丰和联圩昌九快速路堤段改线工程防洪评价分析

谢玲平

（江西省南昌市水利规划设计院，江西 南昌 330009）

为了促进城市河道沿线各片区经济发展，改善投资环境，对已有沿河道路的改线扩建问题就突显而出。受到原有建筑的影响以及土地红线等因素的控制，道路改线扩建工程时有侵占河道问题的发生，此时需进行工程的防洪评价分析。黄锦林[1]等人对堤防工程防洪安全评价中的若干问题进行分析，提出了堤防工程防洪安全分级原则，黄建文[2]、刘俊勇[3]、刘利峰[4]和张竞竞[5]等人分别对具体的堤防工程进行防洪评价分析，提出合理建议，为工程建设提供依据。本文以丰和联圩昌九快速路堤段改线工程为例，研究工程建成后对原河道造成壅水、冲刷、排涝等影响，进行防洪综合评价分析。

1 工程概况

昌九快速路位于南昌市西侧，南起西外环高速-昌樟高速立交，北至西外环高速-昌九快速路立交，道路全长约31.8 km。昌九快速路现状为双向四车道高速公路断面，拟将现状双向四车道高速公路断面改造为双向六车道城市快速路。丰和联圩昌九快速路堤段改线工程位于河道为乌沙河下游河段，是昌九快速路改造一期工程的影响消除工程，项目建设位置关系示意图如图1所示。

2 防洪分析计算

2.1 壅水分析计算

程规范、技术手册以及试算对比分析，壅水计算采用水面曲线法相比近似公式法更为符合实际。

图1 项目建设位置关系示意图

根据昌北城区乌沙河综合整治规划及近期有关河道整治规划设计要求，分别按乌沙河为外河（超过20年一遇设计洪水条件下乌沙闸全部打开，乌沙河与赣江连通时为外河）和乌沙河为内河（在外河赣江高洪水位期间，乌沙闸关闭，乌沙河与赣江断开，由乌沙河泵闸工程控制乌沙河水位，乌沙河作内河处理）两种情况，对丰和联圩昌九快速路堤段改线工程实施前、后的河道断面资料分别推求各频率洪水水面线，对改线工程实施前、后之洪水水面线的变化情况进行分析比较，其中乌沙河作为外河、内河时的改线工程实施前、后典型断面的水面线比较详见表1和表2。

由表1和表2可知：工程建成实施后，典型断面在4种不同洪水频率下的水面线均有上升；随着洪水频率的增加，上升幅度也相应增加，但增加幅度较小，均不足0.5%，对堤防安全存在一定不利影响，但影响较小。

表1 乌沙河为外河时工程前、后设计水面线比较表

表2 乌沙河为内河时工程前、后设计水面线比较表

2.2 冲刷与淤积分析计算

工程实施后将造成河道行洪断面缩窄，从而改变原有河道水流流态。在改线工程上游，因工程实施产生的壅水作用，流速减小，发生淤积；在改线处，因行洪断面缩小，流速加大，造成冲刷。

改线河段的冲刷计算采用公路桥位设计中常用的河床一般冲刷公式进行分析计算，计算公式为：

式中：A为单宽流量集中系数；B、H为平滩水位时的河槽宽度和平均水深(m)；Qcp为河槽断面设计流量(m3/s)；μ为计算断面水流侧收缩系数，本次取μ=0.98；Lc为计算断面河槽部分净宽(m)；E为与汛期含沙量有关的系数；d为河槽泥沙平均粒径（mm）；hmax为计算断面河槽最大水深(m)；hc为计算断面河槽平均水深(m)；。

根据以上公式，选择典型断面进行冲淤分析，其冲刷结果如表3所示。

表3 典型断面一般冲刷计算成果表

由表3可知：随着洪水频率的降低，冲刷后最大水深和最大冲刷深度也逐渐减小；最大冲刷发生在100年一遇洪水时，最大冲刷深为0.85 m；最小冲刷发生在10年一遇洪水时，最大冲刷深为0.41 m；由于冲淤变化在一定时间之后将趋于平衡，因此工程的实施对所在河段的河势变化不会产生大的不利影响。

确定山东省制造业发展升级指标权数的基本思路是：首先，采用层次分析方法（AHP）确定各层指标赋权二级指标的组合权数；其次，选取主成分分析方法对山东省不同年份的制造业的升级程度进行综合评价，并选取主成分求取主成分的得分以及各个主成分的权重。其中，各个主成分的权重即为我们进行指数计算所需要的权重。这种赋权方法可以将主观赋权方法与客观赋权方法的优势进行有机结合，能够解决层次分析法由专家进行打分赋权所带来的主观性缺点以及主成分分析方法的样本依赖性等缺点，所以其综合评价与计算所得的指数会与现实情况更加相符。

2.3 排涝影响分析

工程实施将对河道上已有电排站产生不利影响，主要表现为因调蓄区面积的减少和壅水造成电排站扬程增大等方面的影响。

2.3.1 对乌沙河电排站的影响

丰和联圩昌九快速路堤段改线工程地处乌沙河下游河段，改线路堤向河道内侧移动，占用了河道滩地，减少河段过水面积，造成河道的洪涝水调蓄面积和容积减少。

乌沙河设计排水流量采用水量平衡试算法计算。经计算，当电排站调蓄容积因丰和路堤改线减少至1150万m3时，乌沙河电排站排水流量将增大至318 m3/s，增大5.4 m3/s，增加排水量百分比为1.73%，对乌沙河电排站总体影响较小。

2.3.2 对上游电排站的影响

工程实施形成的壅水对所在河段的排涝泵站将产生一定的影响。工程上游河段的电排站有正在建设的蔡家桥、省庄等电排站，由于所产生的壅水值相对较小，因此对工程上游的排涝产生的不利影响也较小。

3 防洪综合评价

3.1 与现有水利规划的关系与影响分析

乌沙河地处南昌市昌北城区，已编制的城市防洪规划主要有：《南昌市城市防洪规划报告（修编）》，《南昌市昌北乌沙河综合整治规划报告》，《南昌市昌北城区防洪规划报告》等，在上述规划中，丰和联圩昌九快速路堤段的防洪标准为50年一遇，区域防洪措施主要为圩堤工程、电排站加调蓄区等。该工程实施后，堤防标准基本达50年一遇防洪要求，与所在河段其他防洪工程的建设不产生矛盾，且产生的不利影响相对较小。

3.2 与现有防洪标准及有关技术要求和管理要求的适应性分析

丰和联圩昌九快速路堤改线段按照乌沙河综合整治规划设防标准设计，设计防洪标准为50年一遇，相应洪水位为23.24 m～23.36 m。根据水文分析结果，改线工程设计防洪标准与防洪水位基本满足抗御50年一遇防洪要求，改线后堤防的防洪能力与区域的防洪标准要求一致，基本满足有关防洪技术和管理要求。

3.3 对行洪安全的影响分析

根据丰和联圩昌九快速路堤段改线工程布置和壅水分析成果可知，改线工程实施后100年、50年、20年、10年一遇洪水产生壅水值相对较小，水位壅高值对堤防的防洪安全存在一定的不利影响，但其影响相对较小。工程实施后断面平均流速有所增大，由于河床断面多由细砂与淤泥构成，工程后河道将产生一定的冲刷，因此，应加强断面束窄河段附近一定范围内两岸圩堤岸坡及堤脚处的防护措施。

3.4 对河势稳定的影响分析

丰和联圩昌九快速路堤段改线工程所在乌沙河河段主要受左岸高地与右岸堤防以及已建桥涵的控制和制约，河段平面形态基本稳定。由于路堤改线工程将压缩部分行洪断面，洪水期断面平均流速将有所增大，同时流速分布也将发生一定的变化，工程所在河段将产生一定的纵向变形，束窄河段将产生冲刷，壅水上游河段将产生淤积。

总体上工程的实施对工程所在河段的平面形态不会产生不利影响，但会引起工程附近局部河段的纵向变形。

3.5 对排涝及其它水利设施的影响分析

工程建设形成的壅水对所在河段的电排站将产生一定的影响，但所形成的壅水值相对较小，对工程上游排涝产生的不利影响也较小。

3.6 对防汛抢险的影响分析

丰和联圩昌九快速路堤段改线工程实施后不会影响汛期的防汛抢险车辆、物资及人员的正常通行。相反，工程建成后将有利于防汛交通。

4 结语

通过对丰和联圩昌九快速路堤段改线工程防洪综合分析，得出结论：

（1）工程建设将对河道行洪、河势、调蓄区等产生一定的影响，对该工程建设进行防洪影响评价是必要的。

（2）改线工程实施后将抬高路堤改线河段及以上河段一定范围内的洪水位，会对堤防的防洪安全存在一定的不利影响，但其影响相对较小。

（3）改线工程实施后所在河段上游将产生一定的壅水，壅水对影响河段的排涝泵站会产生一定的影响，但不利影响也较小。

（4）改线工程实施后局部河段断面平均流速有所增大，对河道将产生一定的冲刷作用。由于冲淤变化在一定时间之后将趋于平衡，因此工程的实施对所在河段的河势变化不会产生较大不利影响。