張正波

摘 要：松遼流域跨河建設(shè)項(xiàng)目眾多，所引起的水位壅高對(duì)防洪、水利工程等造成了一定的影響，最大壅水高度是跨河建設(shè)項(xiàng)目防洪影響評(píng)價(jià)中最重要的計(jì)算參數(shù)，多年來(lái)，流域內(nèi)尚未確定統(tǒng)一的壅水高度控制標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算方法要求，本次研究從松遼流域河道特性入手，提出了最大壅水高度控制值，并對(duì)最大壅水計(jì)算方法進(jìn)行了適應(yīng)性分析。

關(guān)鍵詞：跨河建設(shè)項(xiàng)目 防洪評(píng)價(jià) 最大壅水高度 計(jì)算方法

中圖分類號(hào)：U442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（b）-0070-02

河道管理范圍內(nèi)的橋梁建設(shè)項(xiàng)目占據(jù)行洪面積，造成汛期水位壅高，對(duì)防洪、水利管理造成影響，極大地增加了防汛搶險(xiǎn)壓力和難度。松遼流域跨河橋梁工程眾多，在多年來(lái)的專家評(píng)審中，尚無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別，亟需制定適用于松遼流域河道管理范圍內(nèi)審查標(biāo)準(zhǔn)。

1 最大壅水高度控制值研究

橋墩壓縮河道后，橋址上游水流流速變緩，水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，表現(xiàn)為河道中水流的壅高，河道壓縮前后的同一位置的水位差成為這一位置的壅水高度。最大壅水高度是水行政主管部門(mén)審批工程建設(shè)方案的最重要的控制性參數(shù)。

水利部建設(shè)與管理司依據(jù)堤防的安全超高值的百分比控制建設(shè)項(xiàng)目的最大壅水高度，《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查要點(diǎn)》（征求意見(jiàn)稿）中3.11規(guī)定：“對(duì)于不允許越浪的河道江（海）堤，橋墩阻水引起的最大壅水高度應(yīng)控制在堤頂安全超高值10%以內(nèi)；對(duì)于允許越浪的江（海）堤最大壅水高度應(yīng)在堤頂安全超高值的20%以內(nèi)”。

松遼流域建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查通?？刂谱畲筵账叨炔淮笥?0cm，即最大壅水高度在10cm及以下，對(duì)水利工程無(wú)明顯不利影響，堤防不需要加高培厚。依據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)審查要點(diǎn)》（征求意見(jiàn)稿）中不允許越浪的河道江（海）堤計(jì)算方法推算，堤防安全加高根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算，即“I級(jí)堤防安全加高為1.0m”。推算得I級(jí)堤防最大壅水高度為10cm。由此可見(jiàn)，松遼流域建設(shè)項(xiàng)目審批最大壅水高度的控制值10cm是適宜的。該控制值在流域內(nèi)各省區(qū)基本達(dá)成了一致的意見(jiàn)，在吉林省，還納入了《吉林省河道管理?xiàng)l例》中：“對(duì)于阻水的橋梁，按規(guī)定防洪標(biāo)準(zhǔn)，橋前壅水高度10cm以上30cm以下的，加高壅水回水范圍內(nèi)的兩岸堤防；橋前壅水高度30cm以上的，由建設(shè)單位在規(guī)定的期限內(nèi)改建”。從多年來(lái)審批經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，目前已建的松花江干流上的哈爾濱松花江公路大橋擴(kuò)建工程、哈爾濱至齊齊哈爾城際鐵路跨越松花江大橋、嫩江干流上的綏滿高速齊甘段嫩江大橋、綏滿高速富拉爾基連接線嫩江大橋、前嫩公路伊春至嫩江（省界）段嫩江縣嫩江公路大橋、松原至陶賴昭鐵路跨越第二松花江特大橋，在技術(shù)審查階段最大高度均按照10cm進(jìn)行控制，跨河建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)多年來(lái)的運(yùn)行對(duì)水利工程設(shè)施無(wú)明顯不利影響。綜合上述分析，本次研究對(duì)松遼流域跨河建設(shè)項(xiàng)目最大壅水控制仍為10cm。

2 最大壅水高度計(jì)算方法研究

最大壅水高度一般采用經(jīng)驗(yàn)公式法、一維能量方程法、二維動(dòng)量方程法、物理模型實(shí)驗(yàn)法。

對(duì)于山區(qū)型，單一河道、對(duì)河勢(shì)影響很小的河流，一般可采用經(jīng)驗(yàn)公式與一維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于平原型寬淺型河流，如松花江干流、嫩江干流、第二松花江干流等重點(diǎn)河段，一般要求采用二維數(shù)學(xué)模型或物理模型進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于重點(diǎn)河段上的重點(diǎn)防洪城市河段（依據(jù)流域防洪規(guī)劃區(qū)分），如松花江干流哈爾濱市城區(qū)段、嫩江干流齊齊哈爾城區(qū)段、第二松花江干流吉林市區(qū)段等均要采用河工模型試驗(yàn)進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)于國(guó)境界河，跨河建設(shè)項(xiàng)目涉及防洪安全，還涉及國(guó)際水事糾紛問(wèn)題，因此，國(guó)境界河中山區(qū)型、單一河道，可采用二維數(shù)學(xué)模型計(jì)算。

經(jīng)驗(yàn)公式法一般常用的有鐵科院公式、鐵三院公式、鐵路橋梁鑒定公式、Henderson公式，為了對(duì)比經(jīng)驗(yàn)公式法和一維能量方程法，選取10座典型橋梁進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果列于表1，由表1可以看出，當(dāng)河灘路基阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值<10%時(shí)，鐵三院公式與一維能量方程計(jì)算結(jié)果較為吻合，這和實(shí)際橋梁壅水情況也較吻合，其他情況下各個(gè)公式計(jì)算結(jié)果偏差較大，因此建議：在河灘路基阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值<10%時(shí)，宜用鐵三院公式或一維能量方程計(jì)算橋前最大壅水高度；對(duì)于河灘路基阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比值>10%時(shí)，宜用二維動(dòng)量方程計(jì)算；對(duì)于沖淤研究或?qū)τ诤訛┞坊钄嗔髁颗c設(shè)計(jì)流量的比值>50%，且重要的橋梁或橋梁經(jīng)過(guò)重要的河段，宜用物理模型實(shí)驗(yàn)法。

參考文獻(xiàn)

[1] 浦瑞年，李國(guó)斌.墩柱壅水高度計(jì)算公式的探討[J].江蘇水利，2004（6）：18-19.

[2] 孫梅秀，李昌華.河港碼頭壅水高度計(jì)算公式[J].水運(yùn)工程，1995（6）：42-48.endprint