2.5 工程河段防洪标准
拟建大桥位于重庆市永川区松溉镇上游约1.5 km的松溉河段,根据GB50201-94《防洪标准》和《重庆市城市防洪总体规划》的有关规定,工程河段防洪标准可按20年一遇洪水执行。工程河段20年一遇设计洪水位成果见表2.5。
表2.5 拟建大桥特征水位成果表(黄海高程,m) 河道条件 天然情况 朱杨溪枢纽修建后 汛期 汛期枯水期汛末11月枯水期 频率P P=3% P=5% 98% P=5% 98% 71800 54500 2230 24000 2230 流量(m3/s) 217.91 213.54 192.65 213.60 213.36 水位(m) 注:大桥水位为计算得来 21
3 河道演变
3.1 河道历史演变概况
本河段为山区性河道,河床受两岸基岩的控制较稳定,但在长期的水流冲刷下,河床缓慢下切。据史料记载,距今二亿年前中生代的三迭纪时长江流域地势是东高西低,后经过三次造山运动,距今300万年时喜马拉雅山强烈凸起,聚于巫山黄陵背斜以西之水和东坡之水在侵蚀溯源作用下,最终切穿巫山褶皱,冲出峡谷,形成川江。川江河段在燕山运动中,岩层褶皱成“向斜’和“背斜”,加之出露的地质不同,在水流的作用下呈现出不同的河床形态。江水流经“背斜”地段时,坚硬的石灰岩抗侵蚀能力强,逼使水流沿着垂直裂隙向下切割,形成了深陷的谷槽,随着下切的加深和岩层的崩塌剥落,逐渐形成了两岸为万仞绝壁的峡谷;当江水流经“向斜”地段,由于页岩和砂岩的抗侵蚀能力弱,易受破坏,故江流向两侧扩张,河床运渐被侵蚀为宽谷。而宽谷河段两岸由不同的地质构成,受水流侵蚀各异,在江中形成了有碍航行的石梁、石盘、石咀,或江岸凹入成沱。后来在漫长的年代里,其基本维持河谷地貌形态,而河床在江水侵蚀下缓慢的下切。
3.2河道近期演变分析
长江松溉河段属于长江上游河段,河床组成大多为基岩,并夹有少量卵石,河床组成较为坚硬,水流对其侵蚀作用比较缓慢,对河床的演变起着一定的制约作用,所以多年来河床相对稳定。
本河段河床覆盖层主要是沙卵石,冲淤变化以悬移质为主,一般汛期6~9月是悬移质集中淤积的时段,主要淤积部位在弯道的凸岸边滩、
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碛坝下游、沱内的回流区、宽阔河段的缓流区以及分汊河段的支汊内;汛后10月开始走沙,随着水位的消落,水流归槽,淤积泥沙逐渐被冲刷,年际间冲淤相对平衡,基本无累积性变化。
为详细分析工程河段河床演变情况,本次河床演变共收集了49年间4次观测的河道地形,施测时间分别为1959年11月、1996年11月、2005年12月和2007年4月。分析河段上起观天,下止朱杨溪镇,全长约12.5km。附图3.1~3.9给出了工程河段的历年滩槽平面变化、河道纵横向变化图。
3.2.1 平面形态变化
从附图3.1可以看出,近50年来,松溉河段的各深槽170m和180m等高线无明显变化,说明松溉河段的各深槽是基本稳定的。
从洲滩的前缘190m、200m等高线看,由于桥区河段河床组成较坚硬,滩面基本固定,未发生明显冲刷扩展或淤积缩窄情况,等高线摆幅一般在20m以内,年际间洲滩长消相伴,说明工程河段洲滩近期相对稳定。
从附图3.2深泓线平面变化图可以看出,1959年、1996年、2005年、2007年深泓线平面位置呈相互交错或重叠状,局部变幅均较小,多年深泓平面走向基本一致,左右摆动不大,一般小于20m,表明该河段的深泓线多年来是基本稳定的。
从附图3.3深泓纵剖面变化图可以看出,河段泓纵剖面为锯齿状,深泓高程变化在168~190m之间,历年间变化幅度甚微,一般在2m以内,未出现大幅度的淤积抬升或冲刷下切,且深泓由冲淤导致的淤厚和刷深现象并存,总体上无冲或淤单向性发展的趋势。表明桥区河段深泓
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纵剖面基本处于稳定状态。
3.2.2 河床冲淤及横断面变化
为进一步分析工程河段近期变化情况,在工程河段选取了15个横断面(断面分布如附图3.4)进行比较分析,从15个断面变化图(附图3.5~附图3.9)比较可见,各年间河道横断面较为吻合,表现为断面形态基本一致,虽然断面因冲淤有所变化,但各处高程变化大小和范围有限,重合性较好,且断面形态变化无总体性发展趋势,年际间冲淤相间。
根据工程河段地形资料,采用断面法计算该河段1959至2007年间河道冲淤量,成果见表3.1。可以看出,1959~1996年期间,工程10km河段累计为淤,共淤积了235万m3,单位河长淤积量为23.5万m3;1996~2005年期间,工程河段累计为冲,共冲刷了145万m3,单位河长冲刷量为14.5万m3;2005~2007年期间,工程河段累计为冲,共冲刷了133万m3,单位河长冲刷量为11.3万m3。总体看,1959~2007年期间,工程河段累计为冲刷状态,共冲刷了43万m3,单位河长冲刷量为4.3万m3/km,河道平均冲刷厚度约为0.08m。说明本河段在近期虽有一定冲淤变化,但是不论淤积量或冲刷量都较小,冲淤速率较缓慢,且年际间冲淤相间,无明显单向性发展趋势。
表3.1 工程河段河段冲淤量计算统计表
河段 时间 1959~1996 1996~2005 2005~2007 1959~2007 注:正为淤积,负为冲刷 河段名 间距(km) 冲淤量(万m3) 单位河长冲淤量(万m3/km) 冲淤量(万m3) 单位河长冲淤量(万m3/km) 冲淤量(万m3) 单位河长冲淤量(万m3/km) 冲淤量(万m3) 单位河长冲淤量(万m3/km) 长江 10 235 23.5 -145 -14.5 -133 -11.3 -43 -4.3 24
综上所述,由于工程河段为典型的山区性河道,河床组成较为坚硬,两岸节点控制较好,近50年来,河道岸线较为稳定;河床洲滩、深泓纵平面和河道横断面除少数部位有所变化外,其余绝大多数部位变化均较小;虽然河道有一定冲淤,但量相对不大,且还有冲淤相间的现象,说明工程河段近期是基本稳定的。
3.3 河道演变趋势分析
从以上分析可以看出,天然情况下,拟建工程河段长期处于相对稳定状态,河床及河岸边界约束较强,河床冲淤变化不明显,滩槽稳定。
3.3.1三峡工程对工程河段河床演变的影响分析
据三峡工程泥沙研究,三峡工程正常运行30年末,水库回水在江津附近,距工程河段约60km,由于工程河段处于三峡变动回水段末端以上,故三峡成库后,工程河段的河床演变规律与天然情况基本一样。
3.3.2小南海枢纽对工程河段河床演变的影响分析
据小南海枢纽库区水面线计算成果,小南海枢纽运行10年末,水库冲淤基本平衡,回水末段在江津白沙镇附近,距工程河段约25km,故小南海枢纽成库后,工程河段的河床演变规律与天然情况基本一样。
3.3.3朱杨溪水利枢纽修建对工程河段河床演变的影响分析
规划的朱杨溪水利枢纽位于拟建大桥下游12km处。朱杨溪枢纽为低水径流式电站,规划正常蓄水位为215m(吴淞基面)。由于朱杨溪水利枢纽尚处在规划阶段,目前尚无正式的淤积设计成果。
朱杨溪水利枢纽与葛洲坝电站和小南海水利枢纽同属低水径流式电站,从葛洲坝电站运行情况和小南海水利枢纽泥沙淤积计算成果看,库区一般运用10年左右冲淤将趋于平衡,其近坝段区域的河床演变具
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