神渭输煤管道陕化支线穿越渭河工程防洪评价

◎ 刘铁龙

1 项目概况

神渭输煤管道工程北起陕西榆林神木县，南止陕西渭南蒲城、临渭区和华县，主要供给终端三个煤化工项目，其建成后可解决陕北国家级能源化工基地的上游煤炭外运和下游原料煤供应问题。工程包括1条干线和2条支线，主干线起自红柳林矿，终端蒲化，全长约592km；两条支线自蒲化终端分开后，分别穿越渭河，止于渭化、陕化。陕化支线自蒲城终端6号泵站至陕化终端，全线约68km，管径为273.1mm，设计输送能力1.2Mt/a。自临渭区龙背乡前进村附近穿越渭河，入土点里程为SK51+273.004，入土点距河堤堤脚247m，出土点位于渭河右岸临渭区程家乡田家村，出土点里程为SK54+241.245，出土角为7°07′，出土点距河堤堤脚276m。整体穿过渭河河堤与河槽，管道水平段管顶设计高程约312.28m，堤防堤脚下管道埋深30.2m，采用定向钻方法穿越，水平定向钻长度为2968.241m。穿越渭河断面位于赤水河口上游约2.87km，下距渭淤14断面0.738km，穿越处渭河两岸相应堤防堤顶宽度为6.0m～6.8m，堤防防洪标准50年一遇洪水，类别为二级一类堤防。右岸上游建有树园工程、田家险工，下游建有埝头险工，这些工程对控导主流、稳定河势、防御洪水起着重要作用。

参照《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50243-2007）水域穿越工程等级与设计洪水划分规定，该穿越工程等级为大型穿越工程，设计防洪标准为100年一遇洪水，陕化穿越断面处洪峰流量为12400m3/s。依据项目初步设计文件，管道设计正常运用年限为30年。

2 防洪评价计算

2.1 水文分析计算

2.1.1 渭河下游设计洪水计算

综合分析输煤管道穿越渭河河段系列年淤积，采用1973年10月～2010年10月实测年平均淤积厚度进行预测较为合理，未来50年，管道穿越处淤积厚度为0.75m。

根据实测资料分析，渭河下游发生大洪水淤积的影响仍然存在，洪水的涨峰期会出现淤滩刷槽，落峰期河槽会出现淤积。经综合分析，本次计算采用黄委会设计院1989年6月《陕西省三门峡库区渭洛河治理规划》1933年型100年一遇洪水对应的淤积厚度0.94m。

《陕西省三门峡库区渭洛河下游治理规划》是经正式批复的渭洛河下游治理依据，经计算后对比分析，本次洪水计算沿用规划成果，即渭河临潼水文站100年一遇洪峰流量为14200m3/s，华县水文站100年一遇洪峰流量为11700m3/s。

2.1.2 穿越段设计洪水计算

神渭输煤管道陕化穿越断面处于渭河临潼和华县水文站之间，上距临潼站57.152km。穿越断面的设计洪水采用临潼站和华县站的设计洪水成果直线插补进行推求。经插补计算，陕化穿越断面处100年一遇洪水洪峰流量为12400m3/s。

采用水面线、水力因子两种方法分别分析计算工程穿越渭河处设计洪水位，其计算结果比较接近，也与设计单位提供的洪水计算成果基本一致，说明设计文件采用设计洪水成果基本合理。同时，经与《渭洛河下游近期防洪工程建设可行性研究报告》插补穿越断面水位流量关系相比较，确定本次设计洪水位采用水面线法计算结果，详见表1。

2.2 管道穿越处冲刷计算

河床冲刷一般由河床自然演变冲刷、一般冲刷和局部冲刷三部分组成。由于本管道工程从河床下穿过，不存在断面收缩问题，对行洪不会形成障碍，因此，冲刷计算中仅考虑河床自然演变冲刷和一般冲刷；但考虑穿越断面附近河道工程的影响，有必要考虑河道工程对管道的局部冲刷影响。陕化管道渭河穿越断面计算条件：Q=12400m3/s，H=348.51m。穿越断面滩、槽糙率系数分别按0.035、0.019考虑。

河道自然演变冲刷主要依据穿越断面上下的淤积断面历年实测资料分析确定。依据渭淤13、14、15实测淤积断面，点绘1973年以来历年汛后深泓点变化，见图1，并统计1973年以来穿越渭河处上下淤积断面河底最深点高程变化。

根据统计资料，自1973年以来，渭河陕化穿越断面上下的渭淤13、14、15的河底深泓点最大变化幅度分别为3.90m、4.30m、4.60m，平均为4.27m。从安全角度考虑，河道自然冲刷深度采用上面计算的深泓点最大变化幅度，即渭河陕化穿越断面为4.27m。

关于河道一般冲刷深度的计算，目前并没有统一的规定和方法，综合比较分析，本项工程穿越断面一般冲刷深度采用《公路工程水文勘察设计规范》（JTGC30—2002）中推荐的公式计算。计算结果：穿越断面处100年一遇洪水河槽一般冲刷为18.90m，河槽最大水深为14.33m，绝对冲深为4.57mm；河滩一般冲刷为9.77m，河滩最大水深为6.37m，绝对冲深为3.40m。

表1 输煤管道穿越渭河设计洪水（P=1%）成果复核比较

图1 淤积断面（渭淤13-15）历年河底最深点高程变化图

局部冲刷深按《堤防工程技术标准汇编》推荐的公式计算，计算结果：穿越断面处河槽局部冲刷为1.19m；河滩局部冲刷为0.18m。

在确保安全的前提下，本次总冲刷计算深度按照河道自然演变冲刷、河槽部分一般冲刷及局部冲刷三项数值叠加求得河滩和河槽部分最大冲刷水深。根据最大冲刷水深可以得到管道工程穿越断面河滩和河槽部分100年一遇洪水最低冲刷线高程，渭河陕化穿越断面河槽、河滩总冲刷水深分别为10.03m、7.85m，相应最低冲刷线高程分别为324.15m、334.29m。

3 防洪综合评价及其措施建议

3.1 项目建设与有关规划的关系及影响分析

由于陕化支线输煤管道工程是以地下形式穿越渭河，穿越断面形态在工程修建前后基本保持一致，因此，工程建设对渭河下游的相关规划影响不大。

3.2 项目建设与防洪标准、有关技术和管理要求的适应性分析

陕化支线穿越渭河的设防标准为100年一遇洪水，符合《防洪标准》（GB50201—94）的有关规定。管道深埋于河床下的深度及出、入土点距堤防的距离符合国家、水利部及黄委有关技术和管理要求。

3.3 项目建设对河道行洪的影响分析

陕化支线输煤管道穿越渭河断面处100年一遇洪水河槽最低冲刷线高程为324.15m，定向钻穿越河床处管道顶面标高为312.28m，符合定向钻穿越河槽处有关技术规范。因此，在发生设计洪水时输煤管道不会出露河床，工程建成后对渭河现状行洪断面及河道冲淤、水位、流速分布等影响较小，对河道行洪安全影响不大，但在工程施工期可能会产生一定影响。建议施工单位应与河道主管部门密切配合，制定出切实可行的施工组织设计方案。

3.4 项目建设对河势稳定的影响分析

由于输煤管道工程是以地下形式穿越渭河，工程建成后不会占用渭河河道的行洪断面，穿越断面形态在工程修建前后基本上保持一致，因此，工程建设对渭河下游的河势影响不大。考虑对防洪安全的综合影响，建议建设单位与河道管理部门协商，开展为期5年左右的河势变化情况、河道工程和堤防工程运行情况观测，为后续建设工程审批提供决策依据。

3.5 项目建设对堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响分析

陕化支线穿越渭河管道在堤防堤脚下的埋深为30.2m，其入、出土点距两岸堤脚的距离介于247m～276m，且已考虑对穿越位置上下200m范围内的堤防进行加固处理。依据相关规定，工程建设对河段内现有堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响不大，但须防止施工过程中的不利影响。建议加强施工过程管理，对河道管理范围内土地上的附着物、附属设施等考虑一次性赔偿，占用或损坏河道管理范围内的道路、林木、工程管理设施应同河道管理部门协商解决。

3.6 项目建设对防汛抢险的影响分析

输煤管道穿越渭河工程为大型穿越工程，建设规模较大，施工场地面积大，施工相对复杂，工期较长，由于施工交通道路、施工场地、料物存放、施工用房及工程弃渣等处置不当，可能影响渭河防汛抢险车辆及抢险人员的正常通行，从而对防汛抢险造成不利影响。另外，建成后的输煤管道深埋河床以下，其穿越渭河断面及入、出土点附近会成为防汛抢险土料取用的禁区，也会对防汛抢险造成一定影响。建议建设单位与河道主管机关加强沟通，在取得施工许可证后方可组织施工，并应避免主汛期施工。

3.7 建设项目防御洪涝的设防标准与措施的合理性分析

陕化支线输煤管道穿越渭河工程的设防标准为100年一遇洪水，穿越河床处管道顶面标高低于河床最低冲刷线高程11.87m，且已考虑对穿越位置上下200m范围内的堤防进行加固处理，均符合相关技术标准和要求。因此，建设项目防御洪涝的设防标准与措施基本合理。

3.8 项目建设对第三人合法水事权益的影响分析

据现场查勘调研，管道穿越工程所在河段无就近取水口、码头等，但有正在使用的采砂场。因此，工程建设对穿越断面上下现在正在使用的田家、埝头采砂场将产生一定的影响，对穿越断面附近以后的采砂活动也有一定影响，加之工程建设需要部分临时占地，应采取相应补救措施。建议建设单位与该河段河道管理部门协商，提出解决采砂影响的补偿或补救措施方案，并报河道主管部门审查。

3.9 项目建设对环境的影响分析

在工程建设期间，施工中产生的废水、废气、噪声和固体废物等，若处置不当，会对周围环境造成短暂的不利影响。建议施工单位加强施工管理，避免和减少施工弃渣对环境及渭河河道行洪、水质等的影响，在穿越施工完毕后，应将废弃物、油污及其他杂物装车运走，场地要清理干净，并平整到原地貌形式。

输煤管道埋置于河道内，必须做好安全工作，力争避免漏煤事故的发生。管道工程必须合理设置岸边阀（两岸大堤背河侧），一旦发生漏煤事故，立即关闭两岸阀门，切断污染源。

4 结论

（1）管道穿越渭河工程符合国家、水利部及黄委有关技术和管理要求，对相关防洪工程规划的实施和渭河下游河势、航运和河道行洪安全的影响不大，但对现在正在使用的采砂场将产生一定影响，对穿越断面附近河段以后的采砂规划也产生一定影响，工程施工期管理不善可能对河道行洪安全、防汛抢险、其他水利工程和设施、河道环境等产生不利影响，应采取相应补救措施。

（2）为消除或减小项目建设的不利影响，建设单位应采取必要的防治补救措施，要与该河段河道管理部门积极协商，必要时须进行包括采砂户在内的三方协商，提出解决采砂、河道临时占地、河道管理范围内土地上的附着物、附属设施等影响的补偿或补救措施方案，签订相关的补偿协议，报河道主管部门审查。要将项目批准文件和施工安排、施工期间的度汛方案、占用河道管理范围内的土地情况等报送河道主管机关审核。另外，还要加强施工过程管理，避免主汛期施工，施工中不得损坏已建堤防工程、河道整治工程和交通、电信、水文泥沙观测等设施。陕西水利