4.2.2糙率选取
由于缺乏历史实测水文资料,无法对河道糙率进行实测分析,所以在糙率取值时,根据现场查勘河道状况,并参考《水利工程设计计算手册》中的河道糙率表,取值为0.035。 4.2.2水面线分析计算
根据能量守恒原理,采用《水力计算手册》中相关公式自起始断面向上游逐断面推算。
从对河道沿程水位的影响看,对可能产生壅水的起漂区码头、终漂区码头、改建石桥、新建小桥进行重点分析。本次在河道范围内共选取了11个断面,末端选在桩号4+800处。项目实施后河道水面线计算成果见表4-10。
表4-10 漂流项目实施前后水面线计算成果表(20年一遇)(m)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 桩号 0+000 0+064.5 0+393.5 0+600 1+200 1+800 2+400 3+000 3+600 4+311 4+414 河底高程 967.00 966.57 953.82 946.70 930.30 908.30 891.00 873.80 857.80 838.85 838.20 现状设计洪水位 967.87 967.44 957.06 949.05 932.95 910.61 892.14 876.47 860.69 841.32 839.26 实施设计洪水位 967.69 967.26 956.96 948.79 932.91 910.36 891.94 876.30 860.55 841.09 840.06 实施后平台顶高程 972.00 956.24 841.70 840.70 备注 主码头 改建石桥 新建拱桥 终漂区码头(新建平桥) 4.3漂流工程河道行洪影响
某项目漂流工程,以XX蓄水工程为调节水源,以不破坏和改变河流原生态及走向为原则,清除现有河道杂物,整治溪岸树木杂草,排除安全隐患,改造后河道有效水面宽度保持在3~10m左右,水深控制在0.6~1.0m。
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从表4-10漂流项目实施前后水面线计算成果表可以看出,漂流项目实施后,改善了现状河道的行洪条件,河道水位变化幅度不大。
主码头的设计顶面高程972.00m高于漂流工程实施后的20年一遇水面线4.74m,且位于河道行洪范围以外,不影响河道的正常行洪;副码头为漫水行洪码头,对行洪无影响。
改建的石桥桥面高程为956.24m,低于漂流工程实施后的20年一遇水面线0.72m,不满足行洪要求,存在安全隐患。
在桩号4+311新建的拱桥,桥面高程为841.70m,高于漂流工程实施后的20年一遇水面线0.61m,满足行洪要求。
在桩号4+414处新建平桥(终漂区码头),桥面高程为840.70m,高于漂流工程实施后的20年一遇水面线0.64m,满足行洪要求。 4.4冲刷分析计算
河床演变是一个非常复杂的自然过程,目前尚无可靠的定量分析计算方法。河床的自然冲刷是河床逐年自然下切的深度,河床经过长时间的冲砂后,河床纵剖面将达到河床泥沙停止运动的状态。在河床组成均匀的中细沙及下泄水流基本为清水的条件下,当冲刷后流速降至起动流速时,河床冲刷便停止。受河床形状的影响,地形开阔断面或深滩易淤积,陡坎易冲刷。
根据“水利水电工程泥沙设计规范条文说明”:山区河流,河床为卵石或基岩,河岸为山体,天然河流输沙不饱和,工程建设后随着洪水加大,大坝上下游水位差将减少,下游河流冲刷不明显,下游水沙条件改变不大,对下游影响不显著,设计时考虑了下游消能区的防护设计,通过消能措施使得水流与下游河流平顺相接。因此,XX水库无防洪任务,对下游河道来说,其水沙条件建坝前后变化不大,因此,本工程的修建,对下游的冲刷影响较小。
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漂流工程的实施,不破坏和改变河流原生态及走向,仅清除现有河道杂物、浮石,整治溪岸树木杂草,排除安全隐患。沿河修建的起漂区和终漂区码头的基础设施均高于20年一遇洪水位且位于河道行洪范围以外,河道行洪时,河道冲刷对其无影响。但考虑岸坡的稳定性,应按照下式计算成果对临河侧边坡修建防护工程。
按照《堤防工程设计规范》(GB50286--2013),进行堤岸冲刷深度计算。
顺坝及平顺护岸冲刷深度可按下列公式计算:
Ucpnhs?H0[()?1]
UcUcp?U2?1??
式中:hs--局部冲刷深度(m);
H0--冲刷处水深(m);
UcpU--近岸垂线平均流速(m/s); --行近流速(m/s);
n--与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4~1/6。
?--水流流速不均匀系数,根据水流流向与岸坡交角?查表采
用。
?H0?Uc???d??20??其中:
0.1417.6?s??10?Hd20?0.0000006050.720?d20
式中:Uc--泥沙起动流速(m/s);
d20--床沙的中值粒径(m);
H0--行近水流水深(m);
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。 ?s、?--泥沙与谁的容重(kN/m)
表4-11 20年一遇洪水冲刷计算成果表
设计河段 漂流河道 平顺冲刷深度计算值(m) 安全度(m) 1.8 1.0 设计取值(m) 2.8 备 注 3
4.5河势影响分析
河势就是河流形态发展和自动调整变化的趋势。它的变化与河流地质地貌条件、水文泥沙情势、人类活动影响等密不可分,河势稳定是减免洪灾、发展经济的重要保障,项目开发与建设应保持河势稳定和保障行洪通畅。
从五万地形图和2014年实测1:1000地形图,河床横断面图对比分析,东X沟河河段近年来在平面上无明显的岸线变化,河道河段内深泓、断面变化不大,河道近期处于比较稳定的状态。
工程建成后,河流地质地貌条件、河床地层的组成均不会发生大的改变。但由于河道水流流态和相关关系受工程建成影响有一定程度的改变,可能造成河床再造过程,决定这一现象的控制参数一般使用稳定河宽这个参数,只要河道的宽度满足稳定河宽,河床便趋于稳定。
由于XX水库的滞洪作用,枢纽上下游河道的水文泥沙情势有所变化,但变化不大,对整个河段的洪水基本不会产生较大的影响。因此,本河段的河势是稳定的。
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5 防洪综合评价
5.1漂流工程布置评价
漂流工程中主要涉河建筑物包括:起漂区码头(起点服务区)、终漂区码头(皮筏装卸区)、新建小桥、原有石桥改建。
1)漂流项目实施后,改善了现状河道的行洪条件,河道水位变化幅度不大。漂流工程驳岸的布置符合《河北省河道管理范围内建设项目防洪评价编制技术大纲》的相关规定。
2)起漂区及终漂区码头均位于河道行洪范围以外,不影响河道的正常行洪,工程布置较为合理。
3)在桩号4+311及4+414新建的小桥均为单跨结构,与河道交角均为90°,桥长分别为13m和16.7m满足河宽要求,墩台中心线与水流方向基本平行,满足以上规定要求。
4)原有改建的石桥为单跨结构,与河道交角均为90°,桥长为7.8m,因其桥长过小,左侧引路侵占主河道过多,总体布置不合理。 5.2漂流工程防洪安全评价
1)从表4-10计算成果表可以看出,漂流项目实施后,改善了现状河道的行洪条件,河道水位变化幅度不大。驳岸的布置可以满足防洪安全。
2)起漂区码头(起点服务区)、终漂区码头(皮筏装卸区)、新建小桥高程高于漂流工程实施后的20年一遇水面线,不影响河道的正常行洪,防洪安全能够得到保证。
3)改建的石桥桥面高程为956.24m,低于漂流工程实施后的20年一遇水面线0.72m,不满足行洪要求,存在一定安全隐患。
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