郭富興

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114002)

1 縣域概況

1.1 水資源狀況

岫巖滿族自治縣隸屬于遼寧省鞍山市，位于遼東半島的北部，地理坐標(biāo)北緯40°00′～40°39′；東經(jīng)122°52′～123°41′。東及東南與鳳城、東港毗鄰，西與營(yíng)口、蓋州為鄰；南與莊河相接；北及西北與遼陽(yáng)、海城接壤。南北長(zhǎng)91.8 km，東西寬75.5 km。境內(nèi)水資源豐富，多年平均降水量為775.8～933.8 mm，其表現(xiàn)為由南東向北西呈遞減趨勢(shì)。水資源總量18.92億 m3，其中地表徑流量18.86億 m3，地下徑流量3.92億 m3。人均水資源占有量高于全國(guó)人均水平。水能蘊(yùn)藏量7.45萬(wàn) kw。地下熱水資源35萬(wàn) m3。共有大小河流500多條，匯集成大洋河及其最大支流哨子河，大洋河在境內(nèi)河流長(zhǎng)111.8 km，哨子河在境內(nèi)河流長(zhǎng)137.1 km，匯合后流向東南注入黃海。大洋河和哨子河在境內(nèi)流域總面積4 466 km2，總落差991.9 m。岫巖地?zé)豳Y源豐富，全縣24℃～50℃的溫泉水有8處，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出具有很高療養(yǎng)價(jià)值的仙人咀溫泉和溝湯溫泉等2處。

1.2 水文氣象

岫巖滿族自治縣屬于北溫帶濕潤(rùn)地區(qū)季風(fēng)氣候，年平均氣溫7.4℃，多年年平均降雨量775.8～933.8 mm。南距渤海、黃海較近，一年四季受季風(fēng)支配，春、夏、秋、冬四季分明。其特點(diǎn)是：雨熱同步，干冷同期，溫度適宜，光照充足。春季，少雨多風(fēng)，日照時(shí)間長(zhǎng)，回暖快，蒸發(fā)量大，氣候干燥，常有旱象；夏季，以偏南風(fēng)為主，海洋溫暖濕潤(rùn)空氣北移，高溫多雨，氣候濕潤(rùn)，易發(fā)生洪澇；秋季，南北風(fēng)交替，降水適中，氣候較涼爽,晝夜溫差較大；冬季，以偏北風(fēng)為主，西伯利亞寒潮頻繁南侵，受高壓控制，降雪少，寒冷干燥。

以岫巖水文站為代表站，依據(jù)該站67年降雨量資料系列統(tǒng)計(jì)分析：多年平均降水量819.7 mm。最大年降水量1 451.3 mm，發(fā)生在1964年；最小年降水量434.1 mm，發(fā)生在2002年；降水量四季變化明顯，年內(nèi)分配不均勻，6-9月降水量占全年的75.6%，7、8兩月占全年的54.7%，冬季寒冷雪少，1、2、12三個(gè)月僅占全年的3.0%。岫巖地區(qū)雨量充沛，年降水86～106 d。

區(qū)域多年平均蒸發(fā)量1 180.7 mm，最大年份蒸發(fā)量1 553.7 mm，發(fā)生在1965年；最小年蒸發(fā)量803.2 mm，發(fā)生在1990年；1月蒸發(fā)量最小，為28.4 mm，5月份蒸發(fā)量最大，為183.9 mm。

岫巖屬北溫帶濕潤(rùn)地區(qū)季風(fēng)氣候，四季分明，多年平均風(fēng)速在2～4 m/s之間，年平均日照時(shí)數(shù)為2 302.7 h，年平均氣溫7℃～8℃，全年無(wú)霜期為156 d。

2 興雅線炮臺(tái)山大橋工程概況

興雅線城東炮臺(tái)山傍河擬建大橋位于大洋河流域中下游，岫巖滿族自治縣城區(qū)內(nèi)。工程項(xiàng)目位于大洋河干流上。大洋河發(fā)源于岫巖滿族自治縣偏嶺鎮(zhèn)一棵樹嶺南側(cè),河源高程928.90 m，上游哈達(dá)碑、石灰窯、前營(yíng)子、蘇子溝、紅旗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的支流匯合后流經(jīng)岫巖、楊家堡鎮(zhèn)、嶺溝鎮(zhèn)在哨子河鄉(xiāng)與哨子河匯合。境內(nèi)總河長(zhǎng)111.8 km, 大洋河流域面積為1 961.6 km2,平均坡降2.19‰，本流域多屬山區(qū),部分河段落差大,水資源較豐富，多年平均地表水資源量8.14億 m3。

3 水力計(jì)算評(píng)價(jià)

3.1 計(jì)算范圍

本次評(píng)價(jià)水力計(jì)算為大洋河干流水力計(jì)算，由于岫巖水文站設(shè)在大洋河上，岫巖站具有1957年至2010年共計(jì)54 a的水文實(shí)測(cè)資料，因此用岫巖站水文資料來(lái)推算大洋河干流以及工程處的水面線。

根據(jù)岫巖水文站的水位流量資料、實(shí)測(cè)斷面資料以及參考岫巖城市補(bǔ)充規(guī)劃堤線方案成果分析計(jì)算求得水面線，水面線計(jì)算范圍從北洋河橋到南過(guò)河口，計(jì)算范圍內(nèi)河道全長(zhǎng)10 394 m，布置河道計(jì)算橫斷面18條，跨河橋梁一座，即大洋河?xùn)|大橋，本次評(píng)價(jià)的興雅線炮臺(tái)山擬建大橋的北端在岫巖水文站原斷面上游330 m，橋的南端在岫巖水文站原斷面下游160 m。

3.2 計(jì)算頻率及設(shè)計(jì)流量

根據(jù)《岫巖城市補(bǔ)充規(guī)劃堤線方案》(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2010年8月)，《大洋河岫巖城市段河道防洪規(guī)劃報(bào)告》確定岫巖主城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，非主城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇。

本次防洪影響評(píng)價(jià)的興雅線炮臺(tái)山擬建大橋工程位于岫巖縣主城區(qū)河段上，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇。因此，本次水力計(jì)算的頻率為50 a一遇，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量4 110 m3/s。

同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)部門提供的設(shè)計(jì)資料，興雅線炮臺(tái)山擬建大橋工程橋梁設(shè)計(jì)洪水頻率為百年一遇，本次水力計(jì)算也對(duì)百年一遇的洪水頻率進(jìn)行了水面線的計(jì)算，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量4 980 m3/s。

水面線計(jì)算起點(diǎn)水位采用岫巖水文站歷年水位流量關(guān)系曲線查得百年一遇的水位為81.03 m，50 a一遇的水位為80.55 m，20 a一遇的水位為79.88 m。

3.3 計(jì)算方法

本次評(píng)價(jià)水面線計(jì)算采用能量方程式進(jìn)行計(jì)算，其中橋雍水計(jì)算采用鮑氏公式，一般斷面間用能量方程式計(jì)算。

(1)

式中：Z1、Z2分別為下、上游斷面的水位(m)；hf、hj分別為上、下游斷面間的沿程、局部水頭損失(m)；u1、u2分別為下、上游斷面的流速(m/s)；

鮑氏公式：

ΔZ=η(V2-V12)

(2)

(3)

(4)

式中：ΔZ為橋前最大壅水高度(m)；η為系數(shù)(與水流進(jìn)入橋孔的阻力有關(guān))；V為有沖涮情況時(shí)，橋下平均流速(m/s)；V1為天然情況下橋位處平均流速(m/s)；P為與橋孔沖涮有關(guān)的系數(shù)；W過(guò)、W阻為橋的過(guò)水和阻水?dāng)嗝婷娣e(m2)；Vs為橋下設(shè)計(jì)洪水流速(m/s)。

3.4 計(jì)算方案

本次水力計(jì)算對(duì)工程建成前、后分別進(jìn)行水力計(jì)算。

建工程前，即現(xiàn)狀條件下大洋河岫巖水文站至北洋河橋河段水面線計(jì)算方案。

建工程后，即興雅線炮臺(tái)山擬建大橋工程建成實(shí)施后的大洋河河道城市段水面線計(jì)算方案。為了評(píng)價(jià)其擬建工程對(duì)防洪工程的影響，本方案按照工程實(shí)施后條件、對(duì)大洋河城區(qū)段進(jìn)行水力計(jì)算，以反映工程建設(shè)后對(duì)水位、流速等方面的影響。

3.5 計(jì)算成果

大洋河河道城區(qū)河段水面線計(jì)算成果見(jiàn)圖1。

圖1 大洋河跨河大橋100 a一遇擬建工程前、后水面線對(duì)比圖

4 結(jié)語(yǔ)

(1)從大洋河河道城區(qū)段水面線計(jì)算的成果來(lái)看，在大洋河100 a一遇設(shè)計(jì)洪水條件下，興雅線炮臺(tái)山大橋擬建工程處設(shè)計(jì)流量為4 980 m3/s，工程建成后最大雍水值為0.01 m，壅水曲線全長(zhǎng)為13 m，工程建設(shè)后造成的雍水值較小，影響范圍較短，對(duì)該地區(qū)河道行洪安全不會(huì)產(chǎn)生較大不利影響。

(2)在大洋河50 a一遇設(shè)計(jì)洪水條件下，興雅線炮臺(tái)山大橋擬建工程處設(shè)計(jì)流量為4 110 m3/s，工程建成后最大雍水高度為0.01 m，壅水曲線全長(zhǎng)為13 m，工程建設(shè)后造成的雍水?dāng)?shù)值不大，對(duì)該地區(qū)河道行洪安全產(chǎn)生影響較小。

(3)在大洋河20 a一遇設(shè)計(jì)洪水條件下，興雅線炮臺(tái)山大橋擬建工程處設(shè)計(jì)流量為2 990 m3/s，工程建成后最大雍水值為0.01 m，壅水曲線全長(zhǎng)為13 m，工程建設(shè)后造成的雍水值較小，影響范圍較短，對(duì)該地區(qū)河道行洪安全不會(huì)產(chǎn)生較大不利影響。