橋梁跨十八里河防洪影響評價

陳玉丹+官坤明

摘 要：針對橋梁跨十八里河的工程概況，分析說明進行防洪評價的必要性；進行河道橋梁斷面的水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算等，從而分析工程建設對河道的影響，評價河道行洪安全等。

關鍵詞：十八里河；橋梁；防洪影響評價

1背景

十八里河是七里河的支流之一，發源于新鄭市龍湖鎮孟莊南溝，在管城區隴海鐵路附近的白莊村與十七里河匯合，總長24.8km，流域面積112.3km2，其中，鄭州市區段（劉灣水庫至白莊），長10.6km。本次評價的十八里河洪水主要由暴雨形成，其變化受暴雨強度和地形等因素影響，洪水發生時間、變化規律與暴雨基本一致，洪水多發生在7、8月份的汛期，洪水年際年內分布不均，變幅較大，不確定性強。洪水流量、洪量特點與流域特征和暴雨特征有關，十八里河發源于低丘區與平原區，受區域降雨強度與下墊面條件影響大，整體洪峰上升與下降較快，通過時間較短。洪量較大，受暴雨強度、匯流面積與地形條件影響，與降雨變化特征基本一致。十八里河所含泥沙現主要來源于流域上游的土壤重力侵蝕，受季節性變化與降水強度影響較大，汛期降雨量與雨強大，洪水發生時攜帶一定的泥沙，非汛期內降雨量小，河道流量小，含沙量較低。所評價的河道無實測泥沙資料，根據《河南省水利工程水文計算常用圖集》中繪制的侵蝕模數分區圖和附近流域實測泥沙資料統計成果分析，十八里河年均輸沙模數約300t/km2·a。

2河道邊界條件

橋梁跨十八里河斷面是不規則斷面，河道底高程平均為131.50，河道底寬為23.47m，所處河道段比降為0.0044。河道左側岸坡平均為1：2.31，右側岸坡平均為1：1.24；左岸高程153.00m，右岸高程154.50m?，F狀河道概化斷面圖見圖1所示。

3防洪評價計算

3.1河道水位計算

依據《河道管理范圍內建設項目管理的有關規定》、《防洪標準》有關規定，橋梁工程跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標準進行計算。十八里河為天然河道，采用明渠均勻流公式進行水位計算，計算結果如表1所示。

3.2壅水計算

3.2.1壅水原理

河道上修建橋樁后水流受到橋梁和河灘路堤的擠壓，引起水流狀態的變化，導致河床的變形。

3.2.2壅水高度計算

壅水高度是指橋樁建成后上游產生壅水的最高水位與天然河道情況下正常水位的差值。壅水高度采用《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017—99）中介紹的橋前最大壅水高度計算公式，其公式如下：

3.2.3回水影響長度計算

橋址處壅水對河道影響長度采用《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017—99）中回水長度計算公式，其公式如下：

3.2.4波浪高度計算

波浪高度計算按《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017—99）公式計算。

跨十八里河橋址處按20年、50年、100年一遇洪水標準進行壅水計算。計算成果見表2所示。

3.3沖刷計算

河床的一般沖刷和局部沖刷深度計算按《橋位設計》及《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017—99）規范中的計算公式，對橋梁跨十八里河進行20年、50年一遇洪水、100年一遇洪水的沖刷深度計算。計算結果見表3所示。

4結論

（1）跨十八里河橋梁的設計防洪標準為100年一遇，橋梁的設防標準符合《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017-99）的規定及國家相關規定，因此，本橋梁分別采用50年一遇洪水、100年一遇設計洪水標準進行防洪評價是適宜的，項目建設符合所在河段規劃防洪標準及有關技術要求。

（2）十八里河按20年一遇洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水3種工況進行評價。十八里河的壅水高度、回水長度均相對較小，不會對河道的行洪帶來大的影響。

（3）十八里河20 年一遇洪水時，一般沖刷為2.87m，局部沖刷為1.79m，總沖刷深度4.66m；50 年一遇洪水時，一般沖刷為3.26m，局部沖刷為1.78m，總沖刷深度5.04m；100 年一遇洪水時一般沖刷為3.54m，局部沖刷為1.93m，總沖刷深度5.47m。根據《鐵路工程水文勘測設計規范》（TB10017—99）規范，墩臺埋深不應小于 2.55m，河道設計墩臺最小埋深3m，滿足規范要求。

（4）當20年一遇、50年一遇洪水或100年一遇洪水通過橋梁時，造成沖坑主要發生在橋墩處，堤岸沖刷深度均較小，對兩岸堤防沒有較大影響。

參考文獻

[1]中華人民共和國防洪法（GB/50220—95）[S].北京：中國法制出版社，1998.

[2]防洪標準（GB/50201—94）[S].北京：中國標準出版社，1994.

[3]鐵路工程水文勘測設計規范（TB10017—99）[S].北京：中國鐵道出版社，1999.

[4]橋位設計[S].北京：中國交通出版社，1991.

作者簡介：陳玉丹（1992-），女，河南洛陽人，在讀碩士，主要從事航道整治方面的工作。