大桥行洪论证与河势稳定评价报告

1、广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告目 录1概述1.1.1 项目背景1.1.2 评价依据2.1.2.1 有关法律、法规 2.1.2.2 相关技术、规范性文件 21.2.3 报告编制依据3.1.3 评价河段范围与防洪标准31.3.1 评价河段范围3.1.3.2 防洪标准4.1.4 研究路线及工作内容 4.1.4.1 研究路线4.1.4.2 工作内容4.1.5 基础资料5.2基本情况6.2.1 建设项目概况6.2.1.1 建设项目的名称、地点及建设目的 62.1.2 设计工程规模及布置 6.2.1.3 大桥主要技术标准6.2.1.4 桥梁设计方案 7.2.2 河道基本

2、情况 8.2.2.1 流域概况8.2.2.2 水文、气象、泥沙特征 8.2.2.3 河段地质条件 102.3 与既有涉河工程的关系 1.12.4 有关规划和实施情况 123河道演变133.1 河道历史演变概况 133.2 河道近期演变趋势分析133.3 河道演变趋势分析 134行洪论证与河势稳定计算 154.1 水文分析计算1.54.1.1 水文测站基本资料 154.1.1.1 测站分布1.54.1.1.2 测站及基本资料复核 1.54.1.2 设计洪水计算 164.1.2.1 采用暴雨推求设计洪水 1.64.1.2.2 采用水文比拟法计算设计洪水 194.1.2.3 设计成果合理性分析 1.

3、94.1.2.4 分期洪水计算 194.2 控制断面水位流量关系成果204.3 壅水与行洪分析计算2.14.3.1 模型基本方程2.14.3.2 计算的基本资料 224.3.3 计算结果与分析 234.4 冲刷与淤积分析计算244.4.1 桥下一般冲刷244.4.2 桥墩局部冲刷254.4.3 桥梁基础复核254.4.4 堤脚冲刷计算264.4.5 建桥后河道冲淤演变规律264.5 项目建设对河段泄洪影响的分析计算 274.6 河势影响分析计算 274.6.1 滩槽和河岸线变化 274.6.2 河道稳定性分析计算284.6.3 对河势稳定的影响295综合影响评价.315.1 与有关规划、标准、

4、管理的关系分析 315.2 对河道泄洪的影响分析315.3 对河势稳定的影响分析 315.4 对现有防洪工程、河道整治及其他水利工程设施的影响分析 315.5 对防汛抢险的影响分析 325.6 对第三合法水事权益人的影响分析 326防治和补救措施.336.1 工程影响防治与补救措施 .336.2 防治与补救措施的投资概算.337结论和建议347.1 结论.347.1.1 河道演变规律、发展趋势及河势稳定的分析结论 347.1.2 建设项目对各方面的影响评价结论 347.2 建议35附件：36附图目录：36广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告1概述1.1 项目背景广

5、陕、广巴高速大石互通连接线工程位于广元市利州区大石镇，根据广元 市城市总体规划（2008-2020）和工业强市的发展部署，将大石片区划入广元市 中心片区，利用南河上游良好的生态环境，开发以低层滨水生态住宅为主。另一 方面，大石镇位于大（石）荣（山）元（坝）片区，大石、荣山、元坝三镇联动 发展以建立南河上游的生态屏障，形成广元城市东翼的农副产品加工基地和轻工 基地。同时，在建广元市广巴、广陕高速连接线（即绕城高速公路）从大石镇穿 过，大石镇利用绕城高速公路出入口（即大石互通）的交通优势，形成以物流和 农副产品加工为特色的城市东入口产业片区。本项目也是广元市“三横九纵”干道交通系统中九纵线中的第七

6、纵的一段，是连接大石片区一横至三横线的重要城 市主干路，也是广元城区东部片区重 要出入通道。本项目投资为 BT模式。工程设计起点位于广陕、广巴高速大石互通收费站出口，与收费站出口做 T字平交，起点里程 K0+000,路线总体走向是从东北向西南方向，顺着曹家河右岸 发展，在K0+440下穿广陕、广巴高速杜家河大桥，经罗圈湾、桐梓湾后于K2+027处下穿广旺铁路、国道212线后，于K2+407上跨拟建的滨河北路，跨越南河后， 终点与滨河南路交叉，终点里程 K2+591.259,路线全长2.591km。全线设置1座 大桥南河大桥，起点K2+352,终点K2+605,桥梁总长253.1m,桥面宽22m

7、l桥墩 采用三柱式桥墩。受广元市利州区利元国有投资有限公司委托，我单位（汉中市水利水电建筑 勘测设计院）从2014年7月开始承担南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告的编 制。广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告 是根据四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大纲（试行）和相关技术、标准编制。关于编制广陕、广巴高速大石互通连接线工 程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告的委托书见附件。编制单位经过近1个月的努力工作，全面收集了桥位河段的水文泥沙与河床地形等有关资料并进行分析。通过对桥区河段多年来的河床演变分析及数学模型 计算结果表明，建桥后引起的水位壅

8、高及范围较小，引起的流场变化范围、流速 值增加以及主流变化等均较小，修建该桥对该河段的防洪和河势稳定均不会产生较大影响，于2014年8月完成了广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行 洪论证与河势稳定评价报告。) 收) 一项目地理位置图1.2 评价依据1.2.1 有关法律、法规(1)中华人民共和国水法(2002. 10);(2)中华人民共和国防洪法(1998. 1);(3)中华人民共和国河道管理条例(1988年)；(4)中华人民共和国环境保护法(1989.12);(5)中华人民共和国水土保护法(2010.12);(6)建设项目环境保护管理条例(1998.11);(7)水利部、国家计划委员会(

9、河道管理范围内建设项目管理的有关规定)(水政19927 号)；(8)四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法(川水发200440号)； (10)公路安全保护条例(中华人民共和国国务院令第2011593号)。1.2.2 相关技术、规范性文件(1)防洪标准(GB50201-94);(2)水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000);(3)水电水利工程泥沙设计规范(DIJT5089-1999);(4)河流悬移质泥沙测验规范(GB/T50159-1992);(5)河流泥沙颗粒分析规范(SIA2-1992);(6)堤防工程设计规范(GB50286-2013);(7)水利水电工程水文计算规范(S

10、L278-2002);(8)水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-2006);(9)开发建设项目水土保持方案技术规范(SL204-98);(10)四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大 纲(试行)(四川省水利厅2004年);(11)水利工程水利计算规范(SL104-95);(12)公路桥涵设计通用规范(JTGC30-2002);(13)城市道路工程设计规范(CJJ37-2012);(14)公路工程水文勘测设计规范(JTG C30-2002);(15)城市桥梁设计规范(CJJ11-2011);(16)四川省中小流域暴雨洪水计算手册(1984);(17)四川省暴雨统计参数图

11、集(2010)。1.2.3报告编制依据(1)广陕、广巴高速大石互通连接线工程可行性研究报告(中国华西工程设计建设有限公司，2014年6月)；(2)广元市利州区发展和改革局关于同意开展广陕广巴高速大石互通连接 线工程前期工作的函广利发改函201419号；(3)广元市“十二五”规划纲要；(4)广元市城市总体规划(20082020)；(5)南河河堤设计方案(利州区水务局)。1.3 评价河段范围与防洪标准1.3.1 评价河段范围根据四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大 纲要求，确定行洪论证与河势稳定评价的河段范围为：横向两岸宽度为南河左、右岸河岸线外延10m范围，纵向为大桥建成

12、后产生雍水和形成冲刷影响上下游各 300m范围，本次论证河段总长度约 1.25Km。1.3.2 防洪标准本工程评价河段范围位于利州区大石镇境内，按国家现行防洪标准 (GB5020什94)的规定，南河左、右岸已建成河堤其防洪标准为50年一遇；根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)规定和桥梁结构，确定拟建南河大 桥防洪标准为100年一遇。1.4 研究路线及工作内容1.4.1 研究路线本评价报告所采用的研究路线为：水文分析计算以实测资料为基础与历史调 查洪水计算相结合，计算设计洪水下拟建工程占据的过水断面及其所引起的最大 壅水高度、壅水范围、冲刷淤积等，综合分析确定南河大桥修建对本段河

13、道行洪、 河势稳定以及本段河道内其他已成和规划水利工程的影响。采用经验公式推求流 域设计洪水，同时参考快乐大桥行洪论证中洪水成果、广元市防洪工程的成果资 料。1.4.2 工作内容工作内容主要包括：水文分析计算、壅水分析计算、水流对河槽的冲刷计算、 过洪能力、工程对河道行洪影响的综合评价等。(1)水文分析计算计算内容包括：对所用水文站水文资料进行复核与审查，设计洪水计算、控 制断面水位流量关系曲线的确定等。(2)壅水分析计算桥梁建成后，由于过水面积减小，河流要产生一定的壅水作用。其主要内容 是通过一定的方法计算桥上的壅水高度和壅水长度。(3)冲刷分析计算桥梁建成后，由于过水面积减小，流速增大，使

14、水流挟沙能力增强，对河槽 产生冲刷作用。其主要内容是计算输沙平衡状态下的河槽最大冲刷深度及河堤的 冲刷深度。(4)河势稳定评价及第三水事权益人的影响综合评价综合评价工程的建设对河道的稳定、堤防的安全及上下游已建涉水工程的影响等。1.5基础资料(1)工程河段地形图；(2)广元市“十二五”规划纲要；(3)广元市城市总体规划(20082020)；(4)南河河堤设计方案(利州区水务局)。(中国华西工程(5)广陕、广巴高速大石互通连接线工程可行性研究报告 设计建设有限公司，2014年6月)。5广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告2基本情况2.1 建设项目概况2.1.1 建设

15、项目的名称、地点及建设目的建设项目名称：广陕、广巴高速大石互通连接线工程建设项目地点：建设项目位于广元市利州区大石镇快乐村，距南河出口约 12Kmi建设项目目的：改善大石片区交通环境。2.1.2 设计工程规模及布置广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥，起点K2+352,起点坐标X=3587592.236、Y= 585224.673,终点 K2+605,终点坐标 X=3587440.949、 Y=585021.818,桥梁总长253.1m,桥面宽22nl桥墩采用三柱式桥墩。本桥在南 河北岸上跨滨河北路，跨滨河北路段采用现浇箱涵，整体性好，桥型美观；在南 河南岸上跨滨河南路，设立辅道实现其与滨

16、河南路互通，大桥与河道水流方向存 在约10°夹角。新建南河大桥主跨上部结构使用梁高较小的采用装配式预应力混 凝土小箱梁，上部梁片可工厂标准化制作，施工工期短，施工工艺简单，能有效控制施工质量。桥型简单美观，桥面视野开阔，施工难度小，投资相对较高南河大桥地理位置图2.1.3 大桥主要技术标准一南路下!二二(1)安全等级：大、中桥安全等级为一级；寸大石镇广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告(2)设计荷载：城-A级。(3)设计洪水频率：大、中、小桥及涵洞1/100。(4)地震设防：本地区场地地震动加速度峰值为 0.1g,地震动反应谱特征周 期为0. 40s桥址

17、区抗震设防烈度为叩度 。(5)结构设计基准期：100年。(6)桥梁宽度：桥面标准横断面宽度为0.5m(防撞护栏)+3.0m(人行道)+0.25m (路缘带)+2 X 3.5m (车行道)+0.5 (双黄线)+2X3.5m (车行道)+0.25m (路 缘带)+3.0m(人行道)+ 0.5m (防撞护栏)。2.1.4 桥梁设计方案本桥在南河北岸上跨滨河北路，在南河南岸上跨滨河南路，设立辅道实现其 与滨河南路互通。新建南河大桥主跨使用梁高较小的装配式预应力混凝土小箱梁 和预应力混凝土空心板梁，具体方案论述如下:本方案南河大桥在跨越南河段采用 25m预应力混凝土小箱梁，上部结构布跨: (2x30)+

18、(3x25)+(3x25)m 预应力混凝土小箱梁+(18+18.102+20)m混凝土连续箱梁，桥梁全长253.1m。跨越南河主桥段采用7片预应力混凝土小箱梁组成桥面宽为22.0m的标准横断面。本方案桥墩采用三柱式桥墩，桩径 1.5m,两侧桥台均采用U型台，扩大基础。主桥跨河道部分桥墩间距为25ml左岸跨河堤处桥墩间距18ml大桥桥墩与河道水流方向存在约10°夹角本方案上部结构采用装配式预应力混凝土小箱梁，上部梁片可工厂标准化制 作，施工工期短，施工工艺简单，能有效控制施工质量。桥型简单美观，桥面视桥型布置图主桥横断面布置图2.2 河道基本情况2.2.1 流域概况南河为嘉陵江中游广元

19、至苍溪段左岸一级支流。发源于广元市城东北麻柳乡吴 二包李家坪，流经利州区荣山镇、大石镇，于广元市主城区汇入嘉陵江，河道长75kmi 流域面积738km2。河口高程466nl天然落差894m平均比降为6.28%。该河道多 为沙砾石河床，断面呈“U'型，天然稳定岸线上下段变化平顺，河宽一般介于120m- 260m之间，河道中边滩发育。南河水系发育，自上而下的主要支流有长滩河、缠龙 河、小稻河等。南河属于嘉陵江中上段左岸支流，由于两河均处于我省川北深丘浅 山地区，暴雨冲刷是河流泥沙的主要来源。近年来随着上游区植被的恢复，河道内 泥沙情况处于逐渐减轻的趋势。工程以上流域面积约620 km2,支

20、流纵横，汇水面积较大，河床比降约 35%, 流量因季节变化波动较大，洪水陡涨陡落，冲刷力较强，为典型的山区性河流。工 程项目所在地以上南河干流无大型水利工程，工程拟建位置上游约650米有曹家河汇入。2.2.2 水文、气象、泥沙特征利州区属亚热湿润季风气候区，气候温和，光照适宜，四季分明冬春季节，该区受北方冷空气影响，降水少。年内降水量多集中在夏季，常出 现暴雨或大暴雨，引起山洪暴发，河水猛涨，造成洪涝灾害。其余的盛夏时间常为 副热带高压控制，出现连晴高温天气，形成盛夏伏旱。进入秋季后，冷空气逐渐加 强南下，而高原近地面仍为热低压控制，低压东侧的偏南气流与南下冷空气在盆周 相持，因而成云致雨，造

21、成秋涝。境内年均气温16.0 C ,东西两侧山丘地区略低于嘉陵江干流沿岸地带。年内气温最高在7月份，月平均气温26.3 C;最低气温在1月份，月平均气温4.6 C。霜期 变化情况由北向南渐减，年平均无霜期 260天。年均降雨量1185.5mm多年平均年降雨天数为153.4d,夏、秋季节（6至9月） 受暖湿海洋气团控制，水气充足，降水显著增多；约占全年总降水时的75.6%,月降水以7月份最多，其中又以7月上旬为最大。冬季（11至3月）降水稀少，仅占全 年总降水量的6流右。降水年际变化较大，少水年不足丰水年的三分之一，易造成 少水年大旱，丰水年多洪水。区内夏秋季节气候湿润；年平均相对湿度在 70%

22、£右，7至10月份均在75犯 上，最高可达到76.7%; 1至3月份最低为60.3%,多年平均年蒸发量1483.6mm（20cm 蒸发皿观测值）。境内雾日在秋末冬初季节出现较多，年均雾日约在20d左右，主要发生在西南部的低山河谷地带。境内日照时数 1389.1h,日照百分率为31%区境内大风常出现在每年春秋季节转换交替阶段。多年平均风速1.7m/s,最大风速28.7m/s,有时山口河谷达810级以上。每年3月至5月和10至11月，大 风日数最多，持续时间一般16至18小时，最长时间3天。每年盛夏，雷雨常伴阵 性大风，但持续时间较短。利州区气象特征值统计表月份一二三四五六七八九十十二年

23、气温(.C)平均4.67.411.416.320.823.426.325.521.816.3116.616最高18.322.330.633.236.938.537.538.935.231.32620.138.9最低-8.1-6.8-1.7-0.67.712.215.815.410.32.6-3.1-8.2-8.2相对湿度（%）平均30.362.161.964.26568.476.776.176.17569.96568.5最小4552671616193482降水量（mm）平均5.39.323.459.996.5164.9310.6246.2174.666.627.151185.5最大13.333

24、.958.2232.3314.5824.7649.6576523.3172.693.818.91808.2最小004.418.624.119.2105.337.846.1140.90754.5蒸发(mm)平均74.876.9126.7149.4189186.9174.2160.3113.286.776.868.81483.6水温平均5.47.311.615.717.620.121.721.917.915.310.86.914.3(.C)最高8.411.817.421.522.52927.62724.420.514.510.629最低2.51.35.510.88.5151317.511.5116

25、31.3风速(m/s)平均1.81.9221.91.51.31.31.51.41.61.61.7极大21.325.326.425.426.428.72323.421.224.121.422.928.7风向NENNNNWNENNEENWNNWNNNENENNE2)径流、洪水特征南河流域位于嘉陵江广元城区段左侧，集水面积较小，易受暴雨区笼罩，洪水 主要由暴雨形成，洪水特性受下垫面和支流洪水影响，属陡涨陡落型洪水，加之该 区属于我省川北大巴山暴雨区，暴雨量级大，峰型尖瘦，由此形成的洪水具有起涨 快，陡涨陡落，与暴雨过程基本同步的特点。三川水文站紧挨着南河流域，水文地理环境与南河流域也极为相似，参照该

26、站 实测洪水资料分析，工程区洪水多由暴雨引发，多出现在 69月，一次洪水过程历 时约12d,洪峰过程为单峰，洪量多集中在 1d内。3)泥沙特征河流水沙关系密切，沙量主要集中在汛期，具有大水大沙，小水小沙的特点。 根据四川省嘉陵江广元市城区防洪工程实施方案报告中的设计成果，南河流 域多年平均悬移质输沙量95.2万t ,推移质泥沙输沙量4.8万t。2.2.3 河段地质条件(1)地形地貌工程区位于四川盆地北部，川北浅中度切割的低山丘陵区，山脊高程500 800m区内以侵蚀堆积地貌为主，其次为构造剥蚀地貌。堆积地貌分布于南河两 岸，主要发育有漫滩及I阶地，构造剥蚀地貌分布于南河两岸外围低山丘陵区， 主

27、要表现为单面山、不规则条形山脊等与侵蚀洼地相问分布的地貌形态。(2)地质构造工程区在区域大地构造上位于龙门山前陆逆冲楔和扬子地块分界线靠近扬子 地块一侧，地处新华夏构造体系龙门山构造带的北中段附近的东侧，南侧紧邻四 川拗陷，东邻巴中一一仪陇莲花状构造。而岷山断块和龙门山构造带又是青藏高 原东缘与四川盆地分界的一部分，以此为界，东、西两侧的构造变形及其地震活 动性出现明显差异，岷山断块和龙门山构造带以东的四川盆地断裂构造不甚发育， 规模小，活动性弱，仅有一些零星的中强地震活动记载，是相对的稳定区。以西 的地区，断裂规模大、活动性强，地震频发，尤其是6级以上强震主要集中于块体边界断裂上，是活动构造

28、区。工程场地内无规模较大的区域性活动断裂， 主要受外围中强地震的影响，根据GB 18306 2001中国地震动参数区划图及第 1号修改单工程区地震动峰值 加速度为0.10g ,地震动反应谱特征周期为0.40s。另据工程区附近广元昭化水电站工程场地地震安全性评价报告地震动参数复核结果，在50年超越概率10%时，地震基本烈度为叩度，基岩水平峰值加速度100cm/s2。(3)不良地质现象据地表地质调查，桥址区不良地质现象不发育，无地质断裂及自然滑坡、崩 塌、泥石流、采空区等不良工程地质现象，桥址两岸均建有河堤，岸坡整体稳定 性较好。2.3 与既有涉河工程的关系评价河段内有几处涉河项目，主要有：(1)

29、左岸防洪堤南河大桥评价河道左岸南河大桥桥址上游堤防在建，下游堤防已建成，具设 计防洪标准为50年一遇，该段河堤采用栏杆高代替超高。堤防采用半重力半生态 护坡堤型，评价河段堤顶高493.88491.44米。(2)右岸防洪堤南河大桥评价河道右岸有已建成的堤防，具设计防洪标准为50年一遇,该段河堤采用栏杆高代替超高。堤防采用半重力半生态护坡堤型，评价河段堤顶高493.88 491.44 米。（3）河道两岸穿堤排水涵洞河道评价范围内穿堤排水涵洞出口均布置于挡墙上，出口高程均低于河道50年一遇洪水位桥址上游约30米左岸穿堤箱涵（上图）桥址上游约200米左岸穿堤箱涵（上图）桥址上游约520米左岸穿堤箱涵（

30、上图）桥址上游约650米左岸穿堤圆管涵（上图）（4）河道两岸管线设施南河左岸滨河南路正在建设，桥址处滨河南路还未施工，沿道路两边埋设有通信线、燃气管、雨水管、污水管、给水管、电力线，管线埋深在34米，管线平面布置距河堤堤顶外边线 834米。南河右岸沿堤顶已埋设有光缆线，距堤顶约 2米（见下图）。2.4 有关规划和实施情况（一）滨江北路根据广元市城市总体规划（20082020）,南河右岸滨河北路正在规划设 计阶段。（二）滨江南路南河左岸有在建的滨河南路，起点接在建的南河快乐大桥终点处，终点至荣山片区南河龙洞褊大桥处，道路总长 6819.117米，道路宽度27米。3河道演变3.1 河道历史演变概况

31、拟建的南河大桥位于广元市大石镇下游，距雪峰约 2公里，距南河出口约12 公里，桥位上下游河道较为顺直，受河势条件控制，水流易淘刷凹岸，而在凸岸 形成淤积边滩，但由于两岸受已建防洪堤的影响，河岸稳定。南河汛期由于上游来沙量较为丰富，工程河段由于受河床边界的约束，上游 来沙不易在河床中落淤，一般均通过河床断面向下游输移，仅极少部分物质在两 岸边滩附近淤积，河道呈现出年内冲淤变化大，但年际相对平衡的特征。根据现 场观测和调查，河床冲淤基本平衡，河床冲淤变化小，河型河势较稳定。综合上述分析结果表明：评价河段目前基本能保持冲淤平衡，河型、河势及 岸线等基本保持稳定。3.2 河道近期演变趋势分析从现场查勘

32、情况来看，河道断面有一定的冲淤变化，但变化很小，河道近期 基本稳定。由于河道顺直，河道两岸均建有河堤，因此一般洪水主要表现为下切 侵蚀。论证河道内，河床为稳定性较好的砂卵石，河段内地质条件较好。河道遇 较大洪水时，两岸有一定的淤积，受河堤的制约，河道冲淤变化较小；发生一般 性洪水时，河道断面基本没有变化，平面形态上，河道滩槽相对稳定，河势总体 稳定。3.3 河道演变趋势分析南河大桥工程主要由于桩式桥墩对水流的束窄阻水作用，使局部水流流态发 生变化，引起相应的河床调整，这种调整主要表现为：在桥墩上游因桥墩阻水而 产生壅水，流速减小，泥沙淤积；在桥墩之间因桥墩束水，水位降低，流速增大， 造成局部冲

33、刷；在南河大桥下游水流扩散，流速降低，再一次引起河道的泥沙淤 积。同时由于桥墩分流和导流作用，可能引起水流流向的局部变化，也可能引起 河床的演变。南河大桥的建设引起的流速分布的改变主要体现在桥墩附近的区域，具下游 形成掩流带，其流速略有减小，这将使得南河大桥附近产生一定的边滩淤积现象， 但由于流速减小幅度并不大，因此淤积现象不十分明显。根据桥梁所在河段的河道特点、工程布置情况，工程实施后，河道在汛期河 流造床时，水流条件与天然情况相比，变化很小，河床可能发生局部、暂时、微 弱的变形，但河道本身在较短的时间内能够自动调整到冲淤平衡状态。工程建成后，河流地质地貌条件、河床地层的组成均没有改变。根据

34、对桥梁 附近已建的大桥桥址河段的调查分析，大桥的建成对河道两岸的影响是很小的， 影响较大的是对桥墩附近的冲刷。384行洪论证与河势稳定计算4.1 水文分析计算4.1.1 水文测站基本资料4.1.1.1 测站分布南河流域内无水文站点。临近流域嘉陵江干流设有广元水文站（新店子水文站），雍河上有三川水文站，工程附近水文站资料情况见下表。广元周边水文站情况统计表河名站名站别集水 面积观测资料项目及年限水位泥沙嘉陵江新店子水文2536719411943195119561962 1965195519561964 1967196919951966196819701996广元水文259671996至今1997

35、至今1997至今雍河三川水文3031967. 5至今1969至今1970.6至今4.1.1.2 测站及基本资料复核（1）新店子水文站嘉陵江上游干流控制站,1952年水利部水文总站设朝天驿水位站,1957年撤 消，1962年恢复，1963年5月1日将断面下迁180ml同年再次下迁400m改为新 店子，1967年改名为先锋水文站，1975年恢复为新店子水文站，控制流域面积225367km。测验河段河道呈“S'型，基本断面设于弯道中央，离上弯400m,离下弯200ml 水位在480m以下右岸出现滩地，用沟，右岸漫滩后，滩地部分流向与基线有一夹 角。河底由沙卵石组成，常有沙洲出现，河道冲淤变化

36、比较大。主槽左右摆动， 主流多偏于左岸。左岸为石灰石组成，右岸为易风化的破碎页岩组成，水位在480m 以下比较稳定，下游2800m处左岸有一个支流加入。水位用黄海基面。流量测验 以流速仪为主，流速仪多以常、简测法为主。高水个别测次采用浮标法，流速仪 测速以一点法（0.2或0.6）为主，个别年份和部分测次也采用了 3点法和5点法 测速。布设垂线914条，布设合理，基本能控制断面流速分析。浮标测速一般 投放浮标13个以上，浮标类型为草把，投放的浮标分布合理，能控制断面流速变 化。(2)广元水文站广元水文站设立于1997年，由原新店子水文站下迁至广元市上西坝，东经 105° 50'

37、,北纬32 27,集水面积25647km，域内河长395kn1至河口距离745km, 水位观测断面左岸自然状态缓坡，右岸上西河堤顶高104.98m (高程系统为水文站 假定高程)。测验河断顺直，控制条件较好，河床由沙卵石组成，有轻度冲淤变化， 左岸中高水时有少量杂草和树木，为复式河床，中高水右岸滩地淹没。新店子、广元等国家基本水文(位)站的实测资料，历年来，分别经长江水 利委员会、成勘院、省水利院、水电五局、绵阳市水电设计院等单位审查、复核。 资料基本是可靠的，满足本次水文分析要求。(3)三川水文站三川水文站于1967年3月由四川省水文总站设立，嘉陵江中游左岸山丘地区 小河代表站。于1969年

38、5月正式测流。控制集水面积303kn2o三川站测验河段顺 直长度约500m左右，基本水尺断面设于顺直段左岸上部，河床为沙砾石，乱石组 成，冲淤变化较小。该站有1957至今的实测水文资料，精度较高，可靠可用。在四川省洪水调 查资料中查得1925年、1954年和1963年历史洪水调查资料，精度评价供参考。4.1.2 设计洪水计算4.1.2.1 采用暴雨推求设计洪水(1)设计暴雨工程所在南河流域内无水文站点，流域内仅有麻柳树，张坝两侧雨量站，均为 国家水文站网的基本站点。雨量观测采用段次为汛期4段制观测。各站的观测资料证书可靠，并且所有资料均经过在站整编、初审、复审，以及汇编等记到工序，资 料精度较

39、高。本次洪水计算采用的流域重心点 6小时和24小时点设计雨量根据四川省中小 流域暴雨洪水计算手册等值线图查询，流域面平均雨量设计值根据点面换算系数 和修正系数法计算。根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册中推荐的方法计算， 采用推理公式推求南河大桥工程评价河段的设计洪水。经过计算，6小时综合校正系数为0.668,24小时综合校正系数为0.768，点面计算雨量成果如下表。南河流域设计暴雨成果表（单位毫米）时段均值CvCs/Cvp=1%p=2%p=5%p=10%p=50%点设计 雨里6小时790.53.527619115713167.924小时1120.533.532228223019094.6面设计

40、 雨里6小545.324小时24721717714672.7（2）洪峰流量计算推理公式的基本关系式为:QP =0.278 巾 iF=0.278 巾 S F/ n上式适用于全面产流条件下的全面汇流和部分汇流两种情况:当全面汇流条件下：tc巾二1- （Js） n当部分汇流条件下：T > tc巾=n(tc/ )1-ntc= (1-n) s/ 知1/n14 n 030.278 00. 1/34/(mJ)"(sF/式中：Qp 洪峰流量（m/s）； 洪峰径流系数；i最大平均暴雨强度（mm/h）；S暴雨雨力，即最大1小时暴雨量（mm/l）;n暴雨公式的衰减指数；F集

41、水面积（km）; 流域汇流时间（h）;L自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度 （公里）;J 沿L的河道平均比降； 流域汇流时间（小时）；0 当巾=1的流域汇流时间（小时）；tc 产流历时（小时）； 产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度（ mm/h;m-汇流参数。公式各参数的确定：产流参数以据四川省中小流域暴雨洪水计算手册产流参数卜=KF0.19,得本工程设计流 域的综合关系为：仙=6F°19Cv = 0.15 Cs = 3.5Cv汇流参数m采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册，盆地山区区经验公式计算：8=1 30 时，m=0.40 严49 =30300, m=0.092 9 0.63

42、6流域特征参数8 =L/（J 1/3*F1/4）注：雨量单位：mm推理公式：Q=0.278巾FS/丁式中：Q最大洪峰流量（nVs）山一洪峰径流系数F一集水面积（kn2）S暴雨雨力、即最大1小时暴雨量（mm/口流域汇流时间（h）n一暴雨公式指数产流计算采用蓄满产流模型计算，汇流计算根据瞬时单位线转换为时段单位 线进行计算。按照四川省中小流域暴雨洪水计算手册中推荐的地区综合参数 计算洪水，采用推理公式推求本工程的设计洪峰流量成果见下表。工程河段设计洪峰流量成果表频率1%2%5%10%50%洪峰流量（m/s ）48804080313023607814.1.2.2 采用水文比拟法计算设计洪水通过采用与

43、南河流域地理位置、气候条件相近的三川水文站洪水设计成果, 用水文比拟法计算工程河段设计洪水。公式:QiQ2FiF2式中：Q设计站流量（m3/s ）Q一参证站流量（m3/s ）Fi设计站集水面积（km2）F2一参证站集水面积（km2） n一校正指数，取2/3三川水文站集雨面积 303 km2,南河大桥处集雨面积 620 km2,计算流量转换系数为1.612。工程河段设计洪峰流量成果表频率1%2%5%10%50% 3三川站洪峰流量（m/s ）3260281022201760694 3工程河段洪峰流量（m/s ）526045303580284011204.1.2.3 设计成果合理性分析根据上面两种方

44、法计算结果对比分析，两种方法计算结果相差比较大，主要 原因是用小流域推算大流域，导致计算结果偏大不够准确。查阅已评审通过的快 乐大桥行洪论证中洪水成果、南河河堤设计洪水，其洪水成果基本与本次推理公 式方法推求的设计洪水成果。综合各种因素考虑，确定该工程处的各频率设计洪 水流量采用推理公式方法推求的设计洪水成果。目 计算方晓各频率最大洪峰流量（m3/s ）1%2%5%10%50%推理公式法4880408031302360781水文比拟法526045303580284011204.1.2.4分期洪水计算南河流域上无水文站点，其分期洪水设计拟采用位于南侧的紧邻水文站点三川站作为分期洪水参证站。三川水

45、文站控制集水面积303km2,具有19692005逐月最大洪峰系列。采用不跨期选择，按月分期，计有 1月、2月、3月、4月、5月、10月、11月、12月共八个分期。并根据施工专业要求，按114月、104月、105月三个不同时段进行分期统计和频率计算。计算成果见下表。三JI水文站分期洪水设计成果表时间均值10%20%33%50%10.461.10.80.60.420.591.510.70.432.237.83.71.30414.2143.924.3123.95108.53386.7205.591.113.71086.06289.617190.128.11127.673.445.426.913.4

46、120.962.41.40.80.5114月40.07108.872.345.823.9104月112.41339.1217.2129.757.7105月198.81546.8369.6238.2125.4根据三川站分期洪水频率计算成果，采用水文比拟法，计算南河控制断面分期设计洪水成果。移用面积比指数分别按 5月、10月，114月、104月、105月 取n=0.8,其余枯期月份取n=1,主汛期69月采用本河段设计成果，分期设计洪水成果见下表。工程河段分期洪水设计成果表时间均值10%20%33%50%11.122.681.951.460.9721.453.652.441.700.9735.431

47、9.009.013.170.00434.61106.9259.1929.239.505221.23788.25418.89185.7027.9310175.42590.32348.57183.6657.281156.26149.6292.5454.8327.31122.335.853.411.951.22114月81.67221.78147.3893.3648.72104月229.14691.22442.74264.38117.62105月405.261114.60753.40485.55255.624.2 控制断面水位流量关系成果在实地测量、查看、分析的基础上，本着尽量能够反映河段实际行洪能

48、力 的前提下，结合实际工程将在河道内修建桥墩等建筑物，占用了过水断面，对 河道行洪有一定的影响。本次设计利用实测的大断面资料，南河大桥工程评价河段下游控制断面的水位流量关系曲线拟采用水力学公式推算。公式为:1-Q - AR3I 2n式中：Q 流量（n3/s）;A过水面积（m2）;n 河床糙率；R水力半径（项；I 比降（%）。（1）水面比降J的确定：高水水面比降参考南河” 81.8”和“90.7”历史洪 水比降，低水水面比降参考河床比降，最后确定拟建工程河段水面比降0.00150.0027 之间。（2）河床糙率n的确定：是根据目前国内外分析研究成果和编制的天然河流 河床糙率表，结合实际河床地貌组

49、成，岸边光洁度、水深变化、断面形状、河槽 变化等因素，综合分析，最后确定该断面糙率 0.0350.043之间。根据实测大断面，逐级计算过水面积、水力半径，最后推算出控制断面水位 力量关系曲线，同时参考已经通过评审的相关资料，绘制光滑的水位流量关系曲 线，CS7断面水位流量关系图见附图。4.3 壅水与行洪分析计算4.3.1 模型基本方程建桥后，桥孔压缩水流，使桥位上游水面壅高，形成桥前壅水，天然水面以 上壅起的高度，称为壅水高度。本次南河大桥的设计洪水计算，采用下游出口断面作为控制断面，采用伯诺里 能量方程，分段计算方法，向上游分别推算出各断面的各种频率曲线。对于河道距离 L的渐变流段，能量方程

50、式为：ZiVi2 Z2V22h1 2g 2 2g w式中：Zi、Z2分别为断面1、断面2的平均水位;Vi、V2分别为断面1、断面2的平均流速;hw为两断面间的水头损失，等于沿程水头损失和局部损失之和。hwhfhj沿程水头损失可按水头线的平均水利坡度计算,2hfJ LzzVC R即:,2式中：C、V、R、K分别表示两断面的水力要素的平均值。Ki1-(Vi V2)21-(Ri R2)2CiA RK2C2AR局部水头损失用两断面的流速水头和河道局部阻力系数的乘积表示，即hj £ V2)2g 2g值与河道的扩展程度有关将 hf和hj代入能量方程得:Zi (Q2)Vg K2L Z2（）Vg24

51、.3.2 计算的基本资料（1）设计洪水计算成果根据水文分析计算成果，本河段100年一遇设计洪水为4880m3/s, 50年一遇的设计洪水为4080m3/s 。（2）河道地形与断面资料本次论证在评价河段选择了 7个横断面(CS卜CS刁,南河干流上布置断面 CS卜CS%上游CS1断面为评价河道起始断面，下游 CS7断面为整个评价河段的 出口断面，CS4位于桥址处断面。根据CS7断面的水位流量关系曲线进行建桥前后 设计洪水水面线计算。(3)计算水文条件根据评价项目的情况，选用1%®率和2%®率的洪水。4.3.3 计算结果与分析桥孔压缩水流，使桥位上游水面壅高，形成桥前壅水。壅水高

52、度一般跟水流 进入桥孔的阻力、桥下水流的过水面积、河床糙率等有关。与天然河流的情况比 起来，桥梁对河流的过流与行洪有一定的影响，本报告分析现有河道状态、现有 河道状况下桥梁建成后两种情况下该河段的水位、流速、过流面积等水力条件的 变化，进而分析河道行洪能力的变化情况以及对河势稳定的影响。根据上述工程布置方案，采用模型对 P=1% P=2%勺设计洪水进行了水力要素 分析计算。桥梁建设前后不同设计洪水各断面水位计算成果及变化情况见下表。设计洪水位成果表断面号里程P=1%P=2%堤顶同栏杆高(超高)桥梁最低 点高程（距 CS1）建前建后变幅建前建后变幅CS10494.28494.280493.48493.480493.88494.48CS2420493.62493.620492.82492.820493.22493.82CS3650493.26493.440.18492.46492.61