某开发区项目取水工程防洪影响评价分析

涂 鹏，徐 凯

（1.南昌市水利规划设计院，江西 南昌 330009；2.中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西 南昌 330009；3.江西赣禹工程建设有限公司，江西 南昌 330009）

1 工程概况

南昌小蓝经济技术开发区热电联产项目工程，厂址位于小蓝工业园区东侧中部位置。厂址北侧紧邻规划道路精诚路，南侧约200m处为规划道路汽车南路，东侧紧邻规划的雄溪路，西侧紧邻嘉景路。补给水泵房布置在莲塘河左岸城西联圩的圩区内，距离城西联圩堤内脚63m；自流引水管穿过城西联圩圩堤，相应城西联圩断面桩号22+770附近；钢制取水头部（取水口）布置于莲塘河河道内，距离圩堤外堤脚约109m。

2 防洪评价计算

2.1 壅水分析计算

由于工程的自流引水管与取水头，布置在河道内，可能存在一定的阻水作用，将在河段内及上游附近产生壅水。根据项目所在河段圩堤设计标准，分别对50年一遇、20年一遇2种频率洪水进行壅水分析计算。根据有关规程规范及技术手册，工程实施产生的壅水采用水面曲线和近似公式（包括公路规范公式和水利手册公式）两种方法进行分析计算。

2.1.1 水面曲线法壅水计算

采用小蓝热电项目实施前后的河道断面资料，分别推求各频率洪水水面线，对工程实施前后之洪水水面线的变化情况进行分析比较，根据工程实施后对河道洪水位的壅高值，推理影响范围。

小蓝热电项目在河道内的阻水构筑物为取水头部，出露在河道内的阻水面积为1.68m2，占20～50年一遇洪水过水面积的0.28%～0.29%，壅水及断面面积比较见表1。

表1 壅水计算成果表

由于河道内洪内涝特性，河道水面宽阔，断面流速较平缓，断面平均流速不到0.3m/s，因此，工程实施前后水面线计算的差异较小，其差值小于设定的水面线试算允许误差0.001m，断面面积和流速变化比较见表2。由于水面线差值很小，水面线成果与抚河故道及莲塘河设计洪水水面线成果基本相同。

表2 工程前后过水面积与流速变化表

2.1.2 近似公式法壅水计算

分别采用交通部门和水利部门常用的以下两种近似公式进行壅水计算。计算洪水频率采用2%、5%两种频率。

（1）铁路工程水文勘测设计规范公式

依据《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99）中介绍的壅水计算方法，其计算公式为：

式中：η——修正系数，根据工程阻断流量与设计流量的比取值，本次评价取η=0.05；

VM——工程后断面平均流速，m/s，由式VM=QP/Aj求得，（QP为设计流量，m3/s；Aj为净过水断面面积）；

V0——工程前断面平均流速，m/s，V0=QP/A，A为天然情况下过水面积。

公式根据工程实施前、后的断面平均流速的变化，计算桥前壅水值。由于工程实施后的断面过水面积减小较少，两种频率计算的壅水值仅为0.0003m，小于0.001m，基本可忽略不计。

（2）水利动能设计手册计算公式

《水利动能设计手册》（防洪分册）中介绍的壅水计算公式：

式中：△h——壅水高度，m；

α——流速系数，本次取α=1.10；

V下——天然情况下，计算断面相应设计流量QP的平均流速，（V下=QP/A0，A0为断面过水面积），m/s；

h下——天然条件下断面的平均水深，m；

B——天然条件下计算断面的水面宽度；

∑b——工程实施后过水断面宽度总和；

ε——侧收缩系数，本次取0.999。

该公式主要考虑水面宽的变化来反映壅水值。由于工程后的水面宽与工程前没有束窄（水面部分），因此，该公式计算的壅水也接近于0。

（3）最大壅水值采用

由于工程实施后减少的断面过水面积很小（占比也很小），且工程河段的流速较小，多种方法计算的最大壅水值均小于0.001m。经综合分析，壅水分析结论为：工程实施后最大壅水值很小，为小于0.001m。

2.2 冲刷与淤积分析计算

项目实施后，在河道内布置有约宽1.4m高1.2m的取水头部，出露在河道内的阻水面积约为1.68m2，约占过水面积的0.29%。由于工程所在河属内河性质，河面宽阔，底坡平缓，流速缓慢，20～50年一遇洪水下的断面平均流速不足0.3m/s。工程挤占过水面积后，断面平均流速增大仅为0.0005m/s，即对流速改变很小，对河床产生的冲淤作用也很小。因此，本评价仅进行河床自然演变冲淤变化的分析。

工程河段水面宽阔，水流平缓，受两岸圩堤以及桥涵的作用，河道被约束在圩堤、桥涵与局部高地等控制节点之间运行，河道横向变形的作用较小，即河道因横向变形产生的冲刷作用较小。河道与抚河故道相连，受鄱阳湖以及抚河故道高水位的顶托影响，水流较平缓，流速较小，河道多呈自然淤积状态。在河段深泓线摆动引起的冲刷变形方面，总体上在两岸高地与圩堤的约束下，深泓线的摆动幅度小，其引起的冲淤变化也较小。此外，受两岸农业耕作对地表的扰动等影响，流入河道的泥沙较多，河道总体呈淤积状态。

综合以上分析，工程所在河道的冲淤变化主要受水流与两岸来沙等的作用与影响，河道存在一定的淤积趋势。

2.3 河势影响分析

工程所在地区位于赣江抚河之间，地处赣抚尾闾滨湖地区，该地区的洪水特征，主要表现为受上游来水（河洪）及下游鄱阳湖高水位（湖洪）的共同影响，河道高水位持续时间长，河道高水位主要受下游鄱阳湖洪水的顶托作用。在下游鄱阳湖高水位的作用下，河道过水面积大，水流流速小，河道呈内河特征，水流对河床的作用较小。因此，在两岸圩堤的作用下，工程所在河段的河势稳定。

工程所在河段附近的城西联圩、合山联圩、万新联圩均为区域重要堤防，城西联圩的防洪标准为50年一遇，合山联圩和万新联圩的防洪标准均为20年一遇。为满足区域防洪要求，相关规划按防洪标准要求加高加固两岸堤防。堤防加高加固实施后，区域防洪能力将得到较大的提高，工程所在河段的河势将进一步得到有效控制。

根据小蓝热电项目取水工程的布置，在河道内的建筑物有取水头部以及与之相连接的取引水管，在河道内的阻水面积约为1.68m2，约占断面过水面积的0.29%，工程实施后断面平均流速增大仅为0.0005m/s，其对流速影响很小，对河床产生的冲淤作用也很小。

综上所述，即工程的实施总体上对河道流速改变很小，对河势稳定影响也很小。

3 防洪综合评价

3.1 与现有水利规划的关系与影响分析

莲塘河地处南昌县小蓝工业园区附近，已编制的城区（城市）防洪规划主要有《南昌县象湖地区水系综合整治规划》，在该规划中，莲塘河左岸的城西联圩的防洪标准为50年一遇，莲塘河右岸的万新联圩、合山联圩的防洪标准为20年一遇，两岸的排涝站的排涝（排水）标准为10～20年一遇；区域防洪治涝措施主要有防洪圩堤、电排站与调蓄区等，目前工程所在河段规划的防洪治涝设施，正在按规划的防洪治涝标准逐步得到实施。工程所在河道岸线明确、稳定，河道左右两岸均为圩堤，目前圩堤正在按防洪标准进行建设。工程与所在河段其他防洪工程的建设不产生矛盾，工程建设对防洪工程产生的不利影响（壅水与冲刷等）很小，基本适应区域相关防洪治涝规划的要求。

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

项目自流引水管在桩号22+770附近处穿过城西联圩，热电厂取水口断面50年一遇设计水位为22.38m，20年一遇设计洪水位为22.09m。小蓝热电取水泵站的取水头部放置在河道内，该构筑物主要取决枯水期能否取上水，自身无防洪标准与防洪要求。取水泵站及热电厂建设在城西联圩圩区内，依赖于城西联圩保护，城西联圩规划的防洪标准满足其防洪要求。故工程实施后，所在堤段的防洪能力与区域的防洪标准要求一致，工程的实施与现有防洪标准及有关技术要求和管理要求相适应。

3.3 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排水泵站产生的影响很小，因此对工程上游排涝产生的不利影响也很小。

3.4 对防汛抢险的影响分析

工程的自流引水管穿过城西联圩后埋在河床内，与自流引水管连接的钢制取水头部布置于莲塘河河道内，引水管和取水头部施工时间短，且施工期安排在枯水期，工期约2个月，工程实施基本不会影响汛期防汛抢险车辆、防汛物资及人员的正常通行。

4 结语

通过对小蓝经济技术开发区热电联产项目取水工程防洪综合分析，得出结论：

（1）由于引水管穿过城西联圩，引水管以及取水头部布置在河道管理范围内，项目的实施将对河道行洪、河势、堤防工程等产生一定影响，对该工程建设进行防洪影响评价是必要的。

（2）项目的取水头部实施后50年、20年一遇洪水产生的最大壅水高度小于0.001m，壅水值很小。水位壅高值对堤防防洪安全的不利影响较小。

（3）工程的取水头部实施后局部河段的断面平均流速有所变化，但变化值较小，工程河段仍将呈原有的以淤积为主状况与趋势，项目的实施对所在河段的河势变化影响小。

（4）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的不利影响。