防洪評價報告編制過程中應重點把握的幾個問題

2021-06-16 03:44:14 字數 5049 閱讀 3203

我國 2023年8月施行了《河道管理範圍內建設專案防洪評價報告編制導則》,提出了《 評價報告 》 編制參考目錄 , 已經對報告的編寫作了很詳細的規定 , 經過多年實踐,報告編制體系規範化、專業化日趨完善。由於防洪評價規範中還有不少屬經驗、半經驗公式,一些引數的選取正常與否,往往成為影響計算結果的敏感因素。限於防洪評價建設專案類別、河道的水文條件與環境因素等條件的制約,加之編制人員對河道資料收集不全、對設計方案理解不透徹、對施工方案缺乏研究以及河道演變情況分析不全面,致使編制的評價報告容易出現存在諸多問題,結論也和實際情況往往有所偏差。

因此,針對部分單位編制的 《 評價報告 》 存在的問題 ,開展防洪評價報告編制中有關問題的**,對有關編寫內容 、方法和深度提出一些建議,提高防洪評價報告編制質量,具有積極的意義。

1、河道基本情況

在防洪評價中,河道的的基本情況是整個工作的基礎和重點部分,也是整個報告中最受人關注以及最核心的部分,把河道的基本情況研究清楚,才能夠根據實際資料做出正確的計算,合理科學的判斷防洪影響情況。在這裡,河道的水系及河道斷面情況應該要進行詳細的介紹。

工程位置應以從大到小的空間順序介紹。先交代清楚工程所在行政區域位置,圖要包含比較顯著的城市位置。緊接著交代工程所在河段位置及其與上下游水文站及河道測淤斷面的關係。

因此要做好以下幾方面工作。

(1)防洪評價重點資料收集

水文氣象:水文泥沙、氣象、地形地質資料,河段防洪標準及洪峰流量、洪峰水(潮)位。

規劃資料:收集河道綜合、防洪、治導線、岸線、河道(口)整治、航道、採砂等規劃,以及專案所在河段規劃實施情況等。

水利工程與其他設施:河道、堤防、水庫、涵閘、幫浦站、水文站點、橋梁、碼頭、港口以及取水、排水、航道整治等工程位置、規模、設計標準、設計水位、功能、特點及運用要求等情況。

(2)高程系統需謹慎處置

檢查水文資料、工程專案高程系統是否一致,高程系統盡量與工程可研報告一致,應說明報告採用的高程系統。

(3)可研報告、工程設計要詳細推敲

認真研究建設專案工程設計報告、有關審查意見批文、技術規範等。對建設專案與防洪相關的地點、建設目的、建設規模、防洪標準、設計方案和施工方案等詳細說明全面掌握。

工程平面布置:重點說明灘槽工程專案的布置特點,對於橋群,要清晰表述擬建橋與上下游橋梁橋墩之間的對應關係。圖應包括橋位上下游河段地形(高程)、水邊線、左右岸堤防(工程)及橋梁平面布置。

工程立面布置:對於橋梁工程專案,結合橋位實測斷面,介紹橋墩布置、橋梁下弦高程、洪水位等引數。實際報告編制中製作一張a4大小圖幅,橫座標範圍包含左右岸,縱座標範圍包含最高洪水位至河道深泓點高程。

對於有堤防河段,應附工程與大堤銜接區域性圖。專案如是大橋,圖要清晰標註跨堤下弦高程、堤頂高程、橋墩與堤腳線距離。若是並橋建設(或與既有工程相距僅百餘公尺),要把既有橋相關資料交代清楚。

2、河道演變情況分析

河道演變分析一般應包括涉河建築物所在河段的歷史演變過程分析、近期演變分析及演變趨勢定性或定量、半定量分析。分析內容應包括:河段內深泓、洲灘、汊道、岸線等的平面變化、縱剖面變化及河床衝淤特性等。

河道演變情況的分析需要查閱眾多的資料,需要河道的歷史演變過程分以及河道在近年來的演變進行分析,對河道未來的演變趨勢進行科學的討論。

(1)河道歷史演變

從流域的地質成因、地貌特點出發,利用水利史誌中歷史洪水調查等已有分析成果,分析河道的形成及演變過程和特點。

(2)河道近期演變

應根據有關歷年實測資料套繪平面變遷圖和斷面變化圖,分析河段內深泓、洲灘、汊道、岸線等平面變化、斷面變化及河床衝淤特性等;無實測資料時可根據歷年河道整治情況、現狀運**況定性分析河勢變化,總結河床演變的主要特點、規律和原因

(3)河道演變趨勢

根據河道歷史、近期演變情況,採用經驗公式進行河流穩定性分析,結合穿越段水利規劃實施安排,對河道未來的演變趨勢進行定性或定量分析(包括河道的平面變化、斷面變化、河床衝淤變化等);模擬同河道上下游或同流域已建類似工程,分析工程建設後河道河勢變化,對河道演變趨勢進行預估 。

平面變化

主要通過河勢圖(最好是cad或類似軟體繪製正規圖,圖例、比例尺標註清楚)分析,有規劃治導線的河段要將其套匯在河勢圖上。亦可以結合上下游附近實測大斷面深弘點變化進一步分析確定河槽範圍。

河道衝淤發展趨勢分析

除進行衝淤量分析外,盡量增加同流量水位的變化。

3、設計洪水及洪水位計算

(1)設計洪水

洪水計算應進行「資料系列」可靠性、一致性及代表性分析,在此基礎上進行洪水頻率分析計算(注意在利用計算機軟體繪製頻率曲線時,可能會導致幾場大洪水與擬合線偏離較大,但這幾場水往往影響百年一遇洪水的確定,應人工擬定頻率曲線)。對橋位河段已有相關設計洪水成果時,應加強對比,合理選擇。

(2)洪水位計算

基於洪水位資料的關鍵性,應採用曼寧公式、能量方程(計算水面線)、數學模型等多種方法相互校核;若橋位附近有水文站或水位站,可採用比降法進一步校核洪水位成果。

設計洪水位的選用,應遵循不利原則:當河段有設計水平年成果時,要採用該成果,即對防洪不利;沖刷計算時,要用現狀實測斷面資料進行計算,即對工程沖刷不利。

4、沖刷最大水深計算結果合理性的分析

(1)與洪水斷面最大水深的對比,計算的一般沖刷後最大水深應大於測量斷面最大水深。

(2)300年一遇沖刷後最大水深大於100年一遇的情況,但河床沖刷深度有時反而小了。這種由於經驗公式計算所導致的不合理現象,應加強分析。

(3)河槽絕對沖刷深度(最大沖刷水深-現狀水深)應大於灘地絕對沖刷深度。

5、沖刷計算關鍵引數選取

(1)河槽部分

橋位所在河段河床為非粘性土,可採用《公路工程水文勘測設計規範》(jtgc30-2002)64-2修正式進行一般沖刷計算,公式如下:

簡化式1)

修正式 (2)

hcm——橋位斷面最大水深(m);

——橋位斷面河槽平均水深(m);

計算斷面應為天然情況下橋址處計算沖刷不利的斷面。從規範公式結構分析看出,簡化式沖刷不利的斷面系橋位斷面最大水深hcm最大的斷面;修正式沖刷不利的斷面系橋位斷面hcm/比值大的斷面。

典型案例計算表明,一般沖刷水深受河槽最大水深點(地形)影響很大。

灘地一般沖刷受地形影響更為突出,可見,由於地型存在沙坑等突變情況,區域性最大水深可能異常,計算結果可能存在不合理情況,是否需要分析調整,要慎重。

(2)區域性沖刷計算

區域性沖刷受河床粒徑、橋墩尺寸及布置影響很大。

河床粒徑的影響

區域性沖刷水深與不同粒徑關係,區域性沖刷深度隨粒徑增大而減小,d50從0.01mm到0.1mm變化範圍時,區域性沖刷深度變化幅度較大;從0.

5mm變化到1mm,區域性沖刷深度約增大了約0.5m,d50大於0.5mm後,區域性沖刷深度隨粒徑的變化而變化幅度減小。

橋墩尺寸的影響

在橋跨不變(或不作大的調整)情況下,區域性沖刷深度隨主槽橋墩尺寸增大而變大。當然,在不同河床條件下其變化規律不一。

6、壅水計算

對工程施工臨時建築物占用河道過水斷面的專案.不能只進行工程建成後的壅水計算,忽視了施工期壅水分析計算;但實際上施工期的壅水影響可能更大,應引起重視。

採用數學模型進行壅水影響分析時,應注意其計算範圍能否涵蓋建設專案可能影響的範圍及模型進出口邊界穩定所需的河道範圍,有無考慮附近河道水文測站的布設情況;計算網格尺寸、開邊界控制條件等是否合理。一般情況下開邊界條件:上游採用流量控制,下游採用水位潮位控制。

同時,模型的率定和驗證應採用不同的水文測驗資料分別進行,其誤差應滿足有關規範要求。

(1)公路規範壅水計算引數選取

公路規範壅水計算公式為:

幾個變數計算取值範圍

為天然狀態下橋下平均流速(m/s);

為橋下平均流速(m/s),;

為設計流速;

三者取值範圍要一致,如:採用主槽流速,則和也要取主槽資料。

(2)鐵路規範壅水計算引數選取

鐵路規範壅水計算公式為:

式中:—橋前最大壅水高度,m;

—係數,根據河灘路堤阻擋流量和設計流量的比值;

—斷面平均流速,m/s;

—橋下平均流速,m/s;

分析發現:「河段特徵」與「河灘路堤阻擋的流量和設計流量的比值」兩條件許多情況並沒有交集,以黃河為例:按「河段特徵」條件,一般應該取0.

1~0.15;但按「河灘路堤阻擋的流量和設計流量的比值」條件,現狀由於基本要求全橋跨,橋墩阻水比例一般都小於10,應該取0.05左右。

分析認為:鐵路規範編制前(2023年前),建橋技術不是很發達,河灘上修建路堤的情況比較多,一般情況下阻水比值與河段特徵基本能對應上;但現階段,由於跨河橋梁基本要求全橋跨,應該按橋墩實際阻水比值選用。

基於黃河幹流、渭河中下游河床以淤泥和顆粒直徑小於1mm以下為主,建議重點採用公式計算,其中vp採用河槽值。

7、對河道、堤防等的衝淤情況和影響分析

涉河建築物實施後可能對所在河段河勢穩定和防洪產生較大影響或所在河段有重要防洪任務、重要防洪工程的專案,要進行定性分析、數學模型和物理模型的試驗研究分析。

對涉河建築物的防洪影響綜合評價,應加強現場查勘和資料收集,定性與定量分析結合,突出評價重點。分析計算與後面的綜合評價一致,對河道衝淤、堤防沖刷、河勢穩定、防汛搶險等應進行的重點論述分析。

對河道的影響需要從對河道行洪能力的影響、對河勢穩定的影響、對堤防穩定的影響、對防汛搶險的影響、對河道相關規劃的影響等。同時,專案建設也不應對第三人水事權益產生影響。而專案本身的防洪安全也需要進行分析評價。

8、施工對防洪影響分析

施工期占用河道行洪斷面,施工防洪的影響分析是報告中不可缺少的環節,要加強對施工防洪的總結歸納,對不熟悉的施工方案,應該實事求是進行調查以及查閱資料,對施工方案的設計技術人員進行訪問調查,加深對施工方案的認識,以便能夠提高對施工防洪的影響分析的專業性和準確性。施工方案要是編制報告中的重要環節,在對施工方案設計內容介紹時要條理清楚,用具體的圖畫說明,以便對施工影響進行深度分析。

9、防治與補救措施問題

由於防洪評價報告的作用主要還是體現在洪水之後的防治補救措施中,因此,在防洪評價報告中應該注意對防治補救措施的討論,也即是應該根據河道工程的實際情況提出一些具有技術性以及經濟行的防治補救措施,最好是能夠有資料圖表的支援,用客觀的資料加強措施實施的科學性以及合理性。

針對涉河建築物影響的防治與補救措施,是防洪評價報告最重要的內容,也是防洪評價的主要目的。但在實踐中往往出現防治與補救措施不配套問題,出現防洪影響分析計算結論與防治補救措施不一致、防治補救措施不具體、沒有相應的工程量及估算、防治與補救措施沒有設計圖、防洪與補救措施沒有針對性等問題。

防洪評價報告編制導則

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