王仙湖水景观工程防洪评价报告

PAGEPAGE441概况1.1项目背景随着人们生活水平的提高，城市经济的发展，人们越来越注重居住生活环境的保护和建设。郴州市城区沿河人口密集、空气清新，是人们晨练、休闲、旅游的好地带。但由于郴江城区河段在枯水季节河道干涸，影响河道净化和城市美观，为改变这种现状，营造人水和谐的环境，提升城市的品味，决定修建郴江城区河段王仙湖水景观工程，使东边江坝上游城区在枯水时期能保持一定的水面，给郴州市城区注入一些新的活力。工程位于郴州市郴州大道王仙桥下游约50m，是以改善水生态环境和城市景观为主要功能的钢筋混凝土翻板水闸。目前，项目已经由郴州市水电勘察设计研究院设计完成。根据《中华人民共和国水法》第四章三十八条和《中华人民共和国河道管理条例》第二章十一条规定：“在河道管理范围内建设桥梁、码头和其它拦河、跨河、临河建筑物、构筑物，铺设跨河管道、电缆，应当符合国家规定的防洪标准和其它有关的技术要求，工程建设方案应当依照防洪法的有关规定报经有关水行政主管部门审查同意。”、“修建开发水利、防治水害、整治河道的各类工程和跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线等建筑物及设施，建设单位必须按照河道管理权限，将工程建设方案报送河道主管机关审查同意后，方可按照基本建设程序履行审批手续。”。为此，郴州市城市建设投资经营有限责任公司委托我局依据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）对王仙湖水景观工程的建设将造成的行洪影响、阻水壅水影响等进行计算分析评价，为河道管理单位和水利行政主管部门提供科学可靠的审批依据。1.2评价依据1.2.1法律法规和政策依据（1）《中华人民共和国水法》；2002年10月1日（2）《中华人民共和国防洪法》；1998年8月1日（3）中华人民共和国《河道管理条例》；1988年6月10日（4）水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》；（5）湖南省实施《中华人民共和国河道管理条例》办法；1995年4月6日1.2.2防洪评价技术标准依据（1）中华人民共和国国家标准《防洪标准》—GB50201－94；（2）《水利工程水利计算规范》—SL104－95；（3）《水利水电工程设计洪水计算规范》—SL44－93；（4）水利部办公厅《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）（水利部[2004]109号）；1.2.3技术资料（1）《郴州市城市防洪可行性研究报告》湖南省水电设计院2001年（2）《郴江河王仙湖水景观工程设计报告》郴州市水电勘测设计研究院2011年（3）《郴州市城市总体规划（2008——2020）》郴州市规划设计院2008年（4）《郴州市城市绿地系统规划》郴州市规划设计院2008年（5）《湘南风情园控制性详细规划（第二版）》郴州市规划设计院2007年（6）《郴州市三湖一公园壅水闸坝工程防洪影响评价报告》郴州水文水资源勘测局2009年（7）《三湖一公园控制性规划》郴州市规划设计院2009年（8）《测量成果》北湖区国土局测量大队2009年1.3技术线路及工作内容本报告根据郴州水文站实测流量资料推求设计洪水，并作合理性分析后确定设计洪水。在此基础上，分析建设项目建成后对河势稳定的影响。结合建设项目的基本情况、所在河段的防洪任务与防洪要求以及河道演变分析成果，对建设项目的防洪影响进行综合评价，对存在的主要问题提出有关防治、补救措施以及建议等。工作的主要内容包括以下部分：1、概述：介绍项目的背景、评价的依据及工作内容；2、基本情况：主要介绍项目的基本情况、河道基本情况等；3、河道演变：分析河道近期演变以及将来的河道演变趋势；4、防洪评价计算：包括水文分析计算、壅水分析计算以及河势影响分析；5、防洪综合评价：主要评价拟建水闸对行洪安全的影响、对河势的影响、对现有水利工程设施的影响及对防汛抢险的影响；6、防治补救措施：主要为对有影响河段采取补救措施；7、结论和建议：就拟建水闸对防洪各方面的影响做出结论性意见，并提出主要建议。技术路线图如图1.3-1所示。图1.3-1项目技术路线图1.4河段桩号编制长期以来，郴江的防洪规划范围为东边江-梁家湾，长14.2km，桩号自东边江以0+000向下游递增为14+200，其间许多设计都沿用该桩号。随着城市建设的发展，《郴州市城市总体规划（2008—2020）》已将槐树下河段纳入城市建设区。该河段南起新江洞，北至东边江，长6450m。为保持资料的一致性，本报告桩号编制：槐树下河段自新江洞起至东边江桩号为H0+000—H6+450；东边江以下仍沿用原桩号。1.5高程系统除特别说明外，本报告所有高程基面均采用85国家高程基准。

2基本情况2.1建设项目概况2.1.1王仙湖水景观工程位置和建设目的三湖一公园滨水风光带位于东西城区交接处、郴州中心城区东部湘南风情园区域，包括苏仙湖、爱莲湖、王仙湖和郴江部分水域。目前已有爱莲湖景区、石榴湾郊野公园。王仙湖水景观工程是为了提高水位，实现三湖一公园的滨水风光带而建设的壅水闸。王仙湖水闸桩号为0+000。通过“三湖一公园”的建设，不仅能丰富市民的休闲生活，挖掘旅游经济的最大价值，还将充分展现出滨水地段在该区域的社会、经济、环境等综合效益，带动区域人文、生态、经济价值的提升，为郴州市创建全国文明城市、国家卫生城市、国家园林城市做出贡献。2.1.2王仙湖水景观工程建设规模及标准王仙湖水景观工程位于城市中心地带，由于两岸防洪堤为Ⅲ等工程，考虑与堤防同等级别，确定为中型工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，本工程属Ⅲ等工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级；闸坝挡水高度均低于15m，上下游水位差小于10m，其洪水标准按平源、滨海区标准确定。据国家《防洪标准》（GB50201-94）和《郴州市防洪规划》，王仙湖水闸设计洪水标准重现期为50年，校核洪水标准重现期为100年；消能防冲工程设计洪水标准重现期为50年。2.1.3闸坝设计方案王仙湖水闸呈东西方向横跨郴江河，与河床正交。王仙湖水闸：详见附图闸宽（总净宽）：80.0m(8.0m*10扇)闸高：4.0m闸型：钢筋混凝土翻板闸门通航标准：不考虑通航要求地震烈度：6度防洪标准：50年一遇正常水位：166.00m（闸顶高程）2.1.4施工方案王仙湖水景观工程在郴州市内，位于郴州大道（原郴桂大道）大桥下游50m，两岸均有简易公路与郴州大道连接，交通较为方便。工程位于城区，交通、水、电等都十分方便，工程所需块石、碎石料从石盖塘采石场购买；河沙从桥口砂场购买；水泥在良田水泥厂购买、钢筋、木材等在郴州市城内购买。施工用房可临时租借当地房屋或在工地修建临时房屋。施工中的各种机械设备维修及各种服务设施均可从城内就近解决。工程施工安排在枯水期进行，总工期为6个月，从第1年10月开始施工准备，至第2年4月完工，相应枯水期设计流量为122m3/s（P=33.3%）。工程土建及设备安装工程量较小，工期较短，施工分三期进行，采用分期导流：第一期施工右岸土建（右岸44m河床段及启闭机房），采用分期导流，洪水标准按3年一遇10～4月的枯期洪水，洪水流量为122m3/s；第二期施工左岸土建（左岸40m河床段），洪水标准同一期；第三期为闸门安装，由于工程量小，且围堰被淹后损失小，影响工期短，导流标准采用1月的平均流量5.7m2.2河道基本情况2.2.1流域概况郴江为耒水一级支流，湘江二级支流，发源于郴州市江口乡功德岭，流经江口、郴州、许家洞，在苏仙区桥口镇汇入耒水，郴江流域面积772km2，干流长75.7km，干流坡降3.9‰，沿途除燕泉河、同心河外还有秧溪河等较大支流汇入。郴江源头为高山区，山高坡陡、植被较好；中游江口乡至郴州市区，人类活动频繁，植被毁坏严重，水土流失大，河流坡降趋缓；下游郴州市区至耒水汇合口，河面开阔、曲折、水质变差，遇一般洪水易造成两岸农田被淹。郴州水文站控制流域面积354km2，郴江干流上游目前尚无建成的大、中型水库。但其上游规划的江源水库目前正在实施。该水库以防洪为主，控制集雨面积49.3km2，水库总库容1037万m3，正常、设计洪水位为343.00m，校核洪水位343.10m，防洪限制水位328.20m，防洪库容522万m3，是一座以防洪为主的中型水库。支流燕泉河、同心河位于郴江干流左岸，分别于裕后街和化肥厂汇入郴江。燕泉河流域面积28.2km2；同心河流域面积176km2，上游已建四清、仙岭两座中型水库和赵家一座小Ⅰ型水库。2.2.2气候特征郴州市区属亚热带季风气候区，主要受季风影响，日照充足，四季分明。春季气温低，阴雨连绵；夏季高温湿热，暴雨集中，洪旱交错；秋季干旱少雨，台风入侵较频繁，时有山洪暴发；冬季少严寒，雨量稀少。郴州市多年平均降水量为1471.7mm，其中3～6月降水量占全年的51.7%；多年平均蒸发量为1537.0mm，多年平均相对湿度为79.8%；多年平均气温17.8℃，极端最高气温40.3℃，最低气温为-6.8℃；历年平均风速为1.4m/s，夏季多为南风和东南风，极端最大风速为18m/s，汛期（4～9月）平均最大风速为11.3m/s。郴江洪水由暴雨形成，洪水的季节特点与流域暴雨相对应，在5～8月份发生暴雨洪水的几率约占全年的80%以上；9～10月份因台风侵袭也常有暴雨洪水发生。流域上游为山区，河道坡降大，洪水陡涨陡落，一次洪水过程一般为1～2天。2.2.3河段概况及河道现有防洪(排涝)标准石榴湾河段地处城市新老接合区，东边江以下已得到整治，地面高程已高于堤顶高程，不存在排涝问题。东边江以上尚处于不设防状态，河宽一般为40～100m，两岸地势低洼宽广，大都为水田，地面高程一般在172～177m之间，河床高程在169～173m之间。河道目前抗御洪水标准不到10年一遇。根据城市总体规划（2008～2020）及湘南风情园规划，王仙湖水景观工程区域现正在开发中。2006年“7.15”洪灾，两岸大部分耕地被淹，淹没深达1～2m。根据规划，本区域地面将普遍抬高2～3m，并修建堤防，使其防洪标准提高到50年一遇，同时消除涝灾。2.2.4工程地质2.2.4.1地形地貌石榴湾河段所处区域位于湘江流域耒水河的一级支流—郴江中游河畔。本河段所处区域所处地貌为石炭系、二迭系地层遭构造侵蚀形成的溶蚀低山丘陵和侵蚀堆积地形。河道位于郴江干流Ⅰ、Ⅱ冲洪积堆积阶地上，地势较平坦，地面高程一般140～170m，相对高差10～20m，地形坡度5°～15°，地势特征表现为东、西、南高，中部低，呈向北开口的箕形洼地。2.2.4.2地层岩性河段大都为第四系覆盖，地层分布有：①下石炭统大塘组（C1d）深灰、灰色中厚至厚层状白云岩、灰岩，夹薄层状砂质页岩；中、上统壶天群（C2+3）灰色巨厚层状白云质灰岩、厚层状灰岩。②下二叠统栖霞组（P1q）深灰色白云质灰岩；当冲组（P1d）灰色薄层状硅质页岩、泥质页岩夹灰岩透镜体；上统龙潭组（P2L）灰色薄层状页岩、粉砂质页岩夹灰岩透镜体。③第四系：残坡积层（Qedl）灰黄色含碎石粘土；冲积堆积层（Qal）：上部灰黄色粘土、含砾粘土、淤泥质粘土（含有机质土）、粉质粘土、粉土等，下部砂卵砾石层；人工堆积（Qs），分杂填土和素填土，前者主要为生活建筑垃圾，后者为堤防填筑土，成分主要为含碎石粘土。2.2.4.3地质构造与地震本区所处大地构造部位属南岭纬向构造带北缘华南褶皱系。城区位于资兴～瑶岗仙近南北向展布的凹陷带中段。五里堆、苏仙岭、东坡和香山坪4条北东走向的隐伏断裂斜切城区，离本工程较远，对工程无影响。工程区未发现新构造活动痕迹，近期构造运动主要以缓慢地上升运动为主。根据（GB18306-2001）版1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相对应的地震基本烈度为VI度，属相对稳定地块。2.2.4.4水文地质条件地下水类型主要有松散堆积层中的孔隙潜水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水。①松散堆积地层中的孔隙潜水，主要贮存于郴江干流及燕泉河、同心河支流两岸具二元结构的Ⅰ、Ⅱ级阶地中，含水介质主要为粉土、粉细砂、砂卵砾石层，含水层厚度3～10m。主要补给来源为大气降水、地表水的下渗以及基岩裂隙水、下伏岩溶水渗流补给，径流条件较好，多以下降泉的形式排泄于郴江及同心河、燕泉河中。②基岩裂隙水，主要赋存于砂岩、砂质页岩、页岩、粉砂岩的构造风化裂隙中。含水层厚度随岩石风化带的发育深度而变化，一般厚度为5.0～10.0m。主要补给来源为大气降水和孔隙潜水的下渗补给，以下降泉的形式排泄于地形低洼处，井泉流量一般为0.01～0.1L/s，水量贫乏。③岩溶裂隙水：分布于石炭系和二迭系灰岩溶蚀裂隙中，富水性不均匀，以石炭系中上统壶天群灰岩和二迭系下统栖霞组灰岩中富水性相对较好，特别是在有区域性断裂构造通过上述地层的地段，由于岩溶相对发育，溶沟、溶槽相互贯通，使岩石透水性、富水性增强。主要补给来源为大气降水和基岩裂隙水和地表水的渗流补给。工程区地下水水化学类型主要为HCO3-Ca和HCO3-Ca.Mg型水，矿化度0.05～0.5g/l，PH=6.0～7.5，对混凝土无侵蚀性，对钢筋具弱腐蚀性。2.3现有水利工程及其设施情况王仙湖水景观工程位于东边江坝位置。东边江坝为浆砌石滚水低坝，坝高3.6m，坝顶轴线长85m，坝顶高程163.10m。工程上游为槐树下河段，该河段现已建有郴州大道大桥、王仙桥和横洞桥以及王仙坝等建筑物。郴州大道大桥为预应力钢筋砼空心板桥，跨度为135m。工程下游为石榴湾河段，该河段现已建有爱莲湖2#溢流坝，曹家坪和爱莲湖1#两座水闸，香雪大道、清风、风雨、郴江路(原郴州大道)、石榴湾等5座跨河桥梁。爱莲湖2#坝为砼滚水低坝，坝高2.0m，坝顶轴线长45m，坝顶高程157.90m。曹家坪水闸为水力自控翻板闸，闸宽69m，闸高3.5m，闸顶高程155.50m。爱莲湖1#水闸为水力自控翻板闸，闸宽45m，闸高2.0m，闸顶高程159.70m。香雪大道、风雨、郴江路、石榴湾桥为预应力钢筋砼空心板桥，跨度分别为75m、57m、86m、120m，清风桥为石拱桥，跨度为47m。郴江干流上游目前尚无建成的大、中型水库。2.4水利规划及实施安排石榴湾河段及其下游河段规划的堤防和跨河桥梁等建筑物已基本完成。其上游槐树下河段自新江洞～东边江坝，桩号为H0+000～H6+450，规划堤型为复式断面，由防洪墙和土堤组成，控制河底宽45～110m，坡降1：1000—1：500；规划郴江路（原郴州大道）南延段桥梁4座，即王仙一桥～王仙四桥，并拆除王仙桥和横洞桥以及王仙坝等建筑物。根据物流园开发进度安排，本区域堤防和道路桥梁工程，也即将动工兴建。郴江上游规划的江源水库目前正在实施。该水库以防洪为主，控制集雨面积49.3km2，水库总库容1037万m3，正常、设计洪水位为343.00m，校核洪水位343.10m，防洪限制水位328.20m，防洪库容522万m3，是一座以防洪为主的中型水库。规划在北湖区坳上镇水头村新建南湖，水域面积1.83km2，总库容642万m3。根据《郴州市城市防洪可行性研究报告》和中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB50201-94），郴州市近期防洪标准为50年一遇，远期通过修建上游江源水库和采取其它一些非工程措施使其防洪标准提高到100年一遇。石榴湾河段位于郴州市城区，因此，所有涉河建筑物必须满足50年一遇防洪标准，否则必须采取补救措施。3河道演变3.1河道历史演变概况河道演变系指河流在自然条件下，受两岸的土质植被影响，或在受人工建筑物的影响时所发生的变化，是水流与河床相互作用的结果。河道演变，就其演变形式而言，分为两类，一类为纵向演变，表现为河床纵向淤积或下切；另一类为横向演变，表现为河床水平左右摆动；这两种演变是十分错综复杂的交织在一起，有时同时发生，有时单独发生，有时左岸冲刷、右岸淤积；或者相反。石榴湾河段呈“W”型弯曲，整治前河床宽阔平缓，淤积严重，局部河段较窄，仅30余m，地面标高在155～171m间。周边多为侵蚀构造的中山区，河流由ES流向WN，受东坡岭控制后转向EN，之后受竹山和邱家山制约后回弯向WN。根据调查，本河段整治前历年来受山体控制，流向无大的变化。3.2河道近期演变分析由于石榴湾河段地势低洼，两岸宽阔平缓，每临汛期，河水漫滩严重，两岸遭灾频繁；河道第一弯离京广线仅20余m，洪水可能危及交通大动脉的安全；河道地处郴州市新老城区结合部，河弯不利于新城的发展。因此，省水电设计院在编制《郴州市城市防洪可行性研究报告》时将本河段作了截弯取直规划。目前，本项目已得到实施。河道由原来长3200m缩短至1720m，河弯由原来的大“S”弯改为较顺直的小“S”弯，堤防为复式断面，两岸低洼盆地也已填筑至堤顶高程。3.3河道演变趋势分析由于石榴湾河段截弯取直后，落差达6m，河流坡陡流急，势必对河床及河岸造成冲刷，为减少洪水对河床的冲刷，设计在0+500、1+050两处各设一座消能坝。现1+050处消能坝也已建成。由于1+050处已建消能坝，因此，该河段流速会减小，河床会产生纵向淤积。其上游0+800～0+000河段多为岩石河床，因此，本河段下切的可能性小。其它河段的堤线布置基本沿老河岸布线，保证了足够的河宽和平缓坡降，并进行了护岸。因此，堤防工程的建设不会导致河道纵横向发生大的改变，但虎形坳坝的拆除，会使水位降低，流速有所增加；本区闸坝的兴建，将使河道水位有所壅高，桥位处流速有所增大，但由于其增量小，河道流向基本不会改变，从长远看,未来河道的演变，堤防和闸坝建设的本身不会导致河道发生大的突变。王仙湖水景观工程建于石榴湾河段0+000m处，为水利自控翻板水闸，枯水期使河道保持一定的水深，有利于河道净化和水生物生长；洪水期其闸全部翻到，对行洪影响不大，更不会改变河道流向。从长远看，未来河道的演变，工程的建设，本身不会导致河道发生大的突变。因此，随着郴江防洪工程措施的实施，河道逐步渠化和硬化，河势趋于稳定，河道不会发生大的变化。

4防洪评价计算4.1水文分析计算4.1.1防洪标准根据《郴州市城市防洪可行性研究报告》和中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB50201-94），郴州市近期防洪标准为50年一遇，远期通过修建上游江源水库和采取其它一些非工程措施使其防洪标准提高到100年一遇。石榴湾河段位于郴州市城区，因此，所有涉河建筑物防洪标准为50年一遇。4.1.2郴江是耒水一级支流，湘江二级支流，发源于郴州市江口乡功德岭，流经江口、郴州、许家洞，在苏仙区桥口镇汇入耒水，郴江流域面积772km2，干流长75.7km,干流坡降3.9‰，沿途有燕泉河、同心河、秧溪河等较大支流汇入。郴江源头为高山区，山高坡陡、植被较好；中游江口乡至郴州市区，人类活动频繁，植被毁坏严重，水土流失增大，河流坡降趋缓；下游郴州市区至耒水汇合口，河面开阔、曲折、水质变差，遇一般洪水易造成两岸农田被淹。郴州市区属亚热带季风气候区，主要受季风影响，日照充足，四季分明。春季气温低，阴雨连绵；夏季高温湿热，暴雨集中，洪旱交错；秋季干旱少雨，台风入侵较频繁，时有山洪暴发；冬季少严寒，雨量稀少。郴州市多年平均降水量为1471.7mm，其中3～6月降水量占全年的51.7%；多年平均蒸发量为1537.0mm，多年平均相对湿度为79.8%；多年平均气温17.8℃，极端最高气温40.3℃，最低气温为-6.8℃；历年平均风速为1.4m/s，夏季多为南风和东南风，极端最大风速为18m/s，汛期（4～9月）平均最大风速为11.3m/s。郴江洪水由暴雨形成，洪水的季节特点与流域暴雨相对应，在5～8月份发生暴雨洪水的几率约占全年的80%以上；9～10月份因台风侵袭也常有暴雨洪水发生。流域上游为山区，河道坡降大，洪水陡涨陡落，一次洪水过程一般为1～2天。郴州市近百年来曾发生数次特大洪水，其中以1999年8月13日洪水为最大，郴州市日降雨量达到295.3mm。流域内设有郴州水文站。该站于1959年设立，控制流域面积为354km2，河段顺直，上游25m建有苏园桥，下游有白鹿桥，本次收集了该站自1959～2010年实测年最大流量资料。4.1.3郴州水文站自1959年建站以来，先后实测到1964、1972、1985、1999、2002及2006年大洪水，同时调查到历史上洪水有1902年、1942年。其中以1999年8月13日洪水最大，2006年7月15日次之，相应流量分别为1200m3/s、924m3/s。据郴州市水利志记载，1656年、1751年、1776年均为大水年，记载灾情较详细，从记载资料分析，以1776年洪水灾情最为严重。据记载，1776年洪水在耒水中游，郴江与耒水交汇处桥口乡黄泥滩东潮湾有石刻一处，刻记为“大清乾隆四十一年丙申载六月二十五涨洪水陂七丈沿河两岸屋宇田禾生理俱已潮洗。”可见1776年洪水为耒水中游最大洪水。而1999年8月13日是郴州近百年来调查实测最大洪水，2006年7月15日洪水次之，两次洪水给郴州造成巨大损失，经综合分析1999年洪水较1656年、1751年洪水为大，但与1776年洪水相比，大小较难确定。但从郴江与耒水干流汇合处附近洪水分析，1999年洪水小于1776年洪水，这主要是1999年洪水耒水干流较小，郴江中上游洪水较大。考虑1999年洪水为郴江中上游稀遇洪水，而郴江现河道行洪不畅，同一流量水位抬高较为明显。经分析认为，1999年洪水定为从1656年以来到2010年为止第二大洪水（小于1776年洪水），其重现期相当于177年一遇。4.1.4郴州水文站1959年设立，有1959～2010年共52年实测年最大流量资料（如表4.1-1），加入调查洪水1902年、1942年成果计算。将1999年洪水定为从1656年以来第二大洪水。1902年、1942年洪水因1656～1902年间洪水大小较难确定，本次将1902、1942年洪水定为从1902年以来到2010年为止（N=109）小于1999年洪水列第四位与第七位，2002年列第三位。将各历史洪水与实测系列最大流量进行频率分析，采用P－Ⅲ曲线适线推得郴州水文站设计流量，参数及成果如图4.1-1和表4.1-1。2001年省水电设计研究院在编制《郴州市城市防洪可行性研究报告》（以下简称《可研》）时，对郴江河洪水进行了计算，其设计洪水成果如表4.1-1。2011年湖南省郴州市水利水电勘察设计研究院在编制《郴江河王仙湖水景观工程设计报告》（以下简称《设计报告》）时，对郴江河洪水进行了计算，其设计洪水成果如表4.1-1。郴州站设计洪水成果表表4.1-1成果设计流量（m3/s）备注P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%可研成果970825参考值设计报告计算成果11881026864725采用值本次计算成果11831020859748参考值由表4.1-1知，本次计算成果比原省《可研》成果稍大些，相差在4.1%～5.1%之间。原省《可研》采用郴州水文站1959～1999年共41年实测年最大流量资料，并加入调查洪水1902年、1942年成果计算，而本次计算设计洪水的方法和特大值处理基本与原省《可研》一致，但加入了郴州水文站2000～2010年实测年最大流量资料，共54年。由于后11年实测年最大流量明显增大，成果稍微增大是合理的。《设计报告》计算成果与本次计算结果非常接近。为保持资料的一致性，本次设计洪水采用《设计报告》的计算成果。4.1.5坝址王仙湖水景观工程距郴州水文站上游约6.0km，曹家坪闸下游1.5km处有支流燕泉河汇入，集雨面积28.2km2，干流区间集雨面积小，评估中不予考虑，坝址处集雨面积为307km2，占郴州水文站面积86.7%。设计流量根据郴州水文站成果按面积比的0.67次方推求，其成果如表4.1-2。各坝址处设计流量成果表表4.1-2位置控制面积设计流量P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%郴州站35411881026864725王仙湖水闸30710809337856594.1.6坝址王仙湖水景观工程设计要求在一个枯水期完建，枯水期选在当年10月-次年4月，采用编制袋装土围堰，围堰洪水按3年一遇考虑。根据郴州水文站1959-2010年实测流量资料。经施工期最大流量进行统计，并进行频率分析，参数如图4.1-2，推求得郴州站P=33.3%，枯水期10月-次年4月洪水流量为134m3/s。根据郴州水文站成果按面积比的0.67次方推求得王仙湖闸址处施工期设计洪水为122m3/s。设计洪水频率曲线图4.1-1枯期洪水频率曲线图4.1-24.1.东边江坝至曹家坪铁路桥河段规划的堤防和跨河建筑物已基本建成并投入运行。根据规划需要在东江边坝坝上建王仙湖水闸，必然造成现状设计洪水位与原设计有所出入。因此，东边江坝以上原设计水面线不能作为本评价的建闸后水面线，有必要按现状河道采用伯努利能量方程重新推求。4.1.7.1根据水面线计算要求，评价河段采用郴州市水电勘测设计研究院提供的17个断面进行水面线的推求，一般间距100m左右，典型断面如图4.1-3。郴江整治后河道糙率采用郴州水文站实测中高水河道主槽平均糙率值0.032较合理，本评价报告采用该成果。4.1.7.2起始水位的确定东边江坝至曹家坪铁路桥河段设有东边江坝、爱莲湖1#闸、爱莲湖2#坝和曹家坪闸四座溢流闸坝，因此其水面线受大致可分为四段，第一段为曹家坪闸—爱莲湖2#坝；第二段为爱莲湖2#坝—爱莲湖1#闸；第三段为爱莲湖1#闸—东边江坝；第四段为东边江坝以上河段；下游曹家坪河段没有新建阻卡水和跨河建筑物，其河道整治基本符合设计要求。目前爱莲湖1#闸、爱莲湖2#坝和曹家坪闸已经建成并投入使用，由于2009年我局《郴州市三湖一公园壅水闸坝工程防洪影响评价报告》已经得到郴州市水利局批复，爱莲湖1#闸以下原设计水面线可以采用，可取爱莲湖1#闸闸上50年一遇设计洪水位向上游推求东边江坝坝下50年一遇设计洪水位，通过堰流公式(式4.1-1)计算出东边江坝坝上50年一遇设计洪水位作为评价河段水面线推求的起始水位。根据《郴州市三湖一公园壅水闸坝工程防洪影响评价报告》，爱莲湖1#闸上50年一遇设计洪水位为163.20m，通过伯努利能量方程推得东边江坝坝下50年一遇设计洪水位为164.39m。评价河段原水面线可根据东边江坝壅高确定，其壅高可由堰流公式(式4.1-1)求得，其计算参数如表4.1-3。经计算，原东边江坝50年一遇坝上设计洪水位（即建闸前50年一遇闸上设计洪水）为166.21m。堰流公式:(式4.1-1)式中：m——流量系数σ——淹没系数ε——侧收缩系数B——堰顶宽Q——洪峰流量H0——上游总水头东边江坝壅高计算表表4.1-3设计流量(m3/s)闸上游过水断面面积（m2）闸上河底高程(m)闸下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)785467161.00159.50166.21164.39边墩型闸墩型闸孔数堰顶高程（m）堰宽（m）堰总水头H0（m）流线形无1163.10853.25下游水头hs(m)上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰顶宽度δ（m）a/Hδ/H1.292.103.603.500.681.13下游坡比流量系数mhs/H0出流方式淹没系数σ边墩系数1:0.90.3570.397自由出流10.4闸墩系数侧收缩系数ε流速v(m/s)流速水头аv2/2g(m)上游水头H(m)00.9971.680.143.114.1.7.3水面线推求王仙湖水闸水面线采用伯努利能量方程（水面线法）自东边江坝坝上向上游间距100m，遇跨河建筑物加密到10-30m的断面进行推求，其断面如该河段典型断面图4.1-3，糙率为0.032，起始水位为166.21m。沿河桥梁的水位壅高参照郴江河已做防洪评价的类似工程防评计算成果取0.3m。由伯努利能量方程（式4.1-2）推求得水面线如表4.2-4。伯努利能量方程:（式4.1-2）式中：Z上、Z下——上、下断面水位V上、V下——上、下断面流速Q——河道流量α——动能校正系数，取1.0——河段平均流量模数，——河段平均局部水头损失系数g——重力加速度4.2壅水分析计算4.2.1壅高计算目前，对水力自控翻板闸门壅高计算尚无规范要求，参照浙江省衢州市江河水利设备制造有限公司《江河水利》泄流能力计算可知，闸门泄流能力计算可分为门顶以上按堰流计算和门顶以下按闸孔出流计算。堰流公式见式4.1-1，实用堰上闸孔出流公式见式4.2-1。经计算，建设后闸上水位为166.16m，其参数及成果如表4.2-1。实用堰上闸孔出流公式:(式4.2-1)式中：μ1——流量系数e——闸门开启度B——堰顶宽Q——洪峰流量H0——上游总水头H——上游水位超过堰顶的高度hs——下游水位超过堰顶的高度王仙湖水闸设计洪水壅高计算表表4.2-1设计流量(m3/s)闸上游过水断面面积(m2)闸上河底高程(m)闸下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)785462161.00159.50166.16164.39边墩型闸墩型闸孔数堰顶高程（m）堰宽（m）总水头H0(m)流线形半圆形10162.0080.04.31堰流流量(m3/s)孔流流量(m3/s)闸门与水平面倾角（°）闸门倾倒后高度d（m）上游水头H(m)下游水头hs(m)119.6667.9151.144.162.39流速v(m/s)流速水头аv2/2g(m)上游堰高a(m)下游堰高a1(m)闸顶出流总水头H0闸(m)闸顶出流水头H闸(m)1.700.151.002.500.880.73闸顶高程（m）闸上出流方式淹没系数σ（a+d+e）/H闸堰流流量系数m边墩系数165.43自由出流16.0680.4130.4闸墩系数侧收缩系数ε闸门开启度e（m）e/H闸孔出流方式孔流流量系数μ10.450.992.290.55自由出流0.5944.2.2壅高后水面线及影响长度推求王仙湖水闸壅高后水面线仍可采用伯努利能量方程（水面线法）自王仙湖水闸向上游间距100m，遇跨河建筑物加密到10-30m的断面进行推求，其河道断面如该河段典型断面图4.1-3，糙率为0.032，闸上水位为166.16m，各桥壅高值按0.30m考虑，计算结果见表4.2-3。由于建设后，50年一遇设计洪水闸上水位166.16m低于原东边江坝坝上水位166.21m，不考虑其影响长度。王仙湖水闸设计洪水水力要素表表4.2-3地名桩号统一桩号实测河底线设计河底线正常水面线建闸前水面线建闸后水面线左岸堤顶右岸堤顶河底宽左岸堤顶-建闸前水面线右岸堤顶-建闸前水面线左岸堤顶-建闸后水面线右岸堤顶-建闸后水面线爱莲湖1#闸0+4956945157.70157.70159.70163.20163.20164.77162.4745.01.57-0.731.57-0.730+4526902157.80157.80159.70163.23163.23164.92162.3144.01.69-0.921.69-0.920+3556805158.50158.50159.70163.37163.37165.40165.3646.72.031.992.031.990+2686718159.40159.40159.70163.58163.58166.79165.6154.53.212.033.212.030+1776627159.55159.55159.70163.91163.91166.25165.6860.52.341.772.341.770+0896539159.86159.86159.70164.11164.11166.02167.0867.51.912.971.912.97王仙湖闸下0+0006450159.50159.50159.70164.39164.39166.02167.0885.01.632.691.632.69王仙湖闸上H6+4406440161.00161.00166.00166.21166.16167.80167.8085.01.591.591.641.64郴资桂桥H6+4006400161.00161.10166.00166.51166.46167.90167.9080.01.391.391.441.44H6+3006300161.10161.20166.00166.54166.50167.95167.9580.01.411.411.451.45H6+2006200161.10161.30166.00166.58166.54168.00168.0080.01.421.421.461.46H6+1006100161.00161.40166.00166.62166.57168.10168.1078.01.481.481.531.53H6+0006000161.00161.50166.00166.65166.61168.15168.1576.01.501.501.541.54H5+9005900161.30161.60166.00166.68166.66168.20168.2074.01.521.521.541.54H5+8005800161.70161.70166.00166.70166.71168.25168.2572.01.551.551.541.54H5+7005700161.70161.80166.00166.76166.76168.30168.3070.01.541.541.541.54王仙一桥H5+5905600161.70161.90166.00167.07167.07168.35168.3553.01.281.281.281.284.2.3闸坝阻水情况根据业主公司提供的闸坝设计图，王仙湖水闸位于本河段0+000处，呈东西方向横跨郴江河，与河床正交。闸型为10*8.0*4.0m(扇*宽*高)水力自控翻板闸门，闸顶宽80m，全翻后与水平面的倾角为150，设计闸上河床高程为161.00m，闸下河床高程为159.50m，建闸前50年一遇闸上设计洪水位为166.21m，建闸后50年一遇闸上设计洪水位为166.16m。由：阻水面积=建闸前行洪面积-建闸后行洪面积阻水面积率=阻水面积/建闸前行洪面积*100%，求得50年一遇洪水位时：王仙湖水闸阻水宽度、阻水面积、阻水面积率如表4.2-4。闸坝阻水情况表表4.2-4闸坝布置方式洪水标准建闸前行洪面积（m2）建闸后行洪面积（m2）阻水面积（m2）阻水面积率（%）建闸前河宽（m）建闸后河宽（m）王仙湖闸正交设计洪水282.2239.942.315.085804.2.4王仙湖水景观工程主要施工内容为对现有东边江坝坝上外包砼和对该坝下游已淘空的坝脚进行加固，以及基础开挖和闸门安装等工作，工程总工期为6个月。王仙湖水闸导流建筑物级别为Ⅴ级，导流标准为3年一遇枯水期洪水标准。枯水期选在当年10月至次年4月，相应设计流量为122m3/s。工程土建及设备安装工程量较小，工期较短，施工分三期进行，采用分期导流：第一期施工右岸土建（右岸44m河床段及启闭机房），采用分期导流，洪水标准按3年一遇10～4月的枯期洪水，洪水流量为122m3/s；第二期施工左岸土建（左岸40m河床段），洪水标准同第一期；第三期为闸门安装，由于工程量小，且围堰被淹后损失小，影响工期短，导流标准采用1月的平均流量5.7m3/s（1986～2009年）。围堰采用编制袋装经计算，一期围堰上游水位为163.85m，上游围堰高程可选用164.40m，基底高程为161.00m，堰高3.40m，下游水位为161.19m，下游围堰高程可选用161.70m，基底高程为159.50m，堰高2.20m。二期围堰上游水位为163.69m，上游围堰高程可选用164.20m，基底高程为161.00m，堰高3.20m，下游围堰同一期。根据《设计报告》，三期围堰需要用沙袋围闸门基础二期砼，采用安装一扇闸门围一段的形式，经计算，围堰水位为161.20m，围堰顶部高程可选用161.70m，基底高程161.00m，堰高0.70m。具体计算步骤如下：1、施工期建闸前水面线的确定王仙湖水闸施工围堰选在当年10月至次年4月，3年一遇枯水期（施工期）洪水流量为122m3/s。经过计算，建闸前东边江坝坝上水位为164.08m，其参数及成果如表4.2-5。施工期建闸前东边江坝坝上壅高计算表表4.2-5设计流量(m3/s)闸上游过水断面面积（m2）闸上河底高程(m)闸下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)122265161.00159.50164.08161.19边墩型闸墩型闸孔数堰顶高程（m）堰宽（m）堰总水头H0（m）流线形无1163.10850.99上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰顶宽度δ（m）a/Hδ/H下游坡比2.103.603.502.143.571:0.9流量系数m出流方式淹没系数σ边墩系数闸墩系数侧收缩系数ε0.33自由出流10.400.999流速v(m/s)流速水头аv2/2g(m)上游水头H(m)0.460.010.982、壅高计算1)枯水期洪水位壅高计算王仙湖水闸施工导流按三期进行，施工围堰缩窄后，其行洪宽度分别为：一期30m，二期36m，三期工程量小且施工期设计洪水仅为5.70m3/s，不予考虑。其缩窄后水面线可按堰流公式4.1-1计算。经计算，王仙湖水闸一期围堰壅高后水位为163.85m，二期围堰壅高后水位为163.69m，其参数及成果如表4.2-6、表4.2-7。施工期一期围堰壅高计算表表4.2-6设计流量(m3/s)闸上游过水断面面积（m2）闸上河底高程(m)闸下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)12293161.00159.50163.85161.19边墩型闸墩型闸孔数堰顶高程（m）堰宽（m）堰总水头H0（m）流线形无1162.0030.01.94上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰顶宽度δ（m）a/Hδ/H下游坡比1.002.503.500.541.891:0.9流量系数m出流方式淹没系数σ边墩系数闸墩系数侧收缩系数ε0.342自由出流10.400.995流速v(m/s)流速水头аv2/2g(m)上游水头H(m)1.310.091.85施工期二期围堰壅高计算表表4.2-7设计流量(m3/s)闸上游过水断面面积（m2）闸上河底高程(m)闸下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)122103161.00159.50163.69161.19边墩型闸墩型闸孔数堰顶高程（m）堰宽（m）堰总水头H0（m）流线形无1162.0036.01.76上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰顶宽度δ（m）a/Hδ/H下游坡比1.002.503.500.592.071:0.9流量系数m出流方式淹没系数σ边墩系数闸墩系数侧收缩系数ε0.33自由出流10.400.996流速v(m/s)流速水头аv2/2g(m)上游水头H(m)1.180.071.692)施工期壅高后影响长度由于围堰施工前，拟拆除原东边江坝坝顶至162.00m，经计算，围堰后闸上水位比围堰前闸上水位低，所以不考虑其施工期壅高后影响长度。4.3河势影响分析计算王仙湖水闸位于本河段0+000，呈东西方向横跨郴江河，与河床正交。闸型为10*8.0*4.0m(扇*宽*高)水力自控翻板闸门，闸顶宽80m，全翻后与水平面的倾角为150，设计闸上河床高程为161.00m，闸下河床高程为159.50m，建闸前50年一遇闸上设计洪水位为166.21m，建闸后50年一遇闸上设计洪水位为166.16m，阻水面积为42.3m2，阻水面积率为15.0%。其流速建闸前坝上为2.78m/s，建闸后闸上为3.27m/s，流速增大17.6%。施工期河道束窄后流速在1.31m/s以下，可见施工期河道束窄后其流速不会给河势造成大的影响。但建闸后设计洪水流量下流速增大，如闸下游不设护坦，其水流将会冲刷河道，对河势造成影响。而且王仙湖水闸是在原东边江坝的基础上建设的，如不采取措施可能会加大淘刷。因此有必要复核其消能设施是否安全。闸下采用底流消能方式。1）消力池深计算公式（式4.3-1）式中：△Z—跃后落差（m）d—消力池深度（m）σ—水跃淹没系数，取1.05α—水流动能校正系数，取1.05q—过闸单宽流量（m3/s）hc、hc″—水跃跃前、跃后水深（m）b1、b2—消力池始、末端宽度，分别为84和80（m）T0—由消力池底板以上总势能（m）hs—下游水深（m）ψ—流速系数，取0.85（m）2）消力池长计算公式（式4.3-2）式中：Lsj—消力池长度（m）Ls—消力池斜坡上水平投影长度（m）β—水跃长度校正系数，取0.8Lj—水跃长度（m）经计算，最不利的宣泄小洪水工况（Q＝150m3/s）下需设深为0.04m、长为7.8m的消力池。原东边江坝消力池池深为0.5m，池长为15.5m，满足要求3）护坦长度根据计算，50年一遇设计洪水时，闸坝下游还需建护坦，护坦要满足的条件为：L≥Lj式中：L—护坦长度Lj—自由水跃经计算，需设长39.4m的护坦。根据工程设计，闸下设长39.4m的护坦，符合要求。4.4堤防及护岸影响分析计算目前东边江坝上游堤防尚未建设完成，本报告采用的是郴州市水电勘测设计研究院提供的设计堤防进行计算。经计算，郴江河道堤防工程安全超高为0.6m。根据表4.2-3可知，工程建设前，东边江坝以上设计堤防满足要求；工程建设后，王仙湖水闸闸上水位比建闸前低0.05m，王仙湖水闸以上设计堤防同样满足要求，因此王仙湖水景观工程的建设对堤防及护岸无影响，不需要采取补救措施。4.5排涝影响分析计算由于石榴湾河段两岸地面规划均高于堤顶，不存在洪涝灾害问题，王仙湖水景观工程的建设不会造成涝灾和降低排涝标准。

5防洪综合评价5.1项目建设与有关规划的关系及影响分析根据《三湖一公园规划》，王仙湖水景观工程属于石榴湾河段规划的项目，项目建设后符合本流域规划总体要求，不会对其它有关规划产生影响。5.2项目建设是否符合防洪标准根据《郴州市城市防洪可行性研究报告》和中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB50201-94），郴州市近期防洪标准为50年一遇，远期通过修建上游江源水库和采取其它一些非工程措施使其防洪标准提高到100年一遇。石榴湾河段位于郴州市城区，因此，其防洪标准为50年一遇防洪标准。根据《内河通航标准》（GBJ139-90），本河段为不通航河道。王仙湖水景观工程防洪标准是按不通航50年一遇设计，其设计流量为785m3/s，建设后闸上设计洪水位166.16m。因此，项目建设符合郴州市近期50年一遇、远期通过修建上游江源水库达到100年一遇的防洪标准。5.3项目建设对河道泄洪的影响分析由于闸坝的兴建，将抬高上游洪水位，会减少原河道泄洪能力。根据《堤防工程设计规范》和有关技术标准的规定，堤顶高程必须满足安全通过设计洪水的要求。王仙湖水景观工程采用设计标准为50年一遇，堤顶安全超高应该大于0.6m。据表4.2-3可知，王仙湖水闸闸上水位比建闸前低0.05m，王仙湖水闸以上设计堤防都满足河道防洪、泄洪要求，不需要采取补救措施。王仙湖水景观工程施工要求在一个枯水期内完成闸体建设抢出水面，枯水期选在当年10月-次年4月，采用编制袋装土围堰。围堰洪水按枯水期P=33.3%考虑，其相应流量为122m3/s，根据围堰水力计算公式加安全超高，推求得王仙湖水闸围堰顶高程分别为：一期围堰上游水位为163.85m，上游围堰高程可选用164.40m，基底高程为161.00m，堰高3.40m，下游水位为161.19m，下游围堰高程可选用161.70m，基底高程为159.50m，堰高2.20m；二期围堰上游水位为163.69m，上游围堰高程可选用164.20m，基底高程为161.00m，堰高3.20m，下游围堰同一期；三期围堰上游水位为161.20m，上游围堰顶部高程可选用161.70m，基底高程161.00m，堰高0.70m。与50年一遇设计洪水相比，王仙湖水景观工程施工期最大洪水位为163.85m，远小于其设计洪水位。施工围堰虽然减少了原天然河道过水能力，水位壅高较多，但施工期在枯水期，水位低，影响均在河道内，且属临时性挡水建筑物，时间短，因为对河道行洪影响不大。5.4项目建设对河势的影响分析王仙湖水闸与河床正交且闸孔与河道同宽，因此，其水流不会发生扩散和摆动，对河势稳定影响不大。王仙湖水闸闸上河床高程为161.00m，建闸前50年一遇闸上设计洪水位为166.21m，建闸后50年一遇闸上设计洪水位为166.16m，阻水面积为42.3m2，阻水面积率为15.0%。其流速建闸前坝上为2.78m/s，建闸后闸上为3.27m/s，流速增大17.6%。施工期河道束窄后流速在1.31m/s以下，可见施工期河道束窄后其流速不会给河势造成大的影响。建闸后设计洪水流量下流速增大，如闸下游不设护坦，其水流将会冲刷河道，对河势造成影响。而且王仙湖水闸是在原东边江坝的基础上建设的，如不采取措施可能会加大淘刷。经计算，需设深为0.04m、长为7.8m的消力池。原东边江坝消力池池深为0.5m，池长为15.5m，满足要求。同时，需设长39.4m护坦。根据工程设计，闸下设长39.4m的护坦，符合要求。5.5项目建设对堤防及护岸的影响分析王仙湖水景观工程采用设计标准为50年一遇，经计算，堤顶安全超高应该大于0.6m，以工程前后的水面线加安全超高来衡量工程对河段堤防的影响程度。根据表4.2-3可知，工程建设前，东边江坝以上设计堤防满足要求；工程建设后，王仙湖水闸闸上水位比建闸前低0.05m，王仙湖水闸以上设计堤防同样满足要求，因此王仙湖水景观工程的建设对堤防及护岸无影响，不需要采取补救措施。5.6项目建设对防汛抢险的影响分析王仙湖水景观工程的建设不会阻塞交通和通信设施，不会影响人员财产转移和防汛抢险物资调运，对防汛抢险没有影响。但王仙湖水闸为水力自控翻板闸门，运行中易被树枝和其它杂物卡死而不能正常运行，因此在运行中要加强管理，特别是在汛期要即时清除树枝和其它杂物，以防闸门不能翻倒。5.7项目建设对排涝的影响分析石榴湾河段两岸地面规划均高于堤顶，不存在涝灾问题，王仙湖水景观工程的建设不会造成涝灾和降低排涝标准。5.8项目建设对第三人合法水事权益的影响分析王仙湖水景观工程区附近正在开发阶段，尚无排污管道流入该河段，且王仙湖水景观工程本身不存在取水问题，建设后不会对第三人合法水事权益造成影响，对堤防及其它水工程安全和水质无影响。

6补救措施闸坝建设后，将对河道行洪、河道冲刷、防洪抢险带来一定的影响。遵照《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》，水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》以及湖南省有关文件精神，河道管理范围内新建、扩建、改建的建设项目对防洪有影响的要采取工程补救措施。经壅水分析计算，王