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        某開(kāi)發(fā)區(qū)項(xiàng)目取水工程防洪影響評(píng)價(jià)分析

        2022-08-19 06:18:28鵬,徐
        山西水利 2022年4期
        關(guān)鍵詞:工程

        涂 鵬,徐 凱

        (1.南昌市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院,江西 南昌 330009;2.中鐵水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司,江西 南昌 330009;3.江西贛禹工程建設(shè)有限公司,江西 南昌 330009)

        1 工程概況

        南昌小藍(lán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目工程,廠址位于小藍(lán)工業(yè)園區(qū)東側(cè)中部位置。廠址北側(cè)緊鄰規(guī)劃道路精誠(chéng)路,南側(cè)約200m處為規(guī)劃道路汽車南路,東側(cè)緊鄰規(guī)劃的雄溪路,西側(cè)緊鄰嘉景路。補(bǔ)給水泵房布置在蓮塘河左岸城西聯(lián)圩的圩區(qū)內(nèi),距離城西聯(lián)圩堤內(nèi)腳63m;自流引水管穿過(guò)城西聯(lián)圩圩堤,相應(yīng)城西聯(lián)圩斷面樁號(hào)22+770附近;鋼制取水頭部(取水口)布置于蓮塘河河道內(nèi),距離圩堤外堤腳約109m。

        2 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

        2.1 壅水分析計(jì)算

        由于工程的自流引水管與取水頭,布置在河道內(nèi),可能存在一定的阻水作用,將在河段內(nèi)及上游附近產(chǎn)生壅水。根據(jù)項(xiàng)目所在河段圩堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),分別對(duì)50年一遇、20年一遇2種頻率洪水進(jìn)行壅水分析計(jì)算。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范及技術(shù)手冊(cè),工程實(shí)施產(chǎn)生的壅水采用水面曲線和近似公式(包括公路規(guī)范公式和水利手冊(cè)公式)兩種方法進(jìn)行分析計(jì)算。

        2.1.1 水面曲線法壅水計(jì)算

        采用小藍(lán)熱電項(xiàng)目實(shí)施前后的河道斷面資料,分別推求各頻率洪水水面線,對(duì)工程實(shí)施前后之洪水水面線的變化情況進(jìn)行分析比較,根據(jù)工程實(shí)施后對(duì)河道洪水位的壅高值,推理影響范圍。

        小藍(lán)熱電項(xiàng)目在河道內(nèi)的阻水構(gòu)筑物為取水頭部,出露在河道內(nèi)的阻水面積為1.68m2,占20~50年一遇洪水過(guò)水面積的0.28%~0.29%,壅水及斷面面積比較見(jiàn)表1。

        表1 壅水計(jì)算成果表

        由于河道內(nèi)洪內(nèi)澇特性,河道水面寬闊,斷面流速較平緩,斷面平均流速不到0.3m/s,因此,工程實(shí)施前后水面線計(jì)算的差異較小,其差值小于設(shè)定的水面線試算允許誤差0.001m,斷面面積和流速變化比較見(jiàn)表2。由于水面線差值很小,水面線成果與撫河故道及蓮塘河設(shè)計(jì)洪水水面線成果基本相同。

        表2 工程前后過(guò)水面積與流速變化表

        2.1.2 近似公式法壅水計(jì)算

        分別采用交通部門和水利部門常用的以下兩種近似公式進(jìn)行壅水計(jì)算。計(jì)算洪水頻率采用2%、5%兩種頻率。

        (1)鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范公式

        依據(jù)《鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10017-99)中介紹的壅水計(jì)算方法,其計(jì)算公式為:

        式中:η——修正系數(shù),根據(jù)工程阻斷流量與設(shè)計(jì)流量的比取值,本次評(píng)價(jià)取η=0.05;

        VM——工程后斷面平均流速,m/s,由式VM=QP/Aj求得,(QP為設(shè)計(jì)流量,m3/s;Aj為凈過(guò)水?dāng)嗝婷娣e);

        V0——工程前斷面平均流速,m/s,V0=QP/A,A為天然情況下過(guò)水面積。

        公式根據(jù)工程實(shí)施前、后的斷面平均流速的變化,計(jì)算橋前壅水值。由于工程實(shí)施后的斷面過(guò)水面積減小較少,兩種頻率計(jì)算的壅水值僅為0.0003m,小于0.001m,基本可忽略不計(jì)。

        (2)水利動(dòng)能設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算公式

        《水利動(dòng)能設(shè)計(jì)手冊(cè)》(防洪分冊(cè))中介紹的壅水計(jì)算公式:

        式中:△h——壅水高度,m;

        α——流速系數(shù),本次取α=1.10;

        V下——天然情況下,計(jì)算斷面相應(yīng)設(shè)計(jì)流量QP的平均流速,(V下=QP/A0,A0為斷面過(guò)水面積),m/s;

        h下——天然條件下斷面的平均水深,m;

        B——天然條件下計(jì)算斷面的水面寬度;

        ∑b——工程實(shí)施后過(guò)水?dāng)嗝鎸挾瓤偤停?/p>

        ε——側(cè)收縮系數(shù),本次取0.999。

        該公式主要考慮水面寬的變化來(lái)反映壅水值。由于工程后的水面寬與工程前沒(méi)有束窄(水面部分),因此,該公式計(jì)算的壅水也接近于0。

        (3)最大壅水值采用

        由于工程實(shí)施后減少的斷面過(guò)水面積很?。ㄕ急纫埠苄。夜こ毯佣蔚牧魉佥^小,多種方法計(jì)算的最大壅水值均小于0.001m。經(jīng)綜合分析,壅水分析結(jié)論為:工程實(shí)施后最大壅水值很小,為小于0.001m。

        2.2 沖刷與淤積分析計(jì)算

        項(xiàng)目實(shí)施后,在河道內(nèi)布置有約寬1.4m高1.2m的取水頭部,出露在河道內(nèi)的阻水面積約為1.68m2,約占過(guò)水面積的0.29%。由于工程所在河屬內(nèi)河性質(zhì),河面寬闊,底坡平緩,流速緩慢,20~50年一遇洪水下的斷面平均流速不足0.3m/s。工程擠占過(guò)水面積后,斷面平均流速增大僅為0.0005m/s,即對(duì)流速改變很小,對(duì)河床產(chǎn)生的沖淤作用也很小。因此,本評(píng)價(jià)僅進(jìn)行河床自然演變沖淤變化的分析。

        工程河段水面寬闊,水流平緩,受兩岸圩堤以及橋涵的作用,河道被約束在圩堤、橋涵與局部高地等控制節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)行,河道橫向變形的作用較小,即河道因橫向變形產(chǎn)生的沖刷作用較小。河道與撫河故道相連,受鄱陽(yáng)湖以及撫河故道高水位的頂托影響,水流較平緩,流速較小,河道多呈自然淤積狀態(tài)。在河段深泓線擺動(dòng)引起的沖刷變形方面,總體上在兩岸高地與圩堤的約束下,深泓線的擺動(dòng)幅度小,其引起的沖淤變化也較小。此外,受兩岸農(nóng)業(yè)耕作對(duì)地表的擾動(dòng)等影響,流入河道的泥沙較多,河道總體呈淤積狀態(tài)。

        綜合以上分析,工程所在河道的沖淤變化主要受水流與兩岸來(lái)沙等的作用與影響,河道存在一定的淤積趨勢(shì)。

        2.3 河勢(shì)影響分析

        工程所在地區(qū)位于贛江撫河之間,地處贛撫尾閭濱湖地區(qū),該地區(qū)的洪水特征,主要表現(xiàn)為受上游來(lái)水(河洪)及下游鄱陽(yáng)湖高水位(湖洪)的共同影響,河道高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),河道高水位主要受下游鄱陽(yáng)湖洪水的頂托作用。在下游鄱陽(yáng)湖高水位的作用下,河道過(guò)水面積大,水流流速小,河道呈內(nèi)河特征,水流對(duì)河床的作用較小。因此,在兩岸圩堤的作用下,工程所在河段的河勢(shì)穩(wěn)定。

        工程所在河段附近的城西聯(lián)圩、合山聯(lián)圩、萬(wàn)新聯(lián)圩均為區(qū)域重要堤防,城西聯(lián)圩的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,合山聯(lián)圩和萬(wàn)新聯(lián)圩的防洪標(biāo)準(zhǔn)均為20年一遇。為滿足區(qū)域防洪要求,相關(guān)規(guī)劃按防洪標(biāo)準(zhǔn)要求加高加固兩岸堤防。堤防加高加固實(shí)施后,區(qū)域防洪能力將得到較大的提高,工程所在河段的河勢(shì)將進(jìn)一步得到有效控制。

        根據(jù)小藍(lán)熱電項(xiàng)目取水工程的布置,在河道內(nèi)的建筑物有取水頭部以及與之相連接的取引水管,在河道內(nèi)的阻水面積約為1.68m2,約占斷面過(guò)水面積的0.29%,工程實(shí)施后斷面平均流速增大僅為0.0005m/s,其對(duì)流速影響很小,對(duì)河床產(chǎn)生的沖淤作用也很小。

        綜上所述,即工程的實(shí)施總體上對(duì)河道流速改變很小,對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響也很小。

        3 防洪綜合評(píng)價(jià)

        3.1 與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析

        蓮塘河地處南昌縣小藍(lán)工業(yè)園區(qū)附近,已編制的城區(qū)(城市)防洪規(guī)劃主要有《南昌縣象湖地區(qū)水系綜合整治規(guī)劃》,在該規(guī)劃中,蓮塘河左岸的城西聯(lián)圩的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,蓮塘河右岸的萬(wàn)新聯(lián)圩、合山聯(lián)圩的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,兩岸的排澇站的排澇(排水)標(biāo)準(zhǔn)為10~20年一遇;區(qū)域防洪治澇措施主要有防洪圩堤、電排站與調(diào)蓄區(qū)等,目前工程所在河段規(guī)劃的防洪治澇設(shè)施,正在按規(guī)劃的防洪治澇標(biāo)準(zhǔn)逐步得到實(shí)施。工程所在河道岸線明確、穩(wěn)定,河道左右兩岸均為圩堤,目前圩堤正在按防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。工程與所在河段其他防洪工程的建設(shè)不產(chǎn)生矛盾,工程建設(shè)對(duì)防洪工程產(chǎn)生的不利影響(壅水與沖刷等)很小,基本適應(yīng)區(qū)域相關(guān)防洪治澇規(guī)劃的要求。

        3.2 與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)要求和管理要求的適應(yīng)性分析

        項(xiàng)目自流引水管在樁號(hào)22+770附近處穿過(guò)城西聯(lián)圩,熱電廠取水口斷面50年一遇設(shè)計(jì)水位為22.38m,20年一遇設(shè)計(jì)洪水位為22.09m。小藍(lán)熱電取水泵站的取水頭部放置在河道內(nèi),該構(gòu)筑物主要取決枯水期能否取上水,自身無(wú)防洪標(biāo)準(zhǔn)與防洪要求。取水泵站及熱電廠建設(shè)在城西聯(lián)圩圩區(qū)內(nèi),依賴于城西聯(lián)圩保護(hù),城西聯(lián)圩規(guī)劃的防洪標(biāo)準(zhǔn)滿足其防洪要求。故工程實(shí)施后,所在堤段的防洪能力與區(qū)域的防洪標(biāo)準(zhǔn)要求一致,工程的實(shí)施與現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)要求和管理要求相適應(yīng)。

        3.3 對(duì)排澇及其它水利設(shè)施的影響分析

        工程建設(shè)形成的壅水對(duì)所在河段的排水泵站產(chǎn)生的影響很小,因此對(duì)工程上游排澇產(chǎn)生的不利影響也很小。

        3.4 對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析

        工程的自流引水管穿過(guò)城西聯(lián)圩后埋在河床內(nèi),與自流引水管連接的鋼制取水頭部布置于蓮塘河河道內(nèi),引水管和取水頭部施工時(shí)間短,且施工期安排在枯水期,工期約2個(gè)月,工程實(shí)施基本不會(huì)影響汛期防汛搶險(xiǎn)車輛、防汛物資及人員的正常通行。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)小藍(lán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目取水工程防洪綜合分析,得出結(jié)論:

        (1)由于引水管穿過(guò)城西聯(lián)圩,引水管以及取水頭部布置在河道管理范圍內(nèi),項(xiàng)目的實(shí)施將對(duì)河道行洪、河勢(shì)、堤防工程等產(chǎn)生一定影響,對(duì)該工程建設(shè)進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)是必要的。

        (2)項(xiàng)目的取水頭部實(shí)施后50年、20年一遇洪水產(chǎn)生的最大壅水高度小于0.001m,壅水值很小。水位壅高值對(duì)堤防防洪安全的不利影響較小。

        (3)工程的取水頭部實(shí)施后局部河段的斷面平均流速有所變化,但變化值較小,工程河段仍將呈原有的以淤積為主狀況與趨勢(shì),項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)所在河段的河勢(shì)變化影響小。

        (4)工程實(shí)施后局部河段斷面平均流速有所增大,對(duì)河道將產(chǎn)生一定的沖刷作用。由于沖淤變化在一定時(shí)間之后將趨于平衡,因此工程的實(shí)施對(duì)所在河段的河勢(shì)變化不會(huì)產(chǎn)生較大的不利影響。

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