未建橋，2.河道治理后未建橋，3.河道治理且建橋后。建橋后的橋址斷面計算時將橋墩放入規(guī)劃斷面相應位置進行水面線計算，采用HEC程序水面線計算結果見表4.3-1、4.3-2。橋跨河防洪評價 建橋前、后P=2%水面線計算成果表表4.3-1樁號河底咼程水位水面寬流速現(xiàn)狀治理后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)K0+900917.10916.2

36、7920.95920.24920.2493.6092.9092.905.105.505.50K1+000916.15915.73920.35919.65919.6595.98101.80101.804.975.395.39K1+100915.24915.20920.02919.09919.1292.2398.8098.804.465.555.52K1+200913.39914.34919.38918.33918.4381.3287.9087.704.835.575.50K1+300913.92913.18918.09917.22917.3776.8892.3093.205.935.555.62

37、K1+350913.52912.56917.66916.60916.7381.9095.3089.405.785.465.64K1+400913.13912.26917.20916.22916.2287.6495.2095.205.675.515.51K1+500912.73911.87916.46915.84915.8499.69107.60107.605.375.125.12建橋前、后P=1%水面線計算成果表表4.3-2樁號河底咼程水位河寬流速現(xiàn)狀治理后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)狀治理未建橋治理建橋后現(xiàn)K0+900917.10916.27920.95920.9592

38、0.9593.6093.6093.605.106.006.00K1+000916.15915.73920.35920.27920.2995.98103.90103.904.975.915.90K1+100915.24915.20920.02919.69919.7892.23100.70101.004.466.046.02K1+200913.39914.34919.38918.82918.9581.32100.1090.604.836.076.06K1+300913.92913.18918.09917.70917.9076.8893.5094.505.936.086.11K1+350913.52

39、912.56918.31917.13917.3282.3097.6090.806.486.046.13K1+400913.13912.26917.20916.90916.9087.6497.5097.505.676.026.02K1+500912.73911.87916.46916.43916.4399.69109.50109.505.375.695.69橋跨河防洪評價 壅水高度及范圍分析依據(jù)4.3節(jié)建橋前后水面線計算成果，建橋后水位與建橋前水位相減，得出該斷面壅水高度。新建*區(qū)碧水橋，順水流方向共有圓形橋墩六組，其中最邊側橋墩和堤防一體，中間四組橋墩位于兩堤之間的河道內(nèi)，墩徑1.2m。橋梁建

40、成后占據(jù)部分過水面積，增大了水流阻力，造成橋址一定范圍內(nèi)水位壅高，行洪能力降低。發(fā)生50年一遇洪水時，阻水比為6.50%，橋址上游最大壅水高度為0.15m，壅水長度為350m；發(fā)生100年一遇洪水時，阻水比為5.99%，橋址上游最大壅水高度為0.21m，壅水長度為450m。壅水分析成果見表4.4-1及4.4-2。*區(qū)碧水橋P=2%壅水分析成果表表4.4-1樁號建橋前水位(m)建橋后水位(m)水位壅咼(m)建橋后阻水比(%)備注K0+900920.24920.240.00K1+000919.65919.650.00K1+100919.09919.120.03K1+200918.33918.430

41、.10K1+300917.22917.370.15K1+350916.60916.730.136.50%*區(qū)碧水橋K1+400916.22916.220.00K1+500915.84915.840.00橋跨河防洪評價w*區(qū)碧水橋p=l%壅水分析成果表表4.4-2樁號建橋前水位（m）建橋后水位（m）水位壅咼（m）建橋后阻水比（%）備注K0+900920.95920.950.00K1+000920.27920.290.02K1+100919.69919.780.08K1+200918.82918.950.13K1+300917.70917.900.21K1+350917.13917.320.195

42、.99%*區(qū)碧水橋K1+400916.90916.900.00K1+500916.43916.430.004.5堤頂超高確定根據(jù)堤防工程設計規(guī)范（GB50286-2013）：防洪標準為50年一遇洪水的堤防工程級別為2級；堤頂高程為設計洪水位加堤頂超高堤頂超高由波浪爬高、風壅增高和安全加高三部分構成，即：Y=R+e+A式中：Y堤頂超高（m）；R設計波浪爬高（m）；e計算點的風壅水面高度（m）；A安全加高（m）,不允許越浪，根據(jù)GB50286-2013表3.2.1查得2級堤防取0.8m。1、風浪要素計算：V2橋跨河防洪評價 gTnVw石、0.5二13.9gHUI“w式中：Hb波浪的平均高度（m）；

43、g重力加速度（m/s2）；OnrD水域的平均水深（m）；D風區(qū)長度，由計算點逆風向量到對岸的距離;T平均波周期（s）；L波浪的平均波長（m）；V計算風速（m/s）。w根據(jù)*縣氣象局資料，*縣全年最多風向為E,E向平均年最大風速（定時觀測風速）為11.7m/s（10m高度處）。轉換為自計風速,公式為：V=9.5+0.61xVCD式中：VD定時觀測風速（每日四次持續(xù)二分鐘的風速）（m/s）；Vc自記風速（m/s）。根據(jù)堤防工程設計規(guī)范（GB50286-2013）,設計風速V采用多年平均年最大風速Vc的1.5倍，故計算風速V為24.96m/s。2、波浪爬高計算H0.025當斜坡坡率mW=1.0、L時

44、，可按下列公式計算:R=KKKRpAvp0式中：Rp累積頻率為P的波浪爬高（m）；KA斜坡的糙率及滲透性系數(shù)；V經(jīng)驗系數(shù)，依照P，查GB50286-2013；nDp換算系數(shù)，依照可，查GB50286-2013；斜坡坡率；斜坡坡角。R0無風情況下，光滑不透水護面（ka=1）、Hb=1m時的爬高值（m）。3、風壅增水高度風壅增水高度計算公式為：e二KV2Fgw2gd式中：e計算點的風壅水面高度（m）；K綜合摩阻系數(shù)，取3.6X10-6；V設計風速（m/s），按計算波浪的風速確定；F一般吹程（m），由計算點逆風向量到對岸的距離；d水域平均水深（m）；B風向與垂直堤軸線的法線夾角。4、堤頂超高由波浪爬

45、高、風壅增高和安全加高三部分構成，堤頂超高計算結果如表4.5-1。可以看出發(fā)生50年一遇洪水時本段河道左右岸堤頂高程均滿足堤頂超高要求。橋跨河防洪評價 表4.6-1P=2%建橋后堤頂超高復核計算成果表樁號平均水位風壅水面咼度e波浪爬高安全加咼左堤計算堤頂咼程規(guī)劃堤頂高程是否滿足計算K0+900920.240.0020.2460.8921.29924.17滿足CK1+000919.650.0030.2240.8920.67920.81滿足CK1+100919.090.0030.2320.8920.13920.30滿足CK1+200918.330.0020.2500.8919.39920.10滿足

46、CK1+300917.220.0020.2540.8918.28919.61滿足CK1+350916.600.0020.2520.8917.66919.42滿足CK1+400916.220.0030.2450.8917.27918.07滿足CK1+500915.840.0020.2390.8916.88917.47滿足C橋跨河防洪評價 4.6沖刷分析計算在自然情況下，河道中水流驅使床面泥沙運動，泥沙運動后的床面形態(tài)又影響水流結構，河流總是處在不斷的變化和發(fā)展過程中。當河流上興建了跨河大橋后，河床演變將變得更加迅速，由于受墩臺的擠壓作用，橋位上游常產(chǎn)生水位升高、流速減緩、水流狹沙能力降低等現(xiàn)象，

47、橋位處則因斷面縮窄，流速增大而產(chǎn)生沖刷。根據(jù)公路工程水文勘測設計規(guī)范JTGC30-2015)、堤防工程設計規(guī)范(GB50286-2013)及工程可研設計中橋梁的布置，沖刷計算分為水流對護岸的沖刷和河床沖刷，其中河床沖刷由一般沖刷和局部沖刷兩部分組成計算。4.6.1護岸工程沖刷深度計算1計算原理水流沖刷防護岸坡的沖刷深度參考堤防工程設計規(guī)范(GB50286-2013)中順壩沖刷深度計算。順壩體沖刷深度與水流、河床組成、順壩形狀與尺寸以及所處河段的具體位置等因素有關，其沖刷深度計算公式根據(jù)水流條件、河床邊界條件以及觀測資料分析、驗證選用。沖刷深度可按下列公式計算：對于砂質(zhì)河床的起動流速H10+HU

48、二j)o4,17.6d+0.000000605-ocdy50d0.725050順壩及平順壩護岸沖刷深度h二Hs0IUc丿*a_1+耳式中：U泥沙起動流速，m/s；U二Ucpcd50床沙的中值粒徑，根據(jù)地勘報告取0.38mm；泥沙的容重，kN/m3，取17.5kN/m3；水的容重，kN/m3，取10kN/m3；h局部沖刷深度，m；SH0沖刷處的水深，m；U近岸垂線平均流速，m/s；cpU行近流速，m/s；n與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=1/41/6，本次取0.17。n水流流速不均勻系數(shù)，取1.0。未標注的參數(shù)各斷面取值不同，根據(jù)水面線計算結果采用。2堤防沖刷深度計算結果*區(qū)碧水橋河道治

49、理后，建橋前后堤防沖刷計算結果見表4.6-1，可以看出，發(fā)生50年一遇洪水時，建橋后橋址處對堤防的沖刷深度為1.93m，比建橋前增加了0.09m，橋址上游段對堤防的最大沖刷深度為1.94m，與建橋前相比增加了0.08m。根據(jù)河道治理設計報告堤防基礎埋深為2.0m，滿足沖刷要求。橋跨河防洪評價 *區(qū)碧水橋堤防沖刷計算結果表表4.6-1樁號沖刷處水深(m)行近流速(m/s)泥沙啟動流速(m/s)沖刷深度(m)建橋前建橋后建橋前建橋后建橋前建橋后建橋前建橋后K0+9003.973.975.55.50.5950.5951.821.82K1+0003.923.925.395.390.5940.5941.

50、781.78K1+1003.893.925.555.520.5940.5941.801.81K1+2003.994.095.575.50.5960.5981.851.88K1+3004.044.195.555.620.5970.6001.861.94K1+3504.044.175.465.640.5970.6001.851.93K1+4003.963.965.515.510.5950.5951.821.82K1+5003.973.975.125.120.5960.5961.751.75橋跨河防洪評價 4.6.2橋墩周邊河床沖刷深度計算水流對河床的沖刷由一般沖刷和局部沖刷兩部分組成。一般沖刷和局

51、部沖刷計算采用公路工程水文勘測設計規(guī)范(JTGC30-2015)中1一般沖刷推薦的非粘性土河床的有關公式進行。(Ad卩Bcgfh產(chǎn))fhcq丿Ed6般沖刷后的最大水深m；式中：hph河槽平均水深m，4.03mcqhcmBcg河槽最大水深m，4.76m；河槽寬度m，93.10m；d河槽泥沙平均粒徑mm，取3.8mm；Q2設計流量m3/s,2187m3/s；E與汛期含沙量有關的系數(shù)，經(jīng)分析取0.86。卩側向壓縮系數(shù)，0.98；Ad單寬流量集中系數(shù);d0.15zIHz丿B、Hzz造床流量下的河槽寬度m和河槽平均水深m。橋墩局部沖刷當VV0h=KKB0.6CV)b110(丫V-V)h=KKB0.6VV

52、/bg耳110IV一V丿0010Th332d+pd0-72V二0.02460n1KT|1二0.8(1+Id0.451d0.15丿V二0.4620(d).6Bi丿(V025d0.19n=01IV丿式中：hb橋墩局部沖刷深度，m；b花墩形系數(shù)，取0.92；B橋墩計算寬度，m，墩徑1.2m；h一般沖刷后的最大水深，m；pd河床泥沙平均粒徑，3.8mm；V一般沖刷后墩前行進流速，6.14m/sV0河床泥沙起動流速，0.83m/s；v/0墩前泥沙起沖流速，0.40m/s；Kni河床顆粒影響系數(shù)，1.09；n1指數(shù)，0.86。一般沖刷后墩前行近流速V采用下式計算：V=EdX6h23P3橋墩周邊河床沖刷計算

53、結果計算總沖刷深度從偏于安全考慮采用不利組合方法，按照一般沖刷和局部沖刷兩項數(shù)值疊加得出，計算結果見表4.6-2，當發(fā)生百年一遇洪水時橋墩基礎總沖刷深度為7.88m。*區(qū)碧水橋大橋橋墩周邊河床沖刷計算結果表表4.6-2單位：m頻率建橋后建橋后橋墩周邊總沖刷深度一般局部2%1.401%1.667.869.52橋梁底部高程復核計算根據(jù)公路工程水文勘測設計規(guī)范（JTGC30-2015）、公路橋涵設計手冊橋位設計和鐵路工程水文勘測設計規(guī)范（GB10017-99）的規(guī)定，確定橋梁底部高程時按以下公式計算。橋梁底部高程=設計洪水位（Hs）+壅水高度（Z）+風壅增水、浪高等壅水高度（e）+橋下凈空安全值（A

54、h.）。j1壅水高度橋前最大壅水高度計算公式如下：z=n(V2mV2）0式中：n系數(shù)，反映河灘路堤阻斷流量（Q）與設計流量（Q）阻設的比值。當8阻xioo%10%時，n取0.05。設G)=3+3；泓灘Q一設計流量，Q=Q+Q；設設泓灘V斷面平均流速，V=設，oowoV橋下平均流速（m/s）；mrq-）厶+VwomIj丿橋墩處在過水河糟內(nèi)，墩徑1.2m。2風壅增水高度、波浪高度計算1）風壅增水高度計算風壅增水高度e參考堤防工程設計規(guī)范（GB50286-2013）附錄C莆田實驗站風浪要素公式進行計算。風壅增水高度計算公式為：KV2Fe=cosB2gd式中：e計算點的風壅水面高度，m；K綜合摩阻系數(shù)

55、，取3.6x10-6；V設計風速，m/s，按計算波浪的風速確定；F一般吹程，m，由計算點逆風向量到對岸的距離；d水域平均水深，m；卩風向與垂直堤軸線的法線夾角。根據(jù)*省水利水電勘測設計研究院1991年12月編制的*省水利工程建設常用地面氣候資料圖集，查得橋址處的風向和最大風速，最大風速轉換為自計風速，公式為：Vc=4.4+0.86XVd式中：VD一一定時觀測風速（每日四次持續(xù)二分鐘的風速），m/s；Vc自記風速，m/s。2）波浪高度計算波浪高度按公路橋涵設計手冊橋位設計和鐵路工程水文勘測設計規(guī)范中推薦的風浪要素公式進行計算。計算公式為：0.450.70.00180.13tanh0.7tanh0

56、.1時hDH=2.3Hbb1%當深水情況，即玉0.1時hDH=2.42Hbb1%H=-H波3%式中：H波波浪高度，mHbHb1%波浪的平均高度，m；波列累計頻率為1%的波浪高程，m；年平均最大風速，m/s；D浪程，由計算點逆風向量到對岸的距離，m；hD沿波程的平均水深，m。橋下凈空安全值根據(jù)公路工程水文勘測設計規(guī)范(JTGC30-2002)和公路橋涵設計手冊橋位設計，按設計洪水位計算要求的橋下凈空高度取0.50m。橋梁采用上跨形式跨越堤防。橋梁底部高程復核計算本次按100年一遇洪水進行橋梁底部高程復核計算，成果見表4.7-1。橋梁底部高程復核計算成果表表4.7-1單位：m橋名設計水位1/2壅水

57、高度風壅增水2/3波浪高度橋下凈空安全值復核梁底部高程設計橋梁底咼程差值*區(qū)碧水橋(K1+350)917.1290.0970.0020.1610.5917.889917.8920.003由表4.7-1看出，發(fā)生100年一遇洪水復核計算的橋梁底部高程為917.889m,低于*區(qū)碧水橋設計的最低梁底高程917.892m,因此橋梁設計滿足防洪要求。橋墩底高程復核計算根據(jù)4.6.2節(jié)橋墩周邊河床沖刷深度計算結果,建橋后橋墩周邊總沖刷深度9.52m，理論沖刷線高程903.04m,根據(jù)地勘報告橋墩處基巖埋深高度不一，最低高程904.88m，即為實際最低沖刷線高程;橋墩底高程902.96m，為嵌巖樁，滿足沖

58、刷安全要求。*區(qū)碧水橋大橋橋墩底高程復核計算成果表表4.8-1單位：m樁號橋址處最低沖刷線咼程橋墩底咼程是否滿足要求K0+450904.88902.96滿足4.9*天然氣管道埋深復核計算根據(jù)4.6.2節(jié)橋墩周邊河床沖刷深度計算結果，建橋后橋址處河床50年一遇洪水時一般沖刷深度1.40m，沖刷線高程911.16m,燃氣管道在原河床埋深2.0m，即管頂高程911.52m，位于沖刷線高程之上，故不滿足沖刷安全要求。*區(qū)碧水橋大橋橋墩底高程復核計算成果表表4.9-1單位：m樁號管道處沖刷線高程管頂高程是否滿足要求K0+450911.16911.52不滿足防洪綜合評價5.1項目建設與現(xiàn)有防洪標準、管理規(guī)

59、定的適應性分析根據(jù)國家防洪標準(GB50201-2014)11.8.3規(guī)定，“堤防工程上的閘、涵、泵站等建筑物及其他構筑物的設計防洪標準，不應低于堤防工程的防洪標準，并應留有安全裕度”。*區(qū)碧水橋防洪標準為100年一遇，河道防洪標準為50年一遇。橋梁建設的標準不低于河道防洪標準，符合國家防洪標準(GB50201-20)規(guī)定，與堤防工程管理規(guī)定相適應。5.2與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關系和影響分析*縣*河縣城段在2017年實施了*縣*河張家圪堝段生態(tài)治理工程，位于本項目的上游約4km左右，已施工完畢，對本項目無任何影響；*縣*河*段生態(tài)綜合治理工程將與本工程同步實施，設計時已充分考慮相互之間的銜接問題；除

60、此之外，本段河道附近沒有其他規(guī)劃。對行洪安全的影響分析*區(qū)碧水橋建成后河道內(nèi)布設了四組橋墩，橋墩擠占河道行洪斷面，發(fā)生50年一遇洪水時，阻水比為6.50%，橋址上游最大壅水高度為0.15m，壅水長度為350m；發(fā)生100年一遇洪水時，阻水比為5.99%，橋址上游最大壅水高度為0.21m，壅水長度為450m。橋梁的建設縮窄過流斷面，對上游產(chǎn)生壅水，對河道行洪有一定影響。對河勢穩(wěn)定的影響分析河道在長期的自然水流作用下，已達到一種動態(tài)沖淤平衡，一旦在河道灘槽上建造構筑物，勢必會破壞河道多年形成的動態(tài)沖淤平衡，改變河道的天然態(tài)勢，形成新的沖刷和淤積。*區(qū)碧水橋建成后，由于橋址處水流流速改變，增加了水流