曹川镇循环经济暨新材料工业园区洪水影响分析

祁慧芳

（运城市水文水资源勘测分局）

1 基本情况

平陆县曹川镇循环经济暨新材料工业园区项目，位于黄河一级支流曹河两岸，园区范围从上游的下涧村往下到曹家河村，总占地面积101.254 hm2。整体规划结构为“一轴一带三区”：“一轴”指以沿河主干道为载体的景观交通轴线；“一带”指以北侧辅路为载体的山体景观运输带；“三区”指分布在主体轴线上的三个核心区，从东到西依次为门户展示核心区、工业生产核心区、生活办公核心区。园区共规划三条产业链，即高品位铝矾土—耐火材料（刚玉）产业链、低品位铝矾土—铝酸钙粉—净水剂产业链和电石渣—合成萤石粉产业链。工业园区以发展循环经济、走新型工业化道路为模式，以优化资源配置、提高资源与能源利用率、增强供给结构的适应性和灵活性为基本出发点，最终实现矿产资源综合循环利用，使供给体系更好地适应需求结构变化，从根本上推进产业的转型跨越和可持续发展。

曹河发源于夏县泗交镇野庙滩，在平陆县峪口村南汇流后，流经曹川镇的下涧、曹家河等村，最后在南沟村注入黄河。主河道总长度42.64 km，其中在平陆县境内总长度30 km，河底最大断面宽87 m，最小断面宽26 m；流域面积147.25 km2，其中曹河项目区上游段流域面积108 km2；项目区段间流域面积9.5 km2，河道纵坡2.82%，河道长度26.2 km，平均流域宽4.5 km。

该工业园区主要以中大型企业为主，根据国家《防洪标准》（GB50201-2014）要求，按50 a一遇洪水标准进行设计，100 a一遇洪水标准进行校核。由计算可知，曹河50 a一遇设计洪水洪峰流量Q2%=605.5 m3/s，100 a一遇校核洪水洪峰流量Q1%=763.1 m3/s。

2 河道建筑物对洪水影响分析

工业园区上游下涧村有一座民生桥，桥面高程479.52 m，桥底河槽高程476.22 m，桥板厚0.3 m，桥板底面距河槽高度为3 m，桥梁跨度为18 m。下游曹家河村有一座曹河中桥，桥面高程400.2 m，桥底河槽高程391.4 m，桥板厚0.5 m，桥板底面距河槽高度为8.4 m，桥梁跨度为85 m。桥孔的过水流量复核，根据《水力计算手册（第二版）》5-3-33淹没宽顶堰流公式进行计算：

式中：Q——过水流量，m3/s；

μ——流量系数，与桥孔进出渐变段的形式和桥墩墩头（尾）的形状有关；

ω——桥孔总过水断面面积，m2；

B——桥孔底总净宽，m；

ΔZ0——上游壅高水头，m；

ΔZ——水面壅高值，m；

经计算：下涧村民生桥过流能力为470.2 m3/s，不满足50 a一遇洪水标准行洪要求，建议进行改扩建，以消除洪水安全隐患；曹河中桥过流能力为2 890 m3/s，满足行洪要求。

3 工业园区项目建设对洪水影响分析

由《平陆县曹川镇循环经济暨新材料工业园总体规划》报告可知，园区位置的选择符合城镇总体规划和排水工程规划的要求，并根据下列因素综合确定：

（1）园区应位于城镇排水管网下游段，尽可能让管网系统形成重力流输水；

（2）曹河为曹川镇的主要行洪沟道，园区位于曹河河道两侧，不占用泄洪河道范围。

依据园区选址原则，并结合曹川镇工程现状、城镇总体规划，结合现状地形情况，本着管理运行方便，确定平陆县曹川镇循环经济暨新材料工业园区项目规划在曹河河堤高程以上，项目建设对河道行洪不会产生影响。

4 洪水对项目区影响分析

4.1 设计洪水水面线推算

采用逐段试算法推算河道水面线，从末端开始向上游倒推算。基本方程式：

式中：Δs——流段长度，m；

Zu、Zd——流段Δs的上下游断面水位，m；

α——动能修正系数，取1.00；

ξ——局部水头损失修正系数；

Q——设计洪水流量，m3/s；

Au、Ad——流段Δs的上下游断面过流面积，m2；

Ku、Kd——流段上下游断面流量模数，m3/km2；

R——水力半径；

n——河道糙率。

4.2 河道分段及计算横断面的划分

河道分段的原则，是使计算河段上下两端计算断面的几何水力学要素的平均值代表该段河道各断面的情况，并要求河段内其他断面的几何水力学要素也基本上具有均匀一致性。计算河段长度300 m左右。根据以上原则，结合曹河1∶1 000带状地形图的测绘资料，共划分13段，选取13个横断面。

4.3 河道糙率的选取

由于曹河该段多为天然河道，根据河道的地形、地貌、河槽组成以及水力条件特性，参考《水力计算手册（第二版）》，综合糙率取0.033。

4.4 计算结果及分析

由河道水面线推求可知，在50 a一遇设计洪水条件下，设计洪水位自上游至下游为479.3-400.885 m，园区淹没影响计算见表1。工业园区自西向东分段地面高程为479.12-412.96 m，洪水位绝大部分高于园区的地面高程，洪水对园区的防洪安全影响严重。

表1 工业园区淹没影响计算表

5 结论与建议

5.1 结论

（1）下涧村民生桥过流能力不满足50 a一遇设计洪水标准行洪要求；

（2）园区位置未占用曹河行洪沟道，工业园区项目对曹河行洪没有不利影响；

（3）在50 a一遇设计洪水条件下，洪水位自上游至下游为479.3-400.885 m，工业园区自西向东分段地面高程为479.12-412.96 m，洪水位绝大部分高于园区地面高程，洪水对园区的防洪安全影响严重。

5.2 建议

（1）对园区上游下涧桥实施改扩建，以消除洪水对桥梁及周边区域的安全威胁。

（2）工业园区地面高程大部分低于设计洪水位，需对园区曹河段按50 a一遇设计洪水标准实施统一规划治理，即要保证河道行洪安全，又可作为园区一道亮丽的风景线。