翟城武

（陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院　陜西　西安　710021）

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青陽岔
—靖邊工業(yè)園天然氣管輸干線穿越蘆河防洪影響評價研究

翟城武

（陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院陜西西安710021）

摘要本文分析了蘆河靖邊水文站不同頻率設計洪水，并分析了蘆河河勢演變情況，計算了管線穿越處河道沖刷深度。根據(jù)有關規(guī)范進行了防洪綜合評價，并對因天然氣管線建設對河道防洪安全造成的影響提出了相應的建議。

關鍵詞蘆河；河道演變；設計洪水；沖刷計算；防洪影響

1　工程概況

1.1建設項目概況

蘆河是無定河一級支流，流向由南向北，發(fā)源于靖邊縣南部的白于山地，上源兩個支流東、西蘆河在舊城附近匯合，由南向北流經(jīng)靖邊、橫山兩縣，在橫山縣石馬洼匯入無定河，全長166km，總流域面積2468km2，河道比降2.86‰。青陽岔—靖邊工業(yè)園天然氣管輸干線工程是陜西延長石油（集團）有限責任公司靖邊天然氣管輸干線工程的擴建工程，起點位于延長氣田靖邊延969井區(qū)的青陽岔凈化廠，終點位于靖邊縣工業(yè)園區(qū)榆林能化廠，全線位于靖邊縣境內(nèi)，途徑靖邊縣龍州鄉(xiāng)、高家溝鄉(xiāng)、楊橋畔鎮(zhèn)，線路總長約34.4km，設計輸氣規(guī)模為10×108m3/年。

1.2河道基本情況

蘆河支流有東蘆河、西蘆河、賈家溝等6條，沿河兩岸有寬窄不等的川臺地和川道部分河道切入白堊紀基巖，楊米澗以下河谷寬220m～1000m，河床寬20m～60m，切深20m～60m，海拔1100m～1800m。上游流域為南部地區(qū)，為劇烈切割發(fā)育時期梁峁狀黃土丘陵，亦稱河源梁澗區(qū)。在主溝宋大灣以上為溝壑縱橫、梁峁起伏的丘陵區(qū)，以面蝕為主，水土流失比較嚴重，宋大灣以下屬梁峁?jié)镜貐^(qū)，該區(qū)梁峁連綿，起伏變化不大，地勢較為平坦。

蘆河是一條多泥沙河流，侵蝕模數(shù)高達1.8萬t/km2，是無定河河口站侵蝕模數(shù)0.9萬t/km2的兩倍，防洪工程段侵蝕模數(shù)為0.34萬t/km2，水土流失極為嚴重，導致河源區(qū)出現(xiàn)了千溝萬壑，土地破碎，梁峁光禿，干旱加劇。蘆河上游修建有楊家灣、王家廟、舊城、豬頭山、張家峁、大岔等水庫。

2　河勢演變分析

2.1河道歷史演變概況

蘆河是無定河一級支流，流向由南向北，流域內(nèi)梁峁起伏，變化不大，地勢較為平坦。經(jīng)對地質(zhì)資料分析和有關資料驗證，歷史上蘆河河岸穩(wěn)定，河槽明顯，平面變化很小。河道無明顯的沖刷和淤積，僅在汛期河床有局部升降現(xiàn)象，是一條沖淤相對平衡的河道。

2.2河道近期演變分析

輸氣管道穿越蘆河處屬于丘陵溝壑區(qū)峽谷型河段，河道順直，較開闊。根據(jù)現(xiàn)場查勘及走訪情況，盡管河床有沖淤變化，但高水部分兩岸岸壁穩(wěn)定，無橫向擺動。根據(jù)地形地貌結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查分析認為，管道穿越處的河勢是穩(wěn)定的，河勢受兩岸陡坡控制，不會發(fā)生大的橫向擺動。

表2.1　管線穿越蘆河處不同頻率的最大洪峰流量計算成果對比表（單位：m3/s）

2.3河道演變趨勢分析

根據(jù)靖邊站（1965年、1966年、1967年、1971年、1972年、1973年）實測河道大斷面資料，分析河床變化情況。靖邊站汛前大斷面1965年至1973年河底高程變化較小，河床基本穩(wěn)定，且變化規(guī)律和幅度基本同計算的800.00m以下平均河底高程變化的規(guī)律和幅度。靖邊站1966年、1971年和1973年主槽抬高，其中1971年主槽抬高幅度最大為1.65m，其次為1966年和1973年，其余年份主槽基本處于略微的沖刷下切狀態(tài)，其中下切最嚴重的是1972年，下切深度為0.78m。歷年水位流量關系曲線呈帶狀分布，同流量水位最大變幅為2.00m左右。經(jīng)過以上分析認為，從長歷時來看，靖邊水文站所在河段河床基本穩(wěn)定，河道仍處于沖刷和淤積基本平衡的狀態(tài)。

表2.2　河槽部分一般沖刷計算成果表

表2.3　河灘部分一般沖刷計算成果表

表2.4　管線穿越處主槽沖刷計算成果推薦表

3　防洪評價計算

3.1防洪標準

根據(jù)《青陽岔—靖邊工業(yè)園天然氣管輸干線穿跨越部分巖土工程勘察報告》，擬建的青陽岔—靖邊工業(yè)園天然氣輸氣管道穿越蘆河按中型工程50年一遇洪水設計。本次復合后，天然氣管線穿越蘆河防洪標準仍采用50年一遇設計洪水。

3.2設計洪水

蘆河上游設有靖邊水文站，有1957年～1970年實測水文資料，臨近流域大理河設有青陽岔水文站，有1959年～2013年實測水文資料，因青陽岔站為臨近水文站，實測系列較長，故水文比擬法選用青陽岔站為參證站。

本次采用水文比擬法、經(jīng)驗公式法、推理公式法分別計算管線穿越蘆河處設計洪水，將三種方法計算結(jié)果與楊家灣水庫除險加固成果進行比較，詳見表2.1。

從表中可以看出，各種計算方法的成果有一定的差異。由于穿越蘆河處流域面積為72.5km2，與參證站控制流域面積662 km2相差較大，水文比擬法計算的結(jié)果可能有一定的誤差，考慮到推理公式法和經(jīng)驗公式法使用的參數(shù)是根據(jù)1983年以前的水文資料分析確定的，未考慮近期實測洪水資料，計算成果不能反映近期的水文變化情況，而楊家灣水庫除險加固成果已經(jīng)通過陜西省水利廳的審查，故管線穿越蘆河處設計洪水采用楊家灣水庫除險加固成果。

3.3沖刷計算

（1）河槽部分沖刷計算公式

式中：

hp—橋下一般沖刷后的最大水深（m）；

hmc—橋下河槽部分最大水深（m）；

Bc—橋下河槽部分橋孔過水凈寬（m）；

hc—橋下河槽平均水深（m）；

dc—河槽泥沙平均粒徑（mm）；

Qc—橋下河槽部分通過的設計流量（m3/s）；

E—與汛期含沙量有關的系數(shù)，可查表取值；

A—單寬流量集中系數(shù)；

B、H—平灘水位時河槽寬度和河槽平均水深，對于變遷、游蕩、寬灘河段，A≤1.8。

（2）河灘部分沖刷計算公式

式中：

Qt—橋下河灘通過的設計流量（m3/s）；

hmt—橋下河灘最大水深（m）；

ht—橋下河灘平均水深（m）；

Btj—河灘部分橋孔凈長（m）；

VH1—河灘水深1m時非粘性土不沖刷流速（m/s）；

查表取為0.35m/s；

Bt—橋下河灘部分橋孔過水凈寬（m）；

At—河灘流量非均勻分配系數(shù)，At=1.0～1.15；

其余符號意義同前。

一般沖刷計算按規(guī)范推薦的公式進行計算，成果詳見表2.2～表2.4。

根據(jù)一般沖刷公式計算結(jié)果，蘆河50年一遇洪水河槽沖刷深度為1.09m，自然沖刷深度為1.0m，則輸氣管線穿越蘆河斷面設計洪水主槽最大沖刷深度為2.1m，邊灘沖刷不考慮自然沖刷深度，則輸氣管線穿越蘆河斷面設計洪水邊灘最大沖刷深度為0.6m。

3.4綜合分析

根據(jù)以上計算結(jié)果，蘆河穿越處發(fā)生50年一遇洪水時，河床最大沖刷深度為2.1m，而天然氣管線在該處最小埋深為9.79m，埋深大于河床沖刷要求，施工時應結(jié)合現(xiàn)狀，保證埋深要求。

4　防洪綜合評價

（1）對河道安全泄洪的影響

本工程天然氣管線埋設在地面以下9.79m，采用定向鉆施工，不會擾動原有河床，因此不會對行洪產(chǎn)生影響。

（2）對河勢穩(wěn)定的影響

管道穿河處河道多為平順或微彎型河道，游蕩范圍不大，多年來管道所在河段總的河勢基本穩(wěn)定，自然沖刷較小。管道建成后，由于沒有阻水作用，所以不會影響河勢的正常演變。

（3）對防汛搶險的影響

輸氣管道被埋于地面以下，施工結(jié)束后，場地被填實整平，管線建設不存在對防汛搶險的影響問題。

（4）對第三人合法水事權(quán)益的影響

管道穿河段河道內(nèi)沒有堤防和河道整治工程，對防洪沒有不利影響。但運行期一旦發(fā)生燃氣泄露，對水質(zhì)影響很大，將可能會影響到取用水的第三方合法水事權(quán)益，需要與河道管理部門協(xié)商解決。

5　結(jié)論與建議

（1）施工方案采用定向鉆方式，穿越管線與主流方向基本正交，管線穿越方案是合理的。

（2）管線穿越蘆河按中型規(guī)?？紤]，即50年一遇設計洪水，符合國家《防洪標準》（GB50201.2014）。

（3）蘆河管線穿越處50年一遇洪水主槽沖刷深度2.1m，采用定向鉆方式施工，設計最小埋深9.79m，穿越處最小埋深均大于主槽沖刷深度，滿足《原油和天然氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范·穿越工程》規(guī)范要求。

（4）管線工程運行期一旦發(fā)生燃氣泄露，對水質(zhì)影響很大，影響到第三人合法水事權(quán)益，需要與河道管理部門協(xié)商解決。

（5）在工程的建設期間會給河道防汛和管理帶來不利影響，在工程開工前，建設單位應將施工方案、施工度汛預案、補救措施專項設計等報河道主管部門審查，確保防洪安全。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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