某桥防洪评价报告

**县*河**段生态综合治理工程*区碧水桥跨*河防洪评价报告批准：审查：校核：编写：目录TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 11.1项目背景 11.2评价依据 31.3技术路线及工作内容 62基本情况 82.1建设项目概况 82.2流域概况 92.3涉河段现状 112.4水文气象 112.5地质情况 122.6现有水利工程及其他设施情况 132.7水利规划及实施安排 143河道演变 153.1河道历史演变 153.2河道演变趋势分析 154防洪评价计算 164.1防洪标准 164.2设计洪水 164.3水面线计算 174.4壅水高度及范围分析 234.5堤顶超高确定 244.6冲刷分析计算 294.7桥梁底部高程复核计算 344.8桥墩底高程复核计算 374.9****天然气管道埋深复核计算 375防洪综合评价 385.1项目建设与现有防洪标准、管理规定的适应性分析 385.2与现有水利规划的关系和影响分析 385.3对行洪安全的影响分析 385.4对河势稳定的影响分析 385.5对现有防洪工程及设施的影响分析 395.6对防汛抢险的影响分析 395.7对第三人合法水事权益的影响分析 396工程影响防治措施 416.1对河道泄洪影响的防治补救措施 416.2对河势稳定的影响补救措施 416.3对第三人合法水事权益影响的补救措施 416.4减少对环境与水质影响的防治措施 427结论与建议 437.1结论 437.2建议 44附图1项目总平面布置图 45附图2断面位置布设图 46附图3水面线计算成果示意图 47附图4水面线计算结果纵断面示意图 49附图5设计横剖面图 50附图6*区碧水桥平面布置图 51附图7*区碧水桥立面图 52附件1《**县*河**段*区碧水桥工程可行性研究报告》批复 531概述1.1项目背景**县地处青河中游，**山脉北部西侧晋西北黄土高原，介于北纬38°35′40″～38°53′50″、东经110°13′00″～111°18′55″之间。东依石山、猴山，与*县接壤；南傍度山、青山，和*县毗连；北*县为邻；西隔青河，与*省*县相望；*河自东向西横穿中部注入青河。最高点黑山主峰海拔2003米，最低点峪口村前坪海拔625米，相对高差*米。由于地处省境西北边缘，远离省、地经济中心，工业中心和铁道线。主要交通东、南、北靠公路，西凭水路。东距最近的火车站73公里，距县城76公里；南距**市**区39公里；西距青河东岸25公里；北距*县城120公里；距省会*市374公里。高山峻岭，交通不便，使本县的国民经济发展和资源开发利用受到严重制约。在《**县第十六届人民代表大会第三次会议》上指出政府工作的总体思路是：抓好主城区提质-加快推进*河清淤蓄水东延工程，启动实施**大桥以西河道治理工程，力争实现城区全线蓄水继续延伸实施，着力提升城市品位。本项目位于县城*区，*区碧水桥及配套道路南起现状*线，北街接现状*路，*区碧水桥及配套道路作为**县医院、干部学院的配套工程，建成后不仅能完善县城的路网，改善沿线交通状况，更能完善周边地块市政配套设施，为道路两侧地块开发以及整个县城的经济发展创造更加有利的条件；抢险路位于*河**段南侧，西起**旧桥，东至胡沟新桥，建成后不仅能作为防汛抢险运输通道，还可分担部分*线、*路、*路交通压力。鉴于以上情况，**投资开发有限责任公司委托*公司进行《**县*河**段碧水桥工程可行性研究报告》（以下简称《可研报告》）的编制。2019年*月**县发展和改革局对《可研报告》进行了批复。*区碧水桥横跨*河，根据《中华人民共和国防洪法》第三十三条“在洪泛区、蓄滞洪区内建设非防洪建设项目，应当就洪水对建设项目可能产生的影响和建设项目对防洪可能产生的影响作出评价，编制洪水影响评价报告，提出防御措施。建设项目可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准时，应当附具有关水行政主管部门审查批准的洪水影响评价报告”；根据《中华人民共和国防洪法》第三章第二十七条：“建设跨河、穿河、穿堤、临河的桥梁、码头、道路、渡口、管道、缆线、取水、排水等工程设施，应当符合防洪标准、岸线规划、航运要求和其他技术要求，不得危害堤防安全，影响河势稳定、妨碍行洪畅通；其可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准前，其中的河堤建设方案应当经有关水行政主管部门根据前述防洪要求审查同意”；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》（水政[1992]7号文）“对于重要的建设项目，建设单位应编制防洪评价报告”，并且以水建管[2001]618号文《关于进一步加强和规范河道管理范围内建设项目审批管理的通知》要求“严格进行防洪与河势影响论证”。2019年12月，受**县投资开发有限责任公司委托，我单位承担了**县*河**段*区碧水桥跨*河防洪评价工作。接受委托后，我们组织技术人员对桥址所在河道上下游进行了现场查勘，收集了工程设计资料和该河段有关水文气象、河道情况、地质等资料，依据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》和《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》（水利部、国家计委水政[1992]７号文发布）等有关法律、法规的规定。对*区碧水桥进行水文计算、水力演算，通过分析、计算和研究论证，针对桥梁设计方案对河道防洪影响提出了相应的评价结论，并提出了相应的建议。于2020年01月完成《**县*河**段*区碧水桥跨*河防洪评价报告（送审稿）》的编制工作。1.2评价依据1.2.1法律、法规1《中华人民共和国水法》（2002年）；2《中华人民共和国防洪法》（1998年）；3《中华人民共和国河道管理条例》（1988年）；4《河道管理范围内建设项目管理有关规定》（1992年）；5《**省河道管理条例》（1994年）；6《中华人民共和国水文条例》（国务院令第496号）；7《关于进一步加强和规范河道管理范围内建设项目审批管理的通知》（水建管【2001】618号）。1.2.2标准、规范1《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）（办建管【2004】109号）；2《防洪标准》（GB50201-2014）；3《河道演变勘测调查规范》（SL383-2007）；4《水文调查规范》（SL196-97）；5《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）；6《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；7《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）；1.2.3相关资料1《*河**段*桥工程初步设计报告》（*有限公司/许昌方圆勘测设计有限公司，2019年*月）；3《**县*河**段*区碧水桥工程可行性研究报告》，（*有限公司，2019年*月）；4*区碧水桥桥型布置图（*有限公司，2019年*月）；5*区碧水桥桥位平面布置图（*有限公司，2019年*月）；6《**县*河*段生态治理工程防洪评价报告》，（*，2017年*月）。*桥图1-1*区碧水桥地理位置图*桥1.3技术路线及工作内容1.3.1技术路线1资料收集与查勘根据防洪评价要求进行实地查勘，了解建设项目总体布局以及项目区基本情况，收集桥梁所涉河道有关水文、河道历史、现状、规划治理等方面的资料。2评价范围确定本次防洪评价的范围为新建桥梁跨*河段。3分析计算定性分析项目所在河道段的历史演变规律、未来演变趋势；根据流域水文下垫面和暴雨资料分析计算本工程所涉*河段设计洪峰流量；根据测量的河道纵横断面资料，计算项目所涉河段设计洪水水面线及河床冲刷深度等。4防洪评价综合分析本项目对河流规划、河道泄洪、河势稳定性、两岸岸坡的影响，提出工程防治影响措施。1.3.2工作内容为了科学全面地对建设项目进行防洪影响评价，在现场查勘的基础上，结合项目附近的水文、地形、地质及环境等资料，进行了洪水影响的综合分析，编写了具体的工作计划，确定了工作内容如下：1基础资料收集收集项目相关的水文、地形、地质及环境等资料。2野外调查在已收集到的水文、地形、地质等资料的基础上，详细调查建设用地及其周围的地形地貌和历史调查洪水。3河道测量在本工程所涉河道上下游布设纵横断面进行测量，得到河道纵、横断面图。4计算分析根据建设项目的基本情况及所在河段的防洪要求，推求设计洪水、设计洪水位；进行冲刷与淤积分析；复核堤防高程，根据计算结果进行防洪影响综合分析，得出结论，提出相应的处理措施。

2基本情况2.1建设项目概况*区碧水桥横跨*河，设计起点位于*区2号路，设计终点位于*河南岸新建抢险路，全长105.68m，桩号K1+350。桥梁采用（5*20）m简支后张法预应力混凝土空心板桥，桥梁总长105.68m，宽20.5m，右前夹角80度。上部结构为（5*20）m后张法预应力混凝土空心板桥，板厚95cm。桥面铺装自上而下为4cm细粒式沥青混凝土（AC-13）＋6cm中粒式沥青混凝土（AC-20）＋AMP-100二阶反应型防水粘结剂＋10cmC50防水砼，抗渗等级采用P8。桥梁支座采用GYZ系列圆形板式橡胶支座及四氟板支座，伸缩缝规格为C-80，桥台上伸缩缝混凝土与台背混凝土浇为一体，桥板侧伸缩缝混凝土置于铺装层中。桥面横坡为2%(正断面)，桥面横坡由墩台设横坡调整，为保持支座水平放置，墩台帽顶设支座垫石。下部结构桥墩采用桩柱式盖梁桥墩，桥墩伸入基岩为嵌岩桩，河道内有4组桥墩，每组5个，顺水流方向布置，墩径1.2m，桥台采用桩基盖梁桥台，梁底最低高程917.89m。主要技术指标见表2.1-1。*区碧水桥主要技术指标表2.1-1项目单位技术指标道路等级城市次干路设计速度km/h30红线宽度m20道路长度m602.443路面设计使用年限年15地震加速度g0.05路面类型沥青混凝土2.2流域概况*河为青河一级支流，流域位于东经110°*′～110°*′；北纬38°*′～38°*′。地处****麓，*************。流域水系见图2-1。*河流域地势东高西低，东部山势巍峨植被良好，西部属典型的黄土丘陵沟壑区，地形支离破碎，沟壑密度为3.8km/km2，为严重水土流失区。**县所在地段，河谷较开阔，有大块河川滩地，有水浇地7995亩。流域内地貌形态多样，东部土石山区裸露岩体主要是花岗岩、变质岩类，缓坡上覆盖着不同厚度的棕壤土类和灰褐土，林草覆盖度高，水土流失轻微，生态环境较好。中西部黄土丘陵沟壑区地势较缓，土层较深厚，沟谷密布，梁峁林立，植被覆盖率很低，水土流失严重，为水土保持治理重点区。水系图2.3涉河段现状本段河道为较为顺直，左右岸均有浆砌石堤防，堤防高4.5~5.0m，河宽约80m，梯形断面，主槽河床内为卵砾石，靠近左岸河道内为淤积层，生长着郁郁葱葱的灌木。规划后的河道为复式断面，左右岸各5.0m宽景观平台，河底不衬砌。河道现状见图2-2。图2-2桥址处河道现状图2.4水文气象2.4.1气象项目区位于**山区及晋西黄土高原，属温带大陆性气侯。受季风环流控制，四季分明，春季干旱多风，夏季雨量集中，夏短冬长，秋季则秋高气爽，昼夜温差大。*河流域属大陆性半干旱气候，春季干旱，多西北风，冬季严寒少雪，*河流域设有**县气象站，根据该站1971～2000年实测资料分析，该区域多年平均降水量为470.0mm，多年平均气温8.7℃，多年平均蒸发量为2082.4mm，最大冻土深131cm，多年平均风速2.6m/s，历年最大风速为18.7m/s。气象特征见表2.5-1。表2.5-1项目站名极端最高气温（℃）极端最低气温（℃）多年平均降水量（mm）多年平均蒸发量（mm）年平均气温（℃）最大风速（m/s）及风向主导风向最大积雪厚度（cm）**县站37.7-26.9470.02082.48.7018.7NNEE16.02.4.2水文测站情况*河流域水文测站有*村水文站和**县水文站。*村水文站位于**省**县*乡*村，地理坐标。2.5地质情况根据野外钻探、原位测试及室内土工试验结果，按照以岩性变化为主的分层原则，本次勘察深度范围内场地地基土自上而下可分为2大层，其次根据其风化程度及岩石完整程度等又分为3个亚层，现依层序分述如下：第①层：卵石（Q4al+pl）杂色，稍密，湿-饱和。含卵石占50～70%左右，砾石占20%左右，最大粒径约20cm，一般粒径2～10cm,个别为漂石，磨圆度好，呈亚圆状，母岩成分为微风化的砂岩及灰岩为主，由砂土充填。实测动探贯入击数介于5.0～10.0击，平均7.1击。第②层泥质砂岩（C）：灰色-褐红色，软-硬质岩，强风化～微风化。岩芯较破碎～较完整，呈碎状～长柱状。该层根据风化程度和岩石完整程度可分为3个亚层：②1泥质砂岩（C）：灰色-褐红色，强风化，主要由石英、长石等矿物组成，泥质结构，细粒，肉眼无法辨认颗粒，层状构造，岩芯比较破碎，呈碎块状。野外无法取得足够尺寸岩芯样进行室内抗压强度试验，岩体基本质量等级为Ⅴ级。②2泥质砂岩（C）：灰色，较软岩，中等风化，主要由石英、长石等矿物组成，常混少量粘土矿物。主要为细砂粒状结构，层状构造，岩芯比较完整，呈短柱状。岩体基本质量等级为Ⅴ级。②3泥质砂岩（C）：灰色-褐红色，硬质岩，微风化，主要由石英、长石等矿物组成，常混少量粘土矿物。主要为细砂粒状结构，层状构造，岩芯完整，呈柱状-长柱状。岩体基本质量等级为Ⅳ级。2.6现有水利工程及其他设施情况2.6.1水库桥址以上*河干流上水库主要有。2.6.2桥梁情况*区碧水桥上游有两座桥梁，分别为***旧桥、***新桥，下游有两座桥梁，分别为**拱桥，**大桥。***旧桥位于生态治理治理河段的K0+060断面，为混凝土拱桥，桥长100m，4跨，每跨19.3m，桥墩宽2m，河底高程923.53m，桥面高程932.22m，拱顶底板高程930.80m，拱脚高程927.02m。***新桥位于K0+600断面，为混凝土板桥，桥长102m，5跨，每跨19.6m，桥墩宽1m，河底高程919.27m，桥面高程925.77m，桥底板高程923.25m。**拱桥位于K1+900断面，为混凝土拱桥，桥长105m，6跨，每跨15.7m，桥墩宽1.8m，河底高程909.35m，桥面高程915.5m，桥底板高程913.53m，拱脚高程912.22m。**大桥位于K2+150断面，为混凝土板桥，桥长135m，7跨，每跨19m，桥墩宽1m，河底高程907.0m，桥面高程915.4m，桥底板高程914.55m。2.6.3管线****输气管线自治理段起始位置桩号K0+000就顺河布置在靠近右岸的河道内，至*区碧水桥下游约70m处桩号K1+420穿右堤而出，管顶埋深2.0m。拟建桥梁的1#桥墩距管线最近，距离约为5.20m。2.7水利规划及实施安排2.7.1**县县城总体规划（2006年—2020年）根据《**县县城总体规划（2006年—2020年）》，河道过水断面设计断面为矩形，上游河道宽80米，设计堤高5米，下游河道宽90米，设计堤高5米。*区碧水桥位于下游段，设计长度105.68m，桥下两堤间净宽97.6m，大于规划河宽90m；建成后桥址处堤高也大于5.0米，符合设计堤高要求。2.7.2**县*河**段生态综合治理工程根据《**县*河**段生态综合治理工程初步设计报告》，工程治理范围起于***旧桥，设计终点位于**新桥以西200m处，全长2.3km，该段河道设计防洪标准50年一遇，百年一遇洪峰流量2187m3/s，50年一遇洪峰流量1644m3/s。治理段河道采用复式断面，分为蓄水区、绿化滩地、堤防。根据河道设计防洪标准及防洪流量，并考虑一定的绿化休闲空间，河道堤防间距为90‐127m。河道堤防基本沿原堤防布置。绿化滩地位于堤防控制线与主槽控制线之间，左单侧宽度不小于10m，右侧宽度为5.5m。滩地进行绿化，工程绿化面积为7.85万m2。3河道演变3.1河道历史演变*河流域**县水文站为界，下游基本为黄土丘陵阶地区，水土流失比较严重，河床系泥沙卵石，**县水位站以上为山区，变质岩和灰岩地类，灌丛与森林较多，主河道坡度不大，河床在逐年淤积抬高，通过该站1990年～2010年实测大断面套绘图（见图3-1）可以看出，*河河谷呈宽浅“U”型，两岸阶地不发育，滩槽界限不明显，在中低水位时，受上游各支沟涨水机遇差异影响，小水流在河谷内摆动幅度较大，到中高水位后，水流轴线摆动相对较小。从1990年至2005年呈淤积状态，河床逐年抬升，2006年发生大洪水后，河床冲刷较严重。3.2河道演变趋势分析根据本河段河道前期演变情况，预测未来河岸基本稳定，河床主要以卵石和砾石为主，河床形态主要受大洪水的影响，主槽摆动频繁。河床两岸滩地土质松散，抗冲能力较低，水流横向冲淤变化使河道主槽弯曲多变，蜿蜒蛇行。山洪爆发时，洪水泛滥，河床改道移线，即使在平常小水作用下冲淤平衡时，河床也在不停的摆动。但该段河道两岸堤防对水流具有一定的控制作用，主流基本在堤防内侧范围内摆动，同时由于主流摆动范围的缩窄，河床的纵向变形将会加剧。

4防洪评价计算4.1防洪标准1*区碧水桥防洪标准本项目为**县*河**段生态综合治理工程配套桥梁，位于《**县整体规划》*区范围内，根据《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）“3.0.3城市桥梁设计宜采用100一遇洪水频率，对特别重要的桥梁可提高到300年一遇。”故*区碧水桥防洪标准采用100年一遇。2输气管道防洪标准本段河道中有****输气管道，根据《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2013）3.3.3条，管道防洪标准为50年一遇。3河道防洪标准根据中华人民共和国《防洪标准》（GB50201-2014），本段河道属县城段，防洪标准为50年一遇。4.2设计洪水4.2.1暴雨洪水特征本区属于我省暴雨的多发地区。由于流域内地势陡峭，东南气流和西南气流在输入过程中被高山阻挡，使气流抬升，多形成地形雨。暴雨的特点是发生次数多、强度大、历时短。暴雨其时程分配主要表现为主暴雨时段靠前，而最大6h暴雨量约占最大24h暴雨量的70%~80%。洪水多由局部暴雨形成，由于流域总体植被差，水土流失严重，洪水陡涨陡落，多数不超过24h，洪水挟带大量泥沙，流域输沙量的90%以上集中于汛期的7、8两个月份。4.2.2设计洪水计算*区碧水桥桥址断面控制流域面积1018km2，**县*河**段生态综合治理工程控制断面位于桥址断面下游约0.95km处，控制流域面积1029km2，由于两者控制流域面积相差较小，仅1.07%，且《*河**段生态综合治理工程防洪评价报告》于2019年10月已批复，故本次*区碧水桥洪水成果直接采用《*河**段生态综合治理工程防洪评价报告》中的计算成果，即100年一遇洪峰流量为2187m3/s，50年一遇洪峰流量为1644m3/s。4.3水面线计算4.3.1断面布设本次评价采用设计单位2019年初实测的河道纵横断面，在拟建桥址上下游约1.0km范围内共布测8个断面，进行现状河道水面线计算；*区碧水桥与*河**段生态综合治理工程同步实施，故建桥后河道断面采用河道治理设计断面；其中K1+350断面为桥址断面，断面布设见附图1。4.3.2计算原理天然河道蜿蜒曲折，过水断面不规则，断面形状、粗糙系数及河道底坡沿程都有变化，其水力因素十分复杂。河道设计洪水位计算按明渠恒定非均匀流进行水力计算，采用试算法推求天然河道的水面曲线。计算公式为：取相距为的两个渐变流断面1和2（其中断面2为下游断面），根据以下能量方程推求水面线。式中：、和、—断面1和2的水位和流速，—断面1和2之间的水头损失，按下式计算：沿程水头损失可近似地用均匀流公式计算，即式中：—断面1和2的平均流量模数，计算时，取谢才系数C可用曼宁公式计算。局部水头损失是由于过水断面沿程变化所引起的，由下式计算式中：—河段的平均局部水头损失系数。值与河道断面变化情况有关。在顺直河段，=0；在收缩河段，水流不发生回流，其局部水头损失很小，可以忽略，取=0；在急剧扩散河段，可取=-（1.5～1.0）；在逐渐扩散河段，取=-（0.3～0.5）。将和的关系式代入能量方程得将代入后有上式等号右边为已知量，以B表示，左边为的函数，以表示，即得。计算时，假设一系列，计算相应，当时的即为所求。4.3.3参数选择计算需要确定的参数主要是糙率n。n是沿程阻力系数即通常所说的河床糙率。根据桥址范围所在地实地调研的情况：现状河道河床为黄土夹砾石河床，并参考李家星、赵振兴主编的第2版《水力学》上册P375页表9.5—天然河道糙率n值表，本次计算现状河道糙率n主槽取为0.03，边滩取0.035；治理后河道糙率n主槽取0.03，边滩取0.035。4.3.4计算结果本项目控制断面选在下游河道比较顺直的位置处，通过现场查勘，起始断面选在桥址下游约150m处桩号K1+500断面，从下游向上游逐段进行推求。桥址处河道经生态治理后，桥下有景观平台，左右岸平台宽度均为5.0m。起始断面水位采用已经批复《**县*河**段生态综合治理工程防洪评价报告》中桩号K1+500断面相应频率的设计水位，从下游往上逐断面计算。本次计算分三种工况：1.现状河道未建桥，2.河道治理后未建桥，3.河道治理且建桥后。建桥后的桥址断面计算时将桥墩放入规划断面相应位置进行水面线计算，采用HEC程序水面线计算结果见表4.3-1、4.3-2。建桥前、后P=2%水面线计算成果表表4.3-1桩号河底高程水位水面宽流速Fr备注现状治理后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后K0+900917.10916.27920.95920.24920.2493.6092.9092.905.105.505.500.880.980.98K1+000916.15915.73920.35919.65919.6595.98101.80101.804.975.395.390.850.990.99K1+100915.24915.20920.02919.09919.1292.2398.8098.804.465.555.520.711.021.02K1+200913.39914.34919.38918.33918.4381.3287.9087.704.835.575.500.750.980.96K1+300913.92913.18918.09917.22917.3776.8892.3093.205.935.555.621.000.980.99K1+350913.52912.56917.66916.60916.7381.9095.3089.405.785.465.640.990.950.97*区碧水桥K1+400913.13912.26917.20916.22916.2287.6495.2095.205.675.515.510.990.990.99K1+500912.73911.87916.46915.84915.8499.69107.60107.605.375.125.120.980.950.95建桥前、后P=1%水面线计算成果表表4.3-2桩号河底高程水位河宽流速Fr备注现状治理后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后现状治理未建桥治理建桥后K0+900917.10916.27920.95920.95920.9593.6093.6093.605.106.006.000.880.970.97K1+000916.15915.73920.35920.27920.2995.98103.90103.904.975.915.900.851.001.00K1+100915.24915.20920.02919.69919.7892.23100.70101.004.466.046.020.711.031.01K1+200913.39914.34919.38918.82918.9581.32100.1090.604.836.076.060.751.010.96K1+300913.92913.18918.09917.70917.9076.8893.5094.505.936.086.111.001.051.02K1+350913.52912.56918.31917.13917.3282.3097.6090.806.486.046.131.020.970.98*区碧水桥K1+400913.13912.26917.20916.90916.9087.6497.5097.505.676.026.020.991.001.00K1+500912.73911.87916.46916.43916.4399.69109.50109.505.375.695.690.980.970.974.4壅水高度及范围分析依据4.3节建桥前后水面线计算成果，建桥后水位与建桥前水位相减，得出该断面壅水高度。新建*区碧水桥，顺水流方向共有圆形桥墩六组，其中最边侧桥墩和堤防一体，中间四组桥墩位于两堤之间的河道内，墩径1.2m。桥梁建成后占据部分过水面积，增大了水流阻力，造成桥址一定范围内水位壅高，行洪能力降低。发生50年一遇洪水时，阻水比为6.50%，桥址上游最大壅水高度为0.15m，壅水长度为350m；发生100年一遇洪水时，阻水比为5.99%，桥址上游最大壅水高度为0.21m，壅水长度为450m。壅水分析成果见表4.4-1及4.4-2。表4.4-1桩号建桥前水位（m）建桥后水位（m）水位壅高（m）建桥后阻水比（%）备注K0+900920.24920.240.00K1+000919.65919.650.00K1+100919.09919.120.03K1+200918.33918.430.10K1+300917.22917.370.15K1+350916.60916.730.136.50%*区碧水桥K1+400916.22916.220.00K1+500915.84915.840.00表4.4-2桩号建桥前水位（m）建桥后水位（m）水位壅高（m）建桥后阻水比（%）备注K0+900920.95920.950.00K1+000920.27920.290.02K1+100919.69919.780.08K1+200918.82918.950.13K1+300917.70917.900.21K1+350917.13917.320.195.99%*区碧水桥K1+400916.90916.900.00K1+500916.43916.430.004.5堤顶超高确定根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）：防洪标准为50年一遇洪水的堤防工程级别为2级；堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高。堤顶超高由波浪爬高、风壅增高和安全加高三部分构成，即：式中：Y——堤顶超高（m）；R——设计波浪爬高（m）；e——计算点的风壅水面高度（m）；A——安全加高（m），不允许越浪，根据GB50286-2013表3.2.1查得2级堤防取0.8m。1、风浪要素计算：式中：——波浪的平均高度（m）；gn——重力加速度（m/s2）；——水域的平均水深（m）；D——风区长度，由计算点逆风向量到对岸的距离；——平均波周期（s）；L——波浪的平均波长（m）；——计算风速（m/s）。根据**县气象局资料，**县全年最多风向为E，E向平均年最大风速（定时观测风速）为11.7m/s（10m高度处）。转换为自计风速，公式为：式中：VD—定时观测风速（每日四次持续二分钟的风速）（m/s）；Vc—自记风速（m/s）。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），设计风速V采用多年平均年最大风速Vc的1.5倍，故计算风速为24.96m/s。2、波浪爬高计算当斜坡坡率、时，可按下列公式计算：式中：——累积频率为P的波浪爬高（m）；——斜坡的糙率及渗透性系数；——经验系数，依照，查GB50286-2013；——换算系数,依照，查GB50286-2013；——斜坡坡率；——斜坡坡角。——无风情况下，光滑不透水护面（=1）、=1m时的爬高值（m）。3、风壅增水高度风壅增水高度计算公式为：式中：e——计算点的风壅水面高度（m）；K——综合摩阻系数，取3.6×10-6；V——设计风速（m/s），按计算波浪的风速确定；F——一般吹程（m），由计算点逆风向量到对岸的距离；d——水域平均水深（m）；β——风向与垂直堤轴线的法线夹角。4、堤顶超高由波浪爬高、风壅增高和安全加高三部分构成，堤顶超高计算结果如表4.5-1。可以看出发生50年一遇洪水时本段河道左右岸堤顶高程均满足堤顶超高要求。P=2%建桥后堤顶超高复核计算成果表表4.6-1单位：m桩号平均水位风壅水面高度e波浪爬高安全加高左堤右堤计算堤顶高程规划堤顶高程是否满足计算堤顶高程规划堤顶高程是否满足K0+900920.240.0020.2460.8921.29924.17满足921.29921.57满足K1+000919.650.0030.2240.8920.67920.81满足920.67920.91满足K1+100919.090.0030.2320.8920.13920.30满足920.13920.40满足K1+200918.330.0020.2500.8919.39920.10满足919.39920.07满足K1+300917.220.0020.2540.8918.28919.61满足918.28919.24满足K1+350916.600.0020.2520.8917.66919.42满足917.66918.79满足K1+400916.220.0030.2450.8917.27918.07满足917.27918.40满足K1+500915.840.0020.2390.8916.88917.47满足916.88917.43满足4.6冲刷分析计算在自然情况下，河道中水流驱使床面泥沙运动，泥沙运动后的床面形态又影响水流结构，河流总是处在不断的变化和发展过程中。当河流上兴建了跨河大桥后，河床演变将变得更加迅速，由于受墩台的挤压作用，桥位上游常产生水位升高、流速减缓、水流狭沙能力降低等现象，桥位处则因断面缩窄，流速增大而产生冲刷。根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）、《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）及工程可研设计中桥梁的布置，冲刷计算分为水流对护岸的冲刷和河床冲刷，其中河床冲刷由一般冲刷和局部冲刷两部分组成计算。4.6.1护岸工程冲刷深度计算1计算原理水流冲刷防护岸坡的冲刷深度参考《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中顺坝冲刷深度计算。顺坝体冲刷深度与水流、河床组成、顺坝形状与尺寸以及所处河段的具体位置等因素有关，其冲刷深度计算公式根据水流条件、河床边界条件以及观测资料分析、验证选用。冲刷深度可按下列公式计算：对于砂质河床的起动流速顺坝及平顺坝护岸冲刷深度式中：Uc——泥沙起动流速，ｍ/s；d50——床沙的中值粒径，根据《地勘》报告取0.38mm；——泥沙的容重，kN/m3，取17.5kN/m3；——水的容重，kN/m3，取10kN/m3；hs——局部冲刷深度，m；H0——冲刷处的水深，m；Ucp——近岸垂线平均流速，m/s；U——行近流速，m/s；n——与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4～1/6，本次取0.17。η――水流流速不均匀系数，取1.0。未标注的参数各断面取值不同，根据水面线计算结果采用。2堤防冲刷深度计算结果*区碧水桥河道治理后，建桥前后堤防冲刷计算结果见表4.6-1，可以看出，发生50年一遇洪水时，建桥后桥址处对堤防的冲刷深度为1.93m，比建桥前增加了0.09m，桥址上游段对堤防的最大冲刷深度为1.94m，与建桥前相比增加了0.08m。根据河道治理设计报告堤防基础埋深为2.0m，满足冲刷要求。*区碧水桥堤防冲刷计算结果表表4.6-1桩号冲刷处水深（m）行近流速（m/s）泥沙启动流速（m/s）冲刷深度(m)冲刷增加值（m）备注建桥前建桥后建桥前建桥后建桥前建桥后建桥前建桥后K0+9003.973.975.55.50.5950.5951.821.820.00K1+0003.923.925.395.390.5940.5941.781.780.00K1+1003.893.925.555.520.5940.5941.801.810.01K1+2003.994.095.575.50.5960.5981.851.880.03K1+3004.044.195.555.620.5970.6001.861.940.08K1+3504.044.175.465.640.5970.6001.851.930.09*区碧水桥K1+4003.963.965.515.510.5950.5951.821.820.00K1+5003.973.975.125.120.5960.5961.751.750.004.6.2桥墩周边河床冲刷深度计算水流对河床的冲刷由一般冲刷和局部冲刷两部分组成。一般冲刷和局部冲刷计算采用《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）中推荐的非粘性土河床的有关公式进行。1一般冲刷式中：hp——一般冲刷后的最大水深m；hcq——河槽平均水深m，4.03m；hcm——河槽最大水深m，4.76m；Bcg——河槽宽度m，93.10m；——河槽泥沙平均粒径mm，取3.8mm；Q2——设计流量m3/s，2187m3/s；E——与汛期含沙量有关的系数，经分析取0.86。——侧向压缩系数，0.98；Ad——单宽流量集中系数；Bz、Hz——造床流量下的河槽宽度m和河槽平均水深m。2桥墩局部冲刷当当式中：hb——桥墩局部冲刷深度，m；——墩形系数，取0.92；B1——桥墩计算宽度，m，墩径1.2m；hp——一般冲刷后的最大水深，m；——河床泥沙平均粒径，3.8mm；——一般冲刷后墩前行进流速，6.14m/s；V0——河床泥沙起动流速，0.83m/s；——墩前泥沙起冲流速，0.40m/s；——河床颗粒影响系数，1.09；——指数，0.86。一般冲刷后墩前行近流速V采用下式计算：3桥墩周边河床冲刷计算结果计算总冲刷深度从偏于安全考虑采用不利组合方法，按照一般冲刷和局部冲刷两项数值叠加得出，计算结果见表4.6-2，当发生百年一遇洪水时桥墩基础总冲刷深度为7.88m。*区碧水桥大桥桥墩周边河床冲刷计算结果表表4.6-2单位：m频率建桥后建桥后桥墩周边总冲刷深度一般局部2%1.401%1.667.869.524.7桥梁底部高程复核计算根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）、《公路桥涵设计手册•桥位设计》和《铁路工程水文勘测设计规范》（GB10017-99）的规定，确定桥梁底部高程时按以下公式计算。桥梁底部高程=设计洪水位（Hs）+壅水高度（△Z）+风壅增水、浪高等壅水高度（e）+桥下净空安全值（△hj）。１壅水高度桥前最大壅水高度计算公式如下：△Z＝η(m2－02)式中：η—系数，反映河滩路堤阻断流量（Q阻）与设计流量（Q设）的比值。当时，η取0.05。Q设—设计流量，Q设＝Q泓＋Q滩；o—断面平均流速，o＝，ωo＝ω泓＋ω滩；m—桥下平均流速（m/s）；取m＝×桥墩处在过水河糟内，墩径1.2m。２风壅增水高度、波浪高度计算1）风壅增水高度计算风壅增水高度e参考《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）附录C莆田实验站风浪要素公式进行计算。风壅增水高度计算公式为：式中：e——计算点的风壅水面高度，m；K——综合摩阻系数，取3.6×10-6；V——设计风速，m/s，按计算波浪的风速确定；F——一般吹程，m，由计算点逆风向量到对岸的距离；d——水域平均水深，m；β——风向与垂直堤轴线的法线夹角。根据**省水利水电勘测设计研究院1991年12月编制的《**省水利工程建设常用地面气候资料图集》，查得桥址处的风向和最大风速，最大风速转换为自计风速，公式为：Vc=4.4+0.86×VD式中：VD——定时观测风速（每日四次持续二分钟的风速），m/s；Vc——自记风速，m/s。2）波浪高度计算波浪高度按《公路桥涵设计手册•桥位设计》和《铁路工程水文勘测设计规范》中推荐的风浪要素公式进行计算。计算公式为：当浅水情况，即≥0.1时当深水情况，即≤0.1时式中：H波——波浪高度，m；——波浪的平均高度，m；Hb1%——波列累计频率为1%的波浪高程，m；——年平均最大风速，m/s；D——浪程，由计算点逆风向量到对岸的距离，m；——沿波程的平均水深，m。3桥下净空安全值根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)和《公路桥涵设计手册•桥位设计》，按设计洪水位计算要求的桥下净空高度取0.50m。桥梁采用上跨形式跨越堤防。4桥梁底部高程复核计算本次按100年一遇洪水进行桥梁底部高程复核计算，成果见表4.7-1。桥梁底部高程复核计算成果表表4.7-1单位：m桥名设计水位1/2壅水高度风壅增水2/3波浪高度桥下净空安全值复核梁底部高程设计桥梁底高程差值*区碧水桥（K1+350）917.1290.0970.0020.1610.5917.889917.8920.003由表4.7-1看出，发生100年一遇洪水复核计算的桥梁底部高程为917.889m，低于*区碧水桥设计的最低梁底高程917.892m，因此桥梁设计满足防洪要求。4.8桥墩底高程复核计算根据4.6.2节桥墩周边河床冲刷深度计算结果，建桥后桥墩周边总冲刷深度9.52m，理论冲刷线高程903.04m，根据《地勘报告》，桥墩处基岩埋深高度不一，最低高程904.88m，即为实际最低冲刷线高程；桥墩底高程902.96m，为嵌岩桩，满足冲刷安全要求。*区碧水桥大桥桥墩底高程复核计算成果表表4.8-1单位：m桩号桥址处最低冲刷线高程桥墩底高程是否满足要求K0+450904.88902.96满足4.9****天然气管道埋深复核计算根据4.6.2节桥墩周边河床冲刷深度计算结果，建桥后桥址处河床50年一遇洪水时一般冲刷深度1.40m，冲刷线高程911.16m，燃气管道在原河床埋深2.0m，即管顶高程911.52m，位于冲刷线高程之上，故不满足冲刷安全要求。*区碧水桥大桥桥墩底高程复核计算成果表表4.9-1单位：m桩号管道处冲刷线高程管顶高程是否满足要求K0+450911.16911.52不满足

5防洪综合评价5.1项目建设与现有防洪标准、管理规定的适应性分析根据国家《防洪标准》（GB50201-2014）11.8.3规定，“堤防工程上的闸、涵、泵站等建筑物及其他构筑物的设计防洪标准，不应低于堤防工程的防洪标准，并应留有安全裕度”。*区碧水桥防洪标准为100年一遇，河道防洪标准为50年一遇。桥梁建设的标准不低于河道防洪标准，符合国家《防洪标准》（）规定，与堤防工程管理规定相适应。5.2与现有水利规划的关系和影响分析**县*河县城段在2017年实施了《**县*河张家圪埚段生态治理工程》，位于本项目的上游约4km左右，已施工完毕，对本项目无任何影响；《**县*河**段生态综合治理工程》将与本工程同步实施，设计时已充分考虑相互之间的衔接问题；除此之外，本段河道附近没有其他规划。5.3对行洪安全的影响分析*区碧水桥建成后河道内布设了四组桥墩，桥墩挤占河道行洪断面，发生50年一遇洪水时，阻水比为6.50%，桥址上游最大壅水高度为0.15m，壅水长度为350m；发生100年一遇洪水时，阻水比为5.99%，桥址上游最大壅水高度为0.21m，壅水长度为450m。桥梁的建设缩窄过流断面，对上游产生壅水，对河道行洪有一定影响。5.4对河势稳定的影响分析河道在长期的自然水流作用下，已达到一种动态冲淤平衡，一旦在河道滩槽上建造构筑物，势必会破坏河道多年形成的动态冲淤平衡，改变河道的天然态势，形成新的冲刷和淤积。*区碧水桥建成后，由于桥址处水流流速改变，增加了水流对河床的冲刷，根据冲刷计算结果，桥址处水流对桥墩的局部冲刷已到达基岩。说明*区碧水桥的建设对桥址附近河道的冲淤有一定的影响。5.5对现有防洪工程及设施的影响分析桥址段河道两岸均有堤防；建桥后由于河道内布置桥墩，断面束窄，流速加大，对岸坡的冲刷加剧，发生50年一遇洪水时，建桥后比建桥前对两岸堤防的冲刷增加了0.09m，略有影响。5.6对防汛抢险的影响分析根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）10.4.2，“跨堤建筑物、构筑物与堤顶之间的净空高度，应满足堤防交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求”。*区碧水桥桥址左右岸堤防将与连接桥梁两端抢险路及*区2号路路面高程一致，不存在桥梁底板与堤顶高程净空高度差，桥梁建成后对防汛抢险不会造成任何影响。5.7对第三人合法水事权益的影响分析陕京输气管道**县段基本沿*河河道敷设，但在*区碧水桥上游K0+000位置绕道左岸堤防外，在桥址下游约650