丽江市古城区青龙河生态治理工程河道洪水影响评价

2021-02-26 08:36朱文武杜云祥
水利技术监督 2021年2期
关键词:行洪防洪洪水

朱文武,杜云祥

(1.云南地质工程第二勘察院,云南 昆明 650218;2.新平彝族傣族自治县水利局,云南 新平 653400)

1 工程概况

本工程位于丽江市古城区的束河街道青龙河沿岸,本次治理段起点为青龙河连心桥,终点为青龙河与青龙北路交汇处,治理河道长2910.21m,新建河堤长3376.38m;堤防工程等别为Ⅳ等,主要建筑物级别为4级,次要及临时建筑物级别为5级,防洪标准为20年一遇。

2 设计洪水分析

(1)洪峰流量频率分析成果

本次计算采用丽江木家桥站历史洪水组成的不连序系列进行频率计算,以矩法公式初估参数,按P-Ⅲ型曲线进行适线,采用频率分析法计算水文站设计洪水,本次采用历史洪水+实测频率的试线成果,计算结果见表1。

表1 木家桥站(区间)年洪峰流量频率分析成果表 单位:m3/s

洪峰流量衰减指数,根据木家桥、鹤庆水文站1979—2001年6—10月实测同次洪水资料综合分析为0.64,与水利水电工程规范推荐的0.67较接近,本次仍采用规范推荐值。

(2)设计断面洪水

鉴于本次治理段较短,治理起点上断面和治理终点下断面集水面积相差不大,故本次设计断面地表洪水只计算治理终点下断面洪水,其余断面均采用此断面成果;本次地表洪水均值采用水文比拟法进行计算,设计依据站为木家桥站(区间)。其中面积指数采用规范推荐的洪峰面积指数;依据木家桥站(区间)适线成果,重点考虑点线配合,取Cs=5Cv,计算出木家桥各频率洪水,采用水文比拟法,计算出设计断面不同频率地表洪水成果,详见表2。

表2 设计断面地表不同频率设计洪水成果表

(3)设计断面合成洪水

河道治理段中包括:玉柱擎天、三叠水和龙泉寺三个龙潭水和文海水库补水,北干渠分水口两个补水通道;考虑本次地表洪水计算采用水文比拟法进行计算,而木家桥站集水面积较设计断面大的多,因此应该回加治理段中的龙潭水和区域补水量,经过计算设计断面的合成洪水成果见表3。

表3 设计断面20年一遇合成洪峰流量成果表

(4)设计断面洪水综合分析成果

初步设计阶段采用《云南省丽江市中心城区防洪专项规划》的成果,设计地表洪水Q0,并回加补水工程流量及泉水流量,得到治理末端洪峰流量为19.4m3/s,计算地表洪水时,初设阶段应用两元闸(闸下)站推求洪峰衰减指数为1.23,且在历史洪水试线时重现期按实际发生年份起算,初设报告P=5%适线成果为118m3/s,实际采用防洪规划成果为128m3/s,比拟到设计断面地表洪水成果为12.1m3/s。

本次复核20年一遇设计洪峰流量成果为31.0m3/s,较初设大60%;总体来说,设计断面叠加的泉水及文海洪水与初设相同,洪水成果差异形成原因主要是洪峰衰减指数变化(本次为0.67,变化后本次洪峰增大)和参证站试线(本次重点考虑设计标准范围点线配合,P=5%试线成果为90.6,变化后本次洪峰减小),洪峰衰减指数较初设小46%,木家桥(区间)本次成果初设试线成果相比小23%,较初设采用成果小29%,由木家桥(区间)比拟到设计断面初设为12.1m3/s,本次成果为23.8m3/s,增大96%。

本次洪水计算考虑采用木家桥站应用规范推荐洪峰衰减指数水文比拟得到治理断面洪水(仅包括少量龙潭水)作为设计断面的地表洪水,回加治理断面以上的龙潭水及文海补、北干渠补水水量,由此计算出的洪水更符合设计流域实际情况。同时,本次试线时重点考虑与本次设计频率处的点线配合,历史洪水重现期从调查期起算,也更符合实际情况,综合各项因素,防洪评价采用本次复核成果作为设计断面设计洪水成果[1-4]。

(5)水位流量关系

为推求治理河段水面线,需提供治理河段末端断面的水位流量关系,本次治理段末端断面已经渠化,采用现状实测横断计算得该段坡降为7.75‰,依据现场踏勘结合相关水力学手册综合选取断面糙率为0.03,依据实测断面和上述参数可得该断面的水位流量关系,成果见表4。

表4 河道治理度末端水位流量关系成果表

3 洪水分析

(1)天然河道水面线分析

采用实测河道横断面,计算出青龙河河治理段在现状20年一遇洪水时对应的水面线,并与现状左右岸的高程进行对比,从而对目前河道的防洪能力进行分析。由于洪水本次复核成果较初设大,因此,青龙河控制断面设计洪水位较初设高出0.46m。计算成果显示:整个治理段均有不满足行洪要求的断面,这与本次实地调查的常有漫堤现象对应,初设成果认为不满足行洪要求的断面主要在本次治理段的下段(K1+800—K2+700),经本次洪水影响评价报告编制调查复核,上段(K0+211—K0+265)和中段(K1+113和K1+423)也有不满足防洪要求的断面,局部段超高不足,说明治理段防洪能力未达到设计标准要求,需进行达标整治。

(2)工程实施后河道水面线分析

初设阶段与本次计算设计水面线及堤顶高程差异对比见表5,K0+000—K0+100段为龙潭支流段,主要为景观提升,水位变化较小,其他不治理部分主要为景观提升及护岸工程等,根据本次复核洪水量进行河道断面复核:K0+211—K0+211段、K0+749和K0+900段通过评价计算认为需要进行达标整治,K1+423—K2+700段需加高堤防、清淤或重新设计断面。

表5 本次评价与初步设计堤顶设计高程表对比表 单位:m

4 结语

(1)根据河道实测横断面计算成果,本项目局部河段不满足行洪要求,且河道超高不足,说明本河道治理段防洪能力未达到设计标准要求,需进行达标整治;由于初设成果的洪水量偏小,局部河段设计过水断面不能满足行洪要求,经本次复核,需增加对K0+211—K0+265段、K0+749段和K0+900段几个控制性断面河段的达标整治,K1+423—K2+700段设计水面线高出初设阶段0.20—0.52m,需进一步复核或根据工程安全性及漫堤后的危害程度进行技术经济比较确定是否加高堤防、清淤或重新设计断面。

(2)洪水影响评价报告作为对实施主体工程的一个补充专题,旨在论证项目的设计成果是否满足河道行洪要求,为工程建设的防洪能力提供指导性的建议,并提出专业的补救措施和建议[5];一般而言主体工程的设计洪水断面应满足实际防洪要求,但本项目洪评调查分析的结论与主体工程初步设计成果不一致,从而说明涉河工程开展洪水影响评价工作的必要性,主体在设计阶段引用的资料、使用的计算方法和现场调查情况等诸多因素会造成洪评结果的差异,从不同技术角度对拟建工程的行洪能力进行复核评价显得尤为必要[6-7]。

(3)从工程安全而言,本次洪评结论完善了河道洪水设计的要求,便宜后续施工图设计,重新对不满足行洪要求的河段进行完善补充设计,为治理河段的行洪安全提供技术保障;进一步说明了河道治理工程进行洪水影响评价能更好地为拟建工程的前期设计提供技术支持,今后同类工程积极开展洪评工作起示范作用,为实际工程建设提供有利的技术指导[8-12]。

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