浅谈廊道跨伊家河支流河防洪评价及水文计算分析

李晓丽 史文美

（1.山东水之源水利规划设计有限公司烟台分公司 烟台 265300 2.山东省水利勘测设计院济南 250013）

1 工程概况

山东联合王晁水泥有限公司原料运输原采用汽车运输的方式，为了减少周边环境污染、安全生产等诸多问题，山东联合王晁水泥有限公司拟改用高空架设皮带的方式运输原料。本项目运输廊道起始点为枣庄市台儿庄区涧头集镇磨盘山矿区，全长6.50km，廊道尺寸3.1m（宽）×3.0m（高），距地净空3.5～6.5m，输送机带宽1.0m。采用管状皮带运输方式，管廊外部密封式箱廊，防止粉尘、噪音对外界大气产生污染。起始点及终点设置皮带运输动力，途中无动力设施。

2 评价标准

支流河防洪标准为20年一遇，根据《绿色矿山运输技术改造项目规划设计》，本工程跨河建筑物防洪标准为50年一遇。

3 工程设计方案

支流河跨越处位于曹楼村和冯庄村以南，运输廊道轴线与支流河水流流向之间的交角为74°～76°，采用42m 跨径桁架一跨过河。

本工程采用管廊结构，封闭式，便于管理，能最大限度地减少对其周围环境的影响。管廊结构形式全部由钢结构组成，采用桁架式架管，横向为单榀管架，纵向由钢结构桁架相连接的形式。

4 工程与河道关系

廊道跨越支流河未在河道内布设支架，河槽左右岸顶高程均为25.90m，河底高程为25.24m，廊道底部距离岸顶7.01m，1#支架距离右岸9.59m，2#支架距离左岸8.69m。

5 地质情况

根据该区钻探结果以及结合区域地质资料分析，本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分别为1-1-0 素填土、2-4-2 粉质黏土、2-3-1 姜石土、3-4-1 粉质黏土、3-13-1 残积土、6-1-2 强风化泥岩。

6 水文分析计算

6.1 水文资料

根据流域内雨量站分布、资料系列等实际情况，本次计算中，采用了流域内韩庄、台儿庄两站的1951—2014年的历年最大24h 雨量资料。各雨量站资料长度均可满足现行设计洪水分析计算的要求。

6.2 设计雨量分析计算

本次雨量分析计算，采用面雨量法分析确定流域设计雨量，首先根据各单站雨量综合分析出设计点雨量，然后经点面折减求得设计面雨量。经分析计算，均值为110mm，Cv=0.42，Cs=3.5Cv，计算成果见表1。雨量地区综合适线分析见图2。

图1 廊道跨越支流河断面图（单位：m）

图2 区域年最大24h 点雨量频率曲线图

表1 该区域雨量站雨量成果表

6.3 净雨计算

净雨计算采用降雨径流相关图法。平原区净雨量采用山东省暴雨洪水查算图表中降雨径流关系12号线查算，设计前期影响雨量取50mm。

6.4 设计流量推算

6.4.1 排水公式法

设计流量计算采用1972年山东省水利勘测设计院《南四湖湖东地区设计洪水计算方法》中的南四湖东区排水公式Q=0.055R1F0.75。

式中：Q—排水流量，m³/s；

R1—1日设计面雨量产生的净雨量，由降雨径流关系查算。

经查，20年一遇和50年一遇的R1分别为114.8mm 和145.2mm，已知F=29.84km2，经计算，支流河20年一遇和50年一遇的洪峰流量分别为80.61m³/s 和101.96m³/s。6.4.2 瞬时单位线法

流域地处南四湖地区，设计净雨的雨型采用《山东省山丘区暴雨径流查算图》中南四湖1h 雨型。

根据设计雨型、产流计算及各计算单元特性参数，采用瞬时单位线法计算。经计算，廊道跨越支流河处20年一遇和50年一遇的设计洪峰流量分别为63.3m³/s 和80.09m³/s。

经比较发现，瞬时单位线法计算结果比南四湖东区排水公式计算结果均偏小，从安全角度及该区域惯用计算方法方面考虑，采用南四湖东区排水公式计算的结果较合理，即支流河20年一遇和50年一遇的洪峰流量分别采用80.61m³/s 和101.96m³/s。

6.5 设计水位推算

洪水位采用形态断面法进行推求。谢才公式计算如下：

式中：Qi—流量（m³/s）；

ni—河道糙率，参照《水力计算手册》确定该处河道糙率为0.035。

Ai—有效过水面积；

Ri——水力半径（m）；

Ji——水面比降。

当支流河发生20年一遇洪水时，洪水漫过两岸顶，由于周边地势较平坦，故20年一遇和50年一遇的设计洪水位高程取河岸高程为25.90m。

7 壅水冲刷分析

本项目工程跨越支流河采用一跨式跨越，未在河道内布设支架，不产生阻水。河道仅存在天然河道冲刷，故无需进行壅水冲刷分析。

8 对支流河防洪效果等方面的影响分析

（1）根据与当地水利部门沟通，支流河防洪标准为20年一遇，且暂无水利规划，故工程建设对伊家河、支流河及村级排涝沟的规划无影响。

（2）管道跨越工程设计洪水标准为50年一遇。管道设计防洪标准高于等于河道防洪标准，能够适应河道防洪标准的要求，且与《涉水建设项目防洪与输水影响评价技术规范》和《淮委洪水影响评价类建设项目许可技术审查规定（试行）》及《堤防工程设计规范》中的有关技术要求基本适应。

（3）跨越支流河及村级排涝沟时，未在河道内布设支架，不产生阻水，对河道过流能力影响较小，对河道河势整体稳定基本无影响。

（4）支流河廊道工程跨越处下游约600m 处有一引水灌溉取水口，上游约100m 处有一交通桥，支架建成后，不产生壅水，因此不会对其他设施产生不利影响。

（5）支流河及村级排涝沟道两侧无堤顶路，廊道底部距离河口5.5m 以上，因此，对防汛抢险无影响。

（6）当支流河发生20年一遇洪水时，洪水位为25.90m（漫顶），若发生50年一遇洪水时，洪水位亦为漫顶高程25.90m，支架顶部高程为32.91m，高于洪水位7.01m。因此，支架建设防御洪涝的设防标准与措施合理，满足防洪要求。

（7）建设项目对第三人合法水事权益基本无影响。

9 岸顶道路恢复措施

项目施工时，材料的运输会通过堤顶道路，重载车辆可能会对现有堤顶道路有所破坏，施工完毕后，对现有道路按原标准维修。

10 结论

本文通过采用排水公式和瞬时单位线法进行水文分析计算，并对计算成果进行对比分析，采用对项目而言偏安全的计算成果，对保障项目安全、河道防洪安全具有重要的意义■