李盼盼
城市道路的洪水影响评价探讨
李盼盼
一、前言
城市道路是城市高速发展的基础,穿河的城市道路不仅要考虑道路的交通功能,还要考虑其与防洪之间的影响关系,以保证防洪安全和道路工程安全,避免危害防洪安全和道路工程安全的事件发生。
根据《中华人民共和国防洪法》的要求,建设跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线、取水、排水等工程设施,应当符合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求,不得危害堤防安全,影响河势稳定,妨碍行洪通畅。城市道路的防洪影响评价应着重在以下两个方面进行分析:一是道路建设对河道行洪的影响;二是洪水对道路工程的影响。本文以黄山大道东段工程的防洪影响评价为例,对城市道路的防洪影响评价进行探讨。
二、工程概况
蚌埠市黄山大道东段工程道路等级为城市主干路,路线全长10029m,红线宽度50m。该工程穿越龙子湖南端水域,道路沿线水系发达,部分路段侵占龙子湖防洪调蓄库容。沿线建设中小桥梁2座,过路箱涵3座。龙子湖为淮河干流蚌埠闸下右岸的一级支流,位于蚌埠市区东部,其水源于东、西芦山,向北经曹山闸、郑家渡闸入淮河。
三、道路建设对河道行洪的影响
道路建设对河道行洪的影响主要在以下两个方面进行评价:一是工程是否侵占河道防洪调蓄库容,影响河道防洪能力;二是建设桥涵处,桥涵孔径能否满足行洪要求。
1.侵占河道库容对行洪安全的影响
黄山大道部分路段穿过龙子湖南端湖区,侵占了龙子湖防洪调蓄库容,降低了龙子湖的防洪能力,需要对道路侵占龙子湖湖区而对防洪产生的影响进行分析计算。龙子湖流域20年一遇设计水位为19.0m,正常蓄水位为17.5m,结合道路侵占龙子湖防洪库容处地面高程和侵占面积,计算出侵占17.5~19.0m的防洪调蓄库容合计为99.0万m3。龙子湖防洪调蓄库容为1500万m3,道路侵占库容面积占龙子湖流域防洪调蓄库容的6.6%。计算成果见表1。
根据道路的侵占库容分析该工程对防洪的影响。龙子湖流域面积为140km2,根据整个流域地形地势及周边地区城市建设规划,将汇水区域分为山丘区100km2、水面10km2及城市建成区30km2三部分进行汇流分析计算,其中山丘区汇流按淮南山丘区24h单位线法,水面降水直接形成径流,城市区按径流系数(0.85)法。水面与城市规划区形成的径流与山丘区形成的径流进行同时段叠加,按水文分析成果,根据水量平衡公式,扣掉侵占的防洪调蓄库容后,若发生20年一遇的洪水,现有龙子湖排涝泵站正常运行的情况下,水位将达到19.10m。若确保龙子湖20年一遇的防洪水位为19.0m,抽排泵站需增加4.16m3/s的能力。可见该工程的建设对龙子湖的防洪有很大影响。
2.桥涵孔径对行洪安全的影响
拟建道路自西向东依次跨越姜桥大沟、洼张大沟、西涧沟和东涧沟四条支流以及西朱灌溉站引水沟。支流均为山丘区河道,集南部高水通过涧沟排入龙子湖。由于流域面积较小,采用“安徽省山丘区洪峰流量经验公式”计算各支流20年一遇设计洪水流量,计算结果见表2。西朱灌溉站的灌溉流量和引水沟沟底高程根据已有资料获得。
根据上述分析计算成果,按水利行业相关规范初步分析,仅有东涧沟箱涵不能满足防洪要求,应加大箱涵过水断面,其他桥涵孔径均满足行洪及引水要求。
四、洪水对道路工程的影响
黄山大道的洪水标准为50年一遇,但目前仅对龙子湖20年一遇的洪水位进行了核算,不能满足该工程的需要,故需分析龙子湖50年一遇洪水位。
通过水文分析,龙子湖若发生50年一遇的降雨,现有龙子湖排涝泵站正常运行的情况下,水位将达到19.47m。因此,拟定在现状工程情况下,龙子湖50年一遇的洪水位可能为19.5m。
黄山大道穿越河道处,部分路段路面设计高程在20.0m左右,虽高于20年一遇的防洪水位,但达不到道路的防洪标准。该段道路处于龙子湖的末端,考虑水位比降及风浪爬高,该段路面高程偏低,若发生50年一遇洪水,有可能会发生因洪水淹没而产生的影响和损失。
五、对策措施
根据道路工程对防洪、防洪对工程的影响分析,需要提出相关的防治对策措施,以保证防洪与工程安全。
1.防洪调蓄库容补偿
当龙子湖发生20年一遇设计洪水时,工程侵占龙子湖防洪调蓄库容99.0 万m3,需对侵占的河道防洪调蓄库容进行补偿。以同龙子湖20年一遇设计洪水标准下的路基侵占河道库容的120%进行库容补偿提出容积的补偿方案,拟补偿库容118.8万m3。补偿方案应结合龙子湖岸线治理、排洪大沟疏浚及筑路取土综合确定,并应由相应水利资质的单位进行专项设计。
2.道路阻断排水的补救措施
路南部分高地水顺坡排入龙子湖,道路修建之后,道路阻断了上游高水的出路,南部山区涝水会潴积路南,对道路安全产生一定的影响,因此,应按排涝区的排涝标准,根据地形在拟建道路南侧合理建设截水沟。截水沟应由相应水利资质的单位进行专项设计。
3.洪水对工程影响的补救措施
穿河段路面高程在20.0m左右,但龙子湖50年一遇洪水位可能为19.5m,为避免穿河段道路因洪水淹没产生不利影响和损失,建议抬高该部分路面。
龙子湖的主要支流汇南部山丘区涝水,河道比降较大,水量大,水流急,对河道冲刷能力强。应加强对穿湖区段的路基、河道防护。
六、结语
城市道路的洪水影响评价,应综合考虑行洪排涝、工程安全等方面的要求,为城市道路的建设提供支撑。即避免新建道路对河道、护岸产生危害,产生新的滞涝区,加重城区洪涝灾害;又避免新建道路遭受洪水灾害,阻断交通,给人民生命财产造成损失。黄山大道的洪水影响评价对其更好地符合城区经济发展规划的要求、更好地发挥城市道路的功能,起到了积极有效的作用
表1 道路侵占河道库容计算成果表
表2 各支流设计流量计算成果表
(作者单位:蚌埠市水利勘测设计院233000)