小西山沟瑞云文化艺苑项目防洪评价

2015-06-09王宁娟梁发彪

水科学与工程技术 2015年4期

王宁娟，梁发彪

（河北省水利水电勘测设计研究院，石家庄 300250）

1 基本情况

瑞云文化艺苑项目位于张家口市怀来县瑞云观乡，临小西山沟而建，坐落在小西山沟两岸，是一个集文化、旅游、居住为一体的综合性开发项目，该项目建设用地面积111.6hm2，项目建成后将容纳居民9980人。

小西山沟属永定河水系中的小支沟，发源于小西山村南1.6km处的山脊，主河道走向大致为南-北方向，主河道自南向北流经小西山村、瑞云文化艺苑项目区、143乡道、瑞云观乡、南水泉村后，最终汇入官厅水库。经本次量测，小西山沟项目区以上控制流域面积1.92km2，项目区最下游控制断面以上沿主河从出口断面至分水岭的最长距离3.06km，沿主河道流程的平均比降为5.07%。

项目河段自上游向下游建有两座桥梁——车行南桥（20号断面，桥长36m）和人行景观桥（15号断面，桥长52.1m）；桥梁下游建有两处圆管涵——项目区圆管涵（4号断面，一孔，孔径2m）和乡道圆管涵（0号断面，一孔，孔径1m）；项目上游地势较高处有小西山村，小西山村现有334人。

2 评价内容和标准

2.1 评价内容

本次防洪评价依据河北省水利厅《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制技术大纲（试行）》（冀水建管［2005］116号）和SL520—2014《洪水影响评价报告编制导则》进行工作。评价项目是集文化、旅游、居住为一体的综合性开发项目——瑞云文化艺苑项目。

主要工作内容包括：①调查河道、项目的基本情况，进行资料统计分析；②研究确定防洪标准，量算流域特征值，分析计算河道不同标准设计洪水；③分析确定河道横断面、河道糙率、起推水位、桥梁和涵洞技术指标，进行水面线推算，计算出河道洪水位；④分析项目布置对河道防洪的影响；⑤评价项目区防洪安全；⑥根据评价结论，确定相应的对策与措施。

2.2 评价标准

防洪评价标准应包含拟建项目自身的防洪标准和河道的防洪标准。

拟建项目为临河而建的集文化、旅游、居住为一体的综合性开发项目，建设用地面积111.6hm2（征地线范围），总建筑面积80.20万m2，其中居住区建筑面积77.10万m2。项目建成后将容纳居民9980人，同时考虑河两岸项目区的文娱等配套设施，根据GB 50201—2014《防洪标准》，确定项目区防洪标准为20年一遇。

小西山沟为山区小河道，目前没有防洪标准，考虑河道的行洪、排涝特性及结合项目区附近村庄、耕地的防洪需要，参照GB50201—2014《防洪标准》，河道防洪标准本次定为10年一遇。

为分析建设项目对河道行洪的影响及项目自身的防洪安全，评价按10年一遇和20年一遇两个防洪标准进行分析计算。

3 计算成果

3.1 设计洪水

鉴于城区和农田产汇流条件不同，设计洪水根据《张家口市水文水资源手册》（1998年），分城区和农田进行计算。设计洪水计算控制断面取项目区最下游处，控制流域面积1.92km2，其中城区面积1.12km2，农田面积0.80km2，控制流域内没有水库等大中型水利工程，治理段范围内没有大的汇水口，治理段按相同流量控制。经计算，20年一遇洪峰流量20m3/s，洪峰模数10.4（m3/s）/km2；10年一遇洪峰流量12.5m3/s，洪峰模数6.5（m3/s）/km2。

3.2 河道洪水位

洪水位推算采用天然河道水面线法，利用HECRAS4.1进行分析，河道糙率主槽取0.03，滩地取0.04～0.045。

3.3 河道岸顶高程计算及防洪安全

项目区高程是否满足防洪要求，取决于河道两岸岸顶高程和项目区建成后建基面高程是否高于防洪允许的最低高程即计算岸顶高程。计算岸顶高程由设计洪水位加相应超高确定（最大超高不超过1.0m），岸顶超高参照GB50288—99《灌溉与排水工程设计规范》执行。桥梁高度能否满足防洪要求，取决于设计梁底高程是否高于防洪允许最低梁底高程；桥梁允许最低梁底高程由设计洪水位（壅高后水位）加相应超高确定，本次取0.7m。

项目区防洪安全分析成果如表1和表2。

表1 建设项目防洪安全分析单位：m

表2 桥梁高度防洪安全分析单位：m

3.4 冲刷深度

受涵管设置的影响其上游河段水深较大流速较慢，计算冲刷参考价值不大，只对有代表性的河段断面进行了冲刷深度计算，计算依据GB50286—2013 《堤防工程设计规范》进行，计算结果如表3。

为了评价桥梁墩台埋设是否安全，基础埋深是否满足安全要求，需进行桥梁位置的河道冲刷计算。当发生20年一遇洪水时，车行南桥和人行景观桥的桥墩布置在行洪断面之外，不会影响20年一遇洪水行洪。故桥梁位置河道的冲刷计算采用GB50286—2013《堤防工程设计规范》中相关公式进行冲刷计算，地质参数依据相关岩土工程勘察土工试验成果中数据，其中地表土质定义为粉土和粉质黏土。

表3 河道冲刷深度计算单位：m

计算结果如表4。

表4 桥梁防冲安全性分析

4 评价结论和建议

4.1 项目位置和布置

瑞云文化艺苑项目区楼座地势较高，项目楼座及设施未占用河道20年一遇洪水的行洪断面；区内建筑排列整齐规则，楼间距较大，排水设施较完善，项目位置和布置基本合理。

小西山沟的管理范围定为河道上口边缘范围之内所有区域，安全保护范围定为河道上口以外50m的范围。项目区约10%的用地面积位于河道安全保护范围之内，在项目开发建设当中，应注意符合河道管理条例等相关法律法规的规定。

4.2 对河道行洪形势影响

小西山沟行洪标准按10年一遇分析，项目区楼座及设施位于小西山沟两岸，地势较高，根据水力计算，项目设施和楼座及桥梁的修建不会缩小10年一遇河道防洪标准的行洪断面，项目设施和楼座及桥梁的修建对河道行洪及河道流势流态没有明显不利影响。

河道项目段两个涵管的修建，缩窄了河道过流面积，阻碍了洪水的顺利宣泄，导致上游水位壅高较大，最大断面水深已达4.5m；当发生10年一遇洪水时，乡道处水位已经超过涵管顶部路面高程，开始漫溢；故涵管的修建尤其是乡道小涵管的修建，对河段的行洪形势影响较大。

4.3 防洪安全

项目区防洪标准按20年一遇分析。当发生20年一遇洪水时，两个涵管之间的河段项目区会上水，威胁项目区设施安全。车行南桥和人行景观桥设计最低桥梁梁底高程高于计算允许最低梁底高程，桥梁梁底满足20年一遇河道防洪要求，当发生20年一遇洪水时，桥梁梁底是安全的。其他项目区河道两岸顶高程和建基面高程均高于计算岸顶高程，项目自身可达到20年一遇防洪标准。

如遇超标准洪水，应组织项目区内人员尽快有序撤离；要做好项目区防洪预案，提高防洪意识，尽量降低洪水带来的损失。