六安港霍邱庆发码头防洪评价报告 中水淮河工程有限责任公司
4
4.1 水文分析计算
4.1.1 暴雨特性
防洪评价计算
形成本流域暴雨的天气系统主要是涡切变、南北向切变、冷式切变线、台风倒槽等。以涡切变型最多占54%，其次是台风型占21%，底槽冷风等占25%。在雨季前期（6～7月）主要是涡切变型，也是淮河流域梅雨期的主要天气系统。梅雨季结束后转入盛夏，淮河流域常受台风袭击而出现台风暴雨。
暴雨走向与天气系统的移动大体一致。台风暴雨中心移动与台风路径有关，一般自南向北、自东南向西北或自西南向东北移动；冷锋暴雨多自西北向东南移动；低涡暴雨自西南向东北移动。随着南北气流交绥地带的切变线或锋面作南—北向、东南—西北向摆动，暴雨中心也作相应移动。
暴雨一般发生在6～9月，以7、8月份最多，常见的暴雨中心为淮南大别山区、西部桐柏山、伏牛山等地。
流域暴雨类型主要有两种：一种是由涡切变型天气系统造成的大范围长历时流域性大暴雨，如1954、1931年大暴雨，雨强不太大，但历时长、暴雨中心多、雨区广、洪量大。二是由台风型天气系统造成的台风暴雨，历时较短，强度大，范围较小，如1975年8月洪汝河上游发生的特大暴雨，暴雨中心林庄站最大6h雨量为830.1mm，最大24h雨量为1060.0mm，3d雨量1605.0mm，都接近世界纪录。
4.1.2 洪水特性
根据暴雨特点，淮河洪水大致可分为三类：1）由局部地区暴雨形成的区域洪水，如1968年淮河上游洪水和1975年洪汝河、沙颍河的洪水。因暴雨在地区分布和时间分配上都比较集中，雨强大，持续时间短，因此洪水涨落较快，洪峰尖瘦，呈单峰形，洪峰水位高、流量大，洪水来势猛，极易造成局部地区严重的洪涝灾害，但全流域洪水总量不很大；2）由长历时大面积暴雨形成的全流域性洪水，
22
六安港霍邱庆发码头防洪评价报告 中水淮河工程有限责任公司
如1931、1954年洪水，为连续一个来月多次暴雨造成的洪水，峰高量大，峰形肥胖，成多峰形，对淮河干流中下游威胁甚大；3）由连续两个月以上长期降雨形成的洪水，因暴雨连续产生，雨区又较大，造成各支流大洪水。这种洪水历时很长，洪水总量很大，但峰形不集中，短历时洪量不大，如1921年洪水，此类洪水对淮河干流的威胁不如前者严重。
淮河干流的洪水特性是洪水持续时间长，水量大，洪水过程为“矮胖”型，正阳关一次洪水过程约一个月左右。支流洪水有两种情况：一种是平原河道，洪水汇流慢，加上河道过水能力小，并受干流顶托，洪水过程较矮胖，常造成严重的洪涝灾害。另一种是山丘区河道，因暴雨多而集中，地面及河道坡降陡，洪水汇流快，洪水峰高量大。
4.1.3 水位流量
我公司2002年编制的《淮河干流上中游河道整治及堤防工程加固可行性研究报告》。临淮岗引河设计流量为7000m/s，相应上河口设计洪水位为26.96m，临淮岗闸上26.87m，闸下26.67m，下河口26.53m。
依据该批复文件，淮河干流正阳关以上10年一遇主要控制站设计水位、流量见表4-1。
表4-1 正阳关以上主要控制站设计流量、设计水位
控制站 设计流量（m3/s） 设计水位(m) 26.4 正阳关 润河集 9400 27.8 28.0 28.5 王截流 三河尖 7400 29.2 王家坝 淮滨 7000 32.5 备注 洪汝河加白露河和史灌河来水均为2000 m3/s 当遇到10年一遇洪水时，姜唐湖行洪区将分泄2400 m3/s的洪水，因此临淮岗下游引河10年一遇设计流量为7000 m3/s。依据此设计流量及控制点水位推求该河段10年一遇设计水面线，得到码头所在位置的设计水位为26.55m。
4.2 雍水分析
拟建庆发码头位于淮河右岸，规划占用岸线200m，采用挖入式港池，利用现状河滩地开挖港池，泊位布置在滩地。码头平台顶高程为22.5m、25.0m，港区10年一遇洪水位26.55m，根据地质勘探报告、结合现场查勘和陆域地形图。拟建码
23
六安港霍邱庆发码头防洪评价报告 中水淮河工程有限责任公司
头平台部位现状滩地高程为19.0~20.0m，根据可研报告码头平台设计，平台前滩 地高程较低，将要回填至设计平台高程，码头平台前段部分侵占10年一遇过水断面；港池设计底高程为14.8m，比现状滩面低。按工况10年一遇计算，码头建成后，码头的港池和平台阻水面积为50m2。码头处河道断面见附图4-1。
根据《公路桥位勘测设计规划》（JTJ 062-91）推荐的计算公式，码头最大壅水高度采用下式计算：
△Z=η(VM2－V02)
式中：△Z—最大壅水高度（m）； η—系数；
V0—断面平均流速，m/s； VM—码头处平均流速，m/s。 壅水影响长度采用下式计算： L=2△Z/I
式中：L—壅水曲线长度，m； I—水面比降。
根据《铁路桥渡勘测设计规范》（TBJ17-86），η取值见表4-2。
表4-2 η值表
河滩路堤阻断流量与设计流量的比值（％） η <10 0.05 11~30 0.07 31~50 0.1 >50 0.15 中水位码头布置在低水位码头上游，并且中水位码头阻水面积大，所以选择阻水面积较大的中水位码头阻水面积来计算壅水高度。计算水位采用10年一遇设计洪水位26.55m。最大壅水高度及长度计算成果见表4-3。
表4-3 最大壅水高度及长度计算成果表
工况 10年一遇 右滩流量Qp 691 阻水面积A1 50 ΔZ(m) 0.002 L(m) 60 工程建成后，遇10年一遇洪水，码头平台引起水位壅高，但壅高值和雍水曲线长度较小，对断面平均水位的影响也较小，不会削弱临淮岗引河河道的防洪标准。
24
六安港霍邱庆发码头防洪评价报告 中水淮河工程有限责任公司
4.3 冲刷分析
庆发码头建成后，由于码头平台对河道水流的阻碍作用，码头平台周围的水流在床面附近形成淘刷旋涡，引起河床滩地的一般冲刷和局部冲刷，冲刷深度与过流条件、河道断面、河床土壤特性、码头平台阻水几何形状等因素有关。
根据《公路桥位勘测设计规划》（JTJ 062-91）推荐的计算公式，对工况10年一遇洪水引起的冲刷做了分析计算，冲刷计算成果见表4-4。
依据《六安港霍邱庆发码头工程工程可行性研究报告》中的地质勘测内容，码头位置河道土质为粘土，按照规范粘性土桥下冲刷公式计算。码头布置在靠近右岸滩地，没有占用主河槽，不用计算分析河槽部分的冲刷，只需要计算滩地冲刷和码头局部冲刷。
对于粘性土的桥下一般冲刷，按以下公式计算： （1）、河滩部分
?Qt?hmt?5/3??'?????Bh?hp??t?t??1???0.33???I?????L???式中：
6/7
Qt——河滩部分通过的设计流量，m3/s；
IL——液性指数；
μ——桥墩水流侧向压缩系数；
Bt′——桥下河滩部分桥孔过水净宽，m； hmt——河滩最大水深，m；
ht——河滩平均水深，m。
（2）、局部冲刷 当hp/B1≥2.5 当hp/B1＜2.5
式中：
.25hb?0.83?K??B10.6?I1?VL
.11.0hb?0.55?K??B10.6?h0?I?VLpKζ——墩型系数；
25
六安港霍邱庆发码头防洪评价报告 中水淮河工程有限责任公司
B1——桥墩计算宽度,m；
v——一般冲刷后墩前行近流速（m/s）；
表4-4
工 况 行洪流量(m3/s） 7000 码头断面冲刷计算成果表
河底高程(m) 主槽 滩地 20.1 一般冲刷线 （高程）（m） 主槽 不冲刷 滩地 不冲刷 局部冲刷线 （高程）（m） 主槽 不冲刷 滩地 19.97 洪水位（m） 26.55 10年一遇 14.14 码头建成以后，对主河槽、左滩地的冲刷冲刷影响很小，立柱局部冲刷深度为0.13m，洪水对码头的局部冲刷不严重。
4.4 河势影响计算
码头建成后，码头立柱、横梁等结构阻水，使码头上下游水位发生变化，相应位置的流速也发生了变化。码头处平均流速比河道断面平均流速增大4.2%，码头建设减少了设计水位下河道0.055%的断面积，码头处水面线壅高很小，码头平台前沿距离主河槽近200m。
码头处的水位、流速变化不大，不会影响到主河槽流线。评价认为本工程的建设对该段河道河势的影响较小，不会改变河道的原有演变趋势。
4.5 排涝影响分析
码头后方是庆发集团公司厂区和临淮岗移民区，地势高低不平，地面高程在25m~28m之间，大部分地面低于该段堤防高程，遇到大雨水的时候会产生雨水汇集，需要及时将雨水排出。此处集水面积约2 km2，需要排出的水量不大，庆发集团出资修建了统一的排水系统，将汇集的雨水集中用水泵抽排入河道。所以不会对庆发集团和临淮岗移民区的排涝产生影响。
26