山西靜樂縣迎新大橋防洪影響評(píng)價(jià)報(bào)告

1、山西省靜樂縣迎新大橋防 洪 影 響 評(píng) 價(jià) 報(bào) 告設(shè)計(jì)證書號(hào): 040101-sj 質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書號(hào)02703Q10211R2M 水利部山西水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院二四年九月山西省靜樂縣迎新大橋防 洪 評(píng) 價(jià) 報(bào) 告院長：郭建新總工程師：孫萬功主管副院長：張向東主管副總工程師：薛金平項(xiàng)目設(shè)總：李杜元報(bào)告編寫：樊建峰李淑玲王麗麗設(shè)計(jì)人員：李燕紅白 麗郭 偉席志斌王艷軍曹慧芳- 31 -目 錄1概述11.1項(xiàng)目背景11.2評(píng)價(jià)依據(jù)11.3技術(shù)路線以及工作內(nèi)容22基本情況32.1迎新大橋工程概況32.1.1大橋總體布置32.1.2大橋技術(shù)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)42.2河道基本情況42.2.1流域概況42.2

2、.2河道概況52.2.3水文、氣象72.2.4地形、地貌82.2.5河道現(xiàn)有防洪概況82.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況92.3.1現(xiàn)有堤防工程概況92.3.2沙會(huì)滾水壩工程概況92.4水利規(guī)劃及實(shí)施安排103河道演變113.1河道歷史演變概況113.2河道演變分析113.2.1河道平面變形分析123.2.3河道縱向變形分析124防洪評(píng)價(jià)計(jì)算134.1設(shè)計(jì)洪水134.1.1水文基本資料134.1.2暴雨、洪水特性144.1.3調(diào)查洪水及其重現(xiàn)期的確定144.1.4水文站設(shè)計(jì)洪水154.1.5 成果合理性分析194.1.6靜樂縣城段河道設(shè)計(jì)洪水204.1.7非汛期設(shè)計(jì)洪水214.1.8綜合分析22

3、4.2壅水分析計(jì)算224.2.1基本資料224.2.2橋位壅水分析234.3河勢影響分析265防洪綜合評(píng)價(jià)275.1大橋建設(shè)與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析275.2大橋建設(shè)與防洪標(biāo)準(zhǔn)和水利管理要求的適應(yīng)性分析275.3大橋建設(shè)與行洪安全的影響分析275.4大橋建設(shè)對(duì)河勢穩(wěn)定的影響分析275.5大橋建設(shè)對(duì)已建堤防工程、滾水壩的影響分析285.6大橋建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析285.7大橋建設(shè)對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析286大橋建設(shè)防洪影響防治措施296.1大橋壅水防治措施296.2對(duì)河道防護(hù)林和占用和灘地影響的防治措施297結(jié)論和建議30附：一、 業(yè)主委托函二、 河道橫斷面圖三、 靜樂縣迎新大

4、橋平面布置圖四、 靜樂縣迎新大橋設(shè)計(jì)圖五、 大橋段河道河勢變化圖1概述1.1項(xiàng)目背景靜樂縣迎新大橋工程位于汾河上游靜樂縣城迎新街西段的汾河干流上，大橋全長189.5m，橋?qū)?8m，其中車行道寬15m，兩側(cè)人行道各寬1.5m。由于該大橋位于汾河干流上，且緊鄰靜樂縣城，根據(jù)水利部、國家計(jì)委河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定（水政19927號(hào)文）“對(duì)于重要的建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)單位應(yīng)編制防洪評(píng)價(jià)報(bào)告”，并且以水建管2001618號(hào)文關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目審批管理的通知要求“嚴(yán)格進(jìn)行防洪與河勢影響論證”。為此，2004年7月，受靜樂縣迎新大橋建設(shè)項(xiàng)目部的委托，我院組織有關(guān)技術(shù)人員在對(duì)工

5、程設(shè)計(jì)資料研究和現(xiàn)場查勘后，開展了靜樂縣迎新大橋防洪評(píng)價(jià)工作。1.2評(píng)價(jià)依據(jù)靜樂縣迎新大橋防洪評(píng)價(jià)的依據(jù)是業(yè)主的委托要求、國家的規(guī)程規(guī)范以及地方法律法規(guī)。主要有以下幾方面：（1） 業(yè)主的委托函；（2） 防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB56201-94）；（3） 中華人民共和國水法；（4） 中華人民共和國防洪法；（5） 水利部、國家計(jì)委河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定（水政19927號(hào)文）；（6） 水利部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目審批管理的通知（水建管2001618號(hào)文）；（7） 山西省河道管理?xiàng)l例；（8） 水利水電工程設(shè)計(jì)洪水規(guī)范（SL44-93）；（9） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JGJ021

6、-89）；（10）靜樂縣迎新大橋施工圖設(shè)計(jì)（太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院）；（11）靜樂縣迎新大橋施工組織設(shè)計(jì)報(bào)告（中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司）；（12）汾河流域修訂規(guī)劃；（13）山西省汾河上游干流河道治理工程。1.3技術(shù)路線以及工作內(nèi)容本次評(píng)價(jià)的技術(shù)路線是現(xiàn)場勘察、河道測量、基礎(chǔ)資料收集整理、防洪影響分析計(jì)算等。主要工作內(nèi)容包括：河道演變分析、設(shè)計(jì)洪水分析、橋位處建橋前后的洪水位分析、大橋壅水影響范圍以及防洪影響范圍內(nèi)應(yīng)采取的防治措施等。本次評(píng)價(jià)在綜合分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)在設(shè)計(jì)洪水情況下，大橋?qū)樗坏挠绊?、大橋?qū)觿萦绊懙葐栴}進(jìn)行了詳細(xì)研究分析，提出了防洪影響評(píng)價(jià)成果以及采取的防治措施。2基

7、本情況2.1迎新大橋工程概況2.1.1大橋總體布置靜樂縣迎新大橋工程位于汾河上游靜樂縣城迎新街西段的汾河干流上。大橋東連濱河?xùn)|路與迎新街交叉口，向西接迎新街西段。大橋東西向分別與現(xiàn)狀路平交，大橋中心線與迎新街中心線延長線一致。大橋中心線與濱河?xùn)|路交點(diǎn)樁號(hào)為0+000，橋中心樁號(hào)0+101.05，縱斷設(shè)計(jì)中在橋中心（0+101.05）設(shè)變坡點(diǎn)，兩側(cè)縱坡均為2.45%，在變坡點(diǎn)處設(shè)R=5000m的豎曲線。橋中心橋面設(shè)計(jì)高程1210.192m。大橋具體布置見附圖1。大橋上部結(jié)構(gòu)形式為變截面部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，橋跨布置為19.75m+530m+19.75m=189.5m，橋?qū)?8m，其中車行道

8、寬15m，兩側(cè)人行道各寬1.5m。橫斷面采用單幅橋布置，箱梁橫斷面為一箱四室，箱梁底寬15m，頂寬18m，橋面懸臂板兩側(cè)各1.5m。邊跨梁端為安裝伸縮縫，在縱橋向1m范圍內(nèi)懸臂加厚，跨中及端支點(diǎn)梁高0.8m，橋墩支點(diǎn)處梁高1.6m。橋面鋪裝由上而下為4cm瀝青混凝土、三涂YW-1改進(jìn)型防水層、518.85cm鋼筋混凝土鋪裝層。橋面橫坡為1.5%（按中拱曲線形成），人行道設(shè)2%倒坡。橋面設(shè)鑄鐵泄水管。欄桿采用草白玉制作的石材欄桿。大橋具體設(shè)計(jì)見附圖2。橋墩采用鋼筋混凝土薄壁式橋墩配樁基，壁厚0.9m，樁直徑1.2m，為嵌巖樁。重力式橋臺(tái)，橋臺(tái)兩側(cè)設(shè)伸縮縫。橋臺(tái)支座采用橡膠支座，橋墩支座采用普通板

9、式橡膠支座。為防沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ)，沿橋臺(tái)前墻做5m鉛絲籠拋片石護(hù)底。濱河?xùn)|路在上下游各100m范圍與現(xiàn)狀接順，大橋上、下游各15m堤壩與橋臺(tái)接順（堤壩按現(xiàn)狀恢復(fù)），迎新街在120m范圍內(nèi)與現(xiàn)狀接順。該大橋的施工主要分為下部施工階段和上部施工階段。下部階段施工又分為樁基施工、承臺(tái)施工、墩臺(tái)施工等；樁基施工采用沖擊鉆機(jī)開挖成孔，導(dǎo)管法灌注水下混凝土，對(duì)于主槽中的4#和5#號(hào)樁基施工時(shí)，采用土袋圍筑島施工。承臺(tái)施工順序同樁基施工順序，基礎(chǔ)采用挖掘機(jī)開挖，水泵抽水排水，然后進(jìn)行承臺(tái)的整體澆筑；墩臺(tái)的為重力臺(tái)配擴(kuò)大淺基，擴(kuò)大基礎(chǔ)采用挖掘機(jī)開挖，人工清基到位，再進(jìn)行混凝土澆筑工作。上部施工階段包括箱梁體施工和

10、橋面系施工；箱梁現(xiàn)澆采用梁式支架施工；橋面系包括橋面鋪裝、泄水管及草白玉欄桿等。2.1.2大橋技術(shù)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)（1）大橋總寬18m：15m機(jī)動(dòng)車道、21.5m的人行道；（2）車輛荷載：城A級(jí)；（3）人群荷載：4kN/m2；（4）地震設(shè)防烈度：7度；（5）大橋防洪標(biāo)準(zhǔn)：100年一遇；洪峰流量為2741.66m3/s；（6）引橋路基防洪標(biāo)準(zhǔn)：20年一遇。 2.2河道基本情況2.2.1流域概況（1）地理位置靜樂縣位于山西省省會(huì)太原市的西北，忻州市的西南。東臨忻府區(qū)，西至嵐縣，南與婁煩相接，北與寧武為鄰。迎新大橋位于靜樂縣城的西側(cè)的汾河干流上。（2）河流水系迎新大橋跨越汾河。汾河為山西省第一條大河，黃河

11、的第二大支流，發(fā)源于山西省忻州市寧武縣管涔山，流經(jīng)忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾和運(yùn)城6個(gè)地市、27個(gè)縣(市)，在運(yùn)城市萬榮縣廟前匯入黃河，全長716km，流域面積39471km2。迎新大橋位于汾河上游的靜樂縣城段河道上，該段河道支流匯入較多，較大的支流有東碾河、西碾河等。汾河上游水系見圖2-1。（4）社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況靜樂縣城是晉西北主要城鎮(zhèn)，截至2001年年末全縣總?cè)丝?5.81萬人，其中城鎮(zhèn)人口2.64萬人，鄉(xiāng)村人口13.17萬人。靜樂縣城總?cè)丝跒?.85萬人，占全縣城鎮(zhèn)人口的70%。靜樂縣主要收入以工業(yè)為主，分別為采煤、水泥、化肥以及機(jī)械加工等，2001年國內(nèi)生產(chǎn)總值2.31億元，工業(yè)生產(chǎn)總值

12、為0.64億元。2.2.2河道概況汾河上游河道從汾河源頭雷鳴寺至靜樂，全長58.04km，流域主要為土石山區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)，北有管涔山，東有云中山，西有呂梁山、蘆芽山，海拔高程由2783至1120m，地勢高峻，丘陵起伏，溝壑縱橫，氣候高寒，除個(gè)別林區(qū)外，大部分地區(qū)植被率較差，水土流失嚴(yán)重。靜樂縣城段汾河河谷寬度約1500m，河道縱坡約4，河床質(zhì)以砂卵石、粗顆粒泥沙為主。在永安鎮(zhèn)靜樂縣城段主要有一級(jí)支流雙路河、萬輝河、東碾河以及西碾河匯入。2.2.3水文、氣象（1）氣候特征汾河上游位于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，并具有山區(qū)氣候之特點(diǎn)：春季回暖迅速，氣溫日變化較大，雨水稀少，蒸發(fā)量大，干旱多風(fēng)沙；夏

13、季氣溫高，雨量集中，空氣濕潤，風(fēng)速較??；秋季降溫迅速，雨量驟減，氣候涼爽；冬季嚴(yán)寒干燥，雨雪稀少，多偏北風(fēng)。（2）氣象要素工程區(qū)設(shè)有靜樂氣象站。根據(jù)靜樂氣象站19712000年多年平均氣象資料統(tǒng)計(jì)分析，工程區(qū)多年平均降水量為469.4mm，多年平均氣溫6.8，多年平均蒸發(fā)量1564mm(20cm蒸發(fā)皿)，最大凍土深149cm，平均無霜期146.4天，多年平均風(fēng)速2.1m/s，歷年最大風(fēng)速為16m/s。逐月平均氣象要素見下表2-1。靜樂氣象站地面氣候要素表表2-1站名月份項(xiàng)目123456789101112全年靜樂多年平均降水量(mm)2.24.510.723.332.561.6114.0115.

14、564.029.19.92.0469.4多年平均氣溫-9.4-6.30.88.615.319.221.019.313.67.5-0.6-7.96.8多年平均風(fēng)速(m/s)2.22.32.52.92.62.31.81.71.71.81.92.02.1大風(fēng)日數(shù)(d)2.22.23.34.24.62.61.00.70.70.61.11.424.5多年平均蒸發(fā)量(mm)37.250.3106.1189.7263.0246.5195.0162.0124.499.055.235.51563.8最大凍土深度(cm)13314914612750003155198149無霜期(d)146.42.2.4地形、地貌

15、該區(qū)域的地勢東南、西北與北部高，中部及南部低，海拔高程12122783m。地貌形態(tài)分為寧（武）靜（樂）向斜剝蝕低中山區(qū)和侵蝕堆積河谷區(qū)，中山區(qū)主要為汾河兩岸山地；侵蝕堆積河谷區(qū)分布于汾河及其支流河谷地段，包括河床、漫灘和河流階地，河谷寬0.22.0km，呈“U”型河谷，河床高程12121490m。工作區(qū)內(nèi)發(fā)育三級(jí)階地，在汾河兩岸呈不對(duì)稱分布，一般左岸較右岸發(fā)育。一級(jí)階地，高出河床0.57m，表層為粉土，其下為卵石混合土，階面平緩，一般沿河凸岸分布，屬堆積階地；二級(jí)階地，高出河床813m，巖性組成上部為粉土，下部為卵石混合土，為基座階地，局部為堆積階地；三級(jí)階地，高出河床2043m，巖性組成上部

16、為粘性土，下部為卵石混合土，為基座階地。2.2.5河道現(xiàn)有防洪概況汾河干流靜樂段河道已于20012002年期間進(jìn)行了系統(tǒng)治理，治理的主要目的是保證山西省萬家寨引黃工程南干線的供水安全以及保護(hù)兩岸村鎮(zhèn)和灘地免受洪水災(zāi)害。萬家寨引黃工程是山西省西北部的大型引水工程，擔(dān)負(fù)著向太原、大同和朔州三個(gè)城市的供水任務(wù)。總干設(shè)計(jì)流量48m3/s，向太原供水的南干線設(shè)計(jì)流量25.8m3/s。從頭馬營到汾河水庫是南干線唯一一段利用天然河道輸水線路，該河段是保證引黃水清潔安全高效輸水到太原的重點(diǎn)河段。該段河道治理的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，兩岸堤防間寬度190m左右。堤防工程等別為等，右岸堤防主要以土堤為主，護(hù)岸采用重

17、力式漿砌石防護(hù)，堤防基礎(chǔ)埋深一般在23m，基礎(chǔ)防護(hù)采用鉛絲石籠防護(hù)；左岸堤防與靜樂縣的濱河路結(jié)合，堤路一體，仍采用重力式漿砌石防護(hù)。2.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況2.3.1現(xiàn)有堤防工程概況靜樂縣城段河道已建堤防采用復(fù)式斷面設(shè)計(jì)，土堤防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，漿砌石堤為5年一遇，20年一遇行洪能力為1828m3/s。土堤頂寬均為4.0m，內(nèi)外邊坡均為1:2；漿砌石堤頂寬均為0.4m，右岸漿砌石堤高3.3m，堤內(nèi)邊坡為1:0.357，基礎(chǔ)高度為0.5m，基礎(chǔ)寬度為1.9m；左岸為公路堤防。堤防斷面型式見圖2-1。圖2-1右岸堤防斷面圖2.3.2沙會(huì)滾水壩工程概況沙會(huì)滾水壩也稱南干渠渠首樞紐工程，位于

18、靜樂縣沙會(huì)村的汾河干流上，滾水壩上游距靜樂縣城2km，下游距沙會(huì)水文站700 m。沙會(huì)樞紐為有壩無調(diào)節(jié)引水樞紐，工程始建于1975年，控制流域面積2799km2，樞紐工程左右對(duì)稱，包括左右兩側(cè)的沖沙閘和進(jìn)水閘。原設(shè)計(jì)滾水壩壩長240 m，壩高4.3m，為漿砌石面溢流壩；下接砌石消力池長20m，深1 m；鉛絲石籠海漫長10 m。沖沙閘、進(jìn)水閘每側(cè)為一孔，凈寬分別為2.5 m、2.0 m。樞紐東岸的南干渠原設(shè)計(jì)引水流量1.5m3/s，控制面積1萬畝，干渠長度8.6 km。該滾水壩在2002年也已完成修復(fù)施工，壩體采用折線型實(shí)用堰，高堰段堰頂高程為1200.34m。堰面上游取1:0.5的斜坡，堰寬3

19、.0m，堰后接1:1.861的斜坡與消力池相接。壩基寬度分別為9.0m。低堰段堰頂高程1200.04m，低堰段和高堰段堰面曲線是通過其下游斜坡調(diào)整后與消力池底板高程平順連接。2.4水利規(guī)劃及實(shí)施安排除現(xiàn)有的堤防工程和下游沙會(huì)滾水壩外，本段河道沒有規(guī)劃其它水利工程。3河道演變3.1河道歷史演變概況汾河上游靜樂段屬山區(qū)河流，河道縱坡4.1，坡陡流急，河床主要以卵石和礫石為主，河谷寬度1500m。該段河道左岸受山體巖石控制，右岸有堤防和控導(dǎo)工程，河勢基本穩(wěn)定，河流沖積物以卵石、礫石和漂石等粗顆粒為主，且沿程有分選現(xiàn)象。根據(jù)靜樂水文站19701985年實(shí)測大斷面資料分析，見圖3-1。該段河道相對(duì)比較穩(wěn)

20、定，主槽擺動(dòng)范圍在100m左右。3.2河道演變分析該段河道在2002年修建堤防工程以后，河床形態(tài)主要受大洪水的影響，主槽擺動(dòng)范圍相對(duì)較小，中小水時(shí)主槽穩(wěn)定在兩岸堤防之內(nèi)。受下游沙會(huì)滾水壩的控制，該段河道主要以淤積為主，在發(fā)生大洪水時(shí)，才會(huì)發(fā)生沖刷。3.2.1河道平面變形分析靜樂縣城段河道縱坡陡，水流流速大，促使河床向變形方向發(fā)展，由于該段河床組成基本為卵石或礫石，抗沖性能強(qiáng)，使沖刷受到一定限制。同時(shí)，受下游沙會(huì)滾水壩的控制，該段河道在縣城附近水流流速有所減緩，因此，該段河道主要以淤積為主，在發(fā)生大洪水時(shí)，才會(huì)發(fā)生沖刷。另外，在支流匯入點(diǎn)，由于洪水期支流經(jīng)常攜帶大量礫卵石和泥沙，逐漸形成洪積扇使

21、干流主槽發(fā)生改變。3.2.3河道縱向變形分析該段河道沿程沖淤變化是隨著來水來沙的不同，有時(shí)發(fā)生沖刷有時(shí)發(fā)生淤積，但由于各個(gè)河段內(nèi)隨著河型的不同沿程沖淤變化也各不相同。已建的沙會(huì)滾水壩，使主河槽的擺動(dòng)受到明顯的制約，河道下切明顯降低，過分彎曲的河段已得到初步治理，堤防工程的效果明顯。但由于標(biāo)準(zhǔn)較低，局部河段主槽擺動(dòng)仍然會(huì)發(fā)生。4防洪評(píng)價(jià)計(jì)算4.1設(shè)計(jì)洪水4.1.1水文基本資料汾河水庫上游干流先后設(shè)立過4個(gè)水文測站，其中靜樂水文站觀測系列最長，于1943年設(shè)立，但由于40年代戰(zhàn)爭動(dòng)亂，僅觀測兩年，且測驗(yàn)斷面位置不詳，資料精度差，從50年代開始資料完整可靠，至今已有40多年實(shí)測資料，這部分資料曾多次

22、使用，未發(fā)現(xiàn)大的問題。寧化堡水文站位于寧武縣寧化堡村，控制流域面積1056km2，于1953年設(shè)站，1954年6月停測，1957年恢復(fù)觀測，1962年又停測，直至1991年汾河上游進(jìn)行水土保持綜合治理又恢復(fù)觀測。岔上站位于林區(qū)，下墊面條件與工程區(qū)差異較大，且控制面積僅29km2，本次不采用。下靜游站設(shè)立于1953年，1958年停測，實(shí)測資料不足5年，本次也不采用。有關(guān)測站的基本情況見表4-1及圖2-1。水文測站基本情況表表4-1河流站名面積(km2)觀測期限備 注汾河岔 上291958.9迄今1959年8月1日上遷1270m寧化堡10561957.61962.490年代恢復(fù)靜 樂2799194

23、3迄今1943年測驗(yàn)斷面位置不詳；1951年7月下遷1000m；1954年1月1日下遷350m；1954年6月下遷50m；1956年1月1日下遷110m下靜游44231953.61958.12汾河上游靜樂水文站以上共有雨量站16個(gè)，根據(jù)地理位置的分布本次設(shè)計(jì)采用以下9個(gè)站的降雨資料，各雨量站基本情況見表4-2。雨量站基本情況表表4-2 河流站 名觀 測 場 地 點(diǎn)設(shè)立年份備注汾河岔 上寧武縣岔上鄉(xiāng)岔上村1958東 寨寧武縣東寨鄉(xiāng)東寨村1953圪洞子寧武縣西馬坊鄉(xiāng)圪洞子1962寧化堡寧武縣寧化堡鄉(xiāng)寧化堡村1953段家寨靜樂縣段家寨鄉(xiāng)段家寨村1953娑 婆靜樂縣婆娑鄉(xiāng)婆娑村1953康家會(huì)靜樂縣康家

24、會(huì)鄉(xiāng)康家會(huì)村1965西馬坊靜樂縣西馬坊鄉(xiāng)西馬坊村1953靜 樂靜樂縣城關(guān)鎮(zhèn)沙會(huì)村19344.1.2暴雨、洪水特性本流域洪水主要由暴雨形成，暴雨的地區(qū)分布不均，大面積暴雨發(fā)生次數(shù)較少，常以局部洪水為主。根據(jù)山西省暴雨洪水圖集查得靜樂站多年平均24小時(shí)點(diǎn)暴雨為60mm。暴雨持續(xù)時(shí)間一般小于24小時(shí)，超過三天的比較罕見。流域內(nèi)洪水年內(nèi)分配不均，大洪水多發(fā)生在78月，最早漲洪時(shí)間為五月上旬，最晚為十月下旬。通常暴雨歷時(shí)較短，一般洪水歷時(shí)僅13天，而形成的洪水峰大量小。流域內(nèi)洪水年際變化也較大，根據(jù)靜樂站43年實(shí)測最大洪峰流量資料統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)測最大年份1967年為2230m3/s，實(shí)測最小年份1965年

25、為41m3/s。4.1.3調(diào)查洪水及其重現(xiàn)期的確定汾河上游歷史洪水曾進(jìn)行過多次調(diào)查和復(fù)查，本次評(píng)價(jià)河段調(diào)查洪水成果采用山西省洪水調(diào)查成果表（全國雨洪辦1983年10月）整編刊印成果，靜樂站1929年歷史調(diào)查洪峰流量為3840m3/s。根據(jù)汾河上游靜樂、婁煩等各縣縣志的考證及對(duì)照，1929年發(fā)生在靜樂附近的大洪水為自1929年以來最大的一次洪水，所以確定其調(diào)查期為72年。4.1.4水文站設(shè)計(jì)洪水寧化堡水文站和靜樂水文站位于該鐵路工程的上游和下游段，本次設(shè)計(jì)洪水采用寧化堡水文站和靜樂水文站實(shí)測資料進(jìn)行洪水分析。4.1.4.1寧化堡水文站設(shè)計(jì)洪水（1）資料的插補(bǔ)延長寧化堡水文站具有19571961年

26、、19921996年共10年實(shí)測資料。本次設(shè)計(jì)采用靜樂站與寧化堡站實(shí)測洪峰流量建立相關(guān)關(guān)系，見圖2-2。根據(jù)暴雨中心分布的不同，可得到三種關(guān)系，即：暴雨中心位于寧化堡以上時(shí)，相關(guān)關(guān)系為：Y 9.72 X 0.65流域普遍降雨時(shí)相關(guān)關(guān)系為：Y 3.31 X 0.67暴雨中心位于寧化堡下游時(shí)相關(guān)關(guān)系為：Y 0.78 X 0.74式中：Y 寧化堡站年最大洪峰流量；X 靜樂站年最大洪峰流量。根據(jù)寧化堡上游雨量站岔上、東寨、東馬坊、圪洞子、寧化堡以及寧化堡下游雨量站段家寨、西馬坊、康家會(huì)、靜樂9個(gè)站19541956、19621991年的降雨量情況，每年選靜樂站最大的34場洪水，分析寧化堡可能產(chǎn)生的最大洪

27、峰流量，采用圖4-1的相關(guān)關(guān)系插補(bǔ)寧化堡站19541956、19621991年的洪峰流量系列，見表4-5。寧化堡站洪峰流量系列表表4-3 單位：m3/s年份洪峰流量Qm年份洪峰流量Qm1954289*197681*1955210*1977393*1956151*1978320#19572191979579#19582061980160*19596701981232#19604981982173*19611741983341*1962698#198495*1963143*1985202&1964320#198678*1965171*198772*1966949#1988245*19671459#

28、1989255*1968517#199085*19691078#1991105*1970708#19925031971316#1993601972171#19942001973564#19953001974535#19961991975384#均值351表中：#表示暴雨中心位于寧化堡以上，*表示為流域普遍降雨，&表示暴雨中心位于下游。(2)洪水分析根據(jù)插補(bǔ)延長后的寧化堡站19541996年洪峰流量，進(jìn)行頻率分析，線型采用P-III型，頻率計(jì)算成果見表4-4，頻率曲線見圖2-3。寧化堡站設(shè)計(jì)洪峰流量表表4-4項(xiàng) 目特征參數(shù)各頻率設(shè)計(jì)值P(%)均值CvCs/Cv12510計(jì)算采用計(jì)算采用洪峰流量m

29、3/s)3513800.841.102.2197616441220906由于寧化堡無歷史洪水調(diào)查資料，而靜樂站有歷史洪水調(diào)查資料，考慮到上下游協(xié)調(diào)一致，本次將寧化堡的均值參考靜樂站適當(dāng)抬高。4.1.4.2靜樂水文站設(shè)計(jì)洪水分析靜樂具有19541996年共43年實(shí)測系列，系列見表4-5。靜樂水文站洪峰流量系列表表4-5 單位：m3/s年份洪峰流量Qm年份洪峰流量Qm192938401976297195478919771250195549119784431956299197953819574391980325195837119811010195963919823661960506198310101

30、96134619841501962718198518301963277198611119642161987991965411988616196611501989656196722301990126196853419911751969140019924121970733199329319712861994457197214419959481973517199616301974694均值650.91975441頻率分析中加入1929年歷史調(diào)查洪峰流量，其調(diào)查期按72年考慮，線型采用P-III型，先由矩法初估均值及Cv，再通過適線法調(diào)整參數(shù)，適線時(shí)盡可能擬合全部點(diǎn)據(jù)，頻率曲線見圖4-1。根據(jù)適線成果

31、求出靜樂站不同頻率設(shè)計(jì)洪峰流量見表4-6。靜樂站設(shè)計(jì)洪峰流量表表4-6項(xiàng) 目特征參數(shù)各頻率設(shè)計(jì)值P(%)均值CvCs/Cv0.51251020計(jì)算采用計(jì)算采用洪峰流量(m3/s)650.96500.941.052.23740321026902020152010274.1.5 成果合理性分析本次分析成果與汾河上游各站洪水分析成果進(jìn)行了比較，比較成果見表4-7。表4-7 汾河上游各站洪水分析成果序號(hào)站名特征值各頻率設(shè)計(jì)值均值CvCs/Cv1%2%5%10%1寧化堡水文站3801.102.21976164412209062靜樂水文站6501.052.232102690202015203汾河水庫860

32、1.052.24250357026702010注：表中1、2為本次設(shè)計(jì)成果，3為1999年汾河中游段河道治理工程可研報(bào)告的成果。汾河上游氣候和地形條件基本相似，從表5-7可以看出，均值自上游向下游遞增，而Cv值自上游向下游稍有減小，符合本流域的產(chǎn)匯流規(guī)律，說明本次成果是合理的。寧化堡水文站設(shè)計(jì)洪水和靜樂站設(shè)計(jì)洪水成果在2001年山西省汾河上游干流河道治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告中，已經(jīng)水利部黃河水利委員會(huì)審查。4.1.6靜樂縣城段河道設(shè)計(jì)洪水迎新大橋雖然位于靜樂水文站上游4km處，但由于區(qū)間有兩大支流匯入，因此，靜樂縣城段河道設(shè)計(jì)洪水不宜直接采用靜樂水文站設(shè)計(jì)洪水成果。為計(jì)算該段干流河道洪峰流量，本次

33、設(shè)計(jì)繪制了QmPF關(guān)系曲線，采用1999年汾河中游河道治理可行性研究報(bào)告中汾河水庫設(shè)計(jì)洪水成果，和本次根據(jù)山西省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊中的推理公式法計(jì)算汾河上游頭馬營控制斷面和蒯屯關(guān)斷面的不同頻率的洪水設(shè)計(jì)值以及寧化堡站和靜樂站洪水分析成果，求得不同頻率的面積比指數(shù)n值為0.479，見圖2-5，又與我院近期完成的下靜游水庫可研報(bào)告采用n值(n=0.5)，蒯屯關(guān)水庫規(guī)劃中采用的n值(n=0.475)做了比較，確定上游段n值采用0.5。大橋控制斷面的流域面積及設(shè)計(jì)洪峰流量見表4-8。洪峰流量計(jì)算表表4-8控制斷面流域面積A(km2)洪峰流量Qm(m3/s)P=1%P=2%P=5%P=10%迎新大橋2

34、2932911233618281375備注 Qm1%=60.81A0.5 Qm2%=48.81A0.5 Qm5%=38.18A0.5 Qm10%=28.73A0.54.1.7非汛期設(shè)計(jì)洪水根據(jù)本流域洪水特性和變化規(guī)律，施工洪水時(shí)段分為兩期，即汛期和非汛期。汛期為當(dāng)年的6月9月，非汛期為當(dāng)年的10月次年的5月，可分為4期，即：10月1日11月30日，12月1日2月28日，3月1日4月30日，5月1日5月31日。另外，引黃工程南干線已建成投入運(yùn)行，流量為25.8m3/s，在枯水期應(yīng)考慮引黃入汾工程對(duì)流量的影響。汾河一般11月下旬至次年3月上旬為冰凍期。非汛期洪水根據(jù)靜樂站歷年實(shí)測非汛期洪峰流量資料

35、，采用P-III型適線，求出靜樂站不同頻率設(shè)計(jì)非汛期洪峰流量見表4-9。靜樂站非汛期洪水成果表表4-9 單位：m3/s頻率（%）分 期51020天然考慮引黃水流量天然考慮引黃水流量天然考慮引黃水流量10月1日11月30日111136.86893.83358.812月1日2月28日2752.81944.81136.83月1日4月30日4469.83661.82853.85月1日5月31日160185.86085.84065.84.1.8綜合分析根據(jù)迎新大橋設(shè)計(jì)資料，該大橋100年一遇設(shè)計(jì)洪水成果均采用2742m3/s，與本評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)成果2911m3/s基本一致，并且是本次評(píng)價(jià)成果偏于安全。4.2壅

36、水分析計(jì)算4.2.1基本資料（1）設(shè)計(jì)洪峰流量根據(jù)水文分析成果，大橋斷面20年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為1828m3/s，100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為2911m3/s。（2）河道橫斷面資料該段河道橫斷面資料采用2004年8月實(shí)測資料，各斷面資料見附圖。（3）運(yùn)行工況工況1：現(xiàn)有堤防洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，堤防內(nèi)最大過流能力為1828m3/s，橋位處相應(yīng)洪水位為1206.47m。工況2：100年一遇洪水條件，現(xiàn)有堤防已超過設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，河道全斷面過流，相應(yīng)洪水位為1206.70m。（4）河道洪水水位計(jì)算方法河道水面線計(jì)算采用灘槽不同糙率的一維恒定非均勻漸變流方程計(jì)算。復(fù)合一維恒定非均勻漸變流基本方程為：Z

37、斷面水位（m）；Q 斷面流量（m3/s）；V 平均流速（m/s）；、分別為動(dòng)能修正系數(shù)和局部阻力系數(shù)；K 綜合流量系數(shù)，由下式確定：K=AiRi(2/3)/ni式中Ai、Ri、ni分別為灘槽的過水面積、水力半徑和糙率。河床糙率選擇主要參考靜樂水文站實(shí)測洪水資料，河床主槽糙率取0.03，兩岸灘地在汛期都種植高桿作物糙率取0.05。4.2.2橋位壅水分析（1）現(xiàn)狀河道洪水位計(jì)算根據(jù)大橋橋位段河道實(shí)測斷面資料，經(jīng)采用一維恒定非均勻漸變流方程求得河道現(xiàn)狀條件下洪水位和斷面平均流速，具體見下表4-10。河道現(xiàn)狀洪水位成果表表4-10頻率樁號(hào)河底高程(m)平均流速(m/s)水面寬（m）洪水位(m)備 注5

38、%01203.23.811871206.47 橋位處3301204.83.651851208.08 6351206.03.151931209.27 8351206.42.672211209.84 11341207.23.022411210.36 13841208.44.162391211.21 15941209.12.831981212.67 18991209.733.731761213.21 23541211.62.451921216.28 1%01203.23.235901206.70 橋位處3301204.83.684781208.21 6351206.02.575511209.71 8

39、351206.42.215491210.17 11341207.22.85831210.70 13841208.42.277781211.60 15941209.11.928071212.25 18991209.732.817521213.42 23541211.62.575361215.93 （2）橋位壅水高度計(jì)算橋墩壅水計(jì)算參照公路橋位勘測設(shè)計(jì)規(guī)范中的壅水高度計(jì)算公式進(jìn)行。式中：橋前最大壅水高度（m）；系數(shù)，對(duì)于有等河灘的平原河流，河灘堤阻擋的流量和設(shè)計(jì)流量的比值確定；橋下平均流速，對(duì)于粗砂、礫石、小卵石河床，橋下流速等于設(shè)計(jì)流速和天然狀態(tài)橋下平均流速的平均值。斷面平均流速，為設(shè)計(jì)流量被全

40、河過水?dāng)嗝妫òㄟ厼┖秃訛┏弥蹋╩/s）。各設(shè)計(jì)頻率的洪水位壅水高度計(jì)算結(jié)果見下表4-11。壅水高度計(jì)算成果表表4-11位置工 況河道平均水深h0(m)橋孔底總凈寬B(m)橋孔過水總面積(m2)河道平均流速(m/s)橋下平均流速(m/s)系數(shù)水面壅高值 (m)橋位20年一遇洪水條件2.591804663.814.340.050.22100年一遇洪水條件2.263694073.234.680.101.15（3）建橋后壅水影響范圍的計(jì)算河道建橋后洪水位仍采用水面線計(jì)算方法，以大橋斷面壅水高程作為控制水位推求壅水影響范圍。計(jì)算成果見下表4-12。建橋前后河道洪水位成果表表4-12頻率樁號(hào)河底高

41、程(m)水面寬（m）左堤高程(m)右堤高程(m)建橋前洪水位(m)建橋后洪水位(m)備注5%01203.21801208.281208.281206.47 1206.69橋位處3301204.81851208.551208.601208.08 1208.106351206.01931210.041209.501209.27 1209.278351206.42211210.901210.401209.84 1209.8411341207.22411211.681211.541210.36 1210.36 13841208.42391212.231212.101211.21 1211.21 159

42、41209.11981212.901213.201212.67 1212.67 18991209.731761213.801214.001213.21 1213.21 1%01203.23301208.281208.281206.70 1207.85 橋位處3301204.85731208.551208.601208.21 1208.92 6351206.05461210.041209.501209.71 1209.71 8351206.45491210.901210.401210.17 1210.17 11341207.25831211.681211.541210.70 1210.70 13

43、841208.47781212.231212.101211.60 1211.60 15941209.18071212.901213.201212.25 1212.25 18991209.737521213.801214.001213.42 1213.42 有上表可知：大橋建設(shè)后20年一遇洪水條件下，橋前壅水高度0.22mm，相應(yīng)洪水位1206.69m，壅水影響范圍350m；100年一遇洪水條件下，橋前壅水高度1.15m，相應(yīng)洪水位1207.85m，壅水影響范圍630m。4.3河勢影響分析該段河道的河勢主要受下游沙會(huì)滾水壩和已建的兩岸堤防控制，相對(duì)比較穩(wěn)定。大橋橫穿已建兩岸堤防，僅有6個(gè)橋墩位于

44、主槽中，且每個(gè)橋墩均為圓柱型（橋墩直徑0.9m），因此，大橋建設(shè)對(duì)該段河道河勢的變化影響甚微，但由于橋墩壓縮水流，會(huì)導(dǎo)致橋位處流速變大，造成橋位下游局部沖刷加劇。5防洪綜合評(píng)價(jià)5.1大橋建設(shè)與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系與影響分析該段河道沒有規(guī)劃水利設(shè)施，因此，不存在大橋建設(shè)對(duì)水利規(guī)劃設(shè)施的影響問題。5.2大橋建設(shè)與防洪標(biāo)準(zhǔn)和水利管理要求的適應(yīng)性分析大橋的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，滿足公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范要求。大橋右岸引橋路基的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，與靜樂縣城的防洪標(biāo)準(zhǔn)一致，在發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，可以破路行洪，滿足該段河道水利管理要求。5.3大橋建設(shè)與行洪安全的影響分析大橋建成后，洪水受橋墩壅水作用將使20年一遇洪水水位抬高0.10m，影響范圍為80m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于堤防的設(shè)計(jì)超高值0.70m，因此，大橋的建設(shè)對(duì)20年一遇洪水影響甚微。大橋建成后，洪水受大橋橋墩和左右岸引橋路基的影響，使100年一遇洪水水位抬高1.15m，影響范圍為630m；因此，大橋建設(shè)對(duì)100年一遇洪水影響較大。5.4大橋建設(shè)對(duì)河勢穩(wěn)定的影響分析大橋橫穿已建兩岸堤防，對(duì)原