新疆阿合奇县虎狼山老桥危桥改造项目防洪影响评价及对策探讨

孔 灿

(新疆阿克苏水文勘测局，新疆 阿克苏 843000)

1 工程概况

阿合奇县虎狼山老桥危桥改造项目位于新疆阿合奇县托什干河干流，地理坐标：E78°41′30″，N40°59′22″，位于上游沙里桂兰克水文站以下13.8 km。本项目主线路线起于阿合奇县色帕巴依乡，与S306省道平交，跨越托什干河，终点位于库兰萨日克乡，与G219 线平交，路线长度约4 683.423 m。本项目路线K0+235～K1+850段为横穿托什干河路段，近垂直于河道。其中，在K0+237.48～K0+302.52段和K0+857.48～K1+462.52段设置两座桥梁，桥梁长度分别为65.04 m和605.04 m，桥梁宽度5.0 m，桥梁净宽4.0 m，桥梁长度合计670.08 m；在两座桥梁之间K0+302.52 K0+857.48段为河床、河漫滩路段，本项目设计为填方路段，路基宽度6.5 m为四级路，防洪标准为50 a一遇洪水标准，并在路线上游设置导流坝、护坡等防护措施。

根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(试行)等有关法规，在河道管理范围内建设非防洪项目必须符合国家规定的防洪标准和其他技术要求，保持河势稳定和行洪安全；应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做出评价，编制防洪评价报告，提出防御措施。

2 区域概况

2.1 地形地貌

项目区位于阿合奇县色帕巴依乡与库兰萨日克乡之间的托什干河谷之上，托什干河谷位于阔克萨勒山与喀拉铁热克山中间，为一狭长河谷。海拔1 730～3 200 m，在阿合奇县境内全长210 km，面积486 km2。河谷由西向东逐渐开阔，自西部国境线至哈拉奇地段，河谷狭窄，水流湍急，侵蚀强烈，河流两岸阶地不发育。出山口后坡地变缓，谷地较开阔，河流分支散流。在哈拉布拉克和哈拉奇两处有两块较大的冰碛平原，哈拉奇以下大河两岸有大小不等的洪积地坎。

2.2 河道近期演变分析

桥位河段位于托什干河中下游段，河流自西向东流，受山体构造的约束，河段平面形态相对稳定。经考证和查阅历史资料，历史上或近期发生特大洪水时，河道均未发生过变迁的情况。经2004年、2011年、2013年卫星遥感地图显示可看出，从沙里桂兰克水文站至工程场址处河床横向变化不大，主要变化为河道内主流摆动。工程场址处主流由原先位于河道中间，摆动至河道左岸，河床宽度由1.94 km变为1.63 km，主要原因为主流2003年以后偏左岸，右岸新建300 m宽农田。工程场址下游主流又摆动至右岸。故在桥位断面冲刷河道左岸，工程场址下游开始冲刷河道右岸。工程场址处主流在河床范围内摆动，河道变化相对较稳定。

2.3 洪水成因

托什干河河水主要来源于雨雪混合补给，每年可出现两类洪峰，4-6月浅山积雪融化出现第一类洪峰；7-8月冰川强烈消融遇暴雨混合，出现第二类洪峰，最大洪峰流量1 950 m3/s(发生在1999年7月30日，由起涨到落平历时6 d，计144 h，洪水量为1.27亿 m3)；9月以后流量骤然减少。洪水期流量占全年总流量约70%。托什干河年最大洪峰流量发生时间为4-8月，其中5、7、8三个月年最大洪水出现频次较高，8月份是年最大洪峰流量出现频次最高的月份，出现频次为35.4%，与邻近河流相比，大洪水的年内分布集中程度较高。

3 项目建设对行洪影响

3.1 桥址处设计洪水计算

本次以沙里桂兰克水文站为参证进行设计洪水的计算，设计洪峰计算依据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL 44-2006)，洪水系列均值采用算术平均值，统计参数Cv、Cs釆用矩法初步估算，再釆用P—III曲线适线确定。拟建托什干河大桥位于沙里桂兰克水文站下游13.8 km处，区间有小的洪沟汇入，产洪区面积为187 km2，根据沙里桂兰克设计洪峰流量采用洪峰模数法计算区间产洪区设计洪峰流量。推求出桥址断面五十年一遇设计洪水为2 030 m3/s。

糙率成果借用阿合奇县城(吾曲)防洪护岸二期工程洪水分析计算(通过评审)，糙率值为0.039 7。水面比降根据调查结果确定大洪水的水面比降为66.4×10-4。根据已知托什干河工程河段综合糙率、河段比降、断面形状，根据曼宁公式及谢才公式推求工程断面水位流量关系，可计算出天然状况下桥位断面50 a一遇设计洪水位为1 820.56 m，计算结果见表1。

表1 桥址处设计洪水位计算成果

3.2 雍水分析

建桥后，河道水流受桥墩及桥台、路堤压缩，使桥位及桥前出现壅水水面线，向上游延伸，在桥前一定范围产生壅水。壅水分析计算按壅水长度及壅水高度两个方面计算。而在桥梁防洪影响评价壅水分析计算中最重要的作用是梁底高程的复核，涉及的主要指标为雍水高度和与波浪高度。

考虑工程处遭遇50 a一遇洪水时河道整个断面过水，洪水连成一片，河道漫滩前的导流堤对洪水分流作用有限，河道水流自然找平，因此洪水雍水计算时将一号中桥、二号大桥统一计算雍水高度，也与实际情况相符合。报告采用《公路桥位勘测设计规范》(JTJ062-91的替代规范为JTG C30-2002，在条文说明原规范中的计算公式可以使用)中的壅水公式计算。计算得出桥址处在50 a一遇设计洪水时壅水高度为0.49 m，壅水长度为148 m。

拟建托什干河桥位断面处浪程D为1 000 m；50 a一遇洪水水位对应的平均水深h为1.67 m，多年平均最大风速为12.0 m/s，最大瞬时风速21.5 m/s(2006年9月15日)。大风日数的多年平均值为32天，最多风向为西南风。考虑到工程最不利影响，取12.0 m/s为计算风速。计算得到：桥位断面的波浪高度为0.29 m。

3.3 桥梁涉河段下弦最低高程复核

根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2015)、《公路桥位勘测设计规范》(JTJ062-2002)和《铁路工程水文勘测设计规范》(TB10017-99)的规定，桥梁底部高程按照下式Hmin=Hs+∑△h+△hj计算，计算结果见表2，根据计算结果可以看出桥梁下弦设计高程满足设计洪水行洪要求，并有一定富余值，不会对河道行洪产生影响。

表2 桥梁底部高程复核表

3.4 施工期对河道行洪的影响

施工期施工单位应与当地水行政主管部门、防汛部门密切配合，制定切实可行的度汛方案，并严格按照制定的度汛方案组织施工，接受当地防汛部门监督。其次要处理好施工弃渣，清理施工现场，恢复施工占地，保持原貌，防止水土流失,以防止弃土和碎块进入河道影响行洪。河滩内尽量少堆放砂、石等建筑材料，施工结束后及时清除剩余物，施工围堰及临时设施要求要彻底拆除，施工弃渣必须清除至河道以外，尽可能恢复河道原貌，以利于洪水畅通宣泄，并由河道主管部门验收。

4 降低影响拟采用的措施

4.1 降低对河道防洪、行洪、防冰凌影响的措施

工程建成后建议适时巡查，对出现的河道演变趋势早作预防和处理。为保障工程的安全运行，防止上游主流摆动对工程造成潜在安全影响，应对工程处及上游一定范围内河道进行整治，防止河道主流摆动后工程对行洪产生影响及工程本身的安全。由于本次桥位上游的分水工程是在河道内建设，该河的主流摆动比较大，工程建设前做一些模型实验，进一步论证本工程的可行性，工程完工后定期对河道主流摆动情况进行监测，并对可能出现的问题采取必要的措施。当河道主流摆动至河道右岸，或发生超标准洪水，本工程影响河道正常行洪时，建议将一号中桥，二号大桥之间填方道路开挖或爆破出满足正常行洪的缺口，以满足河道正常行洪。对工程建成后可能造成的阻碍行洪情况提前做好应急预案。

工程建成后一定程度的影响了冬季河道冰凌的通行，可在工程前设置破冰设施，既能保证冰凌的顺利下泻，也能减小冰凌对工程的破坏。

4.2 降低对河势影响的措施

针对本工程建设对河势造成的影响，建设单位可在工程处及上下游一定范围内对河道两岸进行整治。对工程分水堤造成的上游淤积及分水后流速增大的问题，淤积问题可在非汛期对淤积处进行清理，对于流速增大造成的河道冲刷问题进行定期观测、可以根据实际情况进行整治。

4.3 降低对环境、水质影响的措施

切实做好水土保持工作，防止桥墩建设过程中对水质的破坏。加强施工期间的管理，禁止弃土、弃渣进入河道；禁止施工期间生产、生活污水直接向河道排放。桥梁建成之后，市政管理部门及地方行政部门应加强大桥周边的环保力度和措施，同时加强桥头环境的治理，抓好大桥的清洁工作，以免给周边环境造成破坏。

4.4 降低对第三者合法权益的影响

桥梁建设期间，建设单位应与水库管理、当地水务、防汛、安监部门等部门协调，减少桥梁施工对其造成的影响。

5 结语

虎狼山老桥危桥改造项目涉托什干河段桥梁，防御洪水的标准符合国家《防洪标准》对公路桥梁防洪标准的规定。通过分析计算，桥梁的建设河段内50 a一遇的洪水壅水较小，桥梁下弦高程满足行洪最低高程，且有一定的富裕量。建设工程本身对河道水力要素改变较小，对河道行洪产生的影响也有限，通过提出一系列措施尽量降低建设工程对行洪的影响，可以保障河道行洪及工程本身的安全。