[摘要]根據(jù)華縣城南新區(qū)水處理廠所在河段水文資料,采用統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè),分析項(xiàng)目建設(shè)可能給河道防洪、河岸防護(hù)、安全度汛、工程管理等方面造成影響。結(jié)果表明:河段兩岸防護(hù)能夠抵御施工期的洪水沖擊,滿足行洪要求;工程區(qū)河道行洪暢通,在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下,防洪墻頂高于設(shè)計(jì)洪水位,不會(huì)對(duì)污水處理廠和上下游居民造成威脅;工程區(qū)所在河段設(shè)有防洪墻,不會(huì)出現(xiàn)河槽擺動(dòng)現(xiàn)象,沖淤相對(duì)平衡,河道平面形態(tài)相對(duì)穩(wěn)定;工程區(qū)河道存在施工棄渣堆砌現(xiàn)象,棄渣抬高河床,縮窄河道,影響河流穩(wěn)定,建議對(duì)其進(jìn)行清除,保障河道行洪安全,維護(hù)河流穩(wěn)定。

[關(guān)鍵詞]石堤河;污水處理廠;防洪影響;評(píng)價(jià)分析

華縣城南污水處理廠建設(shè)可解決工業(yè)園區(qū)企業(yè)排污問(wèn)題,減少園區(qū)企業(yè)污水對(duì)石堤河和渭河流域水質(zhì)的污染,具有極大的環(huán)境效益和社會(huì)效益。本文就華縣城南污水處理廠建設(shè)進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)分析,通過(guò)洪水計(jì)算、水面線推算、防洪墻穩(wěn)定復(fù)核、防洪墻高程計(jì)算分析,沖刷分析計(jì)算,系統(tǒng)進(jìn)行防洪評(píng)價(jià),提出補(bǔ)救措施,并給出建設(shè)性意見(jiàn)。

1防洪評(píng)價(jià)

1.1設(shè)計(jì)洪水計(jì)算。華縣城南新區(qū)污水處理廠及配套管網(wǎng)工程位于渭河一級(jí)支流石堤河以東,工程區(qū)以上河道長(zhǎng)23km,比降為57.9‰,流域面積為86km2。石堤河?xùn)|北方向25km羅夫河峪口處設(shè)有羅夫堡水文站,控制流域面積122km2,該站具有完整的實(shí)測(cè)水文資料系列。按照《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》(SL44-2006)要求,采用矩法估算統(tǒng)計(jì)參數(shù),經(jīng)驗(yàn)適線,得到羅敷堡水文站各頻率設(shè)計(jì)洪峰流量。工程區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算以羅敷堡水文站為參證站,通過(guò)水文比擬法計(jì)算,同時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)公式法和推理公式法等分別計(jì)算工程區(qū)處的設(shè)計(jì)洪峰流量,并對(duì)各種方法計(jì)算所得成果進(jìn)行合理性分析,最終選取水文比擬法計(jì)算成果。即工程區(qū)處20年、50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量分別為194m3/s、301m3/s。

1.2設(shè)計(jì)洪水位分析。根據(jù)河床比降、河道橫斷面情況,本項(xiàng)目在工程區(qū)及下游共實(shí)測(cè)了24條河道橫斷面,平均間距50m,測(cè)量河段長(zhǎng)度1304m。水面線以項(xiàng)目區(qū)河段下游約806m的平順河床斷面為控制斷面分段計(jì)算,所選起始斷面處20年一遇洪峰流量為194m3/s。通過(guò)對(duì)實(shí)際測(cè)量資料的分析和計(jì)算,起始斷面處的平順河段比降為6.7‰。根據(jù)曼寧公式計(jì)算該斷面的水位~流量關(guān)系,計(jì)算得起始水位為363.78m。根據(jù)糙率、起始水位、實(shí)測(cè)斷面以及計(jì)算方法,從下游向上游采用能量守恒方程逐斷面進(jìn)行現(xiàn)狀水面線計(jì)算。在水面線計(jì)算過(guò)程中,從下游到上游分別有公路橋、隴海鐵路和310國(guó)道橋梁,由于橋梁橋墩占據(jù)了一定的過(guò)水面積,在橋梁斷面處會(huì)產(chǎn)生壅水,因此在各個(gè)橋梁處要加橋梁壅水高度,再以此橋梁斷面為起始斷面進(jìn)行分段推算。

1.3防洪墻穩(wěn)定復(fù)核。根據(jù)計(jì)算,防洪墻抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、基底應(yīng)力計(jì)算結(jié)果均在規(guī)范允許范圍內(nèi),基底最大應(yīng)力小于地基的允許承載力130kPa,說(shuō)明防洪墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定及基底應(yīng)力均滿足規(guī)范要求,防洪墻是安全的。

1.4防洪墻頂高程分析。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)要求,防洪墻頂高程為設(shè)計(jì)洪水位加超高值確定。通過(guò)超高計(jì)算,確定防洪墻超高為0.8m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查、實(shí)際測(cè)量成果與20年一遇洪水水面線加超高后對(duì)比,防洪墻高度滿足防洪要求。

1.5沖刷分析根據(jù)沖刷計(jì)算,工程區(qū)沖刷深度為0.99m~1.31m,結(jié)合河道斷面演變情況分析及平順段沖刷深度計(jì)算結(jié)果,考慮基礎(chǔ)的安全埋深,綜合確定防洪墻基礎(chǔ)埋置深度位于深泓點(diǎn)以下1.8m處較為合理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查以及與防洪墻施工圖對(duì)比,項(xiàng)目區(qū)的堤防基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深在0.84m~1.75m之間,并且含有0.77m(0.37+0.4)厚的灰土墊層,防洪墻基礎(chǔ)不滿足抗沖刷要求。

2防洪綜合評(píng)價(jià)

2.1對(duì)防洪規(guī)劃的影響。城南新區(qū)污水處理廠工程的建設(shè)基本不影響《陜西省防洪規(guī)劃》、《陜西省華縣縣城防洪規(guī)劃》等文件中確定的總體要求與整治目標(biāo)。

2.2對(duì)現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求的影響。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013),綜合分析后確定,污水處理廠的防洪墻的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇,相應(yīng)防洪防洪墻的建筑物級(jí)別采用4級(jí)是合理的。

2.3對(duì)行洪安全的影響。工程建設(shè)對(duì)工程河段及上下游的行洪安全沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響。

2.4對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響。本次防洪墻的平面布置在樁號(hào)k0+184處有一突出的折角,將會(huì)對(duì)行洪水流產(chǎn)生擾動(dòng),引起折角上下游洪水紊亂和頂沖,造成折角上下游的左右岸產(chǎn)生不同程度的沖刷。并可能在折角斷面及以下的K0+184~K0+241斷面之間形成河床下切,因K0+241斷面以下的河寬增加、流速降低,下切深度和影響范圍將不會(huì)很大,不會(huì)影響整段河道的比降調(diào)整。因此,在對(duì)該頂沖段進(jìn)行一定的防護(hù)處理后,河床比降將會(huì)基本穩(wěn)定,不會(huì)對(duì)原有河床比降造成總體影響。

2.5對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響。從20年一遇洪水水面線計(jì)算成果來(lái)看,工程區(qū)的防洪墻高度能夠滿足過(guò)洪要求。本段河道左岸為派爾森化工有限公司,從現(xiàn)有廠區(qū)布置來(lái)看,未在河岸邊預(yù)留防洪通道;根據(jù)華縣城南新區(qū)污水處理廠平面布置圖,也未明確的預(yù)留防洪通道。因此,本工程的建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)有一定的影響。

2.6對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響。工程區(qū)處建有310國(guó)道橋梁,按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防,橋梁板底高程為383.40m。本工程的建設(shè)地處310國(guó)道上游,防洪墻位于橋頭以外,未占用橋梁行洪斷面,河底高程未被人為抬高。因此,本工程的建設(shè)不會(huì)影響到310國(guó)道的行洪。

3工程影響防治及補(bǔ)救措施

(1)工程區(qū)新建的防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當(dāng)?shù)膯?wèn)題,建議對(duì)在建的漿砌石防洪墻采取堤腳加固補(bǔ)救措施。

(2)防洪墻基礎(chǔ)處理采用的灰土料墊層不妥?紤]防洪墻已在建,建議對(duì)已施工部分灰土墊層的處理方案進(jìn)行專題研究,提出安全、經(jīng)濟(jì)的處理措施。

(3)本工程防洪墻高度5.5m~6.0m段的基礎(chǔ)寬按經(jīng)驗(yàn)值偏小,圖紙中也未對(duì)墻后回填土提出要求,存在穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強(qiáng)的材料回填,以增加墻身穩(wěn)定性。

(4)在施工過(guò)程中,應(yīng)保護(hù)好已建的防洪工程、防汛搶險(xiǎn)道路、通訊設(shè)施和其它管護(hù)設(shè)施。

(5)華縣城南新區(qū)污水處理廠總平面布置中未明確沿河防汛通道,建議結(jié)合該區(qū)域的城市規(guī)劃總布置,合理解決該段河道防汛搶險(xiǎn)交通問(wèn)題。

4結(jié)論建議

4.1結(jié)論。在復(fù)核污水處理廠的建設(shè)規(guī)模、防洪標(biāo)準(zhǔn)、安全性的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)工程區(qū)河段的河床演變規(guī)律分析,以及項(xiàng)目建設(shè)對(duì)原有河勢(shì)影響評(píng)價(jià)和防洪影響評(píng)價(jià),形成以下主要結(jié)論:

(1)根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)及《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)的有關(guān)規(guī)定,綜合確定污水處理廠防洪墻的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,主要建筑物級(jí)別為4級(jí)。工程區(qū)河段兩岸已進(jìn)行了必要的防護(hù),能夠抵御施工期的洪水沖擊,滿足一般行洪要求。

(2)根據(jù)河道水面線計(jì)算、橋梁壅水計(jì)算成果的復(fù)核,工程區(qū)的河道行洪比較暢通。在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下,防洪墻頂高于設(shè)計(jì)洪水位,不會(huì)對(duì)污水處理廠和上下游居民造成威脅。

(3)工程區(qū)所在河段都修筑了防洪墻,洪水在河槽內(nèi)暢泄,不會(huì)出現(xiàn)河槽擺動(dòng)現(xiàn)象,沖淤基本相對(duì)平衡,河道平面形態(tài)不會(huì)發(fā)生大幅擺動(dòng)。

(4)工程區(qū)河道存在施工棄渣堆砌的現(xiàn)象,棄渣抬高河床,縮窄河道,影響河勢(shì)穩(wěn)定,建議對(duì)其進(jìn)行清除,保障河道行洪安全,維護(hù)河勢(shì)穩(wěn)定。

4.2建議。

(1)建議對(duì)防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當(dāng)?shù)膯?wèn)題采取堤腳加固補(bǔ)救措施。

(2)建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強(qiáng)的材料回填,以增加墻身穩(wěn)定性。

(3)建議對(duì)工程區(qū)所在河段左岸防洪墻基礎(chǔ)采取必要的防護(hù)措施,以確保安全。

(4)施工單位在汛期前應(yīng)及時(shí)恢復(fù)河道,保障行洪暢通。

(5)污水處理廠在施工期間應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)編制的防汛防洪應(yīng)急預(yù)案,以確保順利施工和安全度汛。汛期在防洪墻護(hù)岸外側(cè)備足沙袋等抗洪搶險(xiǎn)物資,遇大洪水時(shí)及時(shí)疏散工作人員,撤離零星物品,盡量減小甚至避免洪災(zāi)損失。