华县城南新区污水处理厂防洪评价分析

刘旭晶，李 刚

（西安景天水利水电勘测设计咨询有限公司，陕西 西安 710001）

华县城南污水处理厂建设可解决工业园区企业排污问题，减少园区企业污水对石堤河和渭河流域水质的污染，具有极大的环境效益和社会效益。本文就华县城南污水处理厂建设进行防洪影响评价分析，通过洪水计算、水面线推算、防洪墙稳定复核、防洪墙高程计算分析，冲刷分析计算，系统进行防洪评价，提出补救措施，并给出建设性意见。

1 防洪评价

1.1 设计洪水计算

华县城南新区污水处理厂及配套管网工程位于渭河一级支流石堤河以东，工程区以上河道长23 km，比降为57.9‰，流域面积为86 km2。石堤河东北方向25 km罗夫河峪口处设有罗夫堡水文站，控制流域面积122 km2，该站具有完整的实测水文资料系列。按照《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）要求，采用矩法估算统计参数，经验适线，得到罗敷堡水文站各频率设计洪峰流量。工程区设计洪水计算以罗敷堡水文站为参证站，通过水文比拟法计算，同时采用经验公式法和推理公式法等分别计算工程区处的设计洪峰流量，并对各种方法计算所得成果进行合理性分析，最终选取水文比拟法计算成果。即工程区处20年、50年一遇设计洪峰流量分别为194 m3/s、301 m3/s。

1.2 设计洪水位分析

根据河床比降、河道横断面情况，本项目在工程区及下游共实测了24条河道横断面，平均间距50 m，测量河段长度1304 m。水面线以项目区河段下游约806 m的平顺河床断面为控制断面分段计算，所选起始断面处20年一遇洪峰流量为194 m3/s。通过对实际测量资料的分析和计算，起始断面处的平顺河段比降为6.7‰。根据曼宁公式计算该断面的水位～流量关系，计算得起始水位为363.78 m。

根据糙率、起始水位、实测断面以及计算方法，从下游向上游采用能量守恒方程逐断面进行现状水面线计算。在水面线计算过程中，从下游到上游分别有公路桥、陇海铁路和310国道桥梁，由于桥梁桥墩占据了一定的过水面积，在桥梁断面处会产生壅水，因此在各个桥梁处要加桥梁壅水高度，再以此桥梁断面为起始断面进行分段推算。

1.3 防洪墙稳定复核

根据计算，防洪墙抗滑稳定、抗倾稳定、基底应力计算结果均在规范允许范围内，基底最大应力小于地基的允许承载力130 kPa，说明防洪墙的抗滑、抗倾覆稳定及基底应力均满足规范要求，防洪墙是安全的。

1.4 防洪墙顶高程分析

根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）要求，防洪墙顶高程为设计洪水位加超高值确定。通过超高计算，确定防洪墙超高为0.8 m。根据现场勘查、实际测量成果与20年一遇洪水水面线加超高后对比，防洪墙高度满足防洪要求。

1.5 冲刷分析

根据冲刷计算，工程区冲刷深度为0.99 m～1.31 m，结合河道断面演变情况分析及平顺段冲刷深度计算结果，考虑基础的安全埋深，综合确定防洪墙基础埋置深度位于深泓点以下1.8 m处较为合理。根据现场勘查以及与防洪墙施工图对比，项目区的堤防基础设计基础埋深在0.84 m～1.75 m之间，并且含有0.77 m（0.37＋0.4）厚的灰土垫层，防洪墙基础不满足抗冲刷要求。

2 防洪综合评价

2.1 对防洪规划的影响

城南新区污水处理厂工程的建设基本不影响《陕西省防洪规划》、《陕西省华县县城防洪规划》等文件中确定的总体要求与整治目标。

2.2 对现有防洪标准、技术要求的影响

根据《防洪标准》（GB 50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），综合分析后确定，污水处理厂的防洪墙的防洪标准采用20年一遇，相应防洪防洪墙的建筑物级别采用4级是合理的。

2.3 对行洪安全的影响

工程建设对工程河段及上下游的行洪安全没有实质性影响。

2.4 对河势稳定的影响

本次防洪墙的平面布置在桩号k0＋184处有一突出的折角，将会对行洪水流产生扰动，引起折角上下游洪水紊乱和顶冲，造成折角上下游的左右岸产生不同程度的冲刷。并可能在折角断面及以下的K0＋184～K0＋241断面之间形成河床下切，因K0＋241断面以下的河宽增加、流速降低，下切深度和影响范围将不会很大，不会影响整段河道的比降调整。因此，在对该顶冲段进行一定的防护处理后，河床比降将会基本稳定，不会对原有河床比降造成总体影响。

2.5 对防汛抢险的影响

从20年一遇洪水水面线计算成果来看，工程区的防洪墙高度能够满足过洪要求。本段河道左岸为派尔森化工有限公司，从现有厂区布置来看，未在河岸边预留防洪通道；根据华县城南新区污水处理厂平面布置图，也未明确的预留防洪通道。因此，本工程的建设对防汛抢险有一定的影响。

2.6 对第三人合法水事权益的影响

工程区处建有310国道桥梁，按100年一遇洪水标准设防，桥梁板底高程为383.40 m。本工程的建设地处310国道上游，防洪墙位于桥头以外，未占用桥梁行洪断面，河底高程未被人为抬高。因此，本工程的建设不会影响到310国道的行洪。

3 工程影响防治及补救措施

（1）工程区新建的防洪墙存在基础埋深不足及基础处理措施不当的问题，建议对在建的浆砌石防洪墙采取堤脚加固补救措施。

（2）防洪墙基础处理采用的灰土料垫层不妥。考虑防洪墙已在建，建议对已施工部分灰土垫层的处理方案进行专题研究，提出安全、经济的处理措施。

（3）本工程防洪墙高度5.5 m～6.0 m段的基础宽按经验值偏小，图纸中也未对墙后回填土提出要求，存在稳定风险。建议墙后回填采用砂石料或石渣料等内摩擦角大、透水性强的材料回填，以增加墙身稳定性。

（4）在施工过程中，应保护好已建的防洪工程、防汛抢险道路、通讯设施和其它管护设施。

（5）华县城南新区污水处理厂总平面布置中未明确沿河防汛通道，建议结合该区域的城市规划总布置，合理解决该段河道防汛抢险交通问题。

4 结论建议

4.1 结论

在复核污水处理厂的建设规模、防洪标准、安全性的基础上，通过对工程区河段的河床演变规律分析，以及项目建设对原有河势影响评价和防洪影响评价，形成以下主要结论：

（1）根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2000）、《防洪标准》（GB 50201-94）及《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）的有关规定，综合确定污水处理厂防洪墙的防洪标准为20年一遇，主要建筑物级别为4级。

工程区河段两岸已进行了必要的防护，能够抵御施工期的洪水冲击，满足一般行洪要求。

（2）根据河道水面线计算、桥梁壅水计算成果的复核，工程区的河道行洪比较畅通。在设计洪水标准下，防洪墙顶高于设计洪水位，不会对污水处理厂和上下游居民造成威胁。

（3）工程区所在河段都修筑了防洪墙，洪水在河槽内畅泄，不会出现河槽摆动现象，冲淤基本相对平衡，河道平面形态不会发生大幅摆动。

（4）工程区河道存在施工弃渣堆砌的现象，弃渣抬高河床，缩窄河道，影响河势稳定，建议对其进行清除，保障河道行洪安全，维护河势稳定。

4.2 建议

（1）建议对防洪墙存在基础埋深不足及基础处理措施不当的问题采取堤脚加固补救措施。

（2）建议墙后回填采用砂石料或石渣料等内摩擦角大、透水性强的材料回填，以增加墙身稳定性。

（3）建议对工程区所在河段左岸防洪墙基础采取必要的防护措施，以确保安全。

（4）施工单位在汛期前应及时恢复河道，保障行洪畅通。

（5）污水处理厂在施工期间应严格执行经编制的防汛防洪应急预案，以确保顺利施工和安全度汛。汛期在防洪墙护岸外侧备足沙袋等抗洪抢险物资，遇大洪水时及时疏散工作人员，撤离零星物品，尽量减小甚至避免洪灾损失。