漫水桥防洪评估分析报告.docx

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漫水桥防洪评估分析报告

漫水桥防洪评定汇报

1.0概述

1.1项目基础概况

本项目在**河支流****上，****是穿越****一条关键河道，全长30公里，在**东南和**河汇流后入**湾，全长30km，流域面积1500km2。

*****路漫水桥建设是****政府为处理农村交通问题而实施工程。

该漫水桥建设对于连接**镇和**村两岸交通、推进区域经济连续发展含相关键意义。

*****路漫水桥，和****斜交，斜交角度为30度，在****上桩号为14+400，和**高速桥邻近，该漫水桥为6孔，孔径13米，桥总长78米，桥宽为10.0米。

桥面高程为10.800米，河底高程为4.200米。

漫水桥上部结构为钢筋混凝土预制板，板厚0.55米，板上为厚10cmC25混凝土现浇层。

漫水桥下部为双柱式混凝土轻型桥墩，灌注桩上部直径为1.0米、下部直径为1.2米。

本桥设计荷载为：

汽车—20设计，挂车—100校核。

依据中国《防洪法》，“在防洪区、滞洪区建设防洪项目，应该就防洪对建设项目可能产生影响做出评价，编制洪水影响评价汇报，提出防御方法。

建设项目可行性研究汇报根据国家要求基础建设程序报请批按时，应该附具由相关水行政主管部门审查同意洪水影响评价汇报”要求，现对桥位河段防洪现实状况和防洪标准和本大桥建成后对河道防洪影响进行水文设计和评价。

根据国家相关标准，对****防洪标准进行了复核，推算了研究区域设计标准水面线、漫水桥建成后河道水面壅高及壅水长度，和对河道防洪影响进行评价。

并按《河道管理范围内建设项目防洪评价汇报编制导则（试行）》编制了防洪影响评价汇报，为建设单位进行项目决议提供依据。

1.2评价依据及评价标准

1.2.1评价依据

1、《水利工程水利计算规范》SL104-95中国水利水电出版社；

2、《桥涵水文》，同济大学出版社。

3、《桥渡勘测设计规范》，中国铁道部标准，中国铁道出版社。

4、《**市****防洪工程计划》**市水利勘测设计研究院；

6、水利部建设和管理司《河道管理范围内建设项目防洪评价汇报编制导则（试行）》；

7、《水力计算手册》武汉水利电力学院水力学教研室编，水利电力出版社；

8、《公路桥涵设计规范》中国交通部部标准，人民交通出版社；

9、《河流桥渡设计》中国建材工业出版社；

10、《公路水文勘测设计和水毁防治》，人民交通出版社。

11、《中国防洪法》；

12、《水利水电工程设计洪水计算规范》；

1.2.2评价标准

****是**河一条支流，依据中国行业标准《江河流域计划编制规范》（SL201-97）第6.0.8条要求：

“．．．．．．本流域洪水至其它流域时，其泄洪能力核实应考虑两地洪水较不利遭遇情况。

”根据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）及依据**市城市防洪计划，**河防洪标准为五十年一遇洪水设计。

所以，此次防洪评价洪水设计确定****设计洪水频率为二十年一遇。

1.3技术路线及工作内容

因为****流域面积较大，洪水地域组成较为复杂，为了满足防洪评价要求，依据《**省防洪计划设计洪水工作纲领》及****流域实际情况，将****流域划分为5个控制断面，用实测径流资料法和实测暴雨法两种推求设计洪水方法，经过产流及汇流计算，求得各断面二十年一遇设计洪水过程线，推算出设计标准频率下洪峰流量。

经过对暴雨资料可靠型、一致性、代表性分析，对用实测径流资料法和实测暴雨法两种方法计算洪峰流量结果进行比较，推荐采取实测径流资料法算得结果作为最终采取结果。

****二十年一遇水位是以**河汇入口处水位为基础推算，**河二十年一遇水位是以入海口段**断面（111+000）复合潮位做为起始水位，向上游逐次推算。

依据**河防洪计划，此次推算****二十年一遇洪水起始断面水位以**河处（****汇入口处）水位为准，推算研究河段起始断面水位为8.172m，用水面线推算程序推算出研究河段水面线。

桥位处水面壅高计算采取了三种方法，把计算结果进行相互比较，得出最切合实际桥位水面壅高值，同时计算了壅水水面影响长度。

依据防洪评价工作内容和计算数据结果，对建桥防洪影响进行了评价，提出了提议。

2.0基础情况

2.1流域概况

研究区域在**河下游段关键支流****上，漫水桥在****桩号14+400处，****在**河计划桩号93+000处汇入**河。

****是**运河一部分。

**河流域在**半岛***脉和**山脉之间。

约在东经****，北纬****。

干流全长130km，流域面积1500km2。

流域形状呈长方形，南北方向长，而河流是东南___西北向，如同长方形对角线。

流域最大宽度64km，最小宽度8km，各支流均正交于干流，成羽状河系，水流通常是由两旁分水领向干流集中。

流域内平原居多，以堆积地貌为主，侵蚀河冲积台地约占流域面积75％，火山形成地貌约占7％，丘陵面积约占18％。

丘陵区及侵蚀台地分别在各支流上、中游地带，冲积台地分别在干流两岸。

**河干流是一条没有源头、南北两端通海人工河。

**河南北分流，以**市**分水岭为界，南流入**湾，北流入**湾，河名取两湾首字而成。

****至**段是南、北**河分水岭，河道顺直、提防齐整。

洪水期****水较大时流向北**河，当北**河水位高于****水位时，则流向****；当南、北**河同时涨水时则水流缓慢。

降水量多年月，因水泻滞缓，堤顶会出现漫溢现象。

****始于元朝，元世祖为南粮北调接济京师，于1280年开凿，历时五年而成，后为**河关键排水干道。

****向东南流经**、**、**三县（市）界，穿过**济铁路在**东南和**河汇流后入**湾，全长30km，流域面积1500km2。

该河流向大致呈西北至东南，流经洼地，河道顺直，断面自上而下由20m逐步宽到80m，呈“凹”字形。

因为部分支流断面超出干流断面两倍以上，当盛夏山洪爆发时，****两岸常发生水灾。

流域内年降雨多集中在6～9月，汛期和枯水期变幅很大。

****关键支流：

****流域面积超出100km2支流有**河和**河。

其它支流还有**河、**河、**河、**河等。

**河古称**水，起源于**以南，向西经**、**、入**水库，再东北于**、**、**交界处入****。

河长100km，流域面积608km2。

**河上游河床断面宽，下游河床断面窄，建国前常常泛滥成灾。

据《**县志》载，从1288～1374年86年间曾有3次特大水灾。

**河简称**河，古称**。

起源于**南部一带丘陵地域，上游流经**、***、***、**4处乡镇；中下游沿***西界北流，至**西入**县境，于**西北再入****，经**、**、**3处乡镇，于**汇合**河、**河入****。

关键支流有**沟、**河、**河、**河、**河、**河等。

河道全长50km，总流域面积为339.9km2，河道上游河床开阔，通常在300～500m；下游提防窄，通常在50m左右。

**河原起源于**市西南部，现起源于**东北部，在**市**家村东汇入****，河长26.5km，流域面积52km2。

**河系元代1283年为从**河调水接济****水量而开挖人工河道，源于**市东北，在**汇入****，河长10.5km，流域面积87.48km2。

**河起源于**市南东，以兴利于民而得名，干流长10km，流域面积62km2，在**分成东西两条，东**河于1977年改道入**河，西**河至**东南1.5km处入****。

**河源于****一带，在**汇入****，干流全长13km，流域面积83.4km2。

2.2水文、气象条件

****流域在**河谷区，属暖温带季风气候。

流域内多年平均降水量为686.0mm（1956～系列），最大年份年降水量为1366.3mm（1964年），最小年份年降水量为339.5mm（1981年），最大值是最小值4.02倍，丰枯改变猛烈。

流域内干旱指数为1.75。

降雨量年内分配也极不均匀，降水关键集中6～9月，汛期4个月降水量约占年降水量70％左右，有些年份，整年降水量关键集中在一、二次大暴雨中。

造成本流域暴雨关键天气系统有气旋、台风、峰面、切变线等。

流域多年平均最大24h降水量87.8mm，实测最大24h降水量为183.1mm，发生于1997年8月19日。

2.3地形地貌和地质概况

****流域在郯庐断裂带东侧，跨**南隆起北缘和**凹陷南缘，从区域地层分布看，流域南部出露有元古界**群海眼口组变质岩，其它地域出露是中生界**组砂岩、砂砾岩、页岩、青山组火山岩，和王氏组砂岩、页岩、玄武岩，覆盖在地层之上为新生界第四系，包含残积、残坡积、冲积和冲洪积及海积等。

****流域下游段有第四系地层不一样程度发育，有较厚第四系冲积—冲洪积地层，富含地下水，为****区及周围乡镇关键水源地。

2.4研究河段概况

依据****漫水桥在****具体位置，选择****桩号从12+000（店子河入****处）到14+500（****源头至**高速桥）共2.5公里作为本专题研究河段。

本河段总长2.5公里，河道基础顺直，为梯形断面。

本河段河槽宽度约为70米左右，两岸边坡坡度为1:

2.0。

研究区域地处**丘陵西部，在大地结构单元上属中朝准地台**迭台隆。

自远古代后，**地域长久整体上升遭受剥蚀，到中生代受燕山运动影响，**隆起开始了差异性升降活动，形成**北、**南隆起和**凹陷带。

在升降运动同时，断裂活动，岩浆喷发和侵入形成了大面积火山岩及中酸性侵入岩。

并同时在凹陷带内沉积了较厚侏罗系和白垩系碎屑岩及火山岩、火山碎屑岩。

白垩系后，地壳又总体上升，到第四系上升变缓慢，地表遭受剥蚀夷平，并在河流作用下，沿主河槽接收了第四系沉积。

研究区域地下含水层关键为冲积成因细中沙、中粗沙层，分布在现代河床两侧古河道内，含水层分布面积较大，附水性强，补给条件好，河谷两侧由粘性土组成坡洪积、残坡积层附水性差。

含水沙层多为双层结构，上部为粘性土，下部为含水沙层。

局部地段含水沙层中粘质沙土透镜体，地下水类型为潜水。

本区域地下水补给为大气降水、河水补给和区外河流补给。

地下水总流向是由西北向东南，和地表水流向及古河道分布方向基础一致，河谷两侧地下水流向河谷中部。

地下水除以径流形式向东排泄入**河外，蒸发也是该区地下水排泄关键路径之一。

2.5工程概况

*****路漫水桥，和****斜交，斜交角度为30度，在****上桩号为14+400，和**高速桥邻近，该漫水桥为6孔，孔径13米，桥总长78米，桥宽为10.0米。

桥面高程为10.800米，设计桥底高程为4.200米。

漫水桥上部结构为钢筋混凝土预制板，板厚0.55米，板上为厚10cmC25混凝土现浇层。

漫水桥下部为双柱式混凝土轻型桥墩，灌注桩上部直径为1.0米、下部直径为1.2米。

本桥设计荷载为：

汽车—20设计，挂车—100校核。

漫水桥所在****桩号为14+400，该处二十年一遇设计洪峰流量为634立方米/秒，推算同时段遭遇**河（****汇入口处）20年一遇洪水位为8.172米。

漫水桥处计划主河槽，上口宽度为70.2米，边坡坡度为1:

2，计划堤距为110米，主河槽比降为0.0002m/m，河床糙率为0.03。

3.0河道演变

因为****流域地理位置和地形、地貌特点，其年内、年际间降水分配极不均匀，洪涝灾难常常发生，这就造成了流域内不一样程度水土流失。

在****流域平原微度侵蚀区，水土流失较轻，年平均侵蚀深0.45mm，年侵蚀模数605吨/平方公里。

在泛低山丘陵强度侵蚀区，地面坡度1/500～1/200，年平均侵蚀深4.65mm，年侵蚀模数3000吨/平方公里，以沟蚀为主。

依据历年实测资料分析，研究区域河段内主槽未有显著摆动，河床比较稳定。

资料显示河底高程有不一样程度下降，存在局部冲刷和淤积问题，是因为水土流失、不均匀降雨，不会对河槽有大影响。

因为****历史上为人工开挖河道，河床坡度较平缓，平均为0.0002m/m，不能输移粗大沙砾，越靠近汇入**河处，水流所携带泥沙颗粒越小，同时形成不停沉淀，说明河流基础处于稳定状态，河道自然下切轻微。

同时，伴随****上游水利工程建造，形成了层层拦蓄、梯级开发局面，流域内水土保持工作效益对流域内蓄水保土起到关键作用。

因为****为**河一条支流，汇入口处为**河下游，河床相对稳定、水流平稳也为****河床稳定奠定了基础。

综合以上分析，****河床将不会有很大变形。

4.0防洪综累计算

4.1****水文分析

****流域在**河谷区，属暖温带季风气候。

流域内多年平均降水量为686.0mm（1956～系列），最大年份年降水量为1366.3mm（1964年），最小年份年降水量为339.5mm（1981年），最大值是最小值4.02倍，丰枯改变猛烈。

流域内干旱指数为1.75。

降雨量年内分配也极不均匀，降水关键集中6～9月，汛期4个月降水量约占年降水量70％左右，有些年份，整年降水量关键集中在一、二次大暴雨中。

1958年前后，流域内修建了大量水利工程。

在**河上游1958年修建了**水库，水库控制流域面积344km2，总库容为4703*104m3，兴利库容2658*104m3。

在**水库上游，还建有**、**、**、**等小

（一）型水库。

**河下游1958年修建了**水库，1960年因水库漏水严重，被废弃为**河滞洪区。

4.1.1水文资料及计算方法

1950年，水文部门在****干流设**水文站，该站控制流域面积882km2，搜集有自1951年～1970年共20年水文资料；1971年5月，该站下迁约6km至**集，更名**水文站，控制流域面积1277km2，搜集有1971～34年水文资料。

1960～1985年，水文部门还在**水库设有水文站，搜集有26年水文资料。

在**水库上游10km**周围，1958年设置**水文站，该站控制流域面积154km2，1998年停测，搜集有41年水文资料。

在流域内及流域外邻近地域，设有**、**、**、**、**县、**等雨量站和**水文站，搜集有较长系列不一样时段雨量资料。

在****干流及**河、**河等支流上，还有历史洪水调查资料，具体结果见表4-1。

表4-1****流域历史洪水调查结果表

地点

调查结果

调查单位

调查时间

**

**河

年份

1906

1956

**市水建指挥部

1958年

流量（m3/s）

837

436

可靠程度

较可靠

较可靠

**

**河

年份

1896

1906

1956

**市水建指挥部

1958年

流量（m3/s）

1410

1170

940

可靠程度

较可靠

较可靠

较可靠

**

**河

年份

1724

1914

1948

1975

**县水利局

1980年

流量（m3/s）

2320

1790

1580

383

可靠程度

较可靠

可靠

较可靠

较可靠

**

****

年份

1914

**地域水利指挥部

1958年

流量（m3/s）

750

可靠程度

供参考

4.1.2设计洪水计算

****流域含有独特洪水特征：

首先，支流洪水大于干流洪水。

****干流仅为30km，而**河干流长100km，**河干流长50km，支流长度显著大于干流。

经过分析干流**、**水文站及支流**、**水库水文站历年实测洪水资料，和干流和支流历史洪水调查资料能够显著地看出这一特征。

1975年8月15日洪水，**水文站洪峰流量557m3/s，**水库入库洪峰流量1040m3/s，**水库出库最大流量278m3/s，而干流**水文站洪峰流量为433m3/s；统计各站实测最大洪峰流量，**站为692m3/s（1962年），**水库为1040m3/s（1975年，统计年限1964～1985年），**（**）站为455m3/s（1974年）；19历史洪水调查资料显示，支流**河**河段洪峰流量1790m3/s，而干流**河段洪峰流量仅为750m3/s，支流洪峰流量显著大于干流洪峰流量。

其次，干流洪水过程表现为峰小量大。

从实测**、**站洪水过程线来看，洪水过程线均匀矮胖峰型，洪水历时较长。

分析其中支流下游为平原地域，排涝渠系发达，加上****干流比降仅为0.170/00致使洪水在河网中槽蓄，排水不畅；另外，**河下游现实状况情况为**滞洪区，滞洪区库容超出一千万方，**河洪水经**滞洪区滞洪再进入****也是造成这一特征原因。

此次设计洪水计算，总思绪是以实测资料为基础，分析出一套符合本流域特点产、汇流关系，从而使最终设计洪水结果符合本流域洪水特征。

通常见实测径流资料和由实测暴雨资料推求设计洪水两种方法计算设计洪水。

依据设计洪水计算任务及水文站流域特征，确定采取**站实测资料分析产、汇流关系用于计算干流区间及西新河各断面设计洪水；采取**水库实测资料分析产、汇流关系用于计算**水库以上单元、**河及顺溪河各断面设计洪水。

4.1.3两种方法结果比较

此次推求设计洪水，采取了实测流量和实测暴雨资料两种方法推求设计洪水。

从以上两种方法计算结果比较来看，两种方法推求设计洪峰流量存在一定差异，实测暴雨法算得结果比流量法算得结果偏大，分析其中原因关键有以下几点：

因为****流域降雨径流散乱产汇流分析定线时取外包线，这就造成设计洪水时产流偏大；汇流计算方面，因为分析单位线在实测洪水淹正是结果就偏大、片安全这也造成设计洪水计算结果偏大；加之暴雨法为间接推求，在免于量计算、雨型选择、前雨取用、产流计算、汇流计算等方面全部存在部分中间步骤，轻易使最终结果出现偏差。

流量法采取实测流量资料，综合综合反应了流域产汇流特征，且资料年限满足规范要求，同时，在实测流量结果中还考虑了历史调查洪水，计算结果可靠。

4.1.4推荐采取结果

所以此次防洪计划采取实测流量法推求设计洪水结果作为最终采取结果。

该研究区域断面50年一遇洪峰流量为749m3/s，20年一遇洪峰流量为591m3/s。

4.2起始水位确实定

因为****属于**河一条支流，**河洪（潮）水对****洪水有顶托作用，这就有一个****20年一遇设计洪水和**河什么频率洪水遭遇问题。

****和**河处于同一流域，属于****水文区，洪水成因一致，通常来讲****发生洪水时**河也同时发生洪水，只不过因为****在**河下游，洪峰进入**河要比**河干流洪峰抵达时间早。

依据中国行业标准《江河流域计划编制规范》（SL201—97）第6.0.8条要求：

“······本流域洪水至其它流域时，其泄洪能力核实应考虑两地洪水较不利遭遇情况”。

鉴于以上原因，确定****流域20年一遇设计洪水和**河20年一遇设计洪水同时段遭遇。

**河各断面水位，是以**河入海口段**断面（111+000）水位做起始水位，向上游逐次推算。

在**河入海口段，先于**设潮位站（1954-1966年，），后迁站至**处（1967-1986年，20年），以测定**河入**湾口处潮汐情况。

因为地理、气象、水文诸方面综合作用，该区域每十二个月高潮多发生在七、八月份，常有天文高潮位和河道洪峰相遭遇，致使实测潮位成为潮汐、河口洪水共同作用复合潮位。

据1972年**省水文总站分析两站相关关系，将**站潮位资料延长，形成从1954-1985年计32年系列，并对之作机率分析，得到在不一样重现期时，**河口段由潮汐、洪水共同形成水位值。

作为推算**河各断面水位起始断面水位。

所以，此次推算****二十年一遇洪水起始断面水位以**河处（****汇入口处）水位为准，推算研究河段起始断面水位为8.172m。

4.3河道水面线推算

4.3.1天然河道水面曲线计算

天然河道蜿蜒曲折，其过水断面形状和底坡均沿程改变，河道糙率不仅沿程改变，而且在同一河段上还随水深改变而改变。

天然河道流量也随时间而改变，不过其改变有时显著，有时微小。

在同一时段内，如河道流量改变不显著，则该时段内流量可看成是不变，所以，通常天然河道水面曲线是按恒定流计算。

因为天然河道含有上述特点，所以其水面曲线常常采取分段法计算。

分段时应依据河道过水断面形状、底坡、糙率大致相同标准把河道分为若干计算段。

同时为了确保同一计算段中流量不变，每一河段中不能有支流汇入或流出。

如河道有支流，应将支流放在计算段入口或出口。

计算段分得越多，计算结果越正确，但工作量也越大。

此次选择****研究河段为12+000到14+500共2.5公里，中间没有支流汇入或流出，所以，将研究河段作为一段推求水面线。

该河段计划主槽上口宽70米，计划堤距宽110米，河道设计边坡为1:

2.

4.3.2程序计算原理

此次水面线推算采取程序和中国大多水面线推求程序一样，是采取河道上下游之间能量平衡原理设计，河道流态为恒定非均匀流。

本程序优点在于能够采取窗口进行对话式输入，数据输入简单、明了，计算速度快，能够同时输出不一样设计频率洪水水位过程线和能量过程线，用户能够依据二条线相关关系，调整多种不确定计算参数。

能量平衡方程为：

∑上断面能量=∑下断面能量+∑上下断面间能量损失

计算过程中需要：

⑴各控制断面大断面数据；⑵上下断面之间左、右岸和主槽距离；⑶河段内主槽和滩地糙率；⑷河段内收缩扩张系数；⑸河段设计流量；⑹下游控制断面设计水位。

4.3.3研究河段水面曲线推求

为了满足推求水面线要求，搜集研究河段河道比降、河床糙率等计算参数。

各河段计算参数采取现实状况河道计算参数。

依据河道水面线推算计算原理，按河道计划断面推算研究河段计划水面曲线见表4—2：

研究河段计划水面线计算结果表表4—2

桩号

计划河底高程（m）

堤顶高程（m）

主槽顶宽（m）

计划堤顶宽（m）

20年一遇洪水位

备注

12+000

5.12

11.38

70

110

10.88

防洪闸

12+400

5.04

11.30

70

110

10.80

12+800

4.96

11.23

70

110

10.73

13+200

4.88

11.16

70

110

10.66

13+600

4.80

11.08

70

110

10.58

14+000

4.72

11.00

70

110

10.50

14+400

4.64

10.92

70

110

10.42

漫水桥

14+500

4.62

10.91

70

110

10.41

14+800

4.56

10.84

70

110

10.34

4.4壅水高度计算

壅水高度是指桥建成后上游产生壅水最高水位和天然河道情况下正常水位差值。

因为本桥为漫水桥，许可水流经过，桥轴线和水流方向斜交。

桥平面部署图见附图7。

4.4.1计算依据

过漫水桥处二十年一遇洪峰流量为591立方米/秒，本桥宽为10.0米，6孔单跨径为13米，总长78.0米。

漫水桥桥底高程为4.200米，桥顶高程为10.800米，桥顶高程较高，为减小桥梁对河道阻水断面。

两侧桥台做成M7.5浆砌石块石护坡，桥上部结构为钢筋混凝土预制板，板厚0.45米，板上为厚10cmC25混凝土现浇层，下部为柱式混凝土轻型桥墩。

漫水桥平面图及立面图以下：

4.4.2计划状态水力要素计算

1、过水面积计算:

A1=（70-8.68）×（8.980-4.640）=266.1m2

A2=（110-5.76）×（10.42-8.98）=150.1m2

A3=

×（10.42-8.98）×2×（10.42-8.98）×2=4.2m2

总过水面