茍瑾麗

（平?jīng)鍪兴娍睖y(cè)設(shè)計(jì)院 甘肅平?jīng)?744000）

1 概述

平?jīng)鍪惺嵌鯛柖嗨古璧啬茉磧?chǔ)量和開(kāi)發(fā)利用的集中區(qū)之一，區(qū)位優(yōu)勢(shì)和綜合資源優(yōu)勢(shì)十分明顯，是甘肅省委省政府確立的 “中心帶動(dòng)、兩翼齊飛、組團(tuán)發(fā)展、整體推進(jìn)”的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略打造的隴東能源化工基地的主要組成部分。為了加快西部大開(kāi)發(fā)的步伐，振興甘肅經(jīng)濟(jì)，擬在平?jīng)鍪谐缧趴h建設(shè)大型坑口電站。

崇信電廠推薦廠址為銅城廠址，該廠址位于崇信縣西北10km 的汭河左岸灘地上。崇信電廠為燃煤直接空冷機(jī)組發(fā)電，規(guī)劃容量4×600MW，是甘肅省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，已列入甘肅省 “十一五”規(guī)劃建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目之中。崇信電廠一期2×600 MW 發(fā)電工程可研報(bào)告已通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審。廠址南鄰汭河，北靠崇安公路，占地面積28.77hm2（431.55畝），地貌單元屬?zèng)I河Ⅰ級(jí)階地，地形平坦，地勢(shì)開(kāi)闊，自然坡度約5‰，在廠區(qū)南鄰的汭河上下游河段均為原始地貌，未修建任何防洪設(shè)施，受洪水威脅的可能性大，無(wú)法滿足電廠工程的防洪要求。

綜合考慮該項(xiàng)目規(guī)劃，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），堤防工程按100a一遇洪水設(shè)計(jì)。工程區(qū)右岸影響范圍內(nèi)共分布有2個(gè)村莊，人口總數(shù)342人，耕地面積約43hm2，工程區(qū)右岸村莊及農(nóng)田設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇洪水。廠址呈西北高東南低，電廠主廠房基面高程為1170m，位于100a一遇洪水位以下，需修建堤防工程。遵循左右岸、上下游兼顧的原則，結(jié)合天然節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在滿足防洪要求的前提下，盡量考慮廠區(qū)用地要求，設(shè)計(jì)以左岸左營(yíng)溝及馬溝兩個(gè)天然節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)，按80m 最小堤距布置了堤防工程的走線，堤線全長(zhǎng)3168m。

經(jīng)實(shí)測(cè)，該段河道平均比降J為4.22‰。根據(jù)探坑揭露，堤線通過(guò)的地層巖性有全新統(tǒng)黃土狀粉土和全新統(tǒng)砂、礫、碎石，全新統(tǒng)黃土狀粉土分布于兩岸治導(dǎo)線表層，厚1.0～1.5m，土體松散。全新統(tǒng)砂、礫、碎石位于黃土狀粉土之下，厚度5.5～7.5m，中密狀，平均粒徑12.3mm。

2 河勢(shì)變化分析

采用1／2000地形圖和現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查分析項(xiàng)目區(qū)河段，河道型態(tài)為：河床寬淺、灘槽高差小、河床比降陡、岸邊抗沖能力差，水流不歸一，河床多灘心，主流擺動(dòng)大，彎曲多變等特征，故該河段為游蕩型淤積河流。多年來(lái)，由于兩岸治理工程少，洪水淘岸或沖岸造成河床寬淺，這都與游蕩型河流淤積有關(guān)，從20世紀(jì)70年代河道地形圖與現(xiàn)狀比較，主河道流向已從北岸向南岸過(guò)渡。

3 河道沖淤分析

項(xiàng)目區(qū)河道受上游麻子灣頂托，河流由北向南在五馬溝口處轉(zhuǎn)向東北，形成一上游彎小、下游彎大的反 “S”河形，造成北岸淤南岸沖的河勢(shì)。據(jù)本次河段實(shí)測(cè)水文大斷面圖與收集到的1975年河道斷面圖套繪分析，北岸淤積段長(zhǎng)約45m，淤積面呈直角三角形，淤積平均高度1.0m，沖刷段（自左岸70m 起至右岸110m 處）長(zhǎng)約40m，最大沖刷深度0.8m，平均沖刷深度0.45m，南岸坡角處有淤積，上部岸坡有沖刷坍塌，從斷面沖淤平衡分析，該河段淤積面大于沖刷面，屬淤積型河段，詳見(jiàn)河道斷面套繪分析圖1。

圖1 河道斷面套繪分析

4 造床流量及穩(wěn)定河寬

4.1 造床流量

造床流量是指在造床作用下多年流量過(guò)程的綜合造床作用相等的某一流量。這種流量對(duì)塑造河床形態(tài)所起的作用最大，是一個(gè)比較大但又并非最大的洪水流量。目前，確定造床流量的方法多為經(jīng)驗(yàn)方法，分析比較崇信電廠段河道造床流量相當(dāng)于2年一遇洪峰流量。經(jīng)水文分析計(jì)算治理段2年一遇洪峰流量為94m3／s。

4.2 穩(wěn)定河寬

沖積河流通過(guò)自動(dòng)調(diào)整作用，作為較長(zhǎng)時(shí)期的平均情況，有可能處于相對(duì)平衡狀態(tài)，這種平衡狀態(tài)內(nèi)含有幾種定量關(guān)系。在此，河道穩(wěn)定寬度確定通過(guò)阿爾圖寧公式計(jì)算。

經(jīng)分析，該游蕩型河段A 取1.7，計(jì)算成果見(jiàn)下表1。

表1 造床流量及穩(wěn)定河寬計(jì)算成果

5 河床穩(wěn)定計(jì)算

在水流長(zhǎng)期作用下形成的河床，其形態(tài)有一定的規(guī)律，大量資料表明，表征河床形態(tài)的水深、河寬、比降等，與來(lái)水來(lái)沙條件及河床地質(zhì)條件之間，有一定函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系便稱(chēng)為河相關(guān)系。河相關(guān)系可采用橫斷面、縱斷面及平面3種形式表示。

5.1 河道橫斷面河相關(guān)系及穩(wěn)定分析

河道橫斷面河相關(guān)系式為：

式中：

ζ－－河相關(guān)系數(shù)；

B－－造床流量下的水面寬（m）；

H－－造床流量下的平均水深（m）。

經(jīng)過(guò)對(duì)治理段河道上的12個(gè)斷面進(jìn)行分析計(jì)算，河相關(guān)系數(shù)ζ為17.8～25.6，所以該段河道為游蕩型河道（彎曲型河道ζ約為2～4，較為順直的過(guò)渡性河段約為8～12，游蕩型河道ζ約為20～30）。

河道橫向穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：

φb－－橫向穩(wěn)定系數(shù)；

Q－－造床流量，m3／s；

J－－縱比降；

B－－相當(dāng)造床流量的平灘河寬，（m）。

經(jīng)計(jì)算，治理段橫向穩(wěn)定系數(shù)φb為0.38，表明該防護(hù)區(qū)河段的橫向穩(wěn)定性較差。

5.2 河道縱斷面河相關(guān)系及穩(wěn)定分析

工程區(qū)內(nèi)天然河床較寬、河槽高差較大、河床比降較小、岸邊抗沖能力差，主流擺動(dòng)大，彎頂位置多變等特征，汛期洪水對(duì)兩岸沖刷淘蝕較嚴(yán)重，河岸不穩(wěn)定，由此造成洪水漫灘現(xiàn)象，嚴(yán)重地威脅兩岸人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

河道縱向穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：

φh2－－縱向穩(wěn)定系數(shù)；

d－－床沙平均粒徑，（mm）；

J－－縱比降，（‰）。

經(jīng)計(jì)算，該治理段河道縱向穩(wěn)定系數(shù)φh2為2.91，表明防護(hù)區(qū)河段的河床縱向較為穩(wěn)定。

5.3 河道平面河相關(guān)系分析

河道平面河相關(guān)系也叫穩(wěn)定河灣，主要反映河灣平面與河道特征之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)對(duì)天然彎道的河灣形態(tài)特征值的系數(shù)計(jì)算，該防護(hù)區(qū)內(nèi)的河道實(shí)際彎曲半徑大于計(jì)算半徑，河灣形態(tài)特征值系數(shù)在游蕩型河道的規(guī)范區(qū)間內(nèi)，表明項(xiàng)目區(qū)河道屬于游蕩型。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上計(jì)算分析，汭河崇信電廠段河道具有橫向穩(wěn)定較差，縱向穩(wěn)定性較好，治理段河道型態(tài)為：河床寬淺、灘槽高差小、河床比降陡、岸邊抗沖能力差，水流不歸一，河床多灘心，主流擺動(dòng)大，彎曲多變等特征，故該河段為游蕩型淤積河流。

1 李昌華，金德春.河工模型試驗(yàn)［M］.北京：人民交通出版社，1981.

2 甘肅省崇信電廠工程洪水安全影響評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.平?jīng)鍪兴娍睖y(cè)設(shè)計(jì)院，2008.