秦汉新城渭河滩面治理工程防洪影响分析研究

段文龙，慕红伟，谢亚光

（1.黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003；2.水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室（筹），河南 郑州 450003）

1 项目概况

1.1 项目建设必要性

2011年6月，陕西省政府正式颁发了《西咸新区总体规划》，作为西咸新区五个组团之一的秦汉新城正式成立。2014年1月6日，国务院批复西咸新区为国家级新区，西咸新区全心致力朝着打造“民生之都，文化之城、田园之城、健康之城”奋斗目标前进。秦汉新城位于西咸新区的几何中心，是西咸新区五大功能组团的核心区域，秦汉新城南跨渭河与西安相望，随着西安主城区的北拓以及咸阳城区东扩，两座古都将在这里对接融合。

开展渭河全线整治是陕西省委、省政府的重大决策，《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》中明确提出，以科学发展观为统领，结合渭河特性及沿岸社会经济发展需求，统筹规划、科学布局、合理开发，把渭河打造成防洪安澜的屏障、绿色环保的观景长廊、堤路结合的滨河大道，促进区域经济产业集群，打通宝鸡至渭南的黄金水道，促进社会经济更快更好地发展。

渭河滩面治理工程是在保障城市防洪安全的前提下，以现状滩面为基础，通过综合整治形成优美的滩区环境，给沿岸居民提供一个休闲的场所，同时带动沿岸区域发展，改善沿岸生态环境。项目的实施对改善当地河道生态，营造城市宜居水环境，具有重要意义。

滩面治理工程属于在河道管理范围内建设项目，对河道行洪具有一定的影响。本次以渭河正阳大桥东侧生态治理工程作为典型事例研究其对防洪的影响。

1.2 工程设计方案

正阳大桥东侧生态治理工程位于西咸新区秦汉新城，上起正阳大桥，下至秦汉新城与高陵交界处，项目区长2.4 km。北以渭河北大堤为界，南以高滩临河侧边界为界，宽约60 m～210 m。项目区堤防已加固，大堤防洪标准达到渭河100年一遇。本工程在左岸高滩上进行建设，工程区域滩面高程约368 m～370 m，高于10 年一遇标准洪水位。

该项目的主要工程有道路工程、滩面平整及草皮防护工程等，工程区域总面积为25.06 万m2。工程平面布置图见图1。

图1 工程平面布置图

（1）道路工程

道路工程包括下堤路、项目区人行便道。

下堤路有5 处，上堤引道与堤轴线下游方向的夹角小于40°。

人行便道包括主路和辅路。主路宽4 m，全长5105 m，辅路宽2 m，全长1704 m。人行便道总面积约2.96 万m2。路面采用生态环保透水砖，高程与滩面齐平。

（2）滩面平整

本次对项目区高低不平的地方进行平整，不进行深挖高填。

（3）草皮防护工程

项目区除道路工程外，其余区域均种植草皮。草皮防护工程总面积21.90 万m2，长度2.4 km，宽度50 m～210 m。

2 河段概况

工程河段位于咸阳陇海铁路桥至耿镇桥河段，属游荡型河道。该河段长约34 km，南岸有沣河、灞河汇入，北岸有泾河汇入，河床质为中、细砂组成，沿程由粗变细，中值粒径0.55 mm。河床比降5‰～8‰，分汊系数为1.7～1.8。近年来因有堤防及河道工程控导整治，主槽相对比较稳定，大多数年份靠左岸行河，近期尚未出现大幅度摆动。

工程河段两岸大堤均已完工，左岸为抵御渭河100 年一遇防洪大堤，右岸为抵御渭河300 年一遇防洪大堤，两岸堤距约1.1 km～1.3 km。工程河段左岸有华山分厂控导，右岸有正阳、东站险工。

项目区左岸滩面宽300 m～600 m，沿水流方向相对平整，局部有坑洼，滩面高程约365 m～370 m之间（其中靠近大堤的高滩部分高程约368 m～370 m之间，高滩外侧的低滩部分高程约366 m～368 m之间，靠近水流的嫩滩高程约366 m～365 m之间）。工程河段现场查勘图见图2。

图2 卧虎山水库防洪调度图

图2 工程河段现场查勘图

1986 年～2018 年，咸阳站年均水沙量分别为38.2 亿m3和0.25 亿t。

3 防洪评价计算

3.1 设计洪水

（1）水文测站设计洪水

考虑到近期批复实施的《渭洛河下游近期防洪工程建设可行性研究报告》[1]《渭河流域重点治理规划》[2]等相关成果中设计洪水均采用《陕西省三门峡库区渭、洛河治理规划》(以下简称《90规划》成果，并且，2008年经国务院批复的《黄河流域防洪规划》[3]成果与《90规划》相差不大，因此本次成果仍采用《90规划》成果。渭河干流咸阳站和临潼站100 年一遇设计洪峰流量分别为9700 m3/s、14200 m3/s，300年一遇设计洪峰流量分别为11400 m3/s、17000 m3/s。

（2）工程区设计洪水

咸阳水文站至临潼水文站之间汇入渭河较大的支流有沣河、灞河及泾河，沣河以上设计洪水直接采用咸阳水文站设计洪水成果，泾河以下直接采用临潼水文站设计洪水成果，沣河至灞河、灞河至泾河河段设计洪水以咸阳水文站为参证站，采用水文比拟法分析计算。

根据2010 年经黄委批复的《陕西省西咸新区秦汉新城正阳渭河大桥防洪影响评价报告》，正阳渭河大桥处100 年一遇设计洪水为10000 m3/s，300 年一遇设计洪水为11800 m3/s。

（3） 平滩流量

2019 年12 月底，黄委组织在黄河干流和主要支流重点河段开展水工程防灾调度情况排查工作，重点排查水工程防灾联合调度的工程指标和边界条件等基本情况。根据排查成果，渭河秦汉新城段（警戒）平滩流量为3000 m3/s。

2020年，黄河勘测规划设计研究院有限公司编制完成了《渭河超标洪水防御预案》，根据预案，渭河干流西安段警戒流量为3000 m3/s。

综合考虑，计算河段的平滩流量取为3000 m3/s。

3.2 设计水面线

（1）计算方法

项目区水面线计算利用恒定非均匀流方法，采用由下游断面向上游断面逐段推算。

（2）计算长度

选取计算河段范围为临潼水文站至咸阳水文站，长53.28 km。

（3）断面选取

起始断面临潼水文站和咸阳水文站断面为2020 年汛前实测大断面，渭淤26#～29#、36#为2020年4 月实测大断面，项目区断面为本次2021年3月实测断面，共计18个，包括渭淤30#～35#。对于河道滩地内的坑塘等非有效过流面积，根据坑塘周围高程对断面进行处理。

（4）边界条件

下边界水位采用根据临潼站水位流量关系推求。

（5）计算成果

项目区河段水面线计算成果见图3。通过与已批复实施成果对比，本次成果与已批复实施成果[4]差别不大，本次计算是合理的。

图3 项目区河段100年一遇水面线

3.3 洪水淹没计算分析

RSS河流数值模拟系统由黄河勘测规划设计研究院有限公司开发设计，经黄委评定为应用级模型，本次采用RSS河流数值模拟系统[5]进行计算分析。

（1）计算范围

建模范围进口边界为断面1（渭淤35），采用恒定流100年一遇及300 年一遇流量，出口边界为断面18（渭淤30），计算河段长21.19 km。二维水动力学模型建模范围见图4。

图4 模型计算范围及断面布设图

（2）网格布置

网格剖分是影响二维水力学模型成果精度的关键环节。RSS计算河段主槽采用四边形网格，滩地采用三角形网格，工程位置局部加密，计算网格控制0.01 km2以下，共布置网格25975 个，见图5。

图5 网格布置图

（3）地形处理

滩地地形采用实测1∶10000地形数据，主槽地形利用实测大断面资料生成。根据整理的滩地地形和主槽地形资料，进行滩槽地形拼接，生成全河道二维地形，检查拼接位置处地形连贯性并进行必要的修正。

（4）边界条件

进口边界分别采用100 年一遇和300 年一遇洪水过程，出口边界采用断面18 水位流量关系，其中，断面18水位流量关系根据实测断面采用曼宁公式推求计算，并根据实测资料进行了复核。100 年一遇洪水洪峰流量10000 m3/s，出口对应水位为367.78 m；300 年一遇洪水洪峰流量11700 m3/s，出口对应水位为368.33 m。

（5）成果分析

正阳大桥东侧生态治理工程附近河段流场图见图6～图11。模型计算结果表明:发生100 年一遇洪水时和300 年一遇洪水时工程区滩地均全部被淹没，工程前后淹没范围基本无变化。

图6 工程前100年一遇洪水流场图

图11 工程前、后300年一遇洪水工程区域流场对比图

100 年一遇与300 年一遇洪水条件下，工程建设前后项目区流场变化不大，由于受治理工程的阻水作用，工程所在区域流向略有偏转，但变幅不大。计算结果表明：100 年一遇洪水条件下，工程实施前，工程区域水流流速为0.30 m/s～1.58 m/s，工程实施后减小至0.28 m/s～1.52 m/s；300 年一遇洪水条件下，工程实施前，工程区域水流流速为0.34 m/s～1.91 m/s，工程实施后减小至0.31 m/s～1.83 m/s。

图7 工程后100年一遇洪水流场图

图8 工程前、后100年一遇洪水工程区域流场对比图

图9 工程前300年一遇洪水流场图

图10 工程后300年一遇洪水流场图

4 防洪综合评价

4.1 与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应分析

本工程所在河段的防洪标准为左岸100 年一遇，右岸300 年一遇。建设内容包括道路工程、滩面平整及草皮防护工程等。治理工程建设后产生的壅水较小（0.01 m～0.029 m），工程建设不会降低治理河段的防洪标准。

本项目中路面高程与附近滩面高程齐平，属于临时防护对象，满足防洪标准相关要求。

4.2 对河道行洪安全的影响分析

本项目在原有滩面修建，不改变滩面现状高程，无永久阻水建筑物，经计算，生态治理工程实施后，100 年一遇洪水位高于实施前设计洪水位0.01 m～0.019 m，300 年一遇洪水位高于实施前设计洪水位0.01 m～0.029 m，对行洪基本无影响。

4.3 对河势稳定的影响分析

工程河段堤防和控导工程比较完善，多年来整体河势稳定。平面二维数学模型计算结果表明，工程前后该河段流场分布基本一致，工程建设对河势基本无影响。

4.4 对现有防洪工程、河道整治工程及其它水利工程的影响分析

本项目位于左岸堤防以内的滩面上，道路工程、滩面平整及草皮防护工程等均根据现状地形进行布置，不涉及堤防及河道整治工程的开挖破坏，对堤防及河道整治工程基本无影响。

距工程起点（正阳渭河大桥）上游2.6 km处有渭淤32 断面，距工程起点下游2.23 km处有渭淤31 断面（位于工程区域内），距工程终点下游3.33 km有渭淤30 断面。根据修订后的《黄河水文管理办法》中第七条规定：“水文测站的监测河段保护区长度范围为水文水资源监测断面的上下游各500 m……，河道测验断面的保护区长度范围为断面上下游各100 m……”。渭淤31 断面位于工程区域内，工程建设对断面测验有一定影响。

工程区域位于渭河护堤地范围内，应征得河道管理机构同意。

4.5 对防汛抢险的影响分析

工程施工生产生活区不占用两岸道路，主体工程施工安排在非汛期进行，不会有大型施工车辆占用防汛抢险道路，对该河段防汛抢险基本没有影响。

4.6 施工对河道行洪的影响分析

该工程施工场地布置在河道范围以外，非汛期施工，无施工围堰及栈桥，施工弃土运至堤外空地堆放，用于堤防建设和生态治理，不占用堤防内土地，不会影响河道行洪。

4.7 施工对防汛抢险的影响分析

施工期间施工交通道路、施工场地、物料存放等若布置不当，会影响渭河防汛抢险车辆、物资及人员的正常通行，对渭河防汛抢险带来一定影响。

5 结论与建议

（1）生态治理工程在原有滩面修建，不改变滩面现状高程，无永久阻水建筑物，经计算，生态治理工程实施后，100 年一遇洪水位高于实施前设计洪水位0.01 m～0.019 m，300年一遇洪水位高于实施前设计洪水位0.01 m～0.029 m，对行洪基本无影响。

（2）工程河段堤防和控导工程比较完善，多年来整体河势稳定。平面二维数学模型计算结果表明，工程前后该河段流场分布基本一致，工程建设对河势基本无影响。

（3）本次生态治理工程位于左岸堤防以内的滩面上，道路工程、滩面平整及草皮防护工程等均根据现状地形进行布置，不涉及堤防及河道整治工程的开挖破坏，对堤防及河道整治工程基本无影响。

（4）工程施工生产生活区不占用两岸道路，主体工程施工安排在非汛期进行，不会有大型施工车辆占用防汛抢险道路，对该河段防汛抢险基本没有影响。

（5）大洪水对水面内侧边坡有掏刷作用，会对滩岸的稳定性造成影响；发生大洪水时，项目区全部被洪水淹没。

（6）工程在正阳渭河大桥附近无开挖，工程实施后产生壅水高度较小（0.01 m～0.029 m），因此，工程建设对大桥影响不大。

工程所涉及其他第三人合法水事权益事宜由建设单位负责处理。

（7）建设单位应加强防汛安全管理，配置预警预报设备，建立健全防汛值班制度，积极与防汛部门联系，及时获取防汛信息。

洪水期项目区自然漫滩行洪，不得建设妨碍行洪的建筑物、构筑物。建设及运行管理单位在项目建设与运行期间，应制定切实可行的防洪预案，确保人员安全，由此引起的防洪安全问题由建设管理单位承担。

河道行洪、河势变化等对建设项目造成的水毁影响，由建设管理单位自行承担。

建设单位应在工程施工期及运行期在合适位置设置视频监视设施，并接入河务部门监视系统。

建设单位及运行管理单位应在项目区合适位置设置自动水位监测系统，确保项目河段防洪及游人安全。

（8）施工完成后，施工部门应抓紧清除废渣，加强施工期间周边地区环境保护，待施工结束后应对施工期内环境的损坏作相应的恢复。工程运营过程中建设单位须建立严格的水污染防治措施和水质监测机制，确保工程以及工程周边的生态环境安全。

（9）项目建成后，由于环境的改善，游人会增多，如果汛期发生洪水，将会对游人安全造成威胁，建议建设单位做好防御各级洪水预案，确保游人生命安全及行洪安全。同时应加强日常管理，及时收集游人丢弃物品，并清理出河道，保持滩区清洁，减少对环境产生的不良影响。

项目应服从渭河防洪要求，当预报咸阳水文站流量有上涨至3000 m3/s以上时，管理单位应立即启动应急响应，疏散人员、无条件关闭项目区。