龙头湾改河工程防洪评价报告

1、目目 录录 1 概概 述述.1 1.1 项目背景 .1 1.2 评价依据 .1 1.2.1 法律依据.2 1.2.2 标准规范.2 1.2.3 基础资料.2 1.3 技术路线及工作内容 .2 2 基本情况基本情况.4 2.1 建设项目概况 .4 2.1.1 工程设计方案.4 2.1.2 工程施工方案.5 2.2 河道基本情况 .6 2.2.1 河道概况.6 2.2.2 气象水文特征.6 2.2.3 地形、地貌、地质情况.7 2.3 河段防洪标准 .12 2.4 现有水利工程及其它设施情况.12 2.5 水利规划及实施安排.12 3 河道演变河道演变.13 3.1 河道历史演变.13 3.2 河

2、道近期演变分析.13 3.3 河道演变趋势分析.15 4 防洪评价计算防洪评价计算.17 4.1 设计洪水.17 4.1.1 流域概况.17 4.1.2 水文站及基本资料.18 4.1.3 工程设计洪水标准.18 4.1.4 设计洪水.19 4.1.5 施工分期设计洪水.21 4.2 壅水分析计算 .22 4.2.2 防护堤高程复核.27 4.3 冲刷与淤积分析计算.28 4.3.1 冲刷分析计算.28 4.3.2 淤积分析.29 4.4 河势影响分析.29 5 防洪综合评价防洪综合评价.31 5.1 与现有水利规划的关系及影响分析.31 5.2 与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性

3、分析.31 5.3 对行洪安全影响评价.31 5.4 对河势稳定的影响分析.32 5.5 对现有防洪工程、河道整治工程及其它水利工程及设施影响分析.32 5.5.1 对工程建设区河段的影响.32 5.5.2 对工程区涉河桥梁的影响.32 5.5.3 对回水区道路的影响.33 5.6 对防汛抢险影响评价.33 5.7 建设项目防洪的设防标准与措施是否得当 .33 5.8 对第三人合法水事权益影响评价.34 5.9 施工期防洪评价 .34 5.10 工程弃渣对洪水的影响评价.35 6 工程影响防治措施与工程量估算工程影响防治措施与工程量估算.36 7 结论和建议结论和建议 .37 7.1 结论.3

4、7 7.1.1 乾佑河系峡谷型山区型河流，河势稳定，不会因修建龙头湾改河 工程导致河床演变.37 7.1.2 龙头湾改河工程的修建符合总体规划，对上、下游其它用水现 象无不利影响.37 7.1.3 龙头湾改河工程的修建，不影响河道正常泄洪，不影响防洪安 全.38 7.1.4 工程设防标准符合规范要求.38 7.2 建议.38 1 1 概概 述述 1.11.1 项目背景项目背景 *县位于陕西省东南部，*地区西南部，地处秦岭南麓中段。东西 最长 97.5km，南北最宽 64.2km，总面积 3487 km2。东连山阳和湖北郧西 县，西接宁陕县，南邻安康市、旬阳县，北依柞水县。县境内群山连绵， 沟壑

5、纵横，是一个“九山半水半分田”的土石山区，土地资源十分紧缺。 *县县城龙头湾改河工程，位于距县城 3km 的永乐镇乾佑河沿岸， 拟在县城规划区内的乾佑河龙头湾处实施改河工程，利用河道开发土地 186 亩，缓解土地紧张局面。 龙头湾改河工程拟由县政府制定优惠政策，由*县华运资源再生有 限公司筹资修建，作为改河造地工程项目操作。 经营方式及年限等事宜由*县政府与*县华运资源再生有限公司协 商确定，并签定书面合同。 接受建设单位委托，我院于 2010 年 6 月编制完成了*县龙头湾改 河工程可行性研究报告，同时委托我院进行防洪评价报告的编制工作， 接受委托后，我院组织技术人员收集了工程所在河流乾佑河

6、干流水文站实 测资料；还收集了工程区相关工程的基本资料，先后多次派员前往工程所 在地对相关建筑物进行实地勘察。在广泛收集防洪评价相关基础资料后， 经过大量统计分析工作，初步完成防洪评价报告（送审稿）上报*市水 务局。 1.21.2 评价依据评价依据 本防洪评价报告，依据了国家有关法律、法规和规定，有关技术规范 和技术标准，还依据了其他相关文件。主要如下： 1.2.11.2.1 法律依据法律依据 中华人民共和国水法 中华人民共和国防洪法 中华人民共和国河道管理条例 陕西省实施中华人民共和国防洪法办法 水利部、国家计委河道管理范围内建设项目管理的有关规定 水利部办公厅河道管理范围内建设项目防洪评价

7、报告编制导则 1.2.21.2.2 标准规范标准规范 防洪标准（gb5020194） 水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（sl252-2000） 城市防洪工程设计规范（cjj5092） 堤防工程设计规范（gb5028698） 水利水电工程设计洪水计算规范（sl4493） 小型水力发电站设计规范（gb50071-2002） 水利水电工程施工组织设计规范sl303-2004 1.2.31.2.3 基础资料基础资料 陕西省防洪规划报告（陕西省水利电力勘测设计研究院，2003 年 3 月）； 水力计算手册武汉水利电力学院 *县龙头湾改河工程可行性研究报告 *地区实用水文手册 技术委托书、合同书。 1.

8、31.3 技术路线及工作内容技术路线及工作内容 本次防洪评价通过现场查勘，充分收集了工程所在河流水文泥沙、河 床演变、防洪工程现状及规划资料，分析了改河工程所在河段河道行洪、 河道冲淤、河势演变的规律及特点，预估了改河工程对河道冲淤变化趋势 与淹没影响，本次评价的设计洪水计算，采用了青泥湾水文站的实测资料， 采用概率分析法计算出设计洪水成果，核定工程所在河段的设计洪水位及 校核洪水位，计算分析了工程的壅水和冲刷情况，依照河道管理的有关规 定及防洪要求，分析电站工程建设可能给河道行洪、河岸防护、道路桥梁、 安全渡汛、工程管理等方面造成的不利影响，并对不利影响提出防治、补 救和减免措施，最后做出综

9、合评价。 龙头湾改河工程项目洪水影响评价的主要内容有以下几项： （1）工程建设与防洪规划的关系及影响分析； （2）工程建设是否符合防洪标准、有关技术和管理要求； （3）工程建设对河道泄洪的影响分析； （4）工程建设对河势稳定的影响分析； （5）工程建设对堤防、护岸及其它工程和设施的影响分析； （6）工程建设对防汛抢险的影响分析； （7）工程防御洪水的设防标准与措施是否适当； （8）工程建设对第三人合法水事权益的影响分析； （9）施工期防洪评价； （10）提出相应的结论和建议。 2 2 基本情况基本情况 2.12.1 建设项目概况建设项目概况 2.1.12.1.1 工程设计方案工程设计方案 龙头

10、湾改河处乾佑河河道呈弯曲状，为了使得上下游连接顺畅，将开 挖泄洪槽轴线设计为直线与弧线相接的型式。穿过两个山脊，计划沿河势 顺畅方向开凿龙头湾山脊裁弯取直。形成宽 45m，长 433m 的泄洪明槽，两 侧开挖边坡 1：0.51：1.0，并每 2040m 高度设一道 1.5m 宽戗台；同时 修筑上下游拦河导流堤防长 375 m。土石方开挖 145.6 万 m3，砌石 0.91 万 m3，渣石填筑 75.27 万 m3（含垫地）。造地 186 亩，估计工程投资 7301.52 万元。 主要建筑物为泄洪槽，泄洪槽进口设置宽顶堰。泄洪槽进口高程 466.00m，出口高程455.50m，槽底比降1/35

11、，设计宽度45m，设计长度 433m。根据设计泄洪流量q1930 m3/s，按无底坎宽顶堰进行相应水力计 算，确定设计水面线。 经计算，渲泄设计洪峰流量时槽内平均流速为 9.2m/s，表面粗糙石灰 岩的耐冲流速较高。故泄洪槽内不衬砌，仅在施工中采用光面爆破开凿， 使得槽底板、侧壁尽量光滑。 泄洪槽（或泄洪洞）出口后采用拦河导流堤防与下游河道顺接，以保 证将设计洪峰流量平顺泄往下游河道。由于出口处底板与下游河道等高， 可保证泄洪槽（或泄洪洞）水流与下游河道顺接。 工程辅助建筑物主要为泄洪建筑物上下游的拦河导流堤防。根据确定 的设计水面线，按工程等级确定的超高值确定堤防顶部高程。其设计水位 详见工

12、程设计图。设计中两种方案设计水深一致，则堤防断面形式、设计 堤高相同。 拦河导流堤防采用浆砌石挡土墙，墙背渣石或沙砾石填筑。迎水面坡 比 1：0.5，背水面坡比 1：2.0，堤顶宽 3.8m。 堤顶超高依据规范和本工程实际条件，确定采用 1.20 米。 本工程可研选定的主要建筑物的防洪标准为：50年一遇洪水，并可渲 泄100年一遇洪水。 2.1.22.1.2 工程施工方案工程施工方案 本工程工程项目较简单，场地集中，在 102 省道沿线，交通方便， 10kv 电力线经过，完全可满足施工照明用电。所需建筑材料货源充足，价 格较低，河砂、块石可就近在项目区采取使用。 龙头湾改河工程施工导流划分为两

13、阶段：第一阶段为泄洪槽开挖期， 在泄流槽进、出口处各预留高 5.0m，厚 2.0m 石坎作为围堰；并砌筑上下 游拦河导流堤防，堤防后堆填渣石，预留 30m 宽河道作为导流渠，可满足 一般年份汛期泄洪。第二阶段为泄洪槽开凿完工后，炸开泄洪槽进、出口 石坎围堰，利用泄洪槽导流，进行上、下游拦河导流堤防封堵施工，完成 改河造地填筑工程。 该工程计划工期 1 年，自 2010 年 10 月正式开工，2011 年 9 月完工。 泄洪槽工程工期 6 个月，自 2010 年 10 月至 2011 年 3 月。2010 年 10 月施工准备。做好施工放线、场地平整、修通临时道路、架设电力线路等 准备工作。20

14、10 年 11 月至 2011 年 3 月完成泄洪槽开挖。 上下游堤防工程工期自 2011 年 3 月至 2011 年 5 月。2011 年 3 月做好 施工准备，2011 年 4 月至 5 月完成堤防基础开挖、回填、堤身填筑及迎水 面浆砌石挡墙的砌筑。2011 年 6 月至 9 月完成老河道土地整理等。 若工程不能如 2010 年 10 月动工,则施工进度安排自动工之日起往后 顺延。 该项目对环境的影响源于施工活动，工程范围内无环境敏感因素，无 较大水生动、植物群落，无著名人文历史景观，不会造成大面积植被破坏 和水土流失，不会造成较大的回水淹没影响。 由于工程开挖弃渣堆置会造成环境破坏，在施

15、工组织设计中对弃渣堆 置形式和位置做了规定，要求在建设过程中按本开发建设项目水土保持方 案的要求对弃渣有组织堆存。根据分析，本工程对环境的不利影响较小， 不会造成不可逆转的永久性破坏。 2.22.2 河道基本情况河道基本情况 2.2.12.2.1 河道概况河道概况 项目所在地为乾佑河流域，是汉江的二级支流。乾佑河发源于秦岭山 脉南麓牛背梁，由北向南流经*市柞水、*县，于安康市旬阳县境内汇 入旬河，全长 151km，总流域面积 2395km2。乾佑河绝大部分河段在*市 境内，境内流程 135.5km，其中*县境内河长 67.0km，占总河长的 49.4%；境内流域面积 1529km2，占总流域面

16、积的 63.8%。 乾佑河属于雨源性山区河流，流域范围北高南低，河谷山势陡峻，河 床深切，河流蛇曲发育。河谷一般呈现陡峻的“v”型，岸坡 4070。 流域植被较好，地表土壤侵蚀程度轻微。河道径流在洪水期有一定含沙量， 平时河水清澈，含沙量极小。 乾佑河*段沿程自上而下有较大支流 3 条，分别是：午峪沟，集雨 面积 83.0km2，河长 16.8km，平均比降 29.0；县河，集雨面积 246km2， 河长 39.1km，平均比降 39.6；冷水河，集雨面积 401.8km2，河长 33.7km，平均比降 23.3。 2.2.22.2.2 气象水文特征气象水文特征 项目区属北亚热带向暖温带过渡区

17、气候，四季分明，气候温和，雨量 充沛。根据气象资料统计显示：*县平均气温 13.3，极端最高气温 39.6，极端最低气温13.7；年平均降水量 805mm。 受大气环流和秦岭山脉阻断影响，项目区降水时空分布差异很大，西 北部秦岭山脉多雨，东南部低山河谷少雨；尤以乾佑河发源地的秦岭为最 高，可达 850mm。乾佑河流域冬春少雨，夏秋多雨，易发生局部短历时高 强度暴雨。 乾佑河干流*段设有青泥湾水文站。青泥湾水文站坐落在*县城下 游处，控制流域面积 1377 km2，于 1959 年建站，现收集有该站 19592009 年 51 年洪水资料。 *地区实用水文手册其中的相关资料和公式、参数可利用。另

18、 有*市政府批准的*县乾佑河防洪工程规划中的设计洪水成果可作 为参考。 2.2.32.2.3 地形、地貌、地质情况地形、地貌、地质情况 2.2.3.1 区域地质区域地质 工程区位于大地构造单元之东秦岭褶皱系，印支褶皱带。北与华力西 褶皱带相临，这些褶皱带均呈近东西向延伸的构造格局。第三系末期至第 四系初，普遍沿乾佑河残留二至三级基座性阶地，本区地壳在现代时期仍 处于相对上升阶段。 乾佑河河流方向由北向南，该河流是汉江水系的主要支流之一，工程 区河谷山势陡峻，河谷深切，河流蛇曲发育；工程区的地形整体北高，南 低，东西两侧高，河床部位低。工程区山势陡峻险要，河谷两侧相对隆起， 主要山脊标高大于 1

19、000m，而工程区河床高程 454.63468.02m，相对高 差大于 500m，依据地形地貌划分，工程区属中低山地貌区。 2.2.3.22.2.3.2 地层岩性地层岩性 工程区按照地层划分，属昆仑秦岭区a2，凤县*小区内。根据 1/50 万东秦岭地质图和工程区出露的地层岩性有： 1 古生界地层 .泥盆系上统（d3j）九里坪组：灰色极簿层千枚岩夹簿层灰岩，下 部粉砂岩，分布于工程区下游河段。 泥盆系中统（d2gn）公馆组：上部砂质板岩夹灰岩，下部白云质灰 岩与泥质灰岩互层夹千枚岩，主要分布于工程区大部分地段。 石炭系下统（c1j）介河街组：燧石灰岩或灰岩夹火山块集岩，分 布于工程区上游河段。

20、石炭系中统（c2tc）铁厂铺组：上部灰岩夹千枚岩、钙质板岩、下 部含铁结核千枚岩夹砂岩（局部主要为火山块集岩），分布于县河口东北 方向的火车站一带。 2 新生界地层 新生界第四系（q）冲积、冲洪积、坡残积以及人工堆积的砂砾 石、砂卵石、漂石层、碎石层、碎石砂质粘土、碎块石砂质粘土和砾石砂 质粘土等。分布于河床、支沟、坡脚及宽缓的斜坡地段，地层厚度和岩性 因地而异。 工程区位于秦岭东南段纬向区域构造单元内，由于受南北向强大挤压 应力的作用，形成一系列压性或压扭性断裂和褶皱带，这些构造带组成了 本区以近东西向为主的构造格局。距工程区相对较近的主要断裂和构造形 迹有： 1 .区域断层 两河凤镇竹林关

21、复活断裂，近东西向，为一倾向北的逆断层，造 成南北部沉积岩相差异和山阳小规模老第三纪红色盆地的形成。显然是一 个长期活动的深断裂，在西部次一级羽状断裂发育。该断层线是东秦岭褶 皱带之分界线，位于工程区北部，距工程区约 35km，距离相对较远。 .褶皱 区内褶皱较为发育，分布于工程区附近的主要褶皱带有青铜关背斜、 金鸡岭向斜、古道岭背斜、谜魂镇凤凰寨向斜等。工程区洽位于金鸡岭 向斜的南翼地段。 2.2.3.32.2.3.3 区域稳定性评价与地震效应区域稳定性评价与地震效应 .区域稳定性 工程区同整个秦岭山地一样，在白垩纪末第三纪初构造运动较为剧 烈，其特点是断块隆起，地壳反复活动，形成以深大断裂

22、为阶的次一级断 块。由于活动的差异性，形成一系列山间小型盆地，第四纪初先后结束了 沉积，表现为整体性、间歇性上升，与前期比较，活动性逐渐趋于和缓， 地壳相对稳定。 .地震效应 本区有地震历史记载以来，*境内没有发生过大于 5 级以上的地震。依 据中国地震动参数区划图gb183062001、建筑抗震设计规范 gb500112001，工程区场地土类型为中硬土，建筑场地类别为类。工 程区地震动峰值加速度 0.05g，地震动反应特征周期 0.45s，工程区基本地 震烈度为度。 2.2.3.4 水文地质条件水文地质条件 根据工程区地下水的储存条件，区域地下水可分为松散层孔隙潜水和 基岩裂隙水两种类型。

23、1 .松散层孔隙潜水 含水层为第四系碎砾石砂质粘土、砂砾碎石层、砂砾石、砂卵石、漂 石层等，主要分布于河床和支沟等地段。其含水层厚度 213.0m，水位埋 深河床或高河漫滩 0.205.00m，一级阶地 38.0 m；尤其河床含水层厚 度相对稳定，透水性较强。地下水位埋深一般由地貌单元前部至后部渐增。 2 .基岩裂隙水 含水层主要为古生界泥盆系、石炭系碎屑岩和碳酸盐类岩石中，裂隙 水主要储存于千枚岩夹灰岩、粉砂岩、燧石灰岩、灰岩夹火山块集岩和钙 质板岩、白云质灰岩岩石中，一般水量比较贫乏。 3 .地下水的补给、径流与排泄 地下水的补给主要来源大气降水和地表水，其次灌溉用水的渗入补给。 区内降水

24、量少而相对集中，季节性和地区性差异比较明显。地下水的补给 靠乾佑河和工程区主要支沟水流，通过入渗补给于松散层孔隙中。 区内地下水的流向与地形基本一致，即自河谷两侧流向河床，最终排 入乾佑河。基岩裂隙水流向随地形变化而变化，具有多向性或多样性，以 渗流或泉水的形式向临近沟、谷排泄。第四系孔隙潜水径流方向由高阶地 向低阶地运移，又由阶地后缘向前缘运移，最终以地下潜流形式排入河床。 4 水质 根据区域水文地质资料和相关工程水质化验资料，区内地下水由于径流、 排泄条件较好，水循环交替作用极积，水化学的形式主要为溶滤作用，ph 值 7.98.0，水质为重碳酸钙型水及重碳酸镁型水，水质对混凝土和混凝 土构

25、件中钢筋不具备腐蚀性，但对裸露的钢结构，在干湿交替作用下有微 腐蚀性。 2.2.3.5 工程地质条件工程地质条件 .山体明挖段工程地质条件与评价 山体明挖分为两段，该开挖线均位于高速公路左侧，明挖段山体基岩 裸露，山势高大陡峻险要，明挖段进出口斜坡角度 6070的上陡下缓斜 坡地形，明挖段所经过的地层岩性：进出口坡脚为新生界、第四系坡残 积碎、块石堆积层，层厚 0.503.00m，松散空隙极大，地基承载力低， 工程地质条件极差。除此之外均为岩石段，岩石均为古生界、泥盆系中统 （d2gn）公馆组：深灰色中厚厚层白云质灰岩与泥质灰岩互层夹千枚岩， 岩石中硬坚硬，岩层产状：nw270285/ne45

26、48，基岩强风化 厚度 0.41.00m，基岩裂隙发育，但时有零石掉落，明挖段轴线与岩层走 向夹角 5580，夹角较大，有利于边坡稳定。该工程从地表未发现断层、 破碎带、软弱夹层和不良工程地质现象的存在，山体边坡处于天然稳定状 态，综上所述有实施该方案的工程地质条件。 .堤防工程地质条件与评价 堤线位于乾佑河龙头湾河段的河床之上，堤线所经过的地层岩性，上 部为新生界、第四系、全新统冲积（q4al）砂卵（漂）石，层厚 3.0013.00m，局部夹有孤、漂、块石，河床堆积物粒径大于 2.0mm 以上 级别约占 85%以上，常见粒径 250mm，砾卵石的磨圆度呈亚圆状，断口 新鲜，岩石坚硬，该层呈梢

27、密密实状，地基承载力较高，基本能够满足 堤基对地基的要求。堤线上下游两端大多数基岩裸露，基岩裸露段和覆盖 层以下岩石均为古生界、泥盆系中统（d2gn）公馆组：深灰色中厚厚层 白云质灰岩与泥质灰岩互层夹千枚岩，岩石中硬坚硬，岩层产状： nw270285/ne4548，基岩强风化厚度 0.41.00m，岩石裂隙发 育，地基承载力高，工程地质条件好，但大多数基岩面埋深较大，难以利 用。地下水位大多数位于堤防基础以上，水位埋深 0.205.00m，对施工 有一定的影响，应采取必要的排水工程措施。 2.32.3 河段防洪标准河段防洪标准 根据*地区行署以商署 200101号函批准的*县县城防洪规划， *

28、县城乾佑河段设防标准为50年一遇洪水。 本工程设防标准为50年一遇洪水，并可渲泄100年一遇洪水，满足规 范及防洪规划要求。 2.42.4 现有水利工程及其它设施情况现有水利工程及其它设施情况 工程区内的主要工程有： （1）防洪工程 *县龙头湾改河工程位于*县永乐镇，距县城三公里。工程区没有 完整的防洪体系，无专门的防洪工程。 （2）其它工程 项目区内已建成的主要工程有： 包茂高速柞水小河高速公路通过， 工程区有本段高速公路桥龙头湾大桥穿过；另有 s102 省道沿河而下。 2.52.5 水利规划及实施安排水利规划及实施安排 *县县城龙头湾改河工程，拟在县城规划区内的乾佑河龙头湾处实施 改河工程

29、，利用河道开发土地 186 亩。 根据*地区行署以商署 200101号函批准的*县县城防洪规划， *县城乾佑河段设防标准为50年一遇洪水。 本工程区的水利规划有乾佑河防洪规划，该工程建设附合本规划， 不存在违反规划的制约因素。 3 3 河道演变河道演变 3.13.1 河道历史演变河道历史演变 乾佑河发源于秦岭山脉南麓牛背梁，由北向南流经*市柞水、*县， 于安康市旬阳县境内汇入旬河，全长 151km，总流域面积 2395km2。乾佑 河绝大部分河段在*市境内，境内流程 135.5km，其中*县境内河长 67.0km，占总河长的 49.4%；境内流域面积 1529km2，占总流域面积的 63.8%

30、。 乾佑河属于雨源性山区河流，流域范围北高南低，河谷山势陡峻，河 床深切，河流蛇曲发育。河谷一般呈现陡峻的“v”型，岸坡 4070。 流域植被较好，地表土壤侵蚀程度轻微。河道径流在洪水期有一定含沙量， 平时河水清澈，含沙量极小。由于降雨时空分布不均，平时水流清澈见底， 只有在暴雨洪水期，洪水陡涨陡落，洪水挟带少量泥沙，河水较混浊，流 域泥沙含量较低。 受地形地质条件限制，在崇山峻岭之间蜿蜒穿行南下，近百年来，其 平面形态变化甚微。经对地质水文资料分析和有关资料验证，历史上该段 河岸稳定，平面变化很小。河道无明显的冲刷，是一条冲淤相对平衡的河 道。工程所在河段河道演变的规律是涨冲落淤，洪水时涨水

31、段流速增大， 河床冲刷，落水段流速减小，河床回淤，断面冲淤变化相对较小。依据查 阅相关资料和现场勘查分析，该段河道在平面上无明显变化。 3.23.2 河道近期演变分析河道近期演变分析 本工程区所在河段为山区峡谷型河道，山体总体呈西北高、东南低， 相对高差约 150m。河床漫滩窄处约 60-70m，宽处约 200m，沉积厚约 10m 的砂卵石层；河谷呈 s 型穿梭于山体间，下切很深，河谷两侧山势陡峻， 基岩多裸露，高出河床约百余米。两岸坡体均为稳定状态，不会大规模滑 落，造成河道阻塞，影响行洪。受两岸基岩山体控制，水流很难冲刷左右 岸，造成河道改道，洪水主流线摆动幅度不大。根据该河段河道地形图及

32、 实地查勘分析，该河段两岸岸壁稳定，无横向摆动，河势是稳定的。 流域近期无引水或调水任务，无其它综合利用要求，故不会改变流域 水情。 据河道管理部门近年来的调查可知，在 20 世纪 90 年代尤其是包茂高 速公路和西康铁路建设以来，乾佑河呈现整体下切趋势。河床平均下切 1.0m，局部河段主河槽最大下切 2.0m 以上。 经分析，河道整体下切趋势的原因，除较长时代的区域地质之外，其 它主要短期因素有： 暴雨洪水 乾佑河整体属山区雨源性河流，径流基本上由降雨形成。由于受大气 环流和秦岭山脉阻断影响，流域内夏秋多雨，且易发生短历时高强度暴雨。 暴雨往往造成短历时、高强度的洪水，造成河床短期冲刷。 流

33、域植被有所恢复，河床覆盖层补给物质减少 自上世纪 90 年代以来，由于我国总体经济政策的改革，对农业的投 入增加，农业基础设施的建设、退耕还林、生态移民等措施实施，以及高、 中山区农民弃农务工经商人数增加，尤其是近年来实施了丹江口库区及上 游水土保持治理项目，使流域内林草植被逐年恢复。流域内水土保持能力 增强，地表侵蚀模数降低，减少了河床床质的补给来源。 砂石过度开采 近年来，乾佑河沿线有 s102 公路、西康铁路、以及包茂陕高速 公路工程建设，大量开采乾佑河及其支流河床砂石料；同时，乾佑河又是 沿河城镇、村庄房屋建设砂石料的主要来源。由于干流及其支流河床砂石 资源有限，在部分河段的短时期集中

34、开采，人为破坏了河床局部、甚至较 长河段的纵向平衡，造成河床的急剧下切。 综上所述，乾佑河在近年来呈现出明显的下切趋势，预测这种下切趋 势还会延续一定时段，但强度会逐步下降，直至达到新的冲淤平衡。 工程所在河段无实测河道演变资料，在进行防洪评价时，对工程所在 河道河床演变情况进行了实地调查。据当地群众介绍，工程区附近河道历 史上一直没有明显的冲刷和淤积，近年来由于高速路和铁路的建设在河道 开采了大量砂石，造成河道下切严重，但随着时间的推移，基本已经达到 新的冲淤平衡，枯水时部分河滩有少量泥沙淤积，洪水期被洪水冲走，近 期河床高程没有大的变化。 洪水期间，尽管河道受大洪水影响有一定的冲淤变化，但

35、乾佑河泥沙 相对较少，两岸为陡峻的基岩山体，且少人居住，植被较好，是一段冲淤 相对平衡的河道。由于该工程仅局部缩窄了河道，不会造成泥沙淤积而改 变河势，下游衔接顺畅，也不会对河道产生冲刷，因此河段的河道不会有 大的变化。从河床长期变化趋势分析，工程所在河段的冲淤变化基本是相 对平衡的。 3.33.3 河道演变趋势分析河道演变趋势分析 本工程建成后，工程所在河段河道演变规律将发生一定的变化。改河 工程泄洪槽进口设宽顶堰，经计算，在设计标准洪水下，上游会产生 0.76m的雍水，但由于泄洪槽底顶部高程和原河道基本相同，且泄洪渠内 水流速较大，除河道部分低洼点会淤平外，不会对上游造成大量淤积；泄 洪槽

36、基岩的抗冲能力较强，也不会造成冲刷，因此，泥沙在短期内即可逐 渐达到冲淤平衡。工程下游区，泄洪槽出口后采用拦河导流堤防与下游河 道顺接，以保证将设计洪峰流量平顺泄往下游河道。由于出口处底板与下 游河道等高，可保证泄洪槽（或泄洪洞）水流与下游河道顺接。河床多系 基岩或卵石组成，河槽中砂卵石厚度约7m，卵石含量约60%，直径一般4- 8cm，磨圆度高，级配良好，岩性以变粒岩、石英岩等为主，含零星漂石， 砂砾充填，为中密-密实状，下为基岩，河床抗冲性能强，冲刷受到抑制。 两岸为基岩岸坡，比较稳定，今后也不会发生大的变化。 从长时段来讲，改河工程的兴建，不但不会造成河道大量淤或冲刷， 而且由于泄洪槽基

37、岩对河床下切基准面起到了固定作用，遏制了河道的继 续下切，反而会使本河段河床更加稳定。 综上所述，根据历史河床冲淤变化情况和本工程水力计算预测，今后， 本河段冲淤变化是相对平衡的。 4 4 防洪评价计算防洪评价计算 本次防洪评价计算内容包括：项目涉及河段的乾佑河设计洪水、河段 原态设防洪水位、涉河建筑物影响下的设防洪水位壅高值。 4.14.1 设计洪水设计洪水 4.1.14.1.1 流域概况流域概况 乾佑河发源于秦岭山脉南麓牛背梁，由北向南流经*市柞水、*县， 于安康市旬阳县境内汇入旬河，全长 151km，总流域面积 2395km2。乾佑 河绝大部分河段在*市境内，境内流程 135.5km，其

38、中*县境内河长 67.0km，占总河长的 49.4%；境内流域面积 1529km2，占总流域面积的 63.8%。 乾佑河属于雨源性山区河流，流域范围北高南低，河谷山势陡峻，河 床深切，河流蛇曲发育。河谷一般呈现陡峻的“v”型，岸坡 4070。 流域植被较好，地表土壤侵蚀程度轻微。河道径流在洪水期有一定含沙量， 平时河水清澈，含沙量极小。 乾佑河*段沿程自上而下有较大支流 3 条，分别是：午峪沟，集雨 面积 83.0km2，河长 16.8km，平均比降 29.0；县河，集雨面积 246km2， 河长 39.1km，平均比降 39.6；冷水河，集雨面积 401.8km2，河长 33.7km，平均比

39、降 23.3。 项目区属北亚热带向暖温带过渡区气候，四季分明，气候温和，雨量 充沛。根据气象资料统计显示：*县平均气温 13.3，极端最高气温 39.6，极端最低气温13.7；年平均降水量 805mm。 受大气环流和秦岭山脉阻断影响，项目区降水时空分布差异很大，西 北部秦岭山脉多雨，东南部低山河谷少雨；尤以乾佑河发源地的秦岭为最 高，可达 850mm。乾佑河流域冬春少雨，夏秋多雨，易发生局部短历时高 强度暴雨。*县多年平均降水量 770mm，最大年降水量 1226mm，最小 年降水量 571mm。 区域内降水时空分布差异很大。河川少雨，高山多雨；冬春少雨、夏 秋多雨，且多发生暴雨。通常暴雨历时

40、短，强度大，覆盖面积大，雨量大。 暴雨多集中于 7、8、9 三个月，受地形影响显著。乾佑河流域处于秦岭南 坡最大暴雨高值区的边缘，属*地区暴雨高值区之一，最大 24 小时雨量 均值 7075 mm。在长历时特大暴雨期，必然形成径流大、汇流时间短、 洪峰高、洪量大、高峰频繁出现的大洪水。一般洪水过程几小时到十几小 时，春夏季暴雨常出现单峰洪水过程，秋季连阴雨易出现多峰洪水过程。 4.1.24.1.2 水文站及基本资料水文站及基本资料 乾佑河干流*段设有青泥湾水文站。 青泥湾水文站坐落在*县城下游处，控制流域面积 1377 km2，于 1959 年建站，现收集有该站 19592009 年 51 年

41、洪水资料。 *地区实用水文手册其中的相关资料和公式、参数可利用。 另有*市政府批准的*县乾佑河防洪工程规划中的设计洪水成 果可作为参考。 改河工程起点处河床高程466.00米，终点处高程455.50米。原河道长 度1400米，改河后河道长度433米。工程计划开凿龙头湾形成新河道，设 计开凿泄洪槽长433米，槽宽45m，上、下游拦河堤防长375m。 工程区位于青泥湾水文站下游 1km 处，龙头湾改河工程位置处控制流 域面积 1404.2 km2。工程地址流域面积和青泥湾水文站控制面积极为接近， 。 4.1.34.1.3 工程设计洪水标准工程设计洪水标准 根据*地区行署以商署 200101号函批准

42、的*县县城防洪规划， *县城乾佑河段设防标准为50年一遇洪水。 本工程设防标准为选为50年一遇洪水，并可渲泄100年一遇洪水。 工程区有 s102 省道沿河通过，根据防洪标准(gb50201-94)规定， 省级公路设计标准为 25 年一遇，故用 25 年一遇洪水标准进行复核。 本工程选定洪水标准符合防洪标准相关要求，且偏安全。 本工程未对施工导流的洪水及过洪断面进行计算，下阶段设计需补充 完善。 4.1.44.1.4 设计洪水设计洪水 乾佑河流域地处秦岭南麓，受副热带西北沿和北方冷空气共同影响， 较大洪水经常发生。暴雨最早出现在每年的 4 月，一般在 10 月份结束， 多数暴雨集中在 79 月

43、份，其暴雨中心多发生于该流域的中上游，由于 暴雨集中，持续时间短，常形成较大洪水。 青泥湾水文站坐落在*县城下游处，控制流域面积 1377 km2，于 1959 年建站，现收集有该站 19592009 年 51 年洪水资料。根据*地 区实用水文手册中历史洪水调查成果表，乾佑河历史上共发生四次特大 洪水，分别为：1903 年（3030m3/s）、1925 年（2090 m3/s）1957 年 （1760 m3/s），1967 年（1310 m3/s）；其中 1903 年和 1925 年洪水可靠程 度供参考，因此未做为特大值进行分析；1957 年洪水较可靠，但其发生时 间和实测系列较接近，洪峰流量

44、和实测资料中的较大值相当，对频率分析 的影响不大；1967 年洪水数据包含在实测数据当中，参与了频率分析。流 域内没有大的蓄水工程，所以径流系列的一致性较好。根据青泥湾水文站 1959-2009 年 51 年洪峰流量系列分析，青泥湾站洪峰流量系列代表性较好。 （1）青泥湾水文站设计洪水计算 根据青泥湾站 51 年实测洪峰系列，按实测资料系列进行频率计算， 用矩法估算参数，采用 p型曲线，用经验适线法进行适线，确定选用 参数。频率曲线见图 4-1，不同频率设计洪峰流量计算成果与龙头湾改 河工程可行性研究报告成果比较详见表 4-1。 表表 4-14-1 青泥湾坪水文站不同频率设计洪峰流量成果计算对

45、比表青泥湾坪水文站不同频率设计洪峰流量成果计算对比表 单位：单位：m/sm/s 频率（%） 成果 对比 站名 cvcs/cv 均值 123.33451020 可研 报告 青泥湾 1.103.54172400191015201310890 防洪 评价 青泥湾 1.053.543223751906158014591320915563 差值 % -1.04-0.213.950.762.81 项目可研中采用的汇水面积相关法和综合参数法计算进行了对比，此 二种方法的适用范围为流域面积 30-1000km2的小流域，成果仅供参考，未 做采纳是合理的；另可研报告参考了*县乾佑河防洪工程规划成果， 本成果与表

46、 4-1 的计算成果均较为接近，由对比可见，本防洪评价计算成 果与可研报告计算成果稍有差异，相差-1.04%3.95%之间，因此可认 为项目可研报告计算成果比较可靠。 图 4-1 （2）工程地址设计洪水计算 由于本工程地址处于青泥湾水文站下游 1km 处，控制的流域面积和青 泥湾水文站控制的流域面积极为相近，分别为 1404.2km2和 1377km2，相差 仅 1.9%，所以将青泥湾水文站设计洪水直接应用于本工程。 4.1.54.1.5 施工分期设计洪水施工分期设计洪水 根据乾佑河的洪水特性和施工组织设计的要求，施工导流期确定为枯 水期的 10 月至次年 3 月。工程施工导流划分为两阶段：第

47、一阶段为泄洪 槽开挖期，在泄流槽进、出口处各预留高 5.0m，厚 2.0m 石坎作为围堰； 并砌筑上下游拦河导流堤防，堤防后堆填渣石，预留 30m 宽河道作为导流 渠，可满足一般年份汛期泄洪。第二阶段为泄洪槽开凿完工后，炸开泄洪 槽进、出口石坎围堰，利用泄洪槽导流，进行上、下游拦河导流堤防封堵 施工，完成改河造地填筑工程。 泄洪槽工程工期 6 个月，自 2010 年 10 月至 2011 年 3 月。2010 年 10 月施工准备。做好施工放线、场地平整、修通临时道路、架设电力线路等 准备工作。2010 年 11 月至 2011 年 3 月完成泄洪槽开挖。 上下游堤防工程工期自 2011 年

48、3 月至 2011 年 5 月。2011 年 3 月做好 施工准备，2011 年 4 月至 5 月完成堤防基础开挖、回填、堤身填筑及迎水 面浆砌石挡墙的砌筑。2011 年 6 月至 9 月完成老河道土地整理等。 本工程跨汛期施工不可避免，因此，施工应考虑汛期导流及施工安全 问题。 根据水利水电工程施工组织设计规范，本工程导流建筑物级别为 5 级，类型为土石结构，相应的洪水标准为 10-5 年。本工程可研取 10 年 一遇，符合规范规定，且偏安全。其相应的洪水流量为 915m3/s。 4.24.2 壅水分析计算壅水分析计算 根据主要建筑物的布置以及上、下游河道水位流量关系曲线，按水 力计算确定改

49、河后河道水面线。本工程可研选定了偏安全的洪水标准，由 以上计算可知：设计洪水为50年一遇（q=1906 m/s），校核洪水为100年 一遇（q=2375m/s），s102省道复核洪水为25年一遇（q=1459 m/s） 4.2.1.1 回水计算回水计算 （1）基本资料 回水区地形资料：河道断面图 2 个，平均间距 50m； 河道糙率：根据库区河相及河道床质构成，该段河床较规整，库区 河道糙率取较小值 0.030，泄洪槽取 0.028。 水位和流量：回水计算的起始断面选在泄洪槽宽顶堰轴线位置；不 同频率洪峰流量的起始水位采用宽顶堰流量公式： 2/3 0 2 hgmbq s 计算，成果如下： 表表

50、 4-5 溢流坝顶水头计算成果表溢流坝顶水头计算成果表 洪水重流量槽宽流量侧收缩淹没堰静水堰顶水水位（m） 现期 (m3/s) （m）系数系数系数头 (m)深(m) 设计 (2.0%) 1906450.400.97318.516.55472.55 校核 (1.0%) 2375450.400.97319.867.90473.90 复核 (4.0%) 1459450.400.97317.125.27471.27 计算得：设计洪水（p=2%）时，泄洪槽进口宽顶堰堰上水头 h08.51m，堰上水深 h6.55m；校核洪水位时，泄洪槽进口宽顶堰堰上 水头 h09.86m，堰上水深 h7.90m。 项目可

51、研计算得：设计洪水位时泄洪槽进口宽顶堰堰上水头 h08.2m，堰上水深 h6.3m，与本洪水评价计算基本相近，稍有差异。 由计算可知，泄洪槽断面可满足渲泄 100 年一遇洪水的过水要求。 （2）计算方法 改河工程宽顶堰以上河道采用天然河道水面计算方法，根据明渠非均 匀流公式进行计算，泄洪槽为人工开挖断面，但水流速较大，也按明渠 非均匀流计算。 根据明槽非均匀流公式，由计算起始断面采用起始水位向上、下游分 段并逐段进行试算，推演出计算断面河道天然状态洪水位。计算公式为： z2v222gz1v122g hf hj 式中：z1、v1 断面 1 的水位和流速，m、m/s； z2、v2 断面 2 的水位

52、和流速，m、m/s； 动能修正系数； hf 沿程水头损失，m， hf（v12/c12 r1 v22/c22 r2）l/2； hj 局部水头损失，m，hj=（v12/2gv22/2g）； c 谢才系数，c=1/nr1/6，n 为边界糙率； r 水力半径，m； l 计算断面 1、2 间的距离，m； 边界局部段变化阻力系数。 4.2.1.2 回水计算成果回水计算成果 对应于工程 50 年一遇设计洪峰流量（q2.0%=1906m3/s）及 100 年校核 洪峰流量（q1.0%=2375m3/s），25 年一遇复核洪峰流量 （q4.0%=1459m3/s）的回水水面线计算结果见下表 4-6 。 表 4-

53、6 龙头湾改河工程改河前、后水面线计算成果表龙头湾改河工程改河前、后水面线计算成果表 设计洪水（p=2%） 校核洪水 （p=1.0%） 复核洪水(p=4.0%) 断面距离 改河前改河后改河前改河后改河前改河后 备注 0-00 471.79472.55472.87473.90470.76471.27 宽顶堰 1-159 473.30473.51474.39474.88472.25472.25 龙头湾乾佑河 大桥 2-2101 474.09474.09476.15476.15473.01473.01 s102 省道 设计、校核洪水情况下，上游回水长度采用近似公式 l=2ha/i 计算， 实测河床比

54、降为 21。结合改河工程前、后水面线变化进行综合比较分 析，查得设计、校核洪水标准下改河后水位壅高 ha，计算坝前回水长度 l。计算结果见回水计算成果表（表 4-7） 表 4-7 改河工程回水计算成果表改河工程回水计算成果表 设计洪水（p=2%）校核洪水（p=1%）复核洪水（p=4%） 类别流量水位流量水位（m)流量水位（m) 改河前 1906471.792401472.871480470.76 改河后 1906472.552401473.901480471.27 壅水高 0.76 1.03 0.51 回水长度 72.38 98.10 48.27 回水水面线计算结果表明： 根据泄洪槽水力计算，

55、渲泄设计洪水时，上游水位壅高 0.76m，上溯 影响 72m。而改河处上游为裸露岩石河谷段，无任何建筑物。故改河工程 回水对上游无明显影响。 （1）从泥沙淤积方面来看，泄洪槽进口段为无底坎宽顶堰，设计高 程与原河床基本一致，故不会对河床造成淤积。 （2）相应于 50 年一遇设计洪峰流量（q2.0%=1906m3/s）及 100 年校核 洪峰流量（q1.0%=2375m3/s）的水库回水长度分别为 72m 和 98m。 （3）坝址上游回水区有包茂高速公路龙头湾乾佑河大桥横跨，根据 以上计算成果，在设计洪峰流量和校核洪峰流量时，大桥处水面线及桥 下净空如下表： 表 4-8 回水区涉河桥梁水面线计算

56、成果表回水区涉河桥梁水面线计算成果表 单位：m 水面线 断面涉河建筑物 设防 标准 改河前改河后壅水高 桥底高程 桥下 净空 备注 1-1 乾佑河龙头湾 大桥 100 年 一遇 474.39474.880.49477.282.40 根据桥梁设计通用规范，洪水期有大漂浮物的非通航河流桥下最小净 空为 1.5m，由以上计算可知，桥下净空均满足规范要求。由以上计算结 果可判定：本改河工程造成的壅水不会影响回水区桥梁的防洪安全。 （4）工程区有 s102 省道沿河通过，根据防洪标准(gb50201-94) 规定，省级公路设计标准为 25 年一遇，故用 25 年一遇洪水标准进行复核。 由计算成果可知，在

57、 25 年一遇洪水标准下，雍水高度为 0.51m，回水 长度为 48.27m，工程修建后，25 年一遇洪水水面线高程为 471.27m，为 回水区内 s102 省道最低点高程为 497.6m，最小超高为 26.33m。 由此可以判定，龙头湾改河工程的修建不会对 s102 省道的防洪安全 构成不利影响。 4.2.24.2.2 防护堤高程复核防护堤高程复核 为保证工程安全，防护工程在正常和非正常运用时，应满足不同的超 高要求。依据堤防工程设计规范gb50286-98 计算三段堤防的高程。 堤顶超高按下式进行计算： y=r+e+a 式中：y堤顶超高，m r最大波浪在坝顶上的爬高，m e最大风壅水面高

58、度，m a安全超高，m 表 4-10 防护工程高程复核防护工程高程复核 项 目 计算情况 水位 （m） r(m)e(m)a(m) 计算高程 （m） 设计高程 设计472.550.30.150.3473.30473.50 堤防 校核473.900.20.150.3474.65 设计462.180.30.150.3463.33463.93 堤防 校核463.280.20.150.3464.13 设计460.630.30.150.3461.38462.30 堤防 校核460.950.20.120.3461.70 注：由于本河段风速、风向及波浪等因素无统计资料数据可用，最大 波浪爬高和风壅水高为估算值

59、。 由上表计算结果可知，改河工程防洪堤均能满足防洪水位、超高的要 求，并可通过 100 年一遇的复核洪水。 但在遇到 100 年一遇的洪水时，水位将超过堤防，建议下阶段设计 增加防浪墙。 4.34.3 冲刷与淤积分析计算冲刷与淤积分析计算 4.3.14.3.1 冲刷分析计算冲刷分析计算 泄洪槽采用了无底坎宽顶堰进口形式，出口后采用拦河导流堤防与下 游河道顺接，以保证将设计洪峰流量平顺泄往下游河道。由于出口处底板 与下游河道等高，可保证泄洪槽（或泄洪洞）水流与下游河道顺接。 冲刷深度计算参照堤防工程设计规范（gb50286-98）计算： 1 n cp pb v v hh 允 式中： hb局部冲刷

60、深度（m）,从水面算起，取 m； hp冲刷处的水深（m），以近似设计水位最大深度代替； vcp平均流速（m/s），取 m/s； v允河床面上允许不冲流速（m/s），取 2.0m/s； n与护岸坡在平面上的形状有关，一般取 0.25。 各段堤防的流速及冲刷深度见下表： 流速 项 目 设计流量 (m3/s)（m/s） 冲刷深度 （m) 基础深度 （m) 备注 堤防19068.920.552.5 堤防190610.150.602.5 堤防19069.120.563.0铅丝笼护底 由以上计算结果可知，堤防、堤防、堤防冲刷深度均远小于堤 防设计深度，且本工程可研在 0+243 处基岩段设置了消力池，在