渠江(達州南門口-廣安四九灘段)航運配套工程風洞子航道整治行洪論證報告【完整版】

渠江（達州南門口~廣安四九灘段）航運配套工程風洞子航道整治行洪論證報告【完整版】(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修訂后使用,可編輯放心下載）

渠江（達州南門口~廣安四九灘段）航運配套工程風洞子航道整治行洪論證報告【完整版】(文檔可以直接使用，也可根據(jù)實際需要修訂后使用,可編輯放心下載）渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告風洞子庫區(qū)工程組人員名單核定：李存軍審查：許紅軍校核：鄧紅霞編寫：南彩艷梁小俊湯正虎張斯華張沖偉詹磊鄒克勇徐瑤何曉玉工作人員：劉棟沈航鄧濤張輝四川大學二〇一二年十二月

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 11.1 工程背景 11.2評價依據(jù) 21.3評價范圍與防洪標準 31.4研究路線與工作內(nèi)容 41.5根底資料 52根本情況 62.1建設(shè)工程概況 62.2河道根本情況 102.3既有涉河工程與本建設(shè)工程的關(guān)系 132.4評價河段水利規(guī)劃與實施情況 143河道特性分析 173.1.河道特性 173.2.河道演變 173.2.礙航特性 194行洪論證與計算 204.1水文分析計算 204.2壅水分析計算 244.3沖刷與淤積分析計算 304.4河勢影響分析計算 325防洪綜合影響分析 365.1與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析 365.2與現(xiàn)有防洪標準、有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應性分析 365.3對河道泄洪的影響分析 365.4對河勢穩(wěn)定的影響分析 375.5對現(xiàn)有防洪工程、河道整治及其他水利工程設(shè)施的影響分析 375.6對防汛搶險的影響分析 385.7對第三人合法水事權(quán)益的影響分析 386防治與補救措施 397結(jié)論與建議 40附圖目錄 421概述工程背景渠江是川東北地區(qū)重要河流，是四川省水運規(guī)劃建設(shè)“四江六港〞的重要航道之一，也是?四川省內(nèi)河水運開展規(guī)劃?的全省“一橫兩縱六線〞重要組成局部。渠江溝通成渝經(jīng)濟區(qū)兩省3市，是川東北、重慶等城市群緊密聯(lián)系的紐帶，提高渠江航道的通航標準、發(fā)揮渠江航運對經(jīng)濟的助推作用，對于把四川省建成為西部綜合交通樞紐，推動區(qū)域合作，穩(wěn)固和擴大四川省在西部地區(qū)的戰(zhàn)略地位，輻射并帶動云貴藏青甘等省區(qū)開展，具有重大意義。因此，實施渠江航運配套工程的建設(shè)是西部大開發(fā)和四川省建設(shè)西部經(jīng)濟開展高地的需要。渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程的建設(shè)是深入實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和四川省建設(shè)西部經(jīng)濟開展高地的需要；完善西部綜合運輸體系和實現(xiàn)航運規(guī)劃目標的需要；促進沿江地區(qū)經(jīng)濟協(xié)調(diào)開展的需要；適應運輸船舶大型化、專業(yè)化，提高內(nèi)河航運競爭力的需要；適應水運量增長的需要；國家節(jié)能減排和開展低碳經(jīng)濟的開展戰(zhàn)略的需要；戰(zhàn)備及應急機制對水運的需求。為充分發(fā)揮渠江航運效益，促進廣安、達州地區(qū)經(jīng)濟社會開展，進行渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程是完全必要的，也是十分迫切的。渠江航道的開發(fā)建設(shè)，是深入實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的客觀要求，對于開展低碳經(jīng)濟、綜合利用水資源、滿足水運增長需要，強化區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、推動沿江經(jīng)濟社會開展，構(gòu)建西部綜合交通樞紐、建設(shè)西部經(jīng)濟高地具有重要的戰(zhàn)略意義和巨大的推動作用，是長江航運“延上游〞戰(zhàn)略思路的表達，是四川省實施“工業(yè)強省〞戰(zhàn)略，大力開發(fā)川東地區(qū)豐富的天然氣資源的重要保障，因此開展渠江航道建設(shè)是極為必要的。渠江航運配套工程建設(shè)工程主要是整治工程，整治工程的建設(shè)規(guī)模為：渠江達州南門口至廣安四九灘按照內(nèi)河III級航道標準建設(shè)，整治路線經(jīng)過達州市南門口、渠縣、廣安共3個縣市區(qū)，涉及達州和廣安兩市，全長215.3km。整治河段內(nèi)涉及6座航運梯級工程，分別為金盤子、舵石鼓、南陽灘、風洞子、涼灘、四九灘，其中風洞子目前正在進行前期設(shè)計工作。樞紐段共整治灘險16處〔上、下鏡花灘、臥牛子灘、鴨公灘、花竹溪灘、遺夢園灘、張家背灘、小南陽灘、皂角灘、箱子石灘、母豬灘、金鑼灘、周家灘、鵝灘、小流杯灘、大流杯灘、乃灘16灘險〕，建設(shè)的內(nèi)容包括筑壩工程、疏浚工程、炸礁工程和配套工程〔包括航標工程、通信導航工程、航道管理站房、航標工作船碼頭、信息化系統(tǒng)、其他工程〕。工程量共計：筑壩工程量為140049m3，護坡工程量2772m3，護底工程量由于渠江河段航道整治工程中疏浚、炸礁、護岸、丁壩、順壩等的建設(shè)會對河道水流形態(tài)產(chǎn)生影響。特別是在較大洪水情況下，受整治工程河段上游電站下泄流量及下游電站泄洪方式的影響，工程河段范圍內(nèi)的洪水位和流場均會引起一定的改變。根據(jù)?中華人民共和國水法?、?中華人民共和國防洪法?和?中華人民共和國河道管理條例?等有關(guān)規(guī)定，工程建設(shè)單位必須提供工程建設(shè)可能對河道泄洪、納潮、排澇、潮灌、河勢穩(wěn)定、堤防平安等方面影響的論證材料及擬采取的補救措施等有關(guān)文件，向水行政主管部門申辦?河道管理范圍內(nèi)建設(shè)工程審查同意書?〔以下簡稱?審查同意書?〕。受業(yè)主委托，四川大學承當了橋梁防洪影響評價工作。課題組經(jīng)過4個多月的努力工作，全面收集了河段的水文泥沙與河床地形等有關(guān)資料，采用Fluent軟件進行水文分析計算，于2021年12月提出了渠江航運配套工程建設(shè)對河道行洪影響論證專題報告。風洞子子庫區(qū)整治為渠江航運配套工程的第三級，位于達州渠縣北部李馥鄉(xiāng)龍洞子村-臨巴鎮(zhèn)謝家壩村之間河段。1.2評價依據(jù)有關(guān)法律、法規(guī)(6)?四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)工程管理暫行方法?川水發(fā)【2004】40號。相關(guān)技術(shù)、標準文件?長江流域規(guī)劃簡要報告?，水利部長江水利委員會；?水利工程水利計算標準?(SL104-95)；?堤防工程設(shè)計標準?(GB50286-98)；?防洪標準?(GB50201-94)；?水利水電工程等級劃分及洪水標準?〔SL252-2000〕；?水利水電工程泥沙設(shè)計標準?〔DL/T5089-1999〕；?水利水電工程設(shè)計洪水計算標準?〔SL44-2006〕；?水文調(diào)查標準?(SL196-97)；?河流泥沙顆粒分析標準?〔SL42-1992〕。(10)?內(nèi)河通航標準?〔GB50139-2021〕。報告編制依據(jù)(1)?河道管理范圍內(nèi)建設(shè)工程防洪評價報告編制導那么?〔試行〕中華人民共和國水利部2004.7(2)?四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)工程行洪論證與河勢穩(wěn)定評價報告編制大綱〔試行〕?四川省水利廳川水發(fā)【2004】40號1.3評價范圍與防洪標準評價范圍按照?四川省河道管理范圍內(nèi)建設(shè)工程行洪論證與河勢穩(wěn)定報告編制大綱?〔試行〕要求，行洪論證與河勢穩(wěn)定評價的河段范圍為：順河距離為建設(shè)工程對上、下河道產(chǎn)生影響以外各300m；橫河距離為建設(shè)工程對應的防洪標準水面寬度以外10m。評價河段自達州渠縣縣城北部，謝家壩村至龍洞子村河段，評價河段總長約5.23km，評價河道寬度約為防洪標準.1航道防洪標準根據(jù)?內(nèi)河通航標準?要求，不受潮汐影響和潮汐影響不明顯的河段，設(shè)計最高通航水位采用表1-1中規(guī)定的各級洪水重現(xiàn)期的水位。表1-1設(shè)計最高通航水位的洪水重現(xiàn)期航道等級=1\*ROMANI~=3\*ROMANIII=4\*ROMANIV、=5\*ROMANV=6\*ROMANVI、=7\*ROMANVII洪水重現(xiàn)期20105注：對出現(xiàn)高于設(shè)計最高通航水位歷時很短的山區(qū)性河流，=3\*ROMANIII級航道洪水重現(xiàn)期可采用10年；=4\*ROMANIV級和=5\*ROMANV級航道可采用5~3年；=6\*ROMANVI級和=7\*ROMANVII級航道可采用3~2年。根據(jù)?四川省內(nèi)河水運開展規(guī)劃?及?渠江〔廣安四九灘至達州南門口段〕航運配套工程預可行性研究報告?，研究河段航道按Ⅲ級航道標準建設(shè)。渠江屬山區(qū)性河流，故研究河段段航道設(shè)計最高通航水位的洪水重現(xiàn)期確定為10年〔P=10%〕。.2河段防洪標準根據(jù)?防洪標準?各等級主要港區(qū)陸域的防洪標準按表1-2的規(guī)定確定。表1-2江河港口主要港區(qū)陸域的等級和防洪標準等級重要性和受淹損失程度防洪標準[重現(xiàn)期(年)]河網(wǎng)、平原河流山區(qū)河流=1\*ROMANI直轄市、省會。首府和重要的城市的主要港區(qū)陸域，受淹后損失巨大100~5050~20=2\*ROMANII中等城市的主要港區(qū)陸域，受淹后損失較大50~2020~10=3\*ROMANIII一般城鎮(zhèn)的主要港區(qū)陸域，受淹后損失較小20~1010~5風洞子庫區(qū)河道整治工程位于達州市渠縣渡市鎮(zhèn)，評價河段防洪標準采用10年一遇〔P=10%〕。1.4研究路線與工作內(nèi)容研究路線本工程的建設(shè)對評價河段行洪和河勢影響主要取決于上游大壩泄洪流量、下游大壩回水范圍及回水水位，庫區(qū)河段炸礁、疏浚工程以及丁、順壩的修建、河床組成和評價河段落差等因素。本次評價的技術(shù)思路為：利用既有資料，通過水文分析計算評價整治工程的修建對本河段行洪及已建水利工程和其它設(shè)施防洪平安的影響。采用的資料有歷史洪水調(diào)查資料、河段的實測斷面資料、地形圖及河流的1/50000航測圖。工作內(nèi)容對工程河道實地勘察，周圍地形及所在河段水下及水上局部斷面測量，工點以上集水區(qū)域地形地貌、植被資料的收集，可能的條件下進行必要的洪水調(diào)查，河道演變分析，水文分析計算，壅水分析計算，水流對河槽的沖刷計算，河道的穩(wěn)定性計算，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)容包括：設(shè)計洪水計算、控制斷面水位流量關(guān)系曲線確實定等。(2)壅水分析計算航道整治工程建設(shè)后，由于炸礁、筑壩等工程的實施會對河道行洪斷面有一定的影響。評價河段局部區(qū)域水流形態(tài)會有一定的變化，其主要內(nèi)容是通過一定的方法計算整治工程建設(shè)后河道選取斷面處水位、流速、過流面積等水力特征要素的變化。(3)沖淤計算采用?公路工程水文勘察設(shè)計標準?〔JTGC30-2002〕推薦的64-1簡化式計算河槽一般沖刷，采用?堤防工程設(shè)計標準?〔GB50286-98〕附錄中局部沖刷經(jīng)驗公式，結(jié)合當?shù)厮牡刭|(zhì)情況，分析估算工程河段沖淤情況。(4)河勢影響分析計算采用經(jīng)驗公式計算河道穩(wěn)定寬度、河道縱向、橫向及綜合穩(wěn)定系數(shù)，分析工程建設(shè)后對河道河勢的影響。1.5根底資料(1)2021年9月實測工程河段1:2000河道地形資料；四川大學2021年9月(2)?渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程預可行性研究報告?四川省交通運輸廳交通勘察設(shè)計研究院2021年9月(3)?四川省渠江流域防洪規(guī)劃?四川省水利水電勘測設(shè)計研究院2021年3月2根本情況2.1建設(shè)工程概況工程位置工程名稱：渠江〔達州南門口至四九灘段〕航運配套工程—風洞子庫區(qū)工程位置：達州渠縣北部，起于李馥鄉(xiāng)龍洞子村，止于臨巴鎮(zhèn)謝家壩村，河道中心線起止點坐標〔北京54坐標系〕如下表。表2-1整治河段起止點坐標坐標XY起點〔上游〕3426804.0896490907.7123止點〔下游〕3423096.6027492671.9961工程方案風洞子庫區(qū)航道整治河段位于達州渠縣李馥鄉(xiāng)龍洞子村與臨巴鎮(zhèn)謝家壩村之間，工程所在河段的航道特性如下：表2-2航道整治工程特性統(tǒng)計表序號工程單位數(shù)量1所屬流域——渠江2航道等級級=3\*ROMANIII級3通航保證率%954設(shè)計流量m3/s49.05最低通航水位m236.606設(shè)計航道尺度m2.4×60×480根據(jù)?渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程預可行性研究報告?風洞子庫區(qū)的設(shè)計最低通航水位以風洞子樞紐死水位236.60m為準，且不考慮疏浚后水位降低的問題，采用風洞子樞紐死水位作為設(shè)計水位，整治水位取設(shè)計水位以上1.0～1.5m。.1工程內(nèi)容風洞子樞紐庫區(qū)局部航道航槽范圍的水深缺乏2.4m，因此對相應航道的砂卵石河床布置了疏浚工程。局部河段地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、易被沖擊垮塌的河岸進行了筑壩工程。整治內(nèi)容含5處丁壩、5處炸礁和1處切咀。各工點起止點控制坐標見表2-3。表2-3風洞子庫區(qū)工程工點控制點坐標表工程控制點縱坐標〔X〕橫坐標〔Y〕2號丁壩壩頭控制點3426591.6685490451.3872壩根控制點3426848.1174490367.98244號丁壩壩頭控制點3426479.6815490321.8939壩根控制點3426707.7255490247.72726號丁壩壩頭控制點3426233.8356490127.9467壩根控制點3426363.2328490036.05478號丁壩壩頭控制點3426234.5838490127.8755壩根控制點3426363.1586490035.964510號丁壩壩頭控制點3426139.9230490067.4434壩根控制點3426261.2794489981.94701號炸礁上游起點3424935.0219490100.9038下游止點3424584.7553490263.08202號炸礁上游起點3423739.9001492114.1652下游止點3423730.3028492124.88733號炸礁上游起點3423786.5599492196.5383下游止點3423602.1345492338.55384號炸礁上游起點3423553.1553492268.8890下游止點3423533.6521492285.25805號炸礁上游起點3423566.7143492336.0031下游止點3423560.9356492353.12211號切咀上游起點3425660.5522489980.0828下游止點3425631.5069489971.7364.2工程設(shè)計〔1〕炸礁工程圖2.1炸礁設(shè)計斷面圖圖中：ABCD為設(shè)計斷面，abcd為工程量計算斷面；H－考慮炸礁的施工因素，以及遠景航道等級的提高，取2.6m；B－炸礁設(shè)計底寬60m；m－炸礁邊坡系數(shù)，m＝0.5；Δh、Δb－分別為工程量計算超深和超寬，根據(jù)?水運工程爆破技術(shù)標準?〔JTS204-2021〕，每邊計算超寬Δb=1.0m、計算超深Δh=0.〔2〕筑壩設(shè)計根據(jù)?航道整治技術(shù)標準?〔JTJ312-2003〕的規(guī)定和不同類型的整治建筑物所在位置、作用和受水流沖擊力大小，設(shè)計了水工建筑物的結(jié)構(gòu)，見表。筑壩材料選擇筑賽克格賓，護底賽克格賓，護坡工程采用雷諾護墊新型材料。表2-4筑壩建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計一覽表壩型名稱壩體壩頭壩根護坡護底頂寬(m)迎水坡背水坡縱坡加固長(m)加固寬(m)過渡長(m)向河坡上游長(m)下游長(m)高度(m)厚度(m)迎水面(m)背水面(m)厚度(m)丁壩2.5～3.01:21:2~1:2.51:200~1:50062.541:315~2030~354~60.420300.5格壩3.01:21:2.5～1:303060~1204~50.4丁順壩2.0～3.01:21:2丁壩局部1:300~1:500，順壩局部同所處位置水面比降61:315~2030~354~60.415150.5.3工程量風洞子樞紐庫區(qū)航道整治工程主要是對南陽灘閘壩下泄區(qū)一定范圍內(nèi)的航道進行整治，整治工程起點距離上游南陽灘閘壩約783m，整治長度約5.6km。各工程工程量見下表。表2-6風洞子庫區(qū)航道整治工程內(nèi)容統(tǒng)計表第一局部炸礁工程〔5處〕序號編號位置區(qū)域概化形狀炸礁面積〔m2〕最大長度〔m〕最大寬度〔m〕工程量〔m3〕11#航道中央矩形28623371908615022#航道右岸圓形179131053733#航道中央及左岸矩形156962221114724244#航道右岸圓形4402622132555#航道左岸圓形1712010514合計//45109//135768第二局部丁壩工程〔5處〕序號編號位置與岸線交角丁壩長度〔m〕壩頭壩頂高程〔m〕壩根壩頂高程〔m〕工程量〔m3〕筑壩〔m3〕護坡〔m3〕護底〔m3〕合計〔m3〕12#右岸61°270237.80238.701308925964321978024#右岸59°240237.80238.601162623057131757036#右岸48°180237.80238.40872417342871318448#右岸62°159237.80238.337695152378111628510#右岸63°149237.80238.307228143355210923合計//998//483629572376673085第三局部切咀工程〔1處〕編號位置區(qū)域概化形狀切咀面積〔m2〕最大長度〔m〕最大寬度〔m〕工程量1#航道右岸圓形59831261434備注：表中工程范圍最大長度為順水流方向，最大寬度為垂直水流方向。風洞子庫區(qū)丁壩壩頭的壩頂高程采用整治水位〔設(shè)計水位+1.2m=236.60m+1.2m〕，縱坡比采用1:300。丁壩標準斷面圖見附圖5。施工.1施工方案航道整治在2個枯水期完成，即每年的11月至第二年4月為最正確施工水位和工期。.2施工方法(1)筑壩工程①根據(jù)壩型、壩位、水流條件、施工機具、河床質(zhì)，選擇壩體拋筑方法，如有護底工程，務(wù)必先護底后筑壩，不允許航道有過甚的不必要的沖刷。建筑材料采用10%鉛鋁合金格賓建筑材料，不允許亂拋，需用小型吊車，逐個吊放。②壩基開挖可選用人工或挖掘機施工。③壩體拋筑要結(jié)實，壩面要平整。(2)炸礁工程炸礁采用鉆孔爆破，挖泥船清渣。筑壩材料選擇筑賽克格賓，護底賽克格賓，護坡工程采用雷諾護墊新型材料。工程棄渣及處理方案風洞子庫區(qū)航道整治棄渣總量137202m3，其中切咀棄渣量1434m3，炸礁工程棄渣量135768m3。根據(jù)?渠江〔達州南門口至四九灘段〕航運配套工程水土保持方案報告書?〔四川省交通廳交通勘察設(shè)計研究院，2021.12〕，風洞子庫區(qū)棄渣局部用于筑壩，利用量73085m3，剩余棄渣將采取以下方式處置?！?〕局部拋于邊灘，盡可能的堆存于低洼處，便于平整造田。〔2〕局部置于采砂場，便于再利用?！?〕運至水土保持方案指定的棄渣場，并對堆體進行護坡、筑壩等，確保不受洪水期水流的沖刷，而造成新的水土流失。棄渣場位于河道范圍之外，遠離支溝口等易受沖刷的邊灘、階地，不影響河道行洪。2.2河道根本情況流域概況整治航道位于渠江中下游風洞子樞紐回水變動區(qū)，距離下游的流江河匯口約22km〔1〕渠江渠江是嘉陵江一級支流，發(fā)源于四川省南江縣大巴山南麓，是達州、廣安連接西南重鎮(zhèn)重慶市的重要水上通道。渠江干流航道上起達州南門口，下至重慶合川境內(nèi)渠河嘴，全長360km，其中四川境內(nèi)長達286.20km，流域總面積39220km2，巴河、州河兩大支流在渠縣三匯鎮(zhèn)合流而成，始稱渠江，流經(jīng)渠縣、廣安、岳池和重慶市的合川，于合川渠河嘴匯入嘉陵江。河道平均比降0.19‰，江寬250～300m?！?〕流江河渠江右岸支流。古稱渝水、流江、流江水、驗江、七曲江、流巷溪。發(fā)源于儀隴縣觀紫鎮(zhèn)梁家灣。上源稱中壩河，南流過中壩鄉(xiāng)，左納先鋒溝；南至土門鎮(zhèn)，右納回春溝；1938年6月10日洪峰流量876m3/s〔流域面積141km2〕。轉(zhuǎn)東南過銅鼓鄉(xiāng)，左納東觀河；以下稱儀隴河。曲折南過賽金鎮(zhèn)、岐山鄉(xiāng)，轉(zhuǎn)東南右納雙勝溝；左納復興溝；又右納新城溝；過二道鎮(zhèn)，轉(zhuǎn)東行于儀隴、蓬安二縣界上，入營山縣境，過三興鎮(zhèn)，左納綠水河。又東南過綠水鎮(zhèn)，右納清水河〔上有幸福水庫，又稱千里渠、水磨灘水庫，砌石重力壩高31.6m，總庫容37614萬m3，灌溉營山河兩岸農(nóng)田6.7萬畝〕；此處查到1873年7月洪峰流量3100m3/s。又過安固鄉(xiāng)，左納白廟子溝、月形山溝；曲折東南過照珠、石板灣、圣水寺，右納營山河；又于黃渡鎮(zhèn)左納肖水河、金埡溝；以下乃稱流江河。又過帶河、陡坑，入渠縣境。曲折南過五馬石，至靜邊區(qū)，有靜邊水文站控制流域面積2740km2，多年平均流量33.3m3/s〔30年〕，水位變幅8.3m，含沙量1.07kg/m3。查得1847年9月22日河長218km，流域面積3166km2，河口流量35.6m3/s，總落差248m(▽480～▽QUOTE?232)，水能蘊藏量2.3萬kW。自河源至安固段河道平緩，平均比降0.15‰，岸高6～10m，兩岸多農(nóng)田。安固至黃渡段，河道狹窄，比降0.68‰，河床多礫質(zhì)或石質(zhì)，階地高于水面20～30m。黃渡以下河谷平闊，平均比降0.69‰，河床呈礫質(zhì)或石質(zhì)梯級，落差集中于陡坑、五馬石、龍灘子等處，有利于水電開發(fā)，階地高于水面15～20m。龍灘子以下40km長河道可通木船。氣象水文.1氣象渠江流域位于四川盆地東北部，屬亞熱帶季風氣候區(qū)。具有冬暖、春旱、夏熱、秋雨、無霜期長、降水豐富、風力小、空氣濕度大，同時伴有夏旱、伏旱、洪澇、綿雨災害等特點，春旱、伏旱經(jīng)常出現(xiàn)，尤以伏旱為害最重。根據(jù)工程所在地理位置，選擇廣安市氣象臺作為氣象控制站。氣象特性見表2-7。表2-7氣象特性統(tǒng)計表工程單位參數(shù)參數(shù)值備注氣溫℃多年平均氣溫17.6氣溫水平差異極小，垂直差異較大。極端最低氣溫-3.8極端最高氣溫40.5降水mm多年平均降水量1200歷年最多降水量1485歷年最少降水量836.6風況m/s多年平均風速1.7最大風速22霧況天多年平均霧日42相對濕度%多年平均相對濕度83.2水文特性流域內(nèi)年降雨量1014～1253毫米。雨季一般從4月開始，10月結(jié)束，主要集中在7、8、9三個月。渠江水系屬于山區(qū)性河流，多暴雨。洪水由暴雨形成，漲落快、變幅大；洪峰過程一般3-5天，峰頂持續(xù)2-4小時。地質(zhì).1地形地貌工程區(qū)位于川北低丘陵區(qū)，地貌類型主要為構(gòu)造剝蝕低山丘陵及侵蝕堆積河谷地貌。海拔高程一般300～500m，地勢北高南低，渠江由北向南蜿蜒流經(jīng)于低山丘陵間。沿河漫灘及階地發(fā)育，地形平緩，河谷寬闊，谷底寬300～600m，兩岸相對高差100～200m。由于江水的側(cè)蝕，沖刷岸多基巖裸露，地形坡度相對較陡，堆積岸那么為寬闊的漫灘及階地。沿江發(fā)育主要有三級階地，Ⅰ級階地保存相對完好，多為堆積階地；Ⅱ、Ⅲ級階地多被剝蝕，為基座階地，僅局部少量存在。.2地層巖性區(qū)內(nèi)除分布第四系松散堆積層外，出露地層主要為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層，現(xiàn)將區(qū)內(nèi)出露的地層巖性由老至新分述如下：1〕侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組〔J2S〕青灰色塊狀粉細粒長石石英砂巖夾磚紅色粉砂質(zhì)泥巖。砂巖約占60～70％，泥質(zhì)膠結(jié)為主。分布于工程區(qū)河谷兩岸及河床、漫灘及階地一帶。2〕第四系上更新統(tǒng)〔Q3al〕為灰～灰白色卵石、礫石夾粉質(zhì)粘土，卵礫石磨圓度較好，具典型流水搬運特征。分布于渠江河谷兩岸Ⅲ級階地。3〕第四系全新統(tǒng)沖積層〔Q41＋2al〕為近代河流沖積層，上部褐黃～灰褐色粉質(zhì)粘土、粉土，局部夾砂層透鏡體；下部灰～灰黃色砂礫石層。廣泛分布于渠江河谷兩岸Ⅰ、Ⅱ級階地。4〕第四系全新統(tǒng)上段〔Q43al〕為現(xiàn)代河流沖積層。主要由淺灰～灰白色砂土、卵礫石層組成，局部地表分布有厚0.5～2m之粉質(zhì)粘土。廣泛分布于現(xiàn)代河床、漫灘及心灘一帶。2.2.4工程區(qū)從挽近時期以來，地殼運動以大面積間歇性整體抬升為主，形變微弱，不具備發(fā)震地質(zhì)構(gòu)造。地震均為鄰近地震涉及。根據(jù)GB18306－2001?中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖?及其第1號修改單〔2021年〕，場地地震動峰值加速度為0.05g，相應的地震根本烈度為Ⅵ度，地震動反響譜特征周期為0.35S。屬區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)。2.3既有涉河工程與本建設(shè)工程的關(guān)系水利工程研究河段內(nèi)有已建5座樞紐和一座擬建樞紐共6座樞紐，至上而下分別為金盤子、舵石鼓、南陽灘、風洞子、涼灘、四九灘，其中風洞子正在進行前期工作，各樞紐及相應通航設(shè)施的特性如下表2-8。表2-8研究河段內(nèi)各樞紐及通航設(shè)施特性表樞紐名稱距河口里程〔km〕建成年份正常蓄水位〔m〕回水里程(km)死水位〔m〕下游門檻高程船閘尺度〔m〕四九灘147.61991222.452.4222.20120×12×2.5涼灘200.01964230.445.0229.90120×12×2.5〔口門寬8m〕南陽灘276.11960243.2330.0242.83147.5×14×2.5〔口門寬8m〕舵石鼓306.11962251.1618.5250.96240.31170×12×2.5〔口門寬8m〕金盤子324.62003270.042.0269.80248.46120×12×2.52.3.2其他工程河段在河東鄉(xiāng)河東村一社至六社段的河道左岸有采砂場。2號丁壩~10號丁壩之間對應河道的右岸有采砂場。2.4評價河段水利規(guī)劃與實施情況渠江流域防洪規(guī)劃為提高渠江流域城市的防洪能力，?四川省渠江流域防洪規(guī)劃?(以下簡稱?規(guī)劃?)于2021年3月出臺。根據(jù)規(guī)劃，到2030年，渠江流域整治總投資310億元。其中，防洪控制性水庫165億元，堤防護岸113億元，河道整治15億元，山洪災害防治8億元，非工程措施9億元。規(guī)劃涉及范圍：巴中、達州、廣安、南充、廣元5市22個縣(市、區(qū))，流域面積34151km2。?規(guī)劃?提出，渠江流域?qū)⒂?3座防洪控制性水庫，包括州河干流上已經(jīng)建成的江口水庫，新建10座大型水庫和兩座中型水庫。在州河支流新建前河土溪口水庫，中河固軍水庫，后河支流白沙河鮮家灣水庫；在巴河支流新建恩陽河和平(中型)、黃石盤水庫，南江河紅魚洞、皇柏林(中型)、蘭草水庫，神潭河高橋水庫，小通江青峪口水庫，大通江泥溪水庫，澌灘河江家口水庫。?規(guī)劃?提出建設(shè)完善四川渠江防汛調(diào)度指揮系統(tǒng)，作為四川省防汛調(diào)度指揮系統(tǒng)的子系統(tǒng)，覆蓋流域內(nèi)防洪城市、重點防洪地區(qū)及重要防洪樞紐。目前，局部規(guī)劃工程正在緊張的施工中。規(guī)劃實施后，渠江流域巴中、達州、廣安城市防洪標準將到達50年一遇以上。達州市水利規(guī)劃達州市已經(jīng)初步規(guī)劃在境內(nèi)和渠江流域修建一批骨干控制性、應急備用水利工程和大型灌區(qū)工程。主要建設(shè)工程有3座以防洪為主的控制性大型骨干水庫和5座以緩解城鄉(xiāng)居民飲水問題為主的綜合性應急備用水庫。3座控制性大型骨干水庫分別是：地處宣漢縣樊噲鎮(zhèn)的土溪口水庫；地處萬源市沙灘鎮(zhèn)的黃桷灣水庫；地處萬源市長壩鎮(zhèn)的鮮家灣水庫。5座應急備用水庫分別是：宣漢縣白巖灘水庫；通川區(qū)北外鎮(zhèn)雙河口水庫；萬源市新店鄉(xiāng)李家梁水庫；渠縣奉家鄉(xiāng)劉家拱橋水庫；萬源市寨子河水庫。目前，。這些水庫建成之后將極大緩解達州市的防洪壓力，可以有效解決70萬畝以上農(nóng)田的灌溉問題和州河、渠江流域附近城鄉(xiāng)居民的飲水問題。工程與既有水利規(guī)劃關(guān)系南陽灘—風洞子河段航道整治工程位于達州渠縣北部，謝家壩村至龍洞子村河段整治工程起點距離上游南陽灘閘壩約783m，整治長度約5.6km?！?〕整治河段距離下游的渠縣奉家鄉(xiāng)劉家拱橋水庫工程〔在建〕約47km。二者距離較遠，相互影響較小?！?〕風洞子樞紐在規(guī)劃中，整治河段處于風洞子回水變動區(qū)。規(guī)劃風洞子樞紐應保證一定的回水長度，使整治河段處于回水變動區(qū)?！?〕?渠江流域防洪規(guī)劃?中南陽灘電站整治方案擬對南陽灘電站已建393.0m長的漿砌石溢流壩段進行撤除后采用全閘泄洪布置方案改建。按此改建后，閘前50年一遇設(shè)計洪水位由改建前的259.35m降低到258.03m，降低1.32m。三匯鎮(zhèn)20年一遇洪水水位為262.07m~262.19m，較改建前降低0.60m~0.63m。由此可見，改建后閘上游和三匯鎮(zhèn)洪水位明顯降低。電站改建，下泄方式隨著變化。建議在電站改建后確定其下泄方式，并單獨進行通航論證，以重新確定最低通航水位。

3河道特性分析3.1.河道特性河床構(gòu)造渠江蜿蜒于侏羅紀紅色頁巖為主的淺丘區(qū)。河流沿華鎣山背斜西南翼發(fā)育。涼灘以上常見寬闊沖積臺地，涼灘以下那么多侵蝕臺地，向河成平緩斜坡，河床中覆蓋層較薄，殘留較大巖盤?？菟趲r盤露出水面，稱為險灘，灘沱水深差異很大，枯水期灘上水深缺乏0.8m，沱內(nèi)達20～40m，河流落差大局部集中在灘上，構(gòu)成灘沱相間十清楚顯的階梯式水道。深沱長度一般3～4km?？菟诤用鎸捯话?50～350m，洪水上漲時河面寬處達700～800米。彎曲半徑平均約1200～3400m，最小河灣為350m。渠江洪水渾濁，枯水那么水清見底。挾沙量隨流量增大而增大，最大懸移質(zhì)輸沙率發(fā)生在洪水期。渠江灘險，按底質(zhì)可分為巖盤灘、卵石灘、砂灘。灘險中以石灘居多，約占60%，即使是卵石灘及沙灘底層可能也是巖盤形成的，并大局部覆蓋不厚，與平原河流的淺灘有明顯差異。比降與流速渠江比降平緩，全程落差50m，平均比降為0.165‰?？菟跒┥媳冉担汉拥牢辞笆癁┚植勘冉底畲笳哌_15‰，平均比降1‰～3.4‰，卵石灘局部比降最大達3.2‰，深沱約0.05%；渠江渠化后，庫區(qū)淹沒大量灘險，比降減小，僅在庫尾變動回水段存在約0.2‰的比降?？菟冢瑸┥狭魉僮畲筮_3m/s以上，一般1～2m/s。沱內(nèi)和常年庫區(qū)內(nèi)流速極小，幾乎無法測得。3.2.河道演變河道歷史演變概況歷史上渠江曾于20世紀60年代進行過整治，主要工程措施是炸礁、筑壩、疏浚，使航道水深由0.4m提高到了0.8m左右，槽寬到達10m左右，由于石質(zhì)河床居多，總體而言，渠江河床穩(wěn)定，多年來幾乎沒有大的變化，通過航道整治措施進一步提升航道標準難度較大，于是，有關(guān)部門在上世紀60年代提出全線渠化渠江的規(guī)劃，并于1960年3月，首先修建了南陽灘閘壩，此后先后修建了舵石鼓、涼灘、四九灘、金盤子和富流灘等樞紐，風洞子樞紐正在設(shè)計，目前尚未修建。渠化樞紐的修建，極大地改善了航道通航條件，大局部灘險礙航因素得到消除。河道近期演變分析根據(jù)?渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程預可行性研究報告?，對該段河道近三年的演變進行分析，以說明河道近期演變情況。.1河岸及灘槽變化工程河段處于河流彎道，在3號炸礁工程對應河道左岸有支流匯入。兩岸河床總體上變化不大，河岸穩(wěn)定。.2深泓線平面變化工程河段深泓線曲折蜿蜒，2021年深泓線根本處于河道中部，2021年深泓線平面總體呈向右擺動。.3河床橫斷面變化2021-2021年典型斷面形態(tài)根本一致，以“U〞形寬淺斷面為主，大局部斷面輪廓線趨于平滑，且有變陡的趨勢。綜上，河段近三年來的總體演變趨勢為深泓線右擺、河槽下切、深泓線擺幅較大，這主要是由于近年來渠江連年洪水所致。本工程位于風洞子樞紐庫尾變動段，以石質(zhì)河床為主，調(diào)查發(fā)現(xiàn)礙航河段河床穩(wěn)定，沒有大的演變。河道演變趨勢預測從以上分析可以看出，工程河段長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。本工程是對航道進行疏浚，對水流無束窄阻水作用，水流流態(tài)變化甚微。根據(jù)工程所在河段的河道特點、工程布置情況，本工程實施后，河道在汛期河流造床時，水流條件與天然情況發(fā)生改變。清淤后，由于河床地層改變、泥沙減少，在上游來水來沙不變的情況下，河床淤積將加重。但隨著時間推移，河流將到達原有的沖淤平衡狀態(tài)。工程建成后，河流地質(zhì)地貌條件沒有改變，對兩岸岸坡影響較小。3.3礙航特性本次研究需要整治的灘險4處，即張家背灘、小南陽灘、皂角灘、箱子石灘4灘險及局部船閘下引航道出口處。主要礙航特性為砂卵石灘，主要礙航特性為淺，其形成的主要原因是梯級銜接上的覆蓋水深缺乏，加之電站運行時水位消落。表3-1風洞子庫區(qū)灘險概況表所在庫區(qū)灘險名稱航槽情況河床底質(zhì)枯水航道尺度〔m〕流速〔m/s〕灘長落差比降備注水深槽寬彎曲半徑一般最大〔m〕〔m〕〔‰〕風洞子張家背灘淺砂卵石、石盤1.2202001.002.05600.971.73小南陽灘窄、彎、淺巖盤、砂卵石1.0152000.801.43600.210.60皂角灘淺砂卵石0.8142000.401.12000.070.35箱子石灘淺、急巖盤0.9132000.501.01000.080.40

4行洪論證與計算4.1水文分析計算水文測站分布及資料簡介〔1〕水文測站分布渠江干流航道上起達州南門口，下至重慶合川境內(nèi)渠河咀，全長360km。?渠江〔達州南門口至廣安四九灘段〕航運配套工程預可行性研究報告?中整治河段為達州南門口至廣安四九灘215.3km航道，其間分布有6座航運梯級。渠江航運配套工程涉及的水文站點有東林水文站、明月潭水文站、風灘水文站、三匯水位站以及羅渡溪水文站，各水文〔位〕站根本情況如表4-1。表4-1渠江航運配套工程相關(guān)水文斷面及水文站一覽表河名站名站別距河口〔km〕控制面積〔km2〕設(shè)立日期州河東林水文站9764621954.6明月江明月潭水文站527361954.5巴河風灘水文站115165951953.4渠江三匯水位站293310921939.3渠江茍渡口水文站248316261954.7渠江羅渡溪水文站80.5380711953.6風洞子評價河段位于謝家壩村至龍洞子村之間，工程河段下游約9km處有茍渡口水文站，上游約35.04km處有三匯水文站〔2〕茍渡口水文站簡介茍渡口站1954年7月開始觀測，位于急彎的順直河段內(nèi)，測驗河段及其上下游的順直長度約700m，右岸河床為不規(guī)那么的卵石約占河寬的三分之一，左岸為泥沙組成，且夾有小卵石，兩岸坡上為常年耕地，上游30km有南陽灘水閘，下游14km有流江河匯入，大洪水時對本站有頂托影響。暴雨洪水特性三匯水位站河段以上流域由巴河，州河兩大支流組成，在西南部三匯鎮(zhèn)集合流入渠江干流。流域?qū)俅蟀蜕奖┯陞^(qū)，雨量豐沛，暴雨較集中。流域形狀呈扇形，洪水集流時間快，洪水發(fā)生頻繁，年內(nèi)降水以7月、9月居多，8月因西太平洋副熱帶高壓影響，熱而少雨，連晴高溫，常有伏旱發(fā)生，又因大巴山對冷暖氣流的阻塞，5月至9月暴雨頻繁，洪旱交替發(fā)生。一次洪水持續(xù)時間1—3d，洪峰持續(xù)時間1—3h。歷史洪水調(diào)查渠江三匯至羅渡溪河段自五十年代以來由長辦、省水文總站、四川院等單位進行過屢次調(diào)查和復查。該河段調(diào)查搭配的歷史洪水有1847、1918、1926、1952、1965、1975等洪水，1847年〔道光二十七年〕洪水為所能調(diào)查到的最遠年洪水，也是歷史上發(fā)生的首大洪水。其中，1952年在三匯站，1965、1975年在茍渡口、羅渡溪站已在實測洪水系列中，見表4-2。表4-2茍渡口站歷史洪水整編成果表年份1847年1965年1918年1952年流量〔m3/s〕31500224002280022800可靠程度較可靠可靠較可靠可靠最大24h洪量〔億m3〕23.4最大三日洪量〔億m3〕53.1據(jù)茍渡口至渠縣風洞子及下游羅渡溪河段的歷史洪水調(diào)查和文獻考證資料綜合分析，認為本地區(qū)較可靠歷史洪水的最遠年份是1847年、有較多文獻記載此洪水水位為最高，是該地區(qū)的最大洪水。故可認為1847年洪水是1847年以來的首大洪水，重現(xiàn)期為165年。其余調(diào)查的1952、1965年等洪水均在茍渡口〔三匯〕實測系列之內(nèi)，并且量級不突出，不計算其重現(xiàn)期。另外，根據(jù)?四川省近五百年旱澇史料?記載，“隆慶二年〔1568年〕渠江大水淹入渠縣治，城垣人民溺死無數(shù)，免田租一年。〞在?渠縣志.災異?中還載有乾隆三十五年〔1770年〕渠縣閏五月十八日雨水，渠江大水灌城至中十字街。假設(shè)考慮這些年特大洪水，從1568年以來440年間，發(fā)生大于或相當于1847年的洪水可能三次，按此計算1847年洪水的重現(xiàn)期也大致為150年左右，所以，1847年歷史洪水重現(xiàn)期確定為165年是適宜的。水文站設(shè)計洪水茍渡口站具有1954~1989年實測年最大流量系列，通過與下游羅渡溪站同期年最大流量相關(guān)插補，可將茍渡口站系列延長為1954~2021年，由于上游三匯站與茍渡口站間面積小于三匯站控制集水面積的3%，因此兩站資料可合并使用，由此可將茍渡口站年最大流量系列延長至1939年。由此獲得茍渡口站1939~2021年年最大流量系列。茍渡口站具有1954~1989年最大24h、三日洪量系列，三匯站具有1939~1953年最大24h、三日洪量系列，合并后可獲得茍渡口站1939~1989年年最大24h、三日洪量系列。根據(jù)茍渡口站實測及插補延長的1939~2021年年最大流量系列及1939~1989年年最大24h、三日洪量系列，分別參加1847年歷史洪水組成不連續(xù)序列進行頻率計算，設(shè)計洪水成果見表4-3。表4-3茍渡口站設(shè)計洪水成果表工程均值CVCs/Cv各頻率設(shè)計值〔m3/s、億m3〕1%2%3.3%5%10%20%50%Q〔m3/s〕143000.38229900275002570024300216001860013600W24h10.50.42223.421.419.918.616.413.99.89W三日21.50.43248.644.441.238.633.928.720.24.1.5工程河段.1工程河段上下游樞紐運行方式風洞子庫區(qū)航道整治工程在南陽灘電站和規(guī)劃的風洞子樞紐電站之間，位于南陽灘樞紐下游、風洞子樞紐回水范圍末端。故工程河段來水受上游南陽灘電站下泄洪水和風洞子樞紐庫區(qū)變動回水影響，工程段上下游電站樞紐的運行方式如下：〔1〕南陽灘樞紐運行方式如下：A、平枯水期按日負載需要運行，深夜用電低谷時水庫蓄水，白天及晚間用電頂峰時電站調(diào)峰運行，動用日調(diào)節(jié)庫容。B、汛期，壩前水位超過溢流壩壩頂高程243.23m時洪水自然溢流。風洞子庫區(qū)：由于風洞子樞紐未建，正在研究過程總，目前屬于天然航道?！?〕風洞子樞紐運行方式如下：目前因風洞子梯級尚未修建，運行方式不能確定。由于風洞子樞紐回水變動區(qū)流量主要受上游南陽灘樞紐運行方式影響，下游樞紐影響較小，故不會影響工程河段設(shè)計洪水計算。4.1.5.2參考水文站設(shè)計洪水成果及工程河段上下游樞紐運行方式，?渠江流域防洪規(guī)劃?得出渠江干流段設(shè)計洪水成果。其中本工程河段設(shè)計洪水成果如下。表4-4工程河段設(shè)計洪水成果表工程河流控制斷面流域面積依據(jù)站均值CvCs/Cv屬性渠江流江河匯口上31745km2茍渡口1430.382頻率P=1%P=2%P=3.3%P=5%P=10.0%P=20.0%P=50.0%設(shè)計洪水m3/s299002750025700243002160018600136004.1.6參考河段根據(jù)?四川渠江流域防洪規(guī)劃〔2021.11〕?〔以下簡稱?規(guī)劃?〕第六章河道整治及堤防工程規(guī)劃研究成果，?規(guī)劃?中陳列了本工程所在河段涼灘電站~渠縣城區(qū)河段河道現(xiàn)狀水位成果，具體見表4-5。表4-5涼灘電站~渠縣城區(qū)河段水位成果表河流斷面名稱P=1%P=2%P=5%流量〔m3/s〕現(xiàn)狀水位〔m〕流量〔m3/s〕現(xiàn)狀水位〔m〕流量〔m3/s〕現(xiàn)狀水位〔m〕渠江渠縣城區(qū)30700254.9828400253.8725200252.11渠江渠縣城區(qū)254.89253.52251.79渠江渠縣城區(qū)254.61253.52251.80渠江渠縣城區(qū)254.49253.39251.63渠縣縣城規(guī)劃河段位于渠江干流下游，城區(qū)規(guī)劃河段上起于大廟山，下至新渡口，河段長約20km。上段河道特別彎曲，形成360°的回頭彎，下段河道比擬順直，河寬在350~550m之間。渠江干流渠縣城區(qū)堤防護岸工程規(guī)劃沿主城區(qū)上、下游延伸，結(jié)合上游防洪水庫建設(shè)，近、遠期分別到達10年和20年一遇防洪標準。上游規(guī)劃水庫實施后，渠縣城區(qū)河段20年一遇的洪峰流量從25200m3/s削減到22000m3/s，根據(jù)河段實測大斷面資料，對河段設(shè)計洪水位進行推求，經(jīng)計算，渠縣城區(qū)河段設(shè)計洪水水面線成果見表4-6。表4-6渠縣城區(qū)設(shè)計洪水水面線成果表斷面名斷面間距〔m〕P=5%設(shè)計洪水流量水位〔m〕流速〔m/s〕渠縣城區(qū)591.222000249.872.13渠縣城區(qū)734.422000249.812.36渠縣城區(qū)96022000249.502.16渠縣城區(qū)1353.222000249.492.24渠縣城區(qū)871.322000249.292.38渠縣城區(qū)1817.822000249.102.714.2壅水分析計算模型根本方程Fluent數(shù)值模擬首先是以三大守恒方程為根底，除考慮水流所受到的常規(guī)外力，還考慮水流互相的雷諾應力，粘滯力。以N-S方程來描述水流紊動?！?〕容積比率方程〔TheVolumeFractionEquation〕〔4.1〕容積比率方程不是為主相求解的，主相容積比率的計算基于如下的約束：〔4.2〕〔2〕屬性〔Properties〕〔4.3〕自由面追蹤采用的VOF方法，即和是體積分數(shù)的函數(shù)，可由下式表示：〔4.4〕〔4.5〕式中：為水的體積分數(shù)，和分別為水和氣的密度，和分別為水和氣的分子粘性系數(shù)。通過對水的體積分數(shù)進行積分迭代求解，可由式〔4.4〕、〔4.5〕求出和?！?〕動量方程〔TheMomentumEquation〕〔4.6〕〔4〕能量方程〔TheEnergyEquation〕〔4.7〕VOF模型處理能量E和溫度T，作為質(zhì)量平均變量：〔4.8〕計算的根本資料(1)計算斷面圖4.1計算河段斷面選擇示意圖評價河段位于達州市渠縣，評價河段總長約5.23km，平均河道寬度約520m。共選取8(2)河床糙率確定河道水力計算中糙率n值確實定尤為重要，由于河床形態(tài)多種多樣而且復雜，床面本身的阻力及河道形態(tài)阻力均難以直接求得，在講水流作為一元水流處理時，所有不確定因素均包括在糙率n值中。糙率n值確實定通常是采用河段的水位、流量、水面比降等資料通過水力學公式反求出分段糙率n值，實際上糙率n值是一個表征河道綜合阻力的系數(shù)。河道糙率n值主要根據(jù)歷史洪水調(diào)查資料進行反求的，本河段此前有多家科研設(shè)計單位進行過歷史洪水調(diào)查工作，調(diào)查成果歷經(jīng)屢次符合和審查，并運用于州河流域水利工程設(shè)計之中，成果合理可靠。本次行洪采用1997年洪水水面線進行糙率n值的反推，詳見下表。表4-7天然河道糙率n值推算成果表河段CS1~CS2CS2~CS3CS3~CS4CS4~CS5CS5~CS6CS6~CS7CS7~CS8n值0.0380.0350.0350.0340.0360.0370.034(3)計算工況本次行洪論證選用P=2%、5%、10%的設(shè)計洪峰流量進行計算，各頻率洪水設(shè)計成果見表4-8。表4-8設(shè)計洪水成果表計算點流量〔m3/s〕2%5%10%風洞子庫區(qū)行洪論證段275002430021600工況1、航道整治前；工況2、航道整治后。(4)評價河段Gambit建體對于評價河段的數(shù)值模擬，采用fluent前置軟件gambit進行建體與網(wǎng)格的劃分。圖4.2計算河段三維網(wǎng)格劃分圖A.水位任何河道的水位都是有波動的，假設(shè)為急流，那么自由外表的水流中還會摻雜一局部空氣，對測量水位時造成一定的難度。用自由外表上，水的體積分數(shù)為90%的面作為選定的水面，即取volumeofwater=0.9的面作為水面線的表征面。B.流場水是牛頓流體，其受到河底及側(cè)壁邊坡摩阻力的作用，導致臨底流速比水自由外表處的流速小。因此，流場的表征面也采用水的體積分數(shù)為90%的面。將Fluent輸出的dat文件導入tecplot軟件后，進行流場與水位的處理。計算結(jié)果與分析P=2%、5%、10%情況下，典型斷面平均水位、平均流速及過流面積在航道整治前后情況及其變化情況見表4-9。從平均水位來看，評價河段范圍內(nèi)航道整治后水位較整治前有所降低。P=2%、5%、10%情況下，航道整治前評價河段水位分別在245.65m~248.75m，244.59m~247.76m，243.79m~246.87m之間，航道整治后水位降低，降幅分別在0.03m~0.07m，0.02m~0.06m，0.02m~表4-9評價河段行洪特性計算成果表頻率河段斷面號斷面里程流量最低河底高程平均水位〔m〕差值平均流速〔m/s〕變幅〔%〕過流面積〔m2〕變幅〔%〕〔m〕〔m3/s〕〔m〕工況1工況22-1工況1工況2〔2-1〕/1工況1工況2〔2-1〕/12%渠江CS8523127500231.00248.75248.750.003.733.730.007371.837371.830.00CS7454327500226.10248.48248.480.003.763.760.007320.467320.460.00CS6402327500225.33248.08248.05-0.033.983.96-0.726901.806952.020.73CS5319227500231.20247.06246.99-0.074.694.59-2.115869.435995.802.15CS4253627500210.00247.01246.95-0.063.653.61-1.187532.697622.691.19CS3160227500224.90246.79246.74-0.053.603.55-1.377645.977751.891.39CS288627500229.50246.02245.96-0.063.683.63-1.347477.917579.491.36CS1027500226.04245.65245.62-0.033.313.29-0.648300.628353.920.645%渠江CS8523124300231.00247.76247.760.003.543.540.006861.016861.010.00CS7454324300226.10247.51247.510.003.513.510.006915.256915.250.00CS6402324300225.33247.13247.08-0.053.763.71-1.266468.636551.231.28CS5319224300231.20246.13246.07-0.064.474.38-1.955434.735542.551.98CS4253624300210.00246.12246.06-0.063.343.30-1.217270.117358.931.22CS3160224300224.90245.88245.83-0.053.433.38-1.477086.027191.721.49CS288624300229.50245.16245.11-0.053.513.47-1.186915.256998.121.20CS1024300226.04244.59244.57-0.023.283.27-0.477401.117436.260.4710%渠江CS8523121600231.00246.87246.870.003.403.400.006351.846351.840.00CS7454321600226.10246.64246.640.003.313.310.006519.766519.760.00CS6402321600225.33246.24246.20-0.043.653.61-1.095916.595981.881.10CS5319221600231.20245.30245.25-0.054.294.22-1.755032.255121.661.78CS4253621600210.00245.31245.26-0.053.103.07-1.046969.927043.061.05CS3160221600224.90245.07245.04-0.033.253.22-0.946639.406702.680.95CS288621600229.50244.38244.34-0.043.373.34-1.016406.376471.421.02CS1021600226.04243.79243.77-0.023.002.99-0.487193.617228.430.48從平均流速來看，航道整治前后典型斷面流速變化不一。P=2%、5%、10%情況下，航道整治前評價河段平均流速分別在3.31m/s~4.69m/s，3.28m/s~4.47m/s，3.00m/s~4.29m/s之間。航道整治后不同斷面流速減小幅度不一，CS1~CS6斷面變幅分別在-2.11%~-0.64%、-1.95%~-0.47%、-1.75%~-0.48%之間，CS7和CS8斷面流速不變從過流面積來看，航道整治前后典型斷面過流面積變化不一，CS1~CS6過流面積增大，CS7和CS8過流面積不發(fā)生變化。P=2%、5%、10%情況下，航道整治前后CS1~CS6過流面積變幅分別在0.64%~2.15%，0.47%~1.98%，0.48%~1.78%之間?？傮w來看，航道整治使評價河段范圍內(nèi)大局部河段洪水過流面積增大，航道整治利于河道行洪。4.3沖刷與淤積分析計算風洞子庫區(qū)航道整治工程主要對評價河段上游段〔南陽灘電站尾水區(qū)〕航道右側(cè)修建丁壩；中下游段航道內(nèi)進行炸礁或切咀。筑壩工程實施后，因壩體壓縮水流，壩址附近流速必然增大，挾沙能力增強，在壩體上下游一定范圍內(nèi)產(chǎn)生新的沖刷。加之壩體導流作用，壩頭處沖刷更甚。由于沖刷作用，過水斷面隨之逐漸擴大，流速那么伴隨減小，到流速降到泥沙允許不沖流速時，沖刷那么停止。隨著河床的自動調(diào)整功能，河道將呈現(xiàn)新的沖淤平衡狀態(tài)。河槽一般沖刷評價工程整治河段位于上游南陽灘電站樞紐壩后，下游規(guī)劃風洞子電站回水變動區(qū)域。評價河段范圍內(nèi)，未整治區(qū)域的水流流態(tài)變化不明顯，河道將維持原有的沖淤規(guī)律。炸礁和切咀工程實施區(qū)域由于過水斷面增大，水位略降，流速減緩，可能會有局部泥沙落淤，但河道具備自動調(diào)節(jié)功能，河道將到達新的沖淤平衡?？傊?，本工程修建對河道沖淤影響不大，整治前后工程河段流速變化不明顯，挾沙能力根本無改變。4.3.2丁壩局部由于丁壩束窄河床的作用，使得水流在丁壩的上游產(chǎn)生壅水，形成水流的高壓區(qū)，而丁壩附近的水流在繞流作用下，流線集中，流速增大，形成了水流的低壓區(qū)。位于高壓區(qū)的水體，其中有少量水體折向河岸形成了回流，其他大局部水體沿丁壩流向壩頭附近的低壓區(qū)。在流動過程中，有局部水體受丁壩擋水作用產(chǎn)生了下降水流，并形成環(huán)繞壩頭的渦流作用，使得壩頭處的河床發(fā)生了沖刷。根據(jù)?水力計算手冊?〔2006年出版，第二版〕，1972年前蘇聯(lián)運輸工程部運輸設(shè)計總局推薦丁壩局部沖刷計算公式如下：有泥沙進入沖刷坑式中：——土壤顆粒沉速無泥沙進入沖刷坑式中：Hmax——局部沖刷發(fā)生后的最大水深，即沖刷坑最深處至水面距離；h—局部沖刷發(fā)生前的水深；b——丁壩在水流流向法線上的投影長度，即丁壩在垂直于流向方向上的投影長度；Km—與丁壩壩頭部邊坡系數(shù)m有關(guān)的系數(shù)；—與丁壩軸線和流向之間的夾角有關(guān)的系數(shù)，計算式為式中：——流向丁壩壩頭水流的垂線平均流速；——土壤的沖刷流速，m/s，有以下兩種計算公式：A：非粘性土壤：B：粘性土壤：其中：d——土壤粒徑，m；——系數(shù)，當坑中有泥沙進入時用1.0Cp——土壤粘聚力——土壤的起沖流速，計算公式為y——指數(shù)由于在本評價整治河段上游有電站樞紐，洪水時期開閘泄洪，上游有泥沙來源，故在本次計算中采用有泥沙進入沖刷坑情況下的丁壩局部沖刷計算公式，經(jīng)計算丁壩處局部沖刷計算結(jié)果見下表。表4-10各丁壩壩頭局部沖刷計算成果表丁壩頻率hdbVV0KaKmHmaxhp2#2%16.9810352.332.932.56521091.070.3221.224.245%14.5310352.332.772.46521091.070.3218.333.8010%13.7310352.332.652.43521091.070.3217.063.334#2%17.5610302.893.022.58521131.080.3221.834.275%15.5110302.892.782.50521131.080.3219.043.5310%14.7410302.892.672.47521131.080.3217.903.166#2%17.9610292.523.072.5952991.030.3221.283.325%17.1110292.522.882.5652991.030.3219.842.7310%16.3410292.522.632.5352991.030.3218.241.908#2%18.4610255.193.132.61521021.040.3221.563.105%17.6110255.192.952.58521021.040.3220.252.6410%16.8410255.192.782.55521021.040.3219.042.2010#2%18.9610236.213.282.63521051.050.3222.323.365%18.1110236.213.002.60521051.050.3220.742.6310%17.3410236.212.812.57521051.050.3219.502.16由表4-10可見，丁壩建于南陽灘電站壩后彎道凹側(cè)，各丁壩壩頭局部沖刷在1.90m~4.27m之間，沖刷較大。為保證丁壩平安，建議加大丁壩埋深，并將丁壩周圍一定范圍內(nèi)劃為禁采區(qū)。4.4河勢影響分析計算河道灘槽及河岸變化分析流速分布以及河岸變化是影響河勢的一個重要因素。南陽灘庫區(qū)整治工程建設(shè)包括5處炸礁工程、5處筑壩〔丁壩〕工程和1處切咀工程。5處炸礁工程均位于航道中，炸礁工程實施后河床突起局部消失，擴大了河道行洪斷面，有利行洪。炸礁區(qū)域內(nèi)河槽趨于平坦，河床河底高程較整治前降低，與周邊區(qū)域相接，水流流態(tài)更加穩(wěn)定，水深增大，有利航運。從順水流方向看，河槽上下游平滑過渡，水流流線趨于順直。5處丁壩連續(xù)布置，壩頭起于航道右岸，壩尾止于河道右岸，丁壩長度在247m~380m之間，丁壩軸線與右岸岸線交角在60°~65°之間。丁壩修建對河道及河岸有一定影響。從通航角度講，丁壩修建可抬高航道中央水位，丁壩導流作用使壩頭上下游一定范圍內(nèi)流速加大，加劇航道處河床沖刷，使上游來沙不易落淤，有利航運；在壩尾部位由于丁壩的擋水作用，流速減緩，對河岸的沖刷減弱，有利于岸坡穩(wěn)定。從行洪角度講，丁壩修建后壩體占據(jù)一定的河道行洪斷面，對水流形態(tài)影響較大，壩體上游產(chǎn)生一定的壅水，流速減緩，上游泥沙容易在壩址上游落淤1處切咀工程位于航道右岸，切咀工程實施后岸坡凸出局部消失，擴大了河道行洪面積，利于行洪。切咀處岸線較之前順直，順水流方向流態(tài)平穩(wěn)，利于航運。但切咀處既有的的岸坡穩(wěn)定狀態(tài)破壞，在加固復原處理后，切咀處岸坡可到達新的平衡狀態(tài)。故總體來說，切咀工程利于航運、行洪及岸坡穩(wěn)定。綜上所述，炸礁、切咀和丁壩工程的實施改變了局部河道地形，導致附近水域水動力條件發(fā)生了變化，導致河道沖淤發(fā)生變化，改變了原有的沖刷淤積規(guī)律。炸礁和切咀工程的實施有利于河道行洪及航運，丁壩工程的實施有利航運但影響河道行洪，但總體講在本庫區(qū)炸礁和切咀工程的挖方量大于丁壩工程的工程量，單從工程量的角度講總體有利航運且對河道行洪的影響較小。平面流速變化從整治工程實施前后的流速分布來看，炸礁工程和切咀工程實施區(qū)域上下游局部流速發(fā)生改變，上游流速較整治前增大，下游較整治前減小，工程實施區(qū)域上下游一定范圍內(nèi)流速梯度較整治前減小。但工程實施不會使主流流速流態(tài)發(fā)生明顯改變。丁壩工程的實施使壩址上游流速減緩，壩址下游流速增大，壩體上游落淤下游淘刷；壩頭流速增大，沖刷加劇，上游泥沙不易落淤，有利航運。壩尾流速減小，對岸坡的沖刷減弱，利于岸坡穩(wěn)定。河床穩(wěn)定性分析〔1〕縱向穩(wěn)定性計算河床的縱向穩(wěn)定程度取決于水流對河床泥沙的作用力和河床泥沙抵抗力之間的比照關(guān)系?？v向穩(wěn)定系數(shù)K1采用公式：式中：d—床沙平均粒徑(mm)；h—造床流量下的平均水深(m)；j—造床流量下水面比降。K1愈大,泥沙運動強度愈弱,河床變形的可能性愈小。參考相關(guān)資料可知工程河段K1＞0.27即屬縱向穩(wěn)定性較好河床。表4-11航道整治河段縱向穩(wěn)定性指標計算成果工程計算斷面d(mm)h(m)jK1風洞子庫區(qū)CS51013.570.0001654.46CS41015.660.0001653.87CS31012.990.0001654.66CS21011.970.0001655.06〔2〕橫向穩(wěn)定性計算橫向穩(wěn)定系數(shù)與河岸穩(wěn)定密切相關(guān)，而決定河岸穩(wěn)定的因素主要是主流的沖地點及其走向和河岸土壤的抗沖能力。由于缺乏實測資料，通過參考相關(guān)資料，間接的用河岸變化結(jié)果來描述河岸的穩(wěn)定性，采用阿爾圖寧公式計算的穩(wěn)定河寬與實際河寬B相比擬，用以表征河床橫向穩(wěn)定性程度，公式為：式中：Q—造床流量〔采用平灘水位法〕；K2—橫向穩(wěn)定系數(shù)；J—造床流量下水面比降；B—造床流量下的水面寬。K2值愈大，河岸愈穩(wěn)定。參考相關(guān)資料可知工程河段K2＞0.87即屬橫向穩(wěn)定性較好河床。表4-12航道整治河段橫向穩(wěn)定性指標計算成果工程計算斷面Q(m3/s)B(m)jK風洞子庫區(qū)CS513600239.680.0001652.78CS413600289.420.0001652.30CS313600329.180.0001652.02CS213600344.240.0001651.93〔3〕綜合穩(wěn)定性計算河流平面河勢的穩(wěn)定性，即取決于河床縱向穩(wěn)定，也取決于河床橫向穩(wěn)定，這個兩種綜合影響用綜合穩(wěn)定系數(shù)K表示，即：參考相關(guān)資料可知工程河段K＞0.235即屬綜合穩(wěn)定性較好河床。表4-13航道整治河段綜合穩(wěn)定性指標計算成果工程計算斷面K1KK風洞子庫區(qū)CS54.462.7834.44CS43.872.3020.47CS34.662.0219.08CS25.061.9318.93參考相關(guān)資料可知工程河段K1＞0.27即屬縱向穩(wěn)定性較好河床；K2＞0.87即屬橫向穩(wěn)定性較好河床；K＞0.235即屬綜合穩(wěn)定性較好河床。由以上計算分析可知，風洞子庫區(qū)所在評價河段橫向、縱向和綜合穩(wěn)定性良好。

5防洪綜合影響分析5.1與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析研究河段內(nèi)涉及6座航運梯級工程，分別為金盤子、舵石鼓、南陽灘、風洞子、涼灘、四九灘，其中風洞子目前正在進