配套热力管道穿越群英河防洪评价

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（1焦作市水利勘测设计院；2焦作市抗旱防汛通讯站）

配套热力管道穿越群英河防洪评价

□郭二旺1□王文婷2

（1焦作市水利勘测设计院；2焦作市抗旱防汛通讯站）

焦作万方电厂配套供热管网二期工程热力管道在龙源路群英河桥南侧穿越群英河，按照《中华人民共和国防洪法》第二十七条规定，建设穿河、穿河堤、邻河的桥梁、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、航运要求及其它要求，不得危害堤防安全，影响河势稳定，妨碍行洪畅通，其工程建设方案应经有关水行政主管部门审查同意，根据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》及有关规定，穿越河道位于焦作市城区，依据《焦作城区防洪规划》及《焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河施工图设计》等相关规划设计成果，结合穿越处河道边界条件，河道演变情况，对热力管道穿越群英河工程建成后洪水位、冲刷、淤积以及对工程上下游其它工程设施影响进行防洪评价综合分析，并对造成影响的情况，提出相应的防治及补救措施，确保河势稳定与行洪安全。

河道管理；防洪标准；建设项目；防洪评价

1 建设项目概况及技术路线

焦作万方电厂配套供热管网二期工程，设计起点山阳路，终点民主路，管线总长1.01 km，在焦作华顺汽车贸易公司北围墙位置自东向西沿龙源路群英河桥南侧24 m处穿越群英河，穿越长74 m，检查井位于两岸堤防背水侧，供热管道采用GB2级压力管道，管径DN800道钢管加聚乙烯外护层聚氨酯发泡预制直埋保温管套管方式，施工采用大开挖方式施工，设计管顶高程87.40 m，现状河底高程93.40 m。

防洪评价按照2004年发布的《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）及有关规定进行编制。评价区河道水文分析参考《焦作城区防洪规划》、《焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河施工图设计》（2014年11月）等相关规划设计成果，根据工程建成后洪水位、冲刷、淤积以及对工程上下游其它工程设施影响进行综合评价，并对造成影响的情况，提出相应的防治及补救措施与建议。

3 河道概况

3.1 河道基本情况及边界条件

群英河又名闫河，属海河流域卫河水系大沙河二级支流，新河一级支流，发源于焦作市上白作乡长岭村西北，自北向东南流至张建庄入新河，流域总面积43.30 km2，全长27.20 km。出山口以上为山区河道，出山口以下到龙源路进行了护坡等治理，龙源路以南到入新河口，长0.80 km，为土质河床，堤防较为完整，但河道狭窄，堤防单薄。

管址穿越处对应群英河南水北调防洪影响治理工程河道桩号QYH2+520处，现状为土质梯形断面，左岸堤顶高程98.23 m，右岸堤顶高程98.33 m，河底高程93.40 m，河底宽13～15 m，深3.50～4 m，堤距25 m，堤防背水侧左岸地面高程96.34～96 m，右岸地面高程95.30～95 m，现状河道狭窄，过流能力＜150 m3/s，不足5a一遇。

3.2 现有水利工程及其他设施情况及水利规划及实施安排

穿越群英河段管址以北24 m处，现状为龙源路群英河桥，现状桥梁为简支板桥，桥面高程98.34 m，桥跨布置为3孔3 m×10 m，上部为预应力混凝土板，下部为钻孔灌注桩基础，桩径0.80 m，河道右岸西侧外堤坡脚有一宽1.50 m，深1.50 m梯形排水土沟。

焦作市城区防洪规划由河南省水利勘测设计研究有限公司于2012年6月完成规划报告编制任务，并通过专家评审，同年11月，焦作市人民政府予以批复。该规划提出焦作市城区防洪规划总体布局采用三横六纵分区防守排滞结合防洪工程体系，在基本保留原河道格局不变情况下，对个别河段进行调整，在群英河出山口处修建龙寺小型水库，控制部分山区洪水。

2014年11月，河南省水利勘测设计研究有限公司完成了《焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河治理段施工图设计》。施工图设计主要内容如下：治理河道长度3.09 km，设计防洪标准为50 a一遇，设计洪峰流量495 m/s。河道采用土质梯形断面，设计河道底宽25 m，土质堤防，堤顶宽6 m，迎、背水坡坡比1∶2.50，设计堤距54.75 m；蓝线范围宽79 m。

4 河道演变

群英河现状情况下，和平街以上深沟河段，河道过流能力＞1 130 m3/s，满足50a一遇；和平街以南至新安路段河道进入老城区，河床狭窄，过流能力108～180 m3/s，为5 a一遇；新安路至人民路段河道过流能力200 m3/s，接近10 a一遇；人民路至丰收路段河道过流能力约365 m3/s，达到20 a一遇；丰收路至龙源路段河道过流能力约150 m3/s，不足5 a一遇；龙源路以南为土质梯形断面，过流能力＜150 m3/s，不足5 a一遇。根据当地实地50 a来调查，河道主流线一致，河势总体稳定。

5 冲刷分析计算

5.1 水文分析计算方法

根据群英河下垫面特征及汇流特性划分为三片区，即上游山丘区、总干渠以北城区和总干渠以南城区，上游山丘区位于影视路以北区域，地面高程在200 m以上，河道比降陡，在（2.00～4.70）×10-2，采用1984年图集中的推理公式法计算河道和水库设计洪水；水影视路以南至总干渠之间及总干渠以南城区，地面高程在200 m以下，且地面、河底比降缓，在8.00×10-3左右，属平原坡水区，采用城区排水公式计算设计洪水。对上述设计洪水过程线叠加，计算各控制断面洪水成果。经计算龙源路段控制断面，50 a一遇设计洪峰流量为495 m3/s。

设计防洪水位水面线推算采用明渠恒定非均匀流基本方程式，起推水位取下游入河口位置为控制断面，群英河入新河口控制断面水位93.57 m，糙率选取根据现场实地查勘河道特点，综合确定2.50×10-2，河道比降1/100～1/328。河道与南水北调总干渠交叉断面处桩号QYH0+000河底高程100.74 m，入新河口桩号QYH2+908.0河底高程90.07 m，管址处河道50a一遇设计洪水位94.75m，水深3.50m，设计河底高程91.25 m，底宽25 m，边坡1∶2.50，糙率2.50×10-2，河道比降1/328，堤顶超高1.25 m，堤距54.75 m。

5.2 冲刷分析计算

随着群英河防洪影响治理工程的实施，龙源路群英河桥将扩宽，由于桥墩阻水，改变了水流流态，减少了有效过水面积，增大了桥下流速，对河床、岸坡及堤防产生冲刷。因此，冲刷采用《公路工程水文勘测设计规范》冲刷计算公式计算，冲刷计算采用群英河防洪影响工程实施后河道断面，根据《焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河工程地质勘察报告》，河道管址处地层主要由第四系全新统冲积物(alplQ4）和中更新统坡积物（dlplQ2）组成，地层岩性主要为中、重粉质壤土，液性指数IL= 0.33～0.35，以最不利为原则，液性指数取0.35，冲刷包括一般冲刷和局部冲刷

5.2.1 一般冲刷hp计算

一般冲刷采用黏性土桥下一般冲刷公式进行计算。由于群英河防洪影响工程设计为单一梯形断面，按河槽公式计算：

式中：hp—一般冲刷深度（m）；A—单宽流量集中系数；A= 1.00～1.20；取A=1.10；QC—为河槽部分通过的设计流量（m3/ s）；Bc—为桥下河槽部分桥孔过水净宽（m），Bc=40.90 m；hmc—为桥下河槽最大水深（m）；hmc=3.95 m；hc—为桥下河槽平均水深（m）；hc=3.50 m；IL—冲刷范围内粘性土液性系数，IL=0.30。

5.2.2 局部冲刷计算

对于黏性土桥下局部冲刷，按以下公式计算：

式中：hb—局部冲刷深度（m）从一般冲刷后床面算起；Kξ—墩型系数，Kξ=1；B1—桥墩计算宽度（m），取B1=0.80；v—为一般冲刷后墩前行近流速（m/s），v=0.33×hp0.6/IL。

依据上述河槽计算公式及局部冲刷计算公式，hp/B1=3.05，计算管址处50 a一遇洪水情况下，一般冲刷hp=2.44 m，局部冲刷hb=0.54 m，总冲刷深度2.98 m，冲刷后河底高程88.27 m。

设计供热管道管顶高程87.40 m，设计河底高程91.25 m，覆土厚度3.85 m，供热管道穿越群英河冲刷深度小于覆土厚度，满足河道冲刷要求，满足《城市工程管线综合规划规范》要求。

5.3 淤积、河势、排涝等影响分析

当河道上修建筑物扩宽河道断面时，在流量不变的条件下，流速将会减缓增加河道淤积。供热管道穿越群英河时自底部以下穿过，不会改变河道过水断面，断面流速不变，所以供热管道建设项目对河道淤积无影响。

供热管道穿越群英河工程完成后，管道从规划设计河底下面穿越，不存在汊道分流比影响，工程影响范围内代表性断面流速分布不会变化，主流线方向也不会因工程实施而变化，所以对河势变化无影响。

供热管道穿越群英河工程完成后，管道从规划设计河底下面穿越，不会改变河道现状，河道两岸高程较高，所以对河道排涝无影响。

6 防洪综合评价

供热管道穿越群英河设计管顶高程87.40 m，穿越群英河长74 m，穿河段两端工作井布置在河道红线以外，项目建设符合防洪标准，项目建设不会影响群英河由于提高防洪标准所进行扩挖，符合焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河治理要求，故项目实施对焦作市南水北调防洪影响处理工程群英河治理工程规划无影响，对群英河河道治理后管理无影响。管道建成后对河道行洪及河势稳定基本无影响。项目施工期及运行期对防汛抢险基本无影响。

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2012-11-29

（编辑：刘长垠）

郭二旺（1963-），男，教授级高级工程师，主要从事水利水电工程勘测、规划、设计工作。