配套熱力管道穿越群英河防洪評價

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（1焦作市水利勘測設(shè)計院；2焦作市抗旱防汛通訊站）

配套熱力管道穿越群英河防洪評價

□郭二旺1□王文婷2

（1焦作市水利勘測設(shè)計院；2焦作市抗旱防汛通訊站）

焦作萬方電廠配套供熱管網(wǎng)二期工程熱力管道在龍源路群英河橋南側(cè)穿越群英河，按照《中華人民共和國防洪法》第二十七條規(guī)定，建設(shè)穿河、穿河堤、鄰河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線、取水、排水等工程設(shè)施，應當符合防洪標準、岸線規(guī)劃、航運要求及其它要求，不得危害堤防安全，影響河勢穩(wěn)定，妨礙行洪暢通，其工程建設(shè)方案應經(jīng)有關(guān)水行政主管部門審查同意，根據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導則》及有關(guān)規(guī)定，穿越河道位于焦作市城區(qū)，依據(jù)《焦作城區(qū)防洪規(guī)劃》及《焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河施工圖設(shè)計》等相關(guān)規(guī)劃設(shè)計成果，結(jié)合穿越處河道邊界條件，河道演變情況，對熱力管道穿越群英河工程建成后洪水位、沖刷、淤積以及對工程上下游其它工程設(shè)施影響進行防洪評價綜合分析，并對造成影響的情況，提出相應的防治及補救措施，確保河勢穩(wěn)定與行洪安全。

河道管理；防洪標準；建設(shè)項目；防洪評價

1 建設(shè)項目概況及技術(shù)路線

焦作萬方電廠配套供熱管網(wǎng)二期工程，設(shè)計起點山陽路，終點民主路，管線總長1.01 km，在焦作華順汽車貿(mào)易公司北圍墻位置自東向西沿龍源路群英河橋南側(cè)24 m處穿越群英河，穿越長74 m，檢查井位于兩岸堤防背水側(cè)，供熱管道采用GB2級壓力管道，管徑DN800道鋼管加聚乙烯外護層聚氨酯發(fā)泡預制直埋保溫管套管方式，施工采用大開挖方式施工，設(shè)計管頂高程87.40 m，現(xiàn)狀河底高程93.40 m。

防洪評價按照2004年發(fā)布的《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導則》（試行）及有關(guān)規(guī)定進行編制。評價區(qū)河道水文分析參考《焦作城區(qū)防洪規(guī)劃》、《焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河施工圖設(shè)計》（2014年11月）等相關(guān)規(guī)劃設(shè)計成果，根據(jù)工程建成后洪水位、沖刷、淤積以及對工程上下游其它工程設(shè)施影響進行綜合評價，并對造成影響的情況，提出相應的防治及補救措施與建議。

3 河道概況

3.1 河道基本情況及邊界條件

群英河又名閆河，屬海河流域衛(wèi)河水系大沙河二級支流，新河一級支流，發(fā)源于焦作市上白作鄉(xiāng)長嶺村西北，自北向東南流至張建莊入新河，流域總面積43.30 km2，全長27.20 km。出山口以上為山區(qū)河道，出山口以下到龍源路進行了護坡等治理，龍源路以南到入新河口，長0.80 km，為土質(zhì)河床，堤防較為完整，但河道狹窄，堤防單薄。

管址穿越處對應群英河南水北調(diào)防洪影響治理工程河道樁號QYH2+520處，現(xiàn)狀為土質(zhì)梯形斷面，左岸堤頂高程98.23 m，右岸堤頂高程98.33 m，河底高程93.40 m，河底寬13～15 m，深3.50～4 m，堤距25 m，堤防背水側(cè)左岸地面高程96.34～96 m，右岸地面高程95.30～95 m，現(xiàn)狀河道狹窄，過流能力＜150 m3/s，不足5a一遇。

3.2 現(xiàn)有水利工程及其他設(shè)施情況及水利規(guī)劃及實施安排

穿越群英河段管址以北24 m處，現(xiàn)狀為龍源路群英河橋，現(xiàn)狀橋梁為簡支板橋，橋面高程98.34 m，橋跨布置為3孔3 m×10 m，上部為預應力混凝土板，下部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑0.80 m，河道右岸西側(cè)外堤坡腳有一寬1.50 m，深1.50 m梯形排水土溝。

焦作市城區(qū)防洪規(guī)劃由河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司于2012年6月完成規(guī)劃報告編制任務(wù)，并通過專家評審，同年11月，焦作市人民政府予以批復。該規(guī)劃提出焦作市城區(qū)防洪規(guī)劃總體布局采用三橫六縱分區(qū)防守排滯結(jié)合防洪工程體系，在基本保留原河道格局不變情況下，對個別河段進行調(diào)整，在群英河出山口處修建龍寺小型水庫，控制部分山區(qū)洪水。

2014年11月，河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司完成了《焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河治理段施工圖設(shè)計》。施工圖設(shè)計主要內(nèi)容如下：治理河道長度3.09 km，設(shè)計防洪標準為50 a一遇，設(shè)計洪峰流量495 m/s。河道采用土質(zhì)梯形斷面，設(shè)計河道底寬25 m，土質(zhì)堤防，堤頂寬6 m，迎、背水坡坡比1∶2.50，設(shè)計堤距54.75 m；藍線范圍寬79 m。

4 河道演變

群英河現(xiàn)狀情況下，和平街以上深溝河段，河道過流能力＞1 130 m3/s，滿足50a一遇；和平街以南至新安路段河道進入老城區(qū)，河床狹窄，過流能力108～180 m3/s，為5 a一遇；新安路至人民路段河道過流能力200 m3/s，接近10 a一遇；人民路至豐收路段河道過流能力約365 m3/s，達到20 a一遇；豐收路至龍源路段河道過流能力約150 m3/s，不足5 a一遇；龍源路以南為土質(zhì)梯形斷面，過流能力＜150 m3/s，不足5 a一遇。根據(jù)當?shù)貙嵉?0 a來調(diào)查，河道主流線一致，河勢總體穩(wěn)定。

5 沖刷分析計算

5.1 水文分析計算方法

根據(jù)群英河下墊面特征及匯流特性劃分為三片區(qū)，即上游山丘區(qū)、總干渠以北城區(qū)和總干渠以南城區(qū)，上游山丘區(qū)位于影視路以北區(qū)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年圖集中的推理公式法計算河道和水庫設(shè)計洪水；水影視路以南至總干渠之間及總干渠以南城區(qū)，地面高程在200 m以下，且地面、河底比降緩，在8.00×10-3左右，屬平原坡水區(qū)，采用城區(qū)排水公式計算設(shè)計洪水。對上述設(shè)計洪水過程線疊加，計算各控制斷面洪水成果。經(jīng)計算龍源路段控制斷面，50 a一遇設(shè)計洪峰流量為495 m3/s。

設(shè)計防洪水位水面線推算采用明渠恒定非均勻流基本方程式，起推水位取下游入河口位置為控制斷面，群英河入新河口控制斷面水位93.57 m，糙率選取根據(jù)現(xiàn)場實地查勘河道特點，綜合確定2.50×10-2，河道比降1/100～1/328。河道與南水北調(diào)總干渠交叉斷面處樁號QYH0+000河底高程100.74 m，入新河口樁號QYH2+908.0河底高程90.07 m，管址處河道50a一遇設(shè)計洪水位94.75m，水深3.50m，設(shè)計河底高程91.25 m，底寬25 m，邊坡1∶2.50，糙率2.50×10-2，河道比降1/328，堤頂超高1.25 m，堤距54.75 m。

5.2 沖刷分析計算

隨著群英河防洪影響治理工程的實施，龍源路群英河橋?qū)U寬，由于橋墩阻水，改變了水流流態(tài)，減少了有效過水面積，增大了橋下流速，對河床、岸坡及堤防產(chǎn)生沖刷。因此，沖刷采用《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》沖刷計算公式計算，沖刷計算采用群英河防洪影響工程實施后河道斷面，根據(jù)《焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河工程地質(zhì)勘察報告》，河道管址處地層主要由第四系全新統(tǒng)沖積物(alplQ4）和中更新統(tǒng)坡積物（dlplQ2）組成，地層巖性主要為中、重粉質(zhì)壤土，液性指數(shù)IL= 0.33～0.35，以最不利為原則，液性指數(shù)取0.35，沖刷包括一般沖刷和局部沖刷

5.2.1 一般沖刷hp計算

一般沖刷采用黏性土橋下一般沖刷公式進行計算。由于群英河防洪影響工程設(shè)計為單一梯形斷面，按河槽公式計算：

式中：hp—一般沖刷深度（m）；A—單寬流量集中系數(shù)；A= 1.00～1.20；取A=1.10；QC—為河槽部分通過的設(shè)計流量（m3/ s）；Bc—為橋下河槽部分橋孔過水凈寬（m），Bc=40.90 m；hmc—為橋下河槽最大水深（m）；hmc=3.95 m；hc—為橋下河槽平均水深（m）；hc=3.50 m；IL—沖刷范圍內(nèi)粘性土液性系數(shù)，IL=0.30。

5.2.2 局部沖刷計算

對于黏性土橋下局部沖刷，按以下公式計算：

式中：hb—局部沖刷深度（m）從一般沖刷后床面算起；Kξ—墩型系數(shù)，Kξ=1；B1—橋墩計算寬度（m），取B1=0.80；v—為一般沖刷后墩前行近流速（m/s），v=0.33×hp0.6/IL。

依據(jù)上述河槽計算公式及局部沖刷計算公式，hp/B1=3.05，計算管址處50 a一遇洪水情況下，一般沖刷hp=2.44 m，局部沖刷hb=0.54 m，總沖刷深度2.98 m，沖刷后河底高程88.27 m。

設(shè)計供熱管道管頂高程87.40 m，設(shè)計河底高程91.25 m，覆土厚度3.85 m，供熱管道穿越群英河沖刷深度小于覆土厚度，滿足河道沖刷要求，滿足《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》要求。

5.3 淤積、河勢、排澇等影響分析

當河道上修建筑物擴寬河道斷面時，在流量不變的條件下，流速將會減緩增加河道淤積。供熱管道穿越群英河時自底部以下穿過，不會改變河道過水斷面，斷面流速不變，所以供熱管道建設(shè)項目對河道淤積無影響。

供熱管道穿越群英河工程完成后，管道從規(guī)劃設(shè)計河底下面穿越，不存在汊道分流比影響，工程影響范圍內(nèi)代表性斷面流速分布不會變化，主流線方向也不會因工程實施而變化，所以對河勢變化無影響。

供熱管道穿越群英河工程完成后，管道從規(guī)劃設(shè)計河底下面穿越，不會改變河道現(xiàn)狀，河道兩岸高程較高，所以對河道排澇無影響。

6 防洪綜合評價

供熱管道穿越群英河設(shè)計管頂高程87.40 m，穿越群英河長74 m，穿河段兩端工作井布置在河道紅線以外，項目建設(shè)符合防洪標準，項目建設(shè)不會影響群英河由于提高防洪標準所進行擴挖，符合焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河治理要求，故項目實施對焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程群英河治理工程規(guī)劃無影響，對群英河河道治理后管理無影響。管道建成后對河道行洪及河勢穩(wěn)定基本無影響。項目施工期及運行期對防汛搶險基本無影響。

TV212.5+3

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：1673-8853（2017）01-0019-02

2012-11-29

（編輯：劉長垠）

郭二旺（1963-），男，教授級高級工程師，主要從事水利水電工程勘測、規(guī)劃、設(shè)計工作。