潘保存

(山東農(nóng)業(yè)大學勘察設計研究院，山東 泰安271018)

分汊型河段是沖積平原河流中常見的一種河型，在我國各流域內(nèi)普遍的都存在這種河型(如珠江流域的北江、東江;黑龍江流域的黑龍江、松花江;長江流域的湘江、贛江、漢江等)。由于分汊型河段水流分成兩股或多股，泥沙也隨之分股輸移，這樣的水、沙狀況往往是難于穩(wěn)定的，容易引起汊道的變化，給國民經(jīng)濟各部門帶來一些不利影響［1］。為使分汊型河段起到興利避害的目的，水利工作者依據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)程對分汊型河段實施了堵汊工程。分汊型河段封堵支汊，可消除支汊河道對沿岸人民生命財產(chǎn)安全的威脅，另外可以整理出可耕土地，滿足日益發(fā)展的工農(nóng)業(yè)發(fā)展要求。然而，修建堵汊工程必將侵占河道行洪斷面，壅高河道水位，改變水流局部流態(tài)，影響河道行洪安全。因此，為保障河道行洪及人民生命財產(chǎn)的安全，依據(jù)相關的法律、法規(guī)，對分汊型河道內(nèi)修建的堵汊工程進行防洪影響評價是十分必要的。筆者針對分汊型河段堵汊工程的特點，結(jié)合國家現(xiàn)有規(guī)范［2］、條例，對堵汊工程的防洪影響評價的程序、內(nèi)容、方法及相關問題等作進一步探討，對今后類似項目的防洪影響評價有一定的借鑒意義。

1 前期工作

1.1 堵汊工程概述

簡單介紹堵汊工程概況、工程等級、防洪標準;然后，簡述工程的設計方案，主要包括堵汊工程總體平面布置圖、設計縱、橫斷面圖以及局部大樣圖、占用河道管理范圍內(nèi)土地及水利設施情況等;最后，進行施工組織設計，簡要介紹施工方案、施工工序以及技術要點。

1.2 分汊型河道情況

收集堵汊工程所在河道的基本情況，簡述工程位置的地形、地貌、氣象、工程地質(zhì)、水文地質(zhì);如不具備上述資料時尚應進行必要地勘察、測量工作;調(diào)查工程段上下游水利工程概況、調(diào)度運用方案;河道近期規(guī)劃和遠期規(guī)劃，主要有防洪規(guī)劃、河道治理規(guī)劃、河道景觀規(guī)劃等;應簡述工程段的具體規(guī)劃要求，說明規(guī)劃的近期實施情況。

2 河道演變分析

影響河床演變的因素是極其復雜且多樣的，與該流域的地質(zhì)、地貌、土壤及植被等都有密切聯(lián)系。其主要影響作用通常有四項［4］:流量大小及其變化過程;流域來砂及其組成;河道比降;河床物質(zhì)組成情況。河道演變是一個三維問題，因河流邊界條件極其復雜多變，現(xiàn)階段還不可能從理論上進行精確求解，一般只能借助于定性的描述和邏輯推理的方法進行分析研究。盡管分汊型河段河床演變的具體原因千差萬別，但根本原因［5］歸結(jié)為輸沙不平衡，首先應該根據(jù)水下地形和計算水位，在汊道內(nèi)選取相對有代表性的斷面，計算過水面積A，平均水深h及分流點至匯流點二汊的長度L，計算出汊道的分流比，計算公式為［1］:

根據(jù)汊道內(nèi)斷面的平均含沙量S，計算出汊道的分沙比，計算公式為［1］

根據(jù)計算成果，結(jié)合調(diào)查情況分析河道的主、支河汊演變趨勢，有條件的可以根據(jù)數(shù)學模型計算、物理模型試驗手段進行分析。

2.1 河道演變趨勢分析

根據(jù)現(xiàn)有河道汛期、非汛期水文資料，結(jié)合歷年河道整治情況，分析堵汊河段內(nèi)深泓、洲灘、漢道、岸線等平面變化、斷面變化及河床沖淤特性等;總結(jié)該河段特點、規(guī)律對河道演變趨勢作出定量、定性分析。

2.2 河道演變趨勢分析

根據(jù)河道歷史、近期演變情況，采用經(jīng)驗公式進行河流穩(wěn)定性分析，結(jié)合工程段水利規(guī)劃實施安排情況，對河道未來的演變趨勢進行定性或定量分析(包括河道的平面變化、斷面變化、河床沖淤變化等);類比同河道上下游或同流域已建類似工程，分析工程建設前后河道河勢變化，對所屬河道(順直型、微彎型、鵝頭型分汊型)類型自身的演變趨勢進行分析。

3 防洪評價計算

3.1 水文計算

根據(jù)規(guī)劃防洪標準，應分別計算堵汊河段設計洪水、施工期設計洪水。工程位置有經(jīng)上級批復的防洪規(guī)劃時，可直接取用其水文分析成果，或根據(jù)其成果進行內(nèi)插取值;對防洪規(guī)劃沒有水文成果，或沒有防洪規(guī)劃的河道應進行有關水文分析計算。設計洪水的計算方法主要有地區(qū)經(jīng)驗公式法、實測流量計算法、暴雨資料計算法等［6］;河道上游有水庫、蓄滯洪區(qū)等調(diào)蓄工程時，應考慮其調(diào)洪滯洪作用;最后對不同方法計算的設計洪水成果應進行合理性分析，確定不同頻率的洪峰流量。

3.2 主、支河汊區(qū)分計算

根據(jù)現(xiàn)狀河道過流斷面尺寸計算河道分流比、分砂比，結(jié)合河道歷史、近期演變情況，對河道的演變趨勢進行定性分析，。

3.3 壅水計算

堵汊后河道束水，所以進行壅水分析計算;選用合適公式［7］，合理選取或計算有關參數(shù)進行計算，分析壅水高度和壅水影響范圍。

3.4 主河汊防洪規(guī)劃及水面線計算

3.4.1 主河汊河道防洪規(guī)劃

為徹底達到堵汊效果，規(guī)劃對主河汊進行清淤、筑堤，增加行洪斷面，同時封堵支汊，使得規(guī)劃后的主河汊滿足二十年一遇洪水行洪要求。主河汊設計縱坡基本維持現(xiàn)狀比降，挖高不填低，局部清淤疏通，橫斷面設計結(jié)合河道自身特點，同時達到既能安全行洪又能少占土地的目的，合理選擇斷面型式。根據(jù)河道規(guī)劃縱、橫斷面，采用下斷面洪峰流量成果，按照恒定均勻流公式［7］，推算洪水位、斷面流速，選擇起始斷面位置應選河道平順河段正常水深，如下游有閘、壩等控制性建筑物時應取堰上水頭對應的水位推算。

3.4.2 支河汊河道防洪規(guī)劃及沖刷計算

堵汊段所用筑堤土料為壤土，分層碾壓后壓實度不小于規(guī)范要求，上游一般結(jié)合當?shù)夭牧线x用護坡型式。堵汊工程穿河工程改變了河道原有河勢，所以應計算一般沖刷、局部沖刷;沖刷一般采用經(jīng)驗公式［8］進行計算，應根據(jù)河床工程地質(zhì)條件選用合適的公式及有關參數(shù)，計算沖刷線高程。

3.5 其它有關計算

因堵汊后改變原河道河流走勢，水流形態(tài)及攜砂能力均發(fā)生較大變化，所以應對主河汊堵汊段堤防進行的滲透穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定計算，如不滿足應采取相應處理措施。

4 防洪影響評價

4.1 堵汊工程與有關規(guī)劃、技術和管理要求的關系及影響分析

分析工程實施后與工程河段防洪規(guī)劃、河道(口)整治規(guī)劃等水利規(guī)劃之間的相互關系，評價工程建設是否符合有關水利規(guī)劃的總體要求與整治目標;評價其運行期和施工期的設防標準、結(jié)構(gòu)型式及工程布置是否符合工程河段的現(xiàn)狀、規(guī)劃防洪標準及國家標準防洪標準;評價其是否符合國家水利行業(yè)的有關法律、法規(guī)、規(guī)章，是否符合地方水利主管部門制定的有關技術要求和管理規(guī)定;評價其所采用的防洪、排澇措施是否適當;分析工程建設對上述規(guī)劃的實施是否產(chǎn)生不利的影響，是否會增加規(guī)劃實施的難度。

4.2 工程建設對主汊河道泄洪影響分析

根據(jù)施工設計方案、工期安排、占用河道過水斷面情況，結(jié)合壅水計算成果，分析工程施工對河道安全的影響范圍和程度，評價工程施工對主河汊河道泄洪(排水)能力的影響。

4.3 工程建設對河勢穩(wěn)定影響分析

結(jié)合河道演變分析成果，類比類似工程，對工程是否影響河勢穩(wěn)定進行定性分析;分析工程建設后水流的總體流態(tài)和工程位置局部流態(tài)的變化趨勢，結(jié)合計算沖刷線高程，評價基礎埋深是否在沖刷線以下，并滿足規(guī)范規(guī)定安全值。評價施工臨時設施對河勢穩(wěn)定可能產(chǎn)生的影響。

4.4 工程建設對堤防、護岸和其它水利工程及設施的影響分析

根據(jù)主汊、支汊河道堤防滲透及抗滑穩(wěn)定分析成果，評價工程實施后堤防是否安全;根據(jù)計算沖刷線高程，分析水流對堤腳或岸坡沖刷的影響，對已建護岸工程穩(wěn)定的影響;根據(jù)滲透穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)安全復核，評價對工程位置上下游現(xiàn)有防洪工程安全的影響，對達不到設計標準的橋梁、溢流壩提出解決方案;評價對臨近水文觀測斷面和觀測設施的運行影響及觀測成果的影響。

4.5 工程施工期影響分析

施工組織應采取妥善處理施工方案，將影響降低到最低;施工臨時占用防汛搶險道路或與防汛搶險道路交叉的建設項目，評價其是否影響防汛搶險車輛、物資及人員的正常通行，其臨時防汛搶險通道是否滿足凈空大于4.50 m的要求，路面是否達到三級路面要求;根據(jù)施工平面布置、施工交通組織及工期安排情況，分析工程施工期對防汛搶險帶來的其他影響，工程施工將產(chǎn)生一定的廢水造成輕微水污染，評價制定的環(huán)境保護措施是否可以有效的消除不利影響。

4.6 洪水對工程的影響分析

評價堵汊工程位置是否選在河岸順直、岸坡穩(wěn)固、施工場地開闊、水流平緩的地帶;評價工程運行期和施工期自身采用的防洪標準是否滿足相關規(guī)范的規(guī)定［9］，是否滿足防洪要求;在天然狀態(tài)下，河流存在著自然演變沖刷，當人工改變河道現(xiàn)狀時，將引起一般沖刷與局部沖刷，故應評價水流沖刷是否影響堤防工程安全。

4.7 其他影響分析

評價工程的各項工程措施，如干砌石、C25高密度混凝土預制塊、格賓網(wǎng)石籠護坡等措施是否影響岸坡穩(wěn)定、景觀美化、市政設施安全、航道通行;分析工程施工期和運行期是否影響第三人的合法權益。

5 防治措施與投資估算

5.1 影響防治措施

(1)建議堵汊位置應選在河岸平順、岸坡穩(wěn)定、水流平順、施工場地開闊的地帶，應委托有水利設計資質(zhì)的設計單位完善主河汊道治理工程設計，河道治理設計應進行清淤筑堤方案、拓寬河道筑堤方案、拓寬河道清淤筑堤方案等三種方案的比對分析確定;同時加強對彎道部位洪水頂沖點的護砌，確保行洪及堤防安全。

(2)工程設計防洪標準達不到工程工程設計規(guī)范規(guī)定標準時，應調(diào)整其設防標準滿足規(guī)范要求;工程設計采用水文成果低于評價計算成果時，應采用評價計算成果復核工程設計成果是否滿足安全要求;工程位置及上下游影響范圍內(nèi)河段應與工程建設同步實施，避免將來實施規(guī)劃對工程安全運行不利;應分析對規(guī)劃實施的其他影響采取相應補救措施。工程建設不滿足水利行業(yè)的有關法律、法規(guī)、規(guī)章;不滿足地方水利主管部門制定的有關技術要求和管理規(guī)定時應予以調(diào)整。

(3)主河汊不滿足泄洪要求的跨河建筑物，建議采取相應的保護措施或者拆除重建;建議主河汊河道按規(guī)劃斷面整理竣工驗收后，再對支汊河道進行土地整理，堵汊工程采用粘性土回填，應保證壓實質(zhì)量達到規(guī)范指標［9］;應按照設計防洪標準對河道兩岸受影響的范圍進行護砌，坡腳設置護腳，應采用規(guī)范推薦公式河床計算可能最大沖刷深，護砌工程宜與堵汊工程同步實施。

(4)為了不影響水利工程防洪和建設項目施工的安全，建議開工前建設單位完善施工組織設計報告，并經(jīng)水利主管部門同意后方可施工。河道治理施工宜安排在非汛期，汛期施工宜編制切實可行的度汛方案，并報主管部門批準。

(5)施工過程縮小了河道行洪斷面，故應采取開挖導流溝、新建臨時擋水圍堰等措施最大限度減小對施工過程的影響;對棄土區(qū)土地整平，棄料不應侵占河道斷面、阻礙河道泄洪，表層植草皮，施工倉庫、施工加工廠等用工棚遮蓋，臨時性堆土采用棚布遮蓋，草苫、土埂壓蓋，施工生產(chǎn)、生活區(qū)進行地表疏松后覆土還耕。;生產(chǎn)污水建沉淀池、隔油池，集中清理，生活污水設化糞池;施工場地定期灑水，安裝尾氣排放凈化設備，多塵材料采取覆蓋措施;選用低噪聲設備、工藝，合理安排施工時間、現(xiàn)場;固體垃圾統(tǒng)一收集清運，分類處理，衛(wèi)生填埋;工程結(jié)束后，拆除施工區(qū)臨建設施，做好跡地恢復。

5.2 投資估算

根據(jù)最終的實施方案，提出詳實的工程量，嚴格按照國家規(guī)定的投資估算編制辦法，編制投資估算。

［1］謝鑒衡.河床演變及整治［M］.第二版.北京:水利電力出版社出版，2002.

［2］水利部辦公廳.辦建管［2004］109號.河道管理范圍內(nèi)建設項目防洪評價報告編制導則(試行)［S］.2004.

［3］錢寧，張仁，周志德.河床演變學［M］.北京:科學出版社，1987.

［4］戴 清.河道演變機理及其成因分析系統(tǒng)探討［J］.泥沙研究，2007，7(5):54 ～59.

［5］冉立山，王隨繼.黃河內(nèi)蒙古河段河道演變及水力幾何形態(tài)研究［J］.泥沙研究，2010，8(4):61 ～66.

［6］SL44—2006.水利水電工程設計洪水計算規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1994.

［7］李 煒.水力計算手冊［M］.第二版.北京:中國水利水電出版社，2006:62～63.

［8］建設部 水利部.GB50286－98.堤防工程設計規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1998.

［9］國家技術監(jiān)督局 建設部.GB50201－94.防洪標準［S］.北京:中國水利水電出版社，1994.