吉水桃花島景觀改造提升工程防洪評(píng)價(jià)分析

梁艷紅

（江西省水投勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，江西 南昌 330029）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，處于河道管理范圍中的興建項(xiàng)目也隨之增多，工程防洪評(píng)價(jià)已經(jīng)成為此類項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)。吉安市為順應(yīng)全民自助游、旅游、自駕游的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“全域旅游、全景吉安”戰(zhàn)略，提出吉水桃花島開(kāi)發(fā)與保護(hù)項(xiàng)目。結(jié)合桃花島景觀改造提升工程，依據(jù)《吉水縣庫(kù)區(qū)旅游發(fā)展總體規(guī)劃》與《河道范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》等現(xiàn)行法律、文件，通過(guò)定性和定量分析工程對(duì)河道行洪及河勢(shì)穩(wěn)定的影響大小[1]。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

桃花島旅游項(xiàng)目景觀改造提升工程，地處江西省峽江水利工程庫(kù)區(qū)，與工程壩址上游相距46 km左右，位于贛江主河道右側(cè)。桃花島左岸是峽江庫(kù)區(qū)樟山防護(hù)區(qū)，右岸是峽江庫(kù)區(qū)磚門抬田區(qū)。桃花島屬于自然沖擊而成，為中部寬厚，上下游尖的地形外形，順?biāo)鲗?.30 km左右，長(zhǎng)2.50 km左右，47.00 m～51.00 m為島內(nèi)一般地面高程。項(xiàng)目分為親子互動(dòng)區(qū)、桃花風(fēng)谷區(qū)、綜合配套區(qū)、愛(ài)情公園區(qū)，總面積達(dá)20 hm2，游步道長(zhǎng)6000 m，親水駁岸8000 m2，滑索長(zhǎng)300 m，桃花廣場(chǎng)3500 m2，愛(ài)情樂(lè)園、婚紗攝影、法式花園、兒童體驗(yàn)占200畝，游客有5個(gè)休閑活動(dòng)場(chǎng)地，配置相應(yīng)景觀綠化工程、環(huán)保旅游廁所等設(shè)施，可供水、供電、排水。圖1為工程位置圖。

圖1 工程位置圖

1.2 河道概況

擬建項(xiàng)目位于贛江中游吉水段，處于贛江主河道右側(cè)，吉水贛江特大橋在其上跨島而過(guò)，桃花島尾端與橋下游相距650 m，上游支流面積為9103 km2的禾水相距16.50 km，從左岸匯入贛江，下游面積3883 km2的烏江與面積360 km2的文石水相距2.50 km～3.00 km，分別從右岸與左岸匯入贛江。

河道邊界條件，左岸樁號(hào)7+800～10+880為均質(zhì)土堤，堤頂高程50.96m～51.25m，右岸是天然岸坡，高程為52m～60m。贛西堤頂高程 53.51 m～54.21 m，外坡 1∶1.5～1∶2，內(nèi)坡 1∶1，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，而現(xiàn)狀防洪能力僅為30年一遇。

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣巴邱鎮(zhèn)上游6 km處，上距本項(xiàng)目工程57.5 km，壩址控制流域面積62710 km2。峽江水利樞紐正常蓄水位46.0 m，死水位44.0 m；當(dāng)主汛期4月～6月壩址以上來(lái)水流量小于5000 m3/s時(shí)抬高至正常蓄水位46.0 m運(yùn)行。峽江水庫(kù)防洪庫(kù)容6.0×108m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2.14×108m3，水庫(kù)總庫(kù)容11.87×108m3；電站安裝9臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量360 MW。流域水系圖見(jiàn)圖2。

圖2 流域水系圖

2 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

2.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1 人口規(guī)模預(yù)測(cè)

根據(jù)《吉水縣總體規(guī)劃》（2014-2030），吉水縣屬于工貿(mào)型濱海生態(tài)城市，參考?xì)v年中心城區(qū)人口增長(zhǎng)情況，根據(jù)基準(zhǔn)期2014年中心城區(qū)人口，采用綜合增長(zhǎng)率法推算規(guī)劃期末中心城區(qū)城市人口。其計(jì)算公式：

式中：Pt為預(yù)測(cè)年份人口；P0為基準(zhǔn)期人口，15.76萬(wàn)人；t為規(guī)劃預(yù)測(cè)年數(shù)；X為規(guī)劃期內(nèi)綜合增長(zhǎng)率。

近期綜合增長(zhǎng)率X取4%，遠(yuǎn)期取3.0%。則中心城區(qū)城市人口2020年為20萬(wàn)人，2030年為27萬(wàn)人。

2.1.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014）及《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50805-2012），由城市性質(zhì)及人口分析吉水縣屬于中等城市，城市防洪工程等別應(yīng)劃為Ⅲ級(jí)，則城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為大于或等于50年一遇，小于100年一遇。因此確定桃花島擬建項(xiàng)目規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

2.2 防洪評(píng)價(jià)計(jì)算

2.2.1 設(shè)計(jì)洪水

峽江水文站位于峽江縣老縣城龍王廟，萬(wàn)安水利樞紐位于峽江水文站上游172 km處，于1992年投入發(fā)電，1993年下閘蓄水達(dá)到94.11 m，壩址流域面積為36900 km2，占峽江壩址總控制流域的58.70%，正常蓄水位為98.11 m，防洪限制水位為88.11 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容為7.65×108m3，因?yàn)樗畮?kù)具有調(diào)節(jié)作用，峽江站洪水基礎(chǔ)并不一致，為保證資料準(zhǔn)確，通過(guò)馬斯京根法驗(yàn)算萬(wàn)安入、出庫(kù)時(shí)洪水量，與峽江站、吉安實(shí)測(cè)洪水相疊加。經(jīng)還原計(jì)算，峽江站和吉安站具有1953年～2010年共58年不受萬(wàn)安水庫(kù)調(diào)蓄影響的洪水系列。依據(jù)各站實(shí)測(cè)洪水年最大洪峰流量系列和歷史洪水洪峰流量組成的不連續(xù)系列資料，采用P－Ⅲ型曲線適線，進(jìn)行頻率分析計(jì)算。

桃花島景觀提升工程斷面設(shè)計(jì)洪峰流量依據(jù)吉安站設(shè)計(jì)洪峰流量成果采用水文比擬法計(jì)算，各設(shè)計(jì)頻率公式中面積比指數(shù)依據(jù)吉安水文站相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量成果與集水面積分析計(jì)算，計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 控制斷面設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

2.2.2 壅水分析計(jì)算

在河道江心洲開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，由于工程布置構(gòu)筑物存在，河道行洪斷面發(fā)生變化，將可能對(duì)行洪產(chǎn)生影響。因此通過(guò)壅水分析計(jì)算來(lái)評(píng)價(jià)工程建成后對(duì)上游及其附近水利工程和其它工程設(shè)施的防洪、排澇影響及其影響程度。經(jīng)調(diào)查，影響區(qū)域各工程設(shè)施現(xiàn)狀與規(guī)劃防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年～100年一遇，因此，本次防洪評(píng)價(jià)對(duì)P=1%、P=2%、P=5%和P=10%四種頻率洪水采用水面線法推求工程前、后各頻率洪水水面線，以此分析計(jì)算壅水高度。

由于工程位于峽江庫(kù)區(qū)內(nèi)，峽江水利樞紐現(xiàn)已建成，因此，工程后對(duì)其上游的壅水影響分析僅考慮峽江水利樞紐工程建成運(yùn)行后的情況。

（1）峽江水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)行方式

峽江水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)行方式又分降低壩前水位運(yùn)行方式、攔蓄洪水為下游防洪運(yùn)行方式和敞泄洪水運(yùn)行方式[2～4]。

①降低壩前水位運(yùn)行方式。當(dāng)壩址來(lái)水流量介于5000 m3/s～20000 m3/s之間時(shí)，峽江水庫(kù)采取降低壩前水位運(yùn)行并對(duì)壩前水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的洪水調(diào)度運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)度。

②攔蓄洪水為下游防洪運(yùn)行方式。當(dāng)庫(kù)水位低于防洪高水位49.0 m、壩址來(lái)水流量介于20000 m3/s～26600 m3/s之間時(shí)，峽江水庫(kù)依據(jù)壩前水位、上游來(lái)水流量和壩址至防洪控制斷面區(qū)間流量3個(gè)判別指標(biāo)進(jìn)行攔蓄洪水，控制下泄流量為下游防洪的洪水調(diào)度運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)度。

③敞泄洪水運(yùn)行方式。當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到防洪高水位49.0 m、壩址來(lái)水流量超過(guò)峽江水庫(kù)的特大洪水敞泄起始流量，且洪水繼續(xù)上漲時(shí)，開(kāi)啟全部泄洪閘敞泄洪水，以保閘壩安全，但應(yīng)控制其下泄流量小于當(dāng)次洪水的洪峰流量。

峽江水庫(kù)根據(jù)以上運(yùn)行調(diào)度方式，經(jīng)調(diào)洪演算，各頻率洪水的調(diào)節(jié)計(jì)算成果見(jiàn)表2。

表2 峽江水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)成果表

（2）工程壅水計(jì)算

根據(jù)峽江水庫(kù)設(shè)計(jì)情況，各頻率峽江水庫(kù)設(shè)計(jì)回水水面線取相應(yīng)設(shè)計(jì)頻率流量與起推水位形成的回水水面線的上限值作為水庫(kù)回水水面線的最終采用成果。

桃花島工程改變現(xiàn)有地形，將部分?jǐn)嗝嬲s，河道行洪寬度減小，故過(guò)水?dāng)嗝嬉搽S之減小，提高了工程上游河道水位，工程典型斷面布置見(jiàn)圖3。經(jīng)計(jì)算可得P=1%、P=2%、P=5%和P=10%四種頻率洪水最大壅高分別為0.05 m、0.05 m、0.04 m和0.03 m。

圖3 工程典型斷面布置圖

2.2.3 沖刷分析計(jì)算

根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG C30-2015）推薦的64-1修正式[5]進(jìn)行分析計(jì)算。由工程地質(zhì)勘探資料可知，河床從上至下主要分布有粉砂、粉質(zhì)粘土、卵石等，根據(jù)河床質(zhì)的分布及層厚，河床質(zhì)平均粒徑取0.08 mm，根據(jù)工程設(shè)計(jì)布置，水流側(cè)向壓縮系數(shù)μ取為0.95。

經(jīng)沖刷計(jì)算可得結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知：贛江當(dāng)遭遇20年～100年洪水，其沖刷深度在2.74 m～3.82 m之間；沖刷深度相對(duì)較大，經(jīng)分析是由于工程局部斷面泥沙淤積嚴(yán)重，床沙粒徑小，抗沖刷能力弱導(dǎo)致。

表3 沖刷計(jì)算成果

3 結(jié)論

（1）根據(jù)壅水分析計(jì)算，吉水桃花島景觀改造提升工程的實(shí)施，各設(shè)計(jì)頻率最大壅水高度僅為0.05 m，因此對(duì)上游及其附近水利工程和其它工程設(shè)施的防洪、排澇的影響及其影響甚微。

（2）由于工程斷面河道沖刷嚴(yán)重，為保障河勢(shì)穩(wěn)定，需采取補(bǔ)救措施，建議采取清淤疏浚和拋石固腳等工程措施對(duì)桃花島河岸進(jìn)行防護(hù)。

（3）工程建成后，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行期的管理，由于游船是通往桃花島景區(qū)的主要交通工具，尤其是旅游旺季來(lái)往游船倍增，游船行進(jìn)及靠岸停泊產(chǎn)生水流沖擊對(duì)右岸沖刷加重，建議采取必要的護(hù)坡固岸措施，確保岸坡的穩(wěn)定和安全。