新民市供水工程涉柳河部分防洪影响分析

王 毅，苏兴大

(1.建平县江河流域保护管理局，辽宁 建平 122400；2.鞍山市天水水务咨询有限公司，辽宁 鞍山 114000)



新民市供水工程涉柳河部分防洪影响分析

王 毅1，苏兴大2

(1.建平县江河流域保护管理局，辽宁 建平 122400；2.鞍山市天水水务咨询有限公司，辽宁 鞍山 114000)

通过水文分析，计算新民市供水工程涉柳河部分各频率洪峰流量并分析洪水特性。采用河道一维恒定流数学模型，计算涉河部分的设计水位及工程建设后的水位，比较工程建设后对规划设计水位的影响，并结合地勘资料计算河道最大冲刷深度。利用各相关工程规划设计资料、现状河流资料及防洪工程资料，分析项目建设对河势、河道防洪工程、防汛抢险以及其它工程的影响，并提出防洪影响分析成果。

水文分析；洪峰流量；河道演变；冲刷深度；防洪影响分析

1 建设项目概况

新民市供水工程涉柳河段管线长度5031m，管线桩号为40+079-45+110。新民市供水工程涉柳河部分管材采用1×DN900球墨铸铁管。管线设计标准为30a一遇，校核标准为100a一遇。

管线于桩号40+079-40+237穿越柳河左岸堤防，与堤防交角约为40°。管线穿越堤防长度为158m，其中迎背水堤脚间长度为68m。管线顺堤防方向开槽长度约24m。管道穿越位置堤顶高程为45.64m，背水侧堤脚处地面高程为40.46m，管顶埋深2.25m；迎水侧堤脚处地面高程为41.06m，管顶埋深2.32m。管线穿越堤防采用明槽管沟的方式施工，穿越位置完成后对其原样恢复。为防止接触渗漏，在桩号40+147.960、40+154.001分别设置混凝土截水环。

桩号40+237-45+110段管线沿滩地铺设，铺设长度为4873m，最小埋深分别为1.53m，河底最低高程在34.98m左右，设计管道中心埋置高程为31.85-39.16m。本段管线有2段距离堤防<40m，属于堤防护堤地，其余段管线与堤防堤脚距离均>40m。2段管线桩号分别为41+796-42+573、43+081-44+165，管线长度分别为777m、1084m。

管道穿越堤防及柳河滩地均采用明槽管沟的方式。涉河部分施工安排在汛前完成。

2 河道演变分析

新民市供水工程涉柳河部分位于新民城市段，该段河道属于彰武以下河段。该段河道平均比降为0.65‰，河宽1700-2700m，平均河宽为2300m，主槽宽度多为300-500m，两岸地形平坦，滩槽较明显，滩槽高差基本在0.5-2.3m，滩地多为耕地，靠近堤防位置为林地。

本次管线涉河位置经过新民水文站，采用该站的实测断面进行套汇，分析河道实测的冲刷深度。套绘成果见图1。根据新民站历年横断套绘成果分析，新民站实测大横断处河道横向摆动幅度较小，主要表现为最深河底在横向上的移动；纵向上，2010年平均河底比1997年平均河底高约0.1m，总体趋势为缓慢淤积。

新民市供水工程涉柳河部分是G102公路桥上游1km至沈山铁路桥段左岸滩地。管线涉及河段有3座桥梁，相当于在柳河左岸滩地的3座长丁坝，控制河势进一步向两岸摆动。从1980年—2009年的29年间，柳河未摆动至管线所在位置。从偏安全考虑，桩号41+852-42+386段管线按照主槽穿越考虑。其余段管线靠近主槽较远，且受3座桥梁引桥的控制，主槽演变至管线所在位置可能性较小。按照滩地穿越考虑。

图1 柳河新民站历年横断面套绘图

3 水文计算

柳河是辽河中下游右侧的一条多泥沙支流，发源于内蒙古库仑旗扣河子镇，流经内蒙古的库仑旗、辽宁省阜新县、彰武县、新民市四个县旗(市)，在新民市城南王家堡村附近注入辽河。河流全长302km。柳河上游有三条支流，柳河流域特性见表1。

表1 柳河流域特性表

3.1 设计洪水

柳河暴雨成因主要影响系统有华北气旋、高空槽和台风等。由于柳河流域洪水主要由暴雨产生，所以洪水主要发生在汛期(6-9月)，而且又往往集中于几次大洪水。流域一次洪水历时大约为24h，属于陡涨陡落的山区性河流，峰型多是单峰型式，双峰或多峰的型式也时有发生。连续两次洪水的历时，一般为3-5d。

3.1.1 闹德海水库设计洪水计算

柳河上游的闹德海水库为大(2)型水库，下游设计洪水受闹德海水库调蓄影响。对闹德海水库设计洪水及设计放流成果进行详细分析，设计洪水成果见表2。

表2 闹德海复核设计洪水成果 Q:m3/s W:106m3

3.1.2 闹德海水库以下各控制地点的设计洪水

闹德海水库属大(2)型水库，按100a一遇洪水设计，1000a一遇洪水校核。设计洪峰流量7560m3/s，校核洪峰流量12900m3/s。经计算，闹德海水库的最大出库流量P=1%时为3253m3/s，P=2%时为2577m3/s，P=5%时为1585m3/s，P=10%时为926m3/s。本次洪峰资料延长到2012年，补充系列以后的相关点据和采用的关系线如图2和图3。

图2 闹德海～彰武洪峰流量相关图

图3 彰武～新民洪峰流量相关图

通过上述相关关系得出彰武、新民站设计洪峰流量成果如表3。

3.2 壅水分析计算

本次水面线计算范围为河口至G102公路桥上游约2km处(断面XLU10)，河道全长20.11km，共布置横断面19条。计算断面采用2015年实测的横断面成果。平面图采用2008年1∶10000电子地形图及2009年航拍图。主槽的糙率较小在0.018-0.021之间；下游河滩地上植被较多，其糙率值较大在0.08-0.13。水面线采用能量方程式进行计算，其中桥壅水计算采用鲍氏公式，一般断面间用能量方程式推算。水面线计算成果见表4。

表3 闹德海水库以下各控制站设计流量成果表 m3/s

表4 水面线计算成果表 m

3.3 冲刷计算

采用《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)局部冲刷深度公式，计算成果见表5。滩地冲刷深度较小，仅为0-0.23m。主槽冲刷深度为3.64m。涉河段管线管顶埋深均在100a一遇冲刷深度以下。

表5 冲刷计算成果表

4 防洪影响分析

4.1 与现有水利规划的关系及影响分析

根据《柳河防洪治理工程可行性研究报告》，该段规划已实施完成，管线的修建不会对水利规划的安排与实施造成影响。

4.2 与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性分析

管线涉及段柳河左岸堤防50a一遇设计标准。新民市供水工程设计防洪标准为30a一遇，校核防洪标准为100a一遇，防护措施均按照100a一遇考虑，高于所在河段的防洪标准。管线穿河、破堤及回填、复堤均严格按照有关水利规范进行。管道设计所采用的洪水标准、结构型式、工程布置等均符合所在河段的防洪标准及有关技术要求。

4.3 对行洪安全和河势稳定的影响分析

新民市供水工程为隐蔽工程，且管顶埋深均在100a最大累计冲刷深度以下，当发生100a一遇或小于100a一遇洪水时，管道不会被洪水冲刷破坏出露而对水流产生扰动，所以管道对河道的行洪安全没有影响。且管线铺设位置位于历史河道演变范围之外，管线修建后不会对河势稳定造成影响。

4.4 对现有防洪工程与设施影响分析

管道穿越堤防采用大开挖施工。为防止接触渗漏，在桩号40+147.960、40+154.001两桩号位置分别设置1.9m×1.9m×0.5m的C25W10F50混凝土截水环。能够有效的防止接触渗漏。球墨铸铁管使用寿命长(50-100a)，国内已被广泛运用，管材承插口均采用楔形胶圈密封，其抗轴向及径向变形能力强，防渗漏效果好、安全性高。涉河段管线的渗漏可能性很小，对周边设施影响甚低。

4.5 对防汛抢险的影响分析

管道为全程埋设的隐蔽工程，且管道在非汛期施工，在施工完成后，能够将施工弃渣在汛期来临前清理干净。管道的修建对防汛抢险没有影响。

[1]刘连梅.南水北调中线工程防洪影响分析[J].水科学与工程技术，2007(02)：82-84.

1007-7596(2017)01-0027-03

2017-01-14

王义(1977-)，男，辽宁建平人，工程师，从事水利工程建设管理工作；苏兴大(1981-)，男，辽宁喀左人，工程师，从事水利工程设计和咨询工作。

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