游船碼頭工程防洪影響評價

張 娜，康業(yè)淵，王化翠

(1.中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計研究院有限公司，北京 100024；2.中國葛洲壩集團(tuán)國際工程有限公司，北京 100025；3.水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100120)

1 基本情況

1.1 游船碼頭概況

擬建游船碼頭位于金華市婺城區(qū)三江交匯處下游，龍瀆河左岸，距離上游雙龍大橋約560m，距離下游河盤橋約170m。碼頭平面采用“T”形布置，由5座C30鋼筋混凝土靠船墩、棧橋及人行橋組成?？看掌矫娣譃檎切魏途匦?2 種：正三角形靠船墩邊長5.0m(削角)，墩體高4.5m，墩體基礎(chǔ)采用3 根φ800 鉆孔灌注樁；矩形靠船墩平面尺寸為5m×8m，墩體高4.5m，墩體基礎(chǔ)采用6 根φ800 鉆孔灌注樁。棧橋平面尺寸為1.8m×10m。人行橋?qū)?.8m，搭接于各靠船墩之間。游船碼頭僅在水位34.62～39.41m時開放，允許游客上下，其余情況下碼頭關(guān)閉。

1.2 河道基本情況

金華江是錢塘江最大的支流，東西長約120km，南北寬約50km，干流長194.5km，流域面積為6781.6km2。東陽江自源頭至燕尾洲流域總面積為3407km2，長36km，江面寬200～400m，水深1～6m，河床為泥沙卵石結(jié)構(gòu)，比降為0.4‰。武義江干流長129.2km，流域面積為2520.4km2。

根據(jù)《錢塘江流域綜合規(guī)劃》(2015年2月浙江省水利水電勘測設(shè)計院)、《金華市城市防洪規(guī)劃修編報告》(2015年2月)及GB 50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，擬建游船碼頭所在河段現(xiàn)在防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。

2 防洪評價計算

2.1 工程壅水分析計算

采用二維水力學(xué)的方法，根據(jù)河段河勢、現(xiàn)有水文計算成果、游船碼頭工程所在位置的河道寬度及規(guī)模建立二維模型，應(yīng)重點關(guān)注擬建游船碼頭工程附近處的水流情況，對工程附近區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行加密，碼頭所在河段三維視圖及網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。

圖1 碼頭所在河段三維視圖及網(wǎng)格劃分圖

對游船碼頭斷面建設(shè)前后分別進(jìn)行二維水力學(xué)建模和計算，根據(jù)計算成果對工程所在區(qū)水位壅高、流速變化和沖刷情況進(jìn)行詳細(xì)分析，計算結(jié)果見表1。游船碼頭建設(shè)后，上游河道水位有不同程度的壅高，壅高影響范圍隨上游來水量加大而增大。50年一遇洪水時，擬建游船碼頭工程上游最大壅水范圍為105m，下游最大壅水范圍為85m；100年一遇洪水時，擬建游船碼頭工程上游最大壅水范圍為120m，下游最大壅水范圍為100m。

表1 壅水計算結(jié)果及分析

2.2 工程沖刷分析計算

游船碼頭的建設(shè)，使得堤腳處流速增大，因此，需進(jìn)行堤腳沖刷的分析計算。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，沖刷計算公式如下：

(1)

經(jīng)計算，當(dāng)遭遇50年一遇和100年一遇洪水時，游船碼頭處堤腳沖刷深度為0.3、0.5m。

根據(jù)《浙江省涉河碼頭水利許可技術(shù)規(guī)定》，堤腳沖刷一般不超過0.5m，同時0.5m的沖刷量一般也不會超過堤腳防護(hù)塊體的厚度。對于堤腳現(xiàn)狀防護(hù)塊體厚度小于0.5m，采用拋石等工程措施對堤腳進(jìn)行保護(hù)，以免影響堤防的穩(wěn)定。

3 防洪影響綜合評價

3.1 碼頭對河道泄洪影響分析

游船碼頭建成后，當(dāng)遭遇50年和100年一遇洪水時，碼頭斷面處最大水位壅高分別為0.0098、0.0102m，引起的最大壅水高度占堤頂安全超高值的2.6%，壅高較小，因此游船碼頭的修建對堤防的影響較小。

游船碼頭平臺基本上順流向布置，碼頭平臺、樁及棧橋新增的有效阻水面積很小，碼頭工程對河道主槽(自然狀態(tài)的河勢)有一定的干擾，對兩岸堤防的防洪能力影響都在可控范圍內(nèi)，不產(chǎn)生實質(zhì)性影響。

3.2 碼頭對河勢穩(wěn)定影響分析

游船碼頭所在斷面的流速分布規(guī)律不明顯，但總體呈河道中間流速大，且向兩岸遞減的趨勢。碼頭工程沒有侵入主河槽，對整體河勢影響不大。

3.3 洪水對碼頭影響分析

游船碼頭處50年一遇洪水位為38.88m；100年一遇洪水位為39.68m。碼頭前沿頂面設(shè)計高程為39.50m，現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土棧橋底高程為39.20m。當(dāng)碼頭遭遇50年一遇洪水時，不會對碼頭產(chǎn)生影響；遭遇100年一遇洪水時，碼頭全部淹沒。

按照有關(guān)設(shè)計規(guī)范，碼頭設(shè)計高水位依據(jù)河流類型和碼頭受淹損失的不同從5～50年一遇變動，碼頭前沿設(shè)計高程為設(shè)計高水位加超高值，但同時允許適當(dāng)變動，另外，從碼頭設(shè)計的實際需要出發(fā)，碼頭平臺高程設(shè)置過高可能對作業(yè)安全帶來不利影響，因此，碼頭的防洪標(biāo)準(zhǔn)宜由碼頭建設(shè)本身的要求來確定。所以，洪水對碼頭沒有影響。

3.4 碼頭對防汛搶險影響

游船碼頭工程的建設(shè)不會占用原防汛搶險通道，因此不影響防汛搶險通道的暢通。

3.5 碼頭對第三人合法水事權(quán)益影響分析

根據(jù)調(diào)查了解，擬建碼頭所在河段內(nèi)無水文測報設(shè)施，附近無大型取水口，因此游船碼頭建設(shè)不會對區(qū)域的水文測報設(shè)施、取水口第三人的合法水事權(quán)益產(chǎn)生影響。

4 工程影響防治措施

(1) 對碼頭附近河槽及臨槽灘地進(jìn)行及時疏浚，避免灘地持續(xù)淤積對洪水期河勢產(chǎn)生不利累計影響。

(2) 施工物料不宜大量堆積于河道內(nèi)。

(3) 施工期要與河道主管部門、水清部門保持密切聯(lián)系，根據(jù)洪水預(yù)報，及時采取有效措施，確保行洪安全。

(4) 施工結(jié)束后，要及時拆除臨時設(shè)施，施工棄渣必須予以清除，盡可能恢復(fù)河道原貌，以利于洪水宣泄。

(5) 工程運行期間，特別是汛期，應(yīng)加強(qiáng)對樁基的觀測，如果發(fā)生局部沖刷現(xiàn)象，應(yīng)及時進(jìn)行處理。

(6) 建設(shè)項目運行期間，應(yīng)加強(qiáng)對碼頭的管護(hù)。

(7) 若工程在汛期施工，則必須編制施工期度汛方案，并報水行政主管部門批準(zhǔn)。

(8) 項目運行期間，發(fā)生洪水前考慮游船的停放區(qū)域，防止其漂散對市區(qū)內(nèi)大橋及防洪堤造成沖撞，產(chǎn)生安全事故。

(9) 由于碼頭棧橋離防洪堤較近，施工時有震動等影響，施工單位應(yīng)加強(qiáng)近堤穩(wěn)定性觀測。

5 結(jié)語

采用二維水力學(xué)模型，對游船碼頭建設(shè)后，水位壅高、流速變化、堤腳沖刷等進(jìn)行了分析。碼頭的建設(shè)引起了水位的壅高、流速的增加，因此應(yīng)對擬建碼頭作水利規(guī)劃、防洪標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性分析，對泄洪安全、河勢穩(wěn)定進(jìn)行分析，對堤腳沖刷、防汛搶險以及第三方合法水事權(quán)益影響進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的防治措施，為類似工程提供參考。