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PAGEPAGE441概況1.1項(xiàng)目背景隨著人們生活水平的提高,城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越注重居住生活環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)。郴州市城區(qū)沿河人口密集、空氣清新,是人們晨練、休閑、旅游的好地帶。但由于郴江城區(qū)河段在枯水季節(jié)河道干涸,影響河道凈化和城市美觀,為改變這種現(xiàn)狀,營(yíng)造人水和諧的環(huán)境,提升城市的品味,決定修建郴江城區(qū)河段王仙湖水景觀工程,使東邊江壩上游城區(qū)在枯水時(shí)期能保持一定的水面,給郴州市城區(qū)注入一些新的活力。工程位于郴州市郴州大道王仙橋下游約50m,是以改善水生態(tài)環(huán)境和城市景觀為主要功能的鋼筋混凝土翻板水閘。目前,項(xiàng)目已經(jīng)由郴州市水電勘察設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)完成。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》第四章三十八條和《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》第二章十一條規(guī)定:“在河道管理范圍內(nèi)建設(shè)橋梁、碼頭和其它攔河、跨河、臨河建筑物、構(gòu)筑物,鋪設(shè)跨河管道、電纜,應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)和其它有關(guān)的技術(shù)要求,工程建設(shè)方案應(yīng)當(dāng)依照防洪法的有關(guān)規(guī)定報(bào)經(jīng)有關(guān)水行政主管部門審查同意?!?、“修建開(kāi)發(fā)水利、防治水害、整治河道的各類工程和跨河、穿河、穿堤、臨河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線等建筑物及設(shè)施,建設(shè)單位必須按照河道管理權(quán)限,將工程建設(shè)方案報(bào)送河道主管機(jī)關(guān)審查同意后,方可按照基本建設(shè)程序履行審批手續(xù)?!?。為此,郴州市城市建設(shè)投資經(jīng)營(yíng)有限責(zé)任公司委托我局依據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則》(試行)對(duì)王仙湖水景觀工程的建設(shè)將造成的行洪影響、阻水壅水影響等進(jìn)行計(jì)算分析評(píng)價(jià),為河道管理單位和水利行政主管部門提供科學(xué)可靠的審批依據(jù)。1.2評(píng)價(jià)依據(jù)1.2.1法律法規(guī)和政策依據(jù)(1)《中華人民共和國(guó)水法》;2002年10月1日(2)《中華人民共和國(guó)防洪法》;1998年8月1日(3)中華人民共和國(guó)《河道管理?xiàng)l例》;1988年6月10日(4)水利部、國(guó)家計(jì)委水政[1992]7號(hào)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》;(5)湖南省實(shí)施《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》辦法;1995年4月6日1.2.2防洪評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)(1)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》—GB50201-94;(2)《水利工程水利計(jì)算規(guī)范》—SL104-95;(3)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》—SL44-93;(4)水利部辦公廳《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目防洪評(píng)價(jià)報(bào)告編制導(dǎo)則》(試行)(水利部[2004]109號(hào));1.2.3技術(shù)資料(1)《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》湖南省水電設(shè)計(jì)院2001年(2)《郴江河王仙湖水景觀工程設(shè)計(jì)報(bào)告》郴州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2011年(3)《郴州市城市總體規(guī)劃(2008——2020)》郴州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院2008年(4)《郴州市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》郴州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院2008年(5)《湘南風(fēng)情園控制性詳細(xì)規(guī)劃(第二版)》郴州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院2007年(6)《郴州市三湖一公園壅水閘壩工程防洪影響評(píng)價(jià)報(bào)告》郴州水文水資源勘測(cè)局2009年(7)《三湖一公園控制性規(guī)劃》郴州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院2009年(8)《測(cè)量成果》北湖區(qū)國(guó)土局測(cè)量大隊(duì)2009年1.3技術(shù)線路及工作內(nèi)容本報(bào)告根據(jù)郴州水文站實(shí)測(cè)流量資料推求設(shè)計(jì)洪水,并作合理性分析后確定設(shè)計(jì)洪水。在此基礎(chǔ)上,分析建設(shè)項(xiàng)目建成后對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定的影響。結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的基本情況、所在河段的防洪任務(wù)與防洪要求以及河道演變分析成果,對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的防洪影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),對(duì)存在的主要問(wèn)題提出有關(guān)防治、補(bǔ)救措施以及建議等。工作的主要內(nèi)容包括以下部分:1、概述:介紹項(xiàng)目的背景、評(píng)價(jià)的依據(jù)及工作內(nèi)容;2、基本情況:主要介紹項(xiàng)目的基本情況、河道基本情況等;3、河道演變:分析河道近期演變以及將來(lái)的河道演變趨勢(shì);4、防洪評(píng)價(jià)計(jì)算:包括水文分析計(jì)算、壅水分析計(jì)算以及河勢(shì)影響分析;5、防洪綜合評(píng)價(jià):主要評(píng)價(jià)擬建水閘對(duì)行洪安全的影響、對(duì)河勢(shì)的影響、對(duì)現(xiàn)有水利工程設(shè)施的影響及對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響;6、防治補(bǔ)救措施:主要為對(duì)有影響河段采取補(bǔ)救措施;7、結(jié)論和建議:就擬建水閘對(duì)防洪各方面的影響做出結(jié)論性意見(jiàn),并提出主要建議。技術(shù)路線圖如圖1.3-1所示。圖1.3-1項(xiàng)目技術(shù)路線圖1.4河段樁號(hào)編制長(zhǎng)期以來(lái),郴江的防洪規(guī)劃范圍為東邊江-梁家灣,長(zhǎng)14.2km,樁號(hào)自東邊江以0+000向下游遞增為14+200,其間許多設(shè)計(jì)都沿用該樁號(hào)。隨著城市建設(shè)的發(fā)展,《郴州市城市總體規(guī)劃(2008—2020)》已將槐樹(shù)下河段納入城市建設(shè)區(qū)。該河段南起新江洞,北至東邊江,長(zhǎng)6450m。為保持資料的一致性,本報(bào)告樁號(hào)編制:槐樹(shù)下河段自新江洞起至東邊江樁號(hào)為H0+000—H6+450;東邊江以下仍沿用原樁號(hào)。1.5高程系統(tǒng)除特別說(shuō)明外,本報(bào)告所有高程基面均采用85國(guó)家高程基準(zhǔn)。
2基本情況2.1建設(shè)項(xiàng)目概況2.1.1王仙湖水景觀工程位置和建設(shè)目的三湖一公園濱水風(fēng)光帶位于東西城區(qū)交接處、郴州中心城區(qū)東部湘南風(fēng)情園區(qū)域,包括蘇仙湖、愛(ài)蓮湖、王仙湖和郴江部分水域。目前已有愛(ài)蓮湖景區(qū)、石榴灣郊野公園。王仙湖水景觀工程是為了提高水位,實(shí)現(xiàn)三湖一公園的濱水風(fēng)光帶而建設(shè)的壅水閘。王仙湖水閘樁號(hào)為0+000。通過(guò)“三湖一公園”的建設(shè),不僅能豐富市民的休閑生活,挖掘旅游經(jīng)濟(jì)的最大價(jià)值,還將充分展現(xiàn)出濱水地段在該區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等綜合效益,帶動(dòng)區(qū)域人文、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的提升,為郴州市創(chuàng)建全國(guó)文明城市、國(guó)家衛(wèi)生城市、國(guó)家園林城市做出貢獻(xiàn)。2.1.2王仙湖水景觀工程建設(shè)規(guī)模及標(biāo)準(zhǔn)王仙湖水景觀工程位于城市中心地帶,由于兩岸防洪堤為Ⅲ等工程,考慮與堤防同等級(jí)別,確定為中型工程。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)規(guī)定,本工程屬Ⅲ等工程,主要建筑物為3級(jí),次要建筑物為4級(jí);閘壩擋水高度均低于15m,上下游水位差小于10m,其洪水標(biāo)準(zhǔn)按平源、濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。據(jù)國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)和《郴州市防洪規(guī)劃》,王仙湖水閘設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為50年,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為100年;消能防沖工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為50年。2.1.3閘壩設(shè)計(jì)方案王仙湖水閘呈東西方向橫跨郴江河,與河床正交。王仙湖水閘:詳見(jiàn)附圖閘寬(總凈寬):80.0m(8.0m*10扇)閘高:4.0m閘型:鋼筋混凝土翻板閘門通航標(biāo)準(zhǔn):不考慮通航要求地震烈度:6度防洪標(biāo)準(zhǔn):50年一遇正常水位:166.00m(閘頂高程)2.1.4施工方案王仙湖水景觀工程在郴州市內(nèi),位于郴州大道(原郴桂大道)大橋下游50m,兩岸均有簡(jiǎn)易公路與郴州大道連接,交通較為方便。工程位于城區(qū),交通、水、電等都十分方便,工程所需塊石、碎石料從石蓋塘采石場(chǎng)購(gòu)買;河沙從橋口砂場(chǎng)購(gòu)買;水泥在良田水泥廠購(gòu)買、鋼筋、木材等在郴州市城內(nèi)購(gòu)買。施工用房可臨時(shí)租借當(dāng)?shù)胤课莼蛟诠さ匦藿ㄅR時(shí)房屋。施工中的各種機(jī)械設(shè)備維修及各種服務(wù)設(shè)施均可從城內(nèi)就近解決。工程施工安排在枯水期進(jìn)行,總工期為6個(gè)月,從第1年10月開(kāi)始施工準(zhǔn)備,至第2年4月完工,相應(yīng)枯水期設(shè)計(jì)流量為122m3/s(P=33.3%)。工程土建及設(shè)備安裝工程量較小,工期較短,施工分三期進(jìn)行,采用分期導(dǎo)流:第一期施工右岸土建(右岸44m河床段及啟閉機(jī)房),采用分期導(dǎo)流,洪水標(biāo)準(zhǔn)按3年一遇10~4月的枯期洪水,洪水流量為122m3/s;第二期施工左岸土建(左岸40m河床段),洪水標(biāo)準(zhǔn)同一期;第三期為閘門安裝,由于工程量小,且圍堰被淹后損失小,影響工期短,導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用1月的平均流量5.7m2.2河道基本情況2.2.1流域概況郴江為耒水一級(jí)支流,湘江二級(jí)支流,發(fā)源于郴州市江口鄉(xiāng)功德嶺,流經(jīng)江口、郴州、許家洞,在蘇仙區(qū)橋口鎮(zhèn)匯入耒水,郴江流域面積772km2,干流長(zhǎng)75.7km,干流坡降3.9‰,沿途除燕泉河、同心河外還有秧溪河等較大支流匯入。郴江源頭為高山區(qū),山高坡陡、植被較好;中游江口鄉(xiāng)至郴州市區(qū),人類活動(dòng)頻繁,植被毀壞嚴(yán)重,水土流失大,河流坡降趨緩;下游郴州市區(qū)至耒水匯合口,河面開(kāi)闊、曲折、水質(zhì)變差,遇一般洪水易造成兩岸農(nóng)田被淹。郴州水文站控制流域面積354km2,郴江干流上游目前尚無(wú)建成的大、中型水庫(kù)。但其上游規(guī)劃的江源水庫(kù)目前正在實(shí)施。該水庫(kù)以防洪為主,控制集雨面積49.3km2,水庫(kù)總庫(kù)容1037萬(wàn)m3,正常、設(shè)計(jì)洪水位為343.00m,校核洪水位343.10m,防洪限制水位328.20m,防洪庫(kù)容522萬(wàn)m3,是一座以防洪為主的中型水庫(kù)。支流燕泉河、同心河位于郴江干流左岸,分別于裕后街和化肥廠匯入郴江。燕泉河流域面積28.2km2;同心河流域面積176km2,上游已建四清、仙嶺兩座中型水庫(kù)和趙家一座?、裥退畮?kù)。2.2.2氣候特征郴州市區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),主要受季風(fēng)影響,日照充足,四季分明。春季氣溫低,陰雨連綿;夏季高溫濕熱,暴雨集中,洪旱交錯(cuò);秋季干旱少雨,臺(tái)風(fēng)入侵較頻繁,時(shí)有山洪暴發(fā);冬季少嚴(yán)寒,雨量稀少。郴州市多年平均降水量為1471.7mm,其中3~6月降水量占全年的51.7%;多年平均蒸發(fā)量為1537.0mm,多年平均相對(duì)濕度為79.8%;多年平均氣溫17.8℃,極端最高氣溫40.3℃,最低氣溫為-6.8℃;歷年平均風(fēng)速為1.4m/s,夏季多為南風(fēng)和東南風(fēng),極端最大風(fēng)速為18m/s,汛期(4~9月)平均最大風(fēng)速為11.3m/s。郴江洪水由暴雨形成,洪水的季節(jié)特點(diǎn)與流域暴雨相對(duì)應(yīng),在5~8月份發(fā)生暴雨洪水的幾率約占全年的80%以上;9~10月份因臺(tái)風(fēng)侵襲也常有暴雨洪水發(fā)生。流域上游為山區(qū),河道坡降大,洪水陡漲陡落,一次洪水過(guò)程一般為1~2天。2.2.3河段概況及河道現(xiàn)有防洪(排澇)標(biāo)準(zhǔn)石榴灣河段地處城市新老接合區(qū),東邊江以下已得到整治,地面高程已高于堤頂高程,不存在排澇問(wèn)題。東邊江以上尚處于不設(shè)防狀態(tài),河寬一般為40~100m,兩岸地勢(shì)低洼寬廣,大都為水田,地面高程一般在172~177m之間,河床高程在169~173m之間。河道目前抗御洪水標(biāo)準(zhǔn)不到10年一遇。根據(jù)城市總體規(guī)劃(2008~2020)及湘南風(fēng)情園規(guī)劃,王仙湖水景觀工程區(qū)域現(xiàn)正在開(kāi)發(fā)中。2006年“7.15”洪災(zāi),兩岸大部分耕地被淹,淹沒(méi)深達(dá)1~2m。根據(jù)規(guī)劃,本區(qū)域地面將普遍抬高2~3m,并修建堤防,使其防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇,同時(shí)消除澇災(zāi)。2.2.4工程地質(zhì)2.2.4.1地形地貌石榴灣河段所處區(qū)域位于湘江流域耒水河的一級(jí)支流—郴江中游河畔。本河段所處區(qū)域所處地貌為石炭系、二迭系地層遭構(gòu)造侵蝕形成的溶蝕低山丘陵和侵蝕堆積地形。河道位于郴江干流Ⅰ、Ⅱ沖洪積堆積階地上,地勢(shì)較平坦,地面高程一般140~170m,相對(duì)高差10~20m,地形坡度5°~15°,地勢(shì)特征表現(xiàn)為東、西、南高,中部低,呈向北開(kāi)口的箕形洼地。2.2.4.2地層巖性河段大都為第四系覆蓋,地層分布有:①下石炭統(tǒng)大塘組(C1d)深灰、灰色中厚至厚層狀白云巖、灰?guī)r,夾薄層狀砂質(zhì)頁(yè)巖;中、上統(tǒng)壺天群(C2+3)灰色巨厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、厚層狀灰?guī)r。②下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)深灰色白云質(zhì)灰?guī)r;當(dāng)沖組(P1d)灰色薄層狀硅質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r透鏡體;上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2L)灰色薄層狀頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r透鏡體。③第四系:殘坡積層(Qedl)灰黃色含碎石粘土;沖積堆積層(Qal):上部灰黃色粘土、含礫粘土、淤泥質(zhì)粘土(含有機(jī)質(zhì)土)、粉質(zhì)粘土、粉土等,下部砂卵礫石層;人工堆積(Qs),分雜填土和素填土,前者主要為生活建筑垃圾,后者為堤防填筑土,成分主要為含碎石粘土。2.2.4.3地質(zhì)構(gòu)造與地震本區(qū)所處大地構(gòu)造部位屬南嶺緯向構(gòu)造帶北緣華南褶皺系。城區(qū)位于資興~瑤崗仙近南北向展布的凹陷帶中段。五里堆、蘇仙嶺、東坡和香山坪4條北東走向的隱伏斷裂斜切城區(qū),離本工程較遠(yuǎn),對(duì)工程無(wú)影響。工程區(qū)未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造活動(dòng)痕跡,近期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要以緩慢地上升運(yùn)動(dòng)為主。根據(jù)(GB18306-2001)版1:400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》,工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s,相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為VI度,屬相對(duì)穩(wěn)定地塊。2.2.4.4水文地質(zhì)條件地下水類型主要有松散堆積層中的孔隙潛水、基巖裂隙水和巖溶裂隙水。①松散堆積地層中的孔隙潛水,主要貯存于郴江干流及燕泉河、同心河支流兩岸具二元結(jié)構(gòu)的Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地中,含水介質(zhì)主要為粉土、粉細(xì)砂、砂卵礫石層,含水層厚度3~10m。主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水、地表水的下滲以及基巖裂隙水、下伏巖溶水滲流補(bǔ)給,徑流條件較好,多以下降泉的形式排泄于郴江及同心河、燕泉河中。②基巖裂隙水,主要賦存于砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、粉砂巖的構(gòu)造風(fēng)化裂隙中。含水層厚度隨巖石風(fēng)化帶的發(fā)育深度而變化,一般厚度為5.0~10.0m。主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和孔隙潛水的下滲補(bǔ)給,以下降泉的形式排泄于地形低洼處,井泉流量一般為0.01~0.1L/s,水量貧乏。③巖溶裂隙水:分布于石炭系和二迭系灰?guī)r溶蝕裂隙中,富水性不均勻,以石炭系中上統(tǒng)壺天群灰?guī)r和二迭系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r中富水性相對(duì)較好,特別是在有區(qū)域性斷裂構(gòu)造通過(guò)上述地層的地段,由于巖溶相對(duì)發(fā)育,溶溝、溶槽相互貫通,使巖石透水性、富水性增強(qiáng)。主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水和基巖裂隙水和地表水的滲流補(bǔ)給。工程區(qū)地下水水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca和HCO3-Ca.Mg型水,礦化度0.05~0.5g/l,PH=6.0~7.5,對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性,對(duì)鋼筋具弱腐蝕性。2.3現(xiàn)有水利工程及其設(shè)施情況王仙湖水景觀工程位于東邊江壩位置。東邊江壩為漿砌石滾水低壩,壩高3.6m,壩頂軸線長(zhǎng)85m,壩頂高程163.10m。工程上游為槐樹(shù)下河段,該河段現(xiàn)已建有郴州大道大橋、王仙橋和橫洞橋以及王仙壩等建筑物。郴州大道大橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋砼空心板橋,跨度為135m。工程下游為石榴灣河段,該河段現(xiàn)已建有愛(ài)蓮湖2#溢流壩,曹家坪和愛(ài)蓮湖1#兩座水閘,香雪大道、清風(fēng)、風(fēng)雨、郴江路(原郴州大道)、石榴灣等5座跨河橋梁。愛(ài)蓮湖2#壩為砼滾水低壩,壩高2.0m,壩頂軸線長(zhǎng)45m,壩頂高程157.90m。曹家坪水閘為水力自控翻板閘,閘寬69m,閘高3.5m,閘頂高程155.50m。愛(ài)蓮湖1#水閘為水力自控翻板閘,閘寬45m,閘高2.0m,閘頂高程159.70m。香雪大道、風(fēng)雨、郴江路、石榴灣橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋砼空心板橋,跨度分別為75m、57m、86m、120m,清風(fēng)橋?yàn)槭皹?,跨度?7m。郴江干流上游目前尚無(wú)建成的大、中型水庫(kù)。2.4水利規(guī)劃及實(shí)施安排石榴灣河段及其下游河段規(guī)劃的堤防和跨河橋梁等建筑物已基本完成。其上游槐樹(shù)下河段自新江洞~東邊江壩,樁號(hào)為H0+000~H6+450,規(guī)劃堤型為復(fù)式斷面,由防洪墻和土堤組成,控制河底寬45~110m,坡降1:1000—1:500;規(guī)劃郴江路(原郴州大道)南延段橋梁4座,即王仙一橋~王仙四橋,并拆除王仙橋和橫洞橋以及王仙壩等建筑物。根據(jù)物流園開(kāi)發(fā)進(jìn)度安排,本區(qū)域堤防和道路橋梁工程,也即將動(dòng)工興建。郴江上游規(guī)劃的江源水庫(kù)目前正在實(shí)施。該水庫(kù)以防洪為主,控制集雨面積49.3km2,水庫(kù)總庫(kù)容1037萬(wàn)m3,正常、設(shè)計(jì)洪水位為343.00m,校核洪水位343.10m,防洪限制水位328.20m,防洪庫(kù)容522萬(wàn)m3,是一座以防洪為主的中型水庫(kù)。規(guī)劃在北湖區(qū)坳上鎮(zhèn)水頭村新建南湖,水域面積1.83km2,總庫(kù)容642萬(wàn)m3。根據(jù)《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》和中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94),郴州市近期防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,遠(yuǎn)期通過(guò)修建上游江源水庫(kù)和采取其它一些非工程措施使其防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100年一遇。石榴灣河段位于郴州市城區(qū),因此,所有涉河建筑物必須滿足50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),否則必須采取補(bǔ)救措施。3河道演變3.1河道歷史演變概況河道演變系指河流在自然條件下,受兩岸的土質(zhì)植被影響,或在受人工建筑物的影響時(shí)所發(fā)生的變化,是水流與河床相互作用的結(jié)果。河道演變,就其演變形式而言,分為兩類,一類為縱向演變,表現(xiàn)為河床縱向淤積或下切;另一類為橫向演變,表現(xiàn)為河床水平左右擺動(dòng);這兩種演變是十分錯(cuò)綜復(fù)雜的交織在一起,有時(shí)同時(shí)發(fā)生,有時(shí)單獨(dú)發(fā)生,有時(shí)左岸沖刷、右岸淤積;或者相反。石榴灣河段呈“W”型彎曲,整治前河床寬闊平緩,淤積嚴(yán)重,局部河段較窄,僅30余m,地面標(biāo)高在155~171m間。周邊多為侵蝕構(gòu)造的中山區(qū),河流由ES流向WN,受東坡嶺控制后轉(zhuǎn)向EN,之后受竹山和邱家山制約后回彎向WN。根據(jù)調(diào)查,本河段整治前歷年來(lái)受山體控制,流向無(wú)大的變化。3.2河道近期演變分析由于石榴灣河段地勢(shì)低洼,兩岸寬闊平緩,每臨汛期,河水漫灘嚴(yán)重,兩岸遭災(zāi)頻繁;河道第一彎離京廣線僅20余m,洪水可能危及交通大動(dòng)脈的安全;河道地處郴州市新老城區(qū)結(jié)合部,河彎不利于新城的發(fā)展。因此,省水電設(shè)計(jì)院在編制《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》時(shí)將本河段作了截彎取直規(guī)劃。目前,本項(xiàng)目已得到實(shí)施。河道由原來(lái)長(zhǎng)3200m縮短至1720m,河彎由原來(lái)的大“S”彎改為較順直的小“S”彎,堤防為復(fù)式斷面,兩岸低洼盆地也已填筑至堤頂高程。3.3河道演變趨勢(shì)分析由于石榴灣河段截彎取直后,落差達(dá)6m,河流坡陡流急,勢(shì)必對(duì)河床及河岸造成沖刷,為減少洪水對(duì)河床的沖刷,設(shè)計(jì)在0+500、1+050兩處各設(shè)一座消能壩?,F(xiàn)1+050處消能壩也已建成。由于1+050處已建消能壩,因此,該河段流速會(huì)減小,河床會(huì)產(chǎn)生縱向淤積。其上游0+800~0+000河段多為巖石河床,因此,本河段下切的可能性小。其它河段的堤線布置基本沿老河岸布線,保證了足夠的河寬和平緩坡降,并進(jìn)行了護(hù)岸。因此,堤防工程的建設(shè)不會(huì)導(dǎo)致河道縱橫向發(fā)生大的改變,但虎形坳壩的拆除,會(huì)使水位降低,流速有所增加;本區(qū)閘壩的興建,將使河道水位有所壅高,橋位處流速有所增大,但由于其增量小,河道流向基本不會(huì)改變,從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,未來(lái)河道的演變,堤防和閘壩建設(shè)的本身不會(huì)導(dǎo)致河道發(fā)生大的突變。王仙湖水景觀工程建于石榴灣河段0+000m處,為水利自控翻板水閘,枯水期使河道保持一定的水深,有利于河道凈化和水生物生長(zhǎng);洪水期其閘全部翻到,對(duì)行洪影響不大,更不會(huì)改變河道流向。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,未來(lái)河道的演變,工程的建設(shè),本身不會(huì)導(dǎo)致河道發(fā)生大的突變。因此,隨著郴江防洪工程措施的實(shí)施,河道逐步渠化和硬化,河勢(shì)趨于穩(wěn)定,河道不會(huì)發(fā)生大的變化。
4防洪評(píng)價(jià)計(jì)算4.1水文分析計(jì)算4.1.1防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》和中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94),郴州市近期防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,遠(yuǎn)期通過(guò)修建上游江源水庫(kù)和采取其它一些非工程措施使其防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100年一遇。石榴灣河段位于郴州市城區(qū),因此,所有涉河建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。4.1.2郴江是耒水一級(jí)支流,湘江二級(jí)支流,發(fā)源于郴州市江口鄉(xiāng)功德嶺,流經(jīng)江口、郴州、許家洞,在蘇仙區(qū)橋口鎮(zhèn)匯入耒水,郴江流域面積772km2,干流長(zhǎng)75.7km,干流坡降3.9‰,沿途有燕泉河、同心河、秧溪河等較大支流匯入。郴江源頭為高山區(qū),山高坡陡、植被較好;中游江口鄉(xiāng)至郴州市區(qū),人類活動(dòng)頻繁,植被毀壞嚴(yán)重,水土流失增大,河流坡降趨緩;下游郴州市區(qū)至耒水匯合口,河面開(kāi)闊、曲折、水質(zhì)變差,遇一般洪水易造成兩岸農(nóng)田被淹。郴州市區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),主要受季風(fēng)影響,日照充足,四季分明。春季氣溫低,陰雨連綿;夏季高溫濕熱,暴雨集中,洪旱交錯(cuò);秋季干旱少雨,臺(tái)風(fēng)入侵較頻繁,時(shí)有山洪暴發(fā);冬季少嚴(yán)寒,雨量稀少。郴州市多年平均降水量為1471.7mm,其中3~6月降水量占全年的51.7%;多年平均蒸發(fā)量為1537.0mm,多年平均相對(duì)濕度為79.8%;多年平均氣溫17.8℃,極端最高氣溫40.3℃,最低氣溫為-6.8℃;歷年平均風(fēng)速為1.4m/s,夏季多為南風(fēng)和東南風(fēng),極端最大風(fēng)速為18m/s,汛期(4~9月)平均最大風(fēng)速為11.3m/s。郴江洪水由暴雨形成,洪水的季節(jié)特點(diǎn)與流域暴雨相對(duì)應(yīng),在5~8月份發(fā)生暴雨洪水的幾率約占全年的80%以上;9~10月份因臺(tái)風(fēng)侵襲也常有暴雨洪水發(fā)生。流域上游為山區(qū),河道坡降大,洪水陡漲陡落,一次洪水過(guò)程一般為1~2天。郴州市近百年來(lái)曾發(fā)生數(shù)次特大洪水,其中以1999年8月13日洪水為最大,郴州市日降雨量達(dá)到295.3mm。流域內(nèi)設(shè)有郴州水文站。該站于1959年設(shè)立,控制流域面積為354km2,河段順直,上游25m建有蘇園橋,下游有白鹿橋,本次收集了該站自1959~2010年實(shí)測(cè)年最大流量資料。4.1.3郴州水文站自1959年建站以來(lái),先后實(shí)測(cè)到1964、1972、1985、1999、2002及2006年大洪水,同時(shí)調(diào)查到歷史上洪水有1902年、1942年。其中以1999年8月13日洪水最大,2006年7月15日次之,相應(yīng)流量分別為1200m3/s、924m3/s。據(jù)郴州市水利志記載,1656年、1751年、1776年均為大水年,記載災(zāi)情較詳細(xì),從記載資料分析,以1776年洪水災(zāi)情最為嚴(yán)重。據(jù)記載,1776年洪水在耒水中游,郴江與耒水交匯處橋口鄉(xiāng)黃泥灘東潮灣有石刻一處,刻記為“大清乾隆四十一年丙申載六月二十五漲洪水陂七丈沿河兩岸屋宇田禾生理俱已潮洗?!笨梢?jiàn)1776年洪水為耒水中游最大洪水。而1999年8月13日是郴州近百年來(lái)調(diào)查實(shí)測(cè)最大洪水,2006年7月15日洪水次之,兩次洪水給郴州造成巨大損失,經(jīng)綜合分析1999年洪水較1656年、1751年洪水為大,但與1776年洪水相比,大小較難確定。但從郴江與耒水干流匯合處附近洪水分析,1999年洪水小于1776年洪水,這主要是1999年洪水耒水干流較小,郴江中上游洪水較大??紤]1999年洪水為郴江中上游稀遇洪水,而郴江現(xiàn)河道行洪不暢,同一流量水位抬高較為明顯。經(jīng)分析認(rèn)為,1999年洪水定為從1656年以來(lái)到2010年為止第二大洪水(小于1776年洪水),其重現(xiàn)期相當(dāng)于177年一遇。4.1.4郴州水文站1959年設(shè)立,有1959~2010年共52年實(shí)測(cè)年最大流量資料(如表4.1-1),加入調(diào)查洪水1902年、1942年成果計(jì)算。將1999年洪水定為從1656年以來(lái)第二大洪水。1902年、1942年洪水因1656~1902年間洪水大小較難確定,本次將1902、1942年洪水定為從1902年以來(lái)到2010年為止(N=109)小于1999年洪水列第四位與第七位,2002年列第三位。將各歷史洪水與實(shí)測(cè)系列最大流量進(jìn)行頻率分析,采用P-Ⅲ曲線適線推得郴州水文站設(shè)計(jì)流量,參數(shù)及成果如圖4.1-1和表4.1-1。2001年省水電設(shè)計(jì)研究院在編制《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱《可研》)時(shí),對(duì)郴江河洪水進(jìn)行了計(jì)算,其設(shè)計(jì)洪水成果如表4.1-1。2011年湖南省郴州市水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院在編制《郴江河王仙湖水景觀工程設(shè)計(jì)報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱《設(shè)計(jì)報(bào)告》)時(shí),對(duì)郴江河洪水進(jìn)行了計(jì)算,其設(shè)計(jì)洪水成果如表4.1-1。郴州站設(shè)計(jì)洪水成果表表4.1-1成果設(shè)計(jì)流量(m3/s)備注P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%可研成果970825參考值設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)算成果11881026864725采用值本次計(jì)算成果11831020859748參考值由表4.1-1知,本次計(jì)算成果比原省《可研》成果稍大些,相差在4.1%~5.1%之間。原省《可研》采用郴州水文站1959~1999年共41年實(shí)測(cè)年最大流量資料,并加入調(diào)查洪水1902年、1942年成果計(jì)算,而本次計(jì)算設(shè)計(jì)洪水的方法和特大值處理基本與原省《可研》一致,但加入了郴州水文站2000~2010年實(shí)測(cè)年最大流量資料,共54年。由于后11年實(shí)測(cè)年最大流量明顯增大,成果稍微增大是合理的?!对O(shè)計(jì)報(bào)告》計(jì)算成果與本次計(jì)算結(jié)果非常接近。為保持資料的一致性,本次設(shè)計(jì)洪水采用《設(shè)計(jì)報(bào)告》的計(jì)算成果。4.1.5壩址王仙湖水景觀工程距郴州水文站上游約6.0km,曹家坪閘下游1.5km處有支流燕泉河匯入,集雨面積28.2km2,干流區(qū)間集雨面積小,評(píng)估中不予考慮,壩址處集雨面積為307km2,占郴州水文站面積86.7%。設(shè)計(jì)流量根據(jù)郴州水文站成果按面積比的0.67次方推求,其成果如表4.1-2。各壩址處設(shè)計(jì)流量成果表表4.1-2位置控制面積設(shè)計(jì)流量P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%郴州站35411881026864725王仙湖水閘30710809337856594.1.6壩址王仙湖水景觀工程設(shè)計(jì)要求在一個(gè)枯水期完建,枯水期選在當(dāng)年10月-次年4月,采用編制袋裝土圍堰,圍堰洪水按3年一遇考慮。根據(jù)郴州水文站1959-2010年實(shí)測(cè)流量資料。經(jīng)施工期最大流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行頻率分析,參數(shù)如圖4.1-2,推求得郴州站P=33.3%,枯水期10月-次年4月洪水流量為134m3/s。根據(jù)郴州水文站成果按面積比的0.67次方推求得王仙湖閘址處施工期設(shè)計(jì)洪水為122m3/s。設(shè)計(jì)洪水頻率曲線圖4.1-1枯期洪水頻率曲線圖4.1-24.1.東邊江壩至曹家坪鐵路橋河段規(guī)劃的堤防和跨河建筑物已基本建成并投入運(yùn)行。根據(jù)規(guī)劃需要在東江邊壩壩上建王仙湖水閘,必然造成現(xiàn)狀設(shè)計(jì)洪水位與原設(shè)計(jì)有所出入。因此,東邊江壩以上原設(shè)計(jì)水面線不能作為本評(píng)價(jià)的建閘后水面線,有必要按現(xiàn)狀河道采用伯努利能量方程重新推求。4.1.7.1根據(jù)水面線計(jì)算要求,評(píng)價(jià)河段采用郴州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院提供的17個(gè)斷面進(jìn)行水面線的推求,一般間距100m左右,典型斷面如圖4.1-3。郴江整治后河道糙率采用郴州水文站實(shí)測(cè)中高水河道主槽平均糙率值0.032較合理,本評(píng)價(jià)報(bào)告采用該成果。4.1.7.2起始水位的確定東邊江壩至曹家坪鐵路橋河段設(shè)有東邊江壩、愛(ài)蓮湖1#閘、愛(ài)蓮湖2#壩和曹家坪閘四座溢流閘壩,因此其水面線受大致可分為四段,第一段為曹家坪閘—愛(ài)蓮湖2#壩;第二段為愛(ài)蓮湖2#壩—愛(ài)蓮湖1#閘;第三段為愛(ài)蓮湖1#閘—東邊江壩;第四段為東邊江壩以上河段;下游曹家坪河段沒(méi)有新建阻卡水和跨河建筑物,其河道整治基本符合設(shè)計(jì)要求。目前愛(ài)蓮湖1#閘、愛(ài)蓮湖2#壩和曹家坪閘已經(jīng)建成并投入使用,由于2009年我局《郴州市三湖一公園壅水閘壩工程防洪影響評(píng)價(jià)報(bào)告》已經(jīng)得到郴州市水利局批復(fù),愛(ài)蓮湖1#閘以下原設(shè)計(jì)水面線可以采用,可取愛(ài)蓮湖1#閘閘上50年一遇設(shè)計(jì)洪水位向上游推求東邊江壩壩下50年一遇設(shè)計(jì)洪水位,通過(guò)堰流公式(式4.1-1)計(jì)算出東邊江壩壩上50年一遇設(shè)計(jì)洪水位作為評(píng)價(jià)河段水面線推求的起始水位。根據(jù)《郴州市三湖一公園壅水閘壩工程防洪影響評(píng)價(jià)報(bào)告》,愛(ài)蓮湖1#閘上50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為163.20m,通過(guò)伯努利能量方程推得東邊江壩壩下50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為164.39m。評(píng)價(jià)河段原水面線可根據(jù)東邊江壩壅高確定,其壅高可由堰流公式(式4.1-1)求得,其計(jì)算參數(shù)如表4.1-3。經(jīng)計(jì)算,原東邊江壩50年一遇壩上設(shè)計(jì)洪水位(即建閘前50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水)為166.21m。堰流公式:(式4.1-1)式中:m——流量系數(shù)σ——淹沒(méi)系數(shù)ε——側(cè)收縮系數(shù)B——堰頂寬Q——洪峰流量H0——上游總水頭東邊江壩壅高計(jì)算表表4.1-3設(shè)計(jì)流量(m3/s)閘上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)閘上河底高程(m)閘下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)785467161.00159.50166.21164.39邊墩型閘墩型閘孔數(shù)堰頂高程(m)堰寬(m)堰總水頭H0(m)流線形無(wú)1163.10853.25下游水頭hs(m)上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰頂寬度δ(m)a/Hδ/H1.292.103.603.500.681.13下游坡比流量系數(shù)mhs/H0出流方式淹沒(méi)系數(shù)σ邊墩系數(shù)1:0.90.3570.397自由出流10.4閘墩系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)ε流速v(m/s)流速水頭аv2/2g(m)上游水頭H(m)00.9971.680.143.114.1.7.3水面線推求王仙湖水閘水面線采用伯努利能量方程(水面線法)自東邊江壩壩上向上游間距100m,遇跨河建筑物加密到10-30m的斷面進(jìn)行推求,其斷面如該河段典型斷面圖4.1-3,糙率為0.032,起始水位為166.21m。沿河橋梁的水位壅高參照郴江河已做防洪評(píng)價(jià)的類似工程防評(píng)計(jì)算成果取0.3m。由伯努利能量方程(式4.1-2)推求得水面線如表4.2-4。伯努利能量方程:(式4.1-2)式中:Z上、Z下——上、下斷面水位V上、V下——上、下斷面流速Q(mào)——河道流量α——?jiǎng)幽苄U禂?shù),取1.0——河段平均流量模數(shù),——河段平均局部水頭損失系數(shù)g——重力加速度4.2壅水分析計(jì)算4.2.1壅高計(jì)算目前,對(duì)水力自控翻板閘門壅高計(jì)算尚無(wú)規(guī)范要求,參照浙江省衢州市江河水利設(shè)備制造有限公司《江河水利》泄流能力計(jì)算可知,閘門泄流能力計(jì)算可分為門頂以上按堰流計(jì)算和門頂以下按閘孔出流計(jì)算。堰流公式見(jiàn)式4.1-1,實(shí)用堰上閘孔出流公式見(jiàn)式4.2-1。經(jīng)計(jì)算,建設(shè)后閘上水位為166.16m,其參數(shù)及成果如表4.2-1。實(shí)用堰上閘孔出流公式:(式4.2-1)式中:μ1——流量系數(shù)e——閘門開(kāi)啟度B——堰頂寬Q——洪峰流量H0——上游總水頭H——上游水位超過(guò)堰頂?shù)母叨萮s——下游水位超過(guò)堰頂?shù)母叨韧跸珊l設(shè)計(jì)洪水壅高計(jì)算表表4.2-1設(shè)計(jì)流量(m3/s)閘上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)閘上河底高程(m)閘下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)785462161.00159.50166.16164.39邊墩型閘墩型閘孔數(shù)堰頂高程(m)堰寬(m)總水頭H0(m)流線形半圓形10162.0080.04.31堰流流量(m3/s)孔流流量(m3/s)閘門與水平面傾角(°)閘門傾倒后高度d(m)上游水頭H(m)下游水頭hs(m)119.6667.9151.144.162.39流速v(m/s)流速水頭аv2/2g(m)上游堰高a(m)下游堰高a1(m)閘頂出流總水頭H0閘(m)閘頂出流水頭H閘(m)1.700.151.002.500.880.73閘頂高程(m)閘上出流方式淹沒(méi)系數(shù)σ(a+d+e)/H閘堰流流量系數(shù)m邊墩系數(shù)165.43自由出流16.0680.4130.4閘墩系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)ε閘門開(kāi)啟度e(m)e/H閘孔出流方式孔流流量系數(shù)μ10.450.992.290.55自由出流0.5944.2.2壅高后水面線及影響長(zhǎng)度推求王仙湖水閘壅高后水面線仍可采用伯努利能量方程(水面線法)自王仙湖水閘向上游間距100m,遇跨河建筑物加密到10-30m的斷面進(jìn)行推求,其河道斷面如該河段典型斷面圖4.1-3,糙率為0.032,閘上水位為166.16m,各橋壅高值按0.30m考慮,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.2-3。由于建設(shè)后,50年一遇設(shè)計(jì)洪水閘上水位166.16m低于原東邊江壩壩上水位166.21m,不考慮其影響長(zhǎng)度。王仙湖水閘設(shè)計(jì)洪水水力要素表表4.2-3地名樁號(hào)統(tǒng)一樁號(hào)實(shí)測(cè)河底線設(shè)計(jì)河底線正常水面線建閘前水面線建閘后水面線左岸堤頂右岸堤頂河底寬左岸堤頂-建閘前水面線右岸堤頂-建閘前水面線左岸堤頂-建閘后水面線右岸堤頂-建閘后水面線愛(ài)蓮湖1#閘0+4956945157.70157.70159.70163.20163.20164.77162.4745.01.57-0.731.57-0.730+4526902157.80157.80159.70163.23163.23164.92162.3144.01.69-0.921.69-0.920+3556805158.50158.50159.70163.37163.37165.40165.3646.72.031.992.031.990+2686718159.40159.40159.70163.58163.58166.79165.6154.53.212.033.212.030+1776627159.55159.55159.70163.91163.91166.25165.6860.52.341.772.341.770+0896539159.86159.86159.70164.11164.11166.02167.0867.51.912.971.912.97王仙湖閘下0+0006450159.50159.50159.70164.39164.39166.02167.0885.01.632.691.632.69王仙湖閘上H6+4406440161.00161.00166.00166.21166.16167.80167.8085.01.591.591.641.64郴資桂橋H6+4006400161.00161.10166.00166.51166.46167.90167.9080.01.391.391.441.44H6+3006300161.10161.20166.00166.54166.50167.95167.9580.01.411.411.451.45H6+2006200161.10161.30166.00166.58166.54168.00168.0080.01.421.421.461.46H6+1006100161.00161.40166.00166.62166.57168.10168.1078.01.481.481.531.53H6+0006000161.00161.50166.00166.65166.61168.15168.1576.01.501.501.541.54H5+9005900161.30161.60166.00166.68166.66168.20168.2074.01.521.521.541.54H5+8005800161.70161.70166.00166.70166.71168.25168.2572.01.551.551.541.54H5+7005700161.70161.80166.00166.76166.76168.30168.3070.01.541.541.541.54王仙一橋H5+5905600161.70161.90166.00167.07167.07168.35168.3553.01.281.281.281.284.2.3閘壩阻水情況根據(jù)業(yè)主公司提供的閘壩設(shè)計(jì)圖,王仙湖水閘位于本河段0+000處,呈東西方向橫跨郴江河,與河床正交。閘型為10*8.0*4.0m(扇*寬*高)水力自控翻板閘門,閘頂寬80m,全翻后與水平面的傾角為150,設(shè)計(jì)閘上河床高程為161.00m,閘下河床高程為159.50m,建閘前50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.21m,建閘后50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.16m。由:阻水面積=建閘前行洪面積-建閘后行洪面積阻水面積率=阻水面積/建閘前行洪面積*100%,求得50年一遇洪水位時(shí):王仙湖水閘阻水寬度、阻水面積、阻水面積率如表4.2-4。閘壩阻水情況表表4.2-4閘壩布置方式洪水標(biāo)準(zhǔn)建閘前行洪面積(m2)建閘后行洪面積(m2)阻水面積(m2)阻水面積率(%)建閘前河寬(m)建閘后河寬(m)王仙湖閘正交設(shè)計(jì)洪水282.2239.942.315.085804.2.4王仙湖水景觀工程主要施工內(nèi)容為對(duì)現(xiàn)有東邊江壩壩上外包砼和對(duì)該壩下游已淘空的壩腳進(jìn)行加固,以及基礎(chǔ)開(kāi)挖和閘門安裝等工作,工程總工期為6個(gè)月。王仙湖水閘導(dǎo)流建筑物級(jí)別為Ⅴ級(jí),導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇枯水期洪水標(biāo)準(zhǔn)??菟谶x在當(dāng)年10月至次年4月,相應(yīng)設(shè)計(jì)流量為122m3/s。工程土建及設(shè)備安裝工程量較小,工期較短,施工分三期進(jìn)行,采用分期導(dǎo)流:第一期施工右岸土建(右岸44m河床段及啟閉機(jī)房),采用分期導(dǎo)流,洪水標(biāo)準(zhǔn)按3年一遇10~4月的枯期洪水,洪水流量為122m3/s;第二期施工左岸土建(左岸40m河床段),洪水標(biāo)準(zhǔn)同第一期;第三期為閘門安裝,由于工程量小,且圍堰被淹后損失小,影響工期短,導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用1月的平均流量5.7m3/s(1986~2009年)。圍堰采用編制袋裝經(jīng)計(jì)算,一期圍堰上游水位為163.85m,上游圍堰高程可選用164.40m,基底高程為161.00m,堰高3.40m,下游水位為161.19m,下游圍堰高程可選用161.70m,基底高程為159.50m,堰高2.20m。二期圍堰上游水位為163.69m,上游圍堰高程可選用164.20m,基底高程為161.00m,堰高3.20m,下游圍堰同一期。根據(jù)《設(shè)計(jì)報(bào)告》,三期圍堰需要用沙袋圍閘門基礎(chǔ)二期砼,采用安裝一扇閘門圍一段的形式,經(jīng)計(jì)算,圍堰水位為161.20m,圍堰頂部高程可選用161.70m,基底高程161.00m,堰高0.70m。具體計(jì)算步驟如下:1、施工期建閘前水面線的確定王仙湖水閘施工圍堰選在當(dāng)年10月至次年4月,3年一遇枯水期(施工期)洪水流量為122m3/s。經(jīng)過(guò)計(jì)算,建閘前東邊江壩壩上水位為164.08m,其參數(shù)及成果如表4.2-5。施工期建閘前東邊江壩壩上壅高計(jì)算表表4.2-5設(shè)計(jì)流量(m3/s)閘上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)閘上河底高程(m)閘下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)122265161.00159.50164.08161.19邊墩型閘墩型閘孔數(shù)堰頂高程(m)堰寬(m)堰總水頭H0(m)流線形無(wú)1163.10850.99上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰頂寬度δ(m)a/Hδ/H下游坡比2.103.603.502.143.571:0.9流量系數(shù)m出流方式淹沒(méi)系數(shù)σ邊墩系數(shù)閘墩系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)ε0.33自由出流10.400.999流速v(m/s)流速水頭аv2/2g(m)上游水頭H(m)0.460.010.982、壅高計(jì)算1)枯水期洪水位壅高計(jì)算王仙湖水閘施工導(dǎo)流按三期進(jìn)行,施工圍堰縮窄后,其行洪寬度分別為:一期30m,二期36m,三期工程量小且施工期設(shè)計(jì)洪水僅為5.70m3/s,不予考慮。其縮窄后水面線可按堰流公式4.1-1計(jì)算。經(jīng)計(jì)算,王仙湖水閘一期圍堰壅高后水位為163.85m,二期圍堰壅高后水位為163.69m,其參數(shù)及成果如表4.2-6、表4.2-7。施工期一期圍堰壅高計(jì)算表表4.2-6設(shè)計(jì)流量(m3/s)閘上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)閘上河底高程(m)閘下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)12293161.00159.50163.85161.19邊墩型閘墩型閘孔數(shù)堰頂高程(m)堰寬(m)堰總水頭H0(m)流線形無(wú)1162.0030.01.94上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰頂寬度δ(m)a/Hδ/H下游坡比1.002.503.500.541.891:0.9流量系數(shù)m出流方式淹沒(méi)系數(shù)σ邊墩系數(shù)閘墩系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)ε0.342自由出流10.400.995流速v(m/s)流速水頭аv2/2g(m)上游水頭H(m)1.310.091.85施工期二期圍堰壅高計(jì)算表表4.2-7設(shè)計(jì)流量(m3/s)閘上游過(guò)水?dāng)嗝婷娣e(m2)閘上河底高程(m)閘下河底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)122103161.00159.50163.69161.19邊墩型閘墩型閘孔數(shù)堰頂高程(m)堰寬(m)堰總水頭H0(m)流線形無(wú)1162.0036.01.76上游堰高a(m)下游堰高a1(m)堰頂寬度δ(m)a/Hδ/H下游坡比1.002.503.500.592.071:0.9流量系數(shù)m出流方式淹沒(méi)系數(shù)σ邊墩系數(shù)閘墩系數(shù)側(cè)收縮系數(shù)ε0.33自由出流10.400.996流速v(m/s)流速水頭аv2/2g(m)上游水頭H(m)1.180.071.692)施工期壅高后影響長(zhǎng)度由于圍堰施工前,擬拆除原東邊江壩壩頂至162.00m,經(jīng)計(jì)算,圍堰后閘上水位比圍堰前閘上水位低,所以不考慮其施工期壅高后影響長(zhǎng)度。4.3河勢(shì)影響分析計(jì)算王仙湖水閘位于本河段0+000,呈東西方向橫跨郴江河,與河床正交。閘型為10*8.0*4.0m(扇*寬*高)水力自控翻板閘門,閘頂寬80m,全翻后與水平面的傾角為150,設(shè)計(jì)閘上河床高程為161.00m,閘下河床高程為159.50m,建閘前50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.21m,建閘后50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.16m,阻水面積為42.3m2,阻水面積率為15.0%。其流速建閘前壩上為2.78m/s,建閘后閘上為3.27m/s,流速增大17.6%。施工期河道束窄后流速在1.31m/s以下,可見(jiàn)施工期河道束窄后其流速不會(huì)給河勢(shì)造成大的影響。但建閘后設(shè)計(jì)洪水流量下流速增大,如閘下游不設(shè)護(hù)坦,其水流將會(huì)沖刷河道,對(duì)河勢(shì)造成影響。而且王仙湖水閘是在原東邊江壩的基礎(chǔ)上建設(shè)的,如不采取措施可能會(huì)加大淘刷。因此有必要復(fù)核其消能設(shè)施是否安全。閘下采用底流消能方式。1)消力池深計(jì)算公式(式4.3-1)式中:△Z—躍后落差(m)d—消力池深度(m)σ—水躍淹沒(méi)系數(shù),取1.05α—水流動(dòng)能校正系數(shù),取1.05q—過(guò)閘單寬流量(m3/s)hc、hc″—水躍躍前、躍后水深(m)b1、b2—消力池始、末端寬度,分別為84和80(m)T0—由消力池底板以上總勢(shì)能(m)hs—下游水深(m)ψ—流速系數(shù),取0.85(m)2)消力池長(zhǎng)計(jì)算公式(式4.3-2)式中:Lsj—消力池長(zhǎng)度(m)Ls—消力池斜坡上水平投影長(zhǎng)度(m)β—水躍長(zhǎng)度校正系數(shù),取0.8Lj—水躍長(zhǎng)度(m)經(jīng)計(jì)算,最不利的宣泄小洪水工況(Q=150m3/s)下需設(shè)深為0.04m、長(zhǎng)為7.8m的消力池。原東邊江壩消力池池深為0.5m,池長(zhǎng)為15.5m,滿足要求3)護(hù)坦長(zhǎng)度根據(jù)計(jì)算,50年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),閘壩下游還需建護(hù)坦,護(hù)坦要滿足的條件為:L≥Lj式中:L—護(hù)坦長(zhǎng)度Lj—自由水躍經(jīng)計(jì)算,需設(shè)長(zhǎng)39.4m的護(hù)坦。根據(jù)工程設(shè)計(jì),閘下設(shè)長(zhǎng)39.4m的護(hù)坦,符合要求。4.4堤防及護(hù)岸影響分析計(jì)算目前東邊江壩上游堤防尚未建設(shè)完成,本報(bào)告采用的是郴州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院提供的設(shè)計(jì)堤防進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算,郴江河道堤防工程安全超高為0.6m。根據(jù)表4.2-3可知,工程建設(shè)前,東邊江壩以上設(shè)計(jì)堤防滿足要求;工程建設(shè)后,王仙湖水閘閘上水位比建閘前低0.05m,王仙湖水閘以上設(shè)計(jì)堤防同樣滿足要求,因此王仙湖水景觀工程的建設(shè)對(duì)堤防及護(hù)岸無(wú)影響,不需要采取補(bǔ)救措施。4.5排澇影響分析計(jì)算由于石榴灣河段兩岸地面規(guī)劃均高于堤頂,不存在洪澇災(zāi)害問(wèn)題,王仙湖水景觀工程的建設(shè)不會(huì)造成澇災(zāi)和降低排澇標(biāo)準(zhǔn)。
5防洪綜合評(píng)價(jià)5.1項(xiàng)目建設(shè)與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析根據(jù)《三湖一公園規(guī)劃》,王仙湖水景觀工程屬于石榴灣河段規(guī)劃的項(xiàng)目,項(xiàng)目建設(shè)后符合本流域規(guī)劃總體要求,不會(huì)對(duì)其它有關(guān)規(guī)劃產(chǎn)生影響。5.2項(xiàng)目建設(shè)是否符合防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《郴州市城市防洪可行性研究報(bào)告》和中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94),郴州市近期防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,遠(yuǎn)期通過(guò)修建上游江源水庫(kù)和采取其它一些非工程措施使其防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100年一遇。石榴灣河段位于郴州市城區(qū),因此,其防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ139-90),本河段為不通航河道。王仙湖水景觀工程防洪標(biāo)準(zhǔn)是按不通航50年一遇設(shè)計(jì),其設(shè)計(jì)流量為785m3/s,建設(shè)后閘上設(shè)計(jì)洪水位166.16m。因此,項(xiàng)目建設(shè)符合郴州市近期50年一遇、遠(yuǎn)期通過(guò)修建上游江源水庫(kù)達(dá)到100年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。5.3項(xiàng)目建設(shè)對(duì)河道泄洪的影響分析由于閘壩的興建,將抬高上游洪水位,會(huì)減少原河道泄洪能力。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,堤頂高程必須滿足安全通過(guò)設(shè)計(jì)洪水的要求。王仙湖水景觀工程采用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,堤頂安全超高應(yīng)該大于0.6m。據(jù)表4.2-3可知,王仙湖水閘閘上水位比建閘前低0.05m,王仙湖水閘以上設(shè)計(jì)堤防都滿足河道防洪、泄洪要求,不需要采取補(bǔ)救措施。王仙湖水景觀工程施工要求在一個(gè)枯水期內(nèi)完成閘體建設(shè)搶出水面,枯水期選在當(dāng)年10月-次年4月,采用編制袋裝土圍堰。圍堰洪水按枯水期P=33.3%考慮,其相應(yīng)流量為122m3/s,根據(jù)圍堰水力計(jì)算公式加安全超高,推求得王仙湖水閘圍堰頂高程分別為:一期圍堰上游水位為163.85m,上游圍堰高程可選用164.40m,基底高程為161.00m,堰高3.40m,下游水位為161.19m,下游圍堰高程可選用161.70m,基底高程為159.50m,堰高2.20m;二期圍堰上游水位為163.69m,上游圍堰高程可選用164.20m,基底高程為161.00m,堰高3.20m,下游圍堰同一期;三期圍堰上游水位為161.20m,上游圍堰頂部高程可選用161.70m,基底高程161.00m,堰高0.70m。與50年一遇設(shè)計(jì)洪水相比,王仙湖水景觀工程施工期最大洪水位為163.85m,遠(yuǎn)小于其設(shè)計(jì)洪水位。施工圍堰雖然減少了原天然河道過(guò)水能力,水位壅高較多,但施工期在枯水期,水位低,影響均在河道內(nèi),且屬臨時(shí)性擋水建筑物,時(shí)間短,因?yàn)閷?duì)河道行洪影響不大。5.4項(xiàng)目建設(shè)對(duì)河勢(shì)的影響分析王仙湖水閘與河床正交且閘孔與河道同寬,因此,其水流不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散和擺動(dòng),對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定影響不大。王仙湖水閘閘上河床高程為161.00m,建閘前50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.21m,建閘后50年一遇閘上設(shè)計(jì)洪水位為166.16m,阻水面積為42.3m2,阻水面積率為15.0%。其流速建閘前壩上為2.78m/s,建閘后閘上為3.27m/s,流速增大17.6%。施工期河道束窄后流速在1.31m/s以下,可見(jiàn)施工期河道束窄后其流速不會(huì)給河勢(shì)造成大的影響。建閘后設(shè)計(jì)洪水流量下流速增大,如閘下游不設(shè)護(hù)坦,其水流將會(huì)沖刷河道,對(duì)河勢(shì)造成影響。而且王仙湖水閘是在原東邊江壩的基礎(chǔ)上建設(shè)的,如不采取措施可能會(huì)加大淘刷。經(jīng)計(jì)算,需設(shè)深為0.04m、長(zhǎng)為7.8m的消力池。原東邊江壩消力池池深為0.5m,池長(zhǎng)為15.5m,滿足要求。同時(shí),需設(shè)長(zhǎng)39.4m護(hù)坦。根據(jù)工程設(shè)計(jì),閘下設(shè)長(zhǎng)39.4m的護(hù)坦,符合要求。5.5項(xiàng)目建設(shè)對(duì)堤防及護(hù)岸的影響分析王仙湖水景觀工程采用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,經(jīng)計(jì)算,堤頂安全超高應(yīng)該大于0.6m,以工程前后的水面線加安全超高來(lái)衡量工程對(duì)河段堤防的影響程度。根據(jù)表4.2-3可知,工程建設(shè)前,東邊江壩以上設(shè)計(jì)堤防滿足要求;工程建設(shè)后,王仙湖水閘閘上水位比建閘前低0.05m,王仙湖水閘以上設(shè)計(jì)堤防同樣滿足要求,因此王仙湖水景觀工程的建設(shè)對(duì)堤防及護(hù)岸無(wú)影響,不需要采取補(bǔ)救措施。5.6項(xiàng)目建設(shè)對(duì)防汛搶險(xiǎn)的影響分析王仙湖水景觀工程的建設(shè)不會(huì)阻塞交通和通信設(shè)施,不會(huì)影響人員財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和防汛搶險(xiǎn)物資調(diào)運(yùn),對(duì)防汛搶險(xiǎn)沒(méi)有影響。但王仙湖水閘為水力自控翻板閘門,運(yùn)行中易被樹(shù)枝和其它雜物卡死而不能正常運(yùn)行,因此在運(yùn)行中要加強(qiáng)管理,特別是在汛期要即時(shí)清除樹(shù)枝和其它雜物,以防閘門不能翻倒。5.7項(xiàng)目建設(shè)對(duì)排澇的影響分析石榴灣河段兩岸地面規(guī)劃均高于堤頂,不存在澇災(zāi)問(wèn)題,王仙湖水景觀工程的建設(shè)不會(huì)造成澇災(zāi)和降低排澇標(biāo)準(zhǔn)。5.8項(xiàng)目建設(shè)對(duì)第三人合法水事權(quán)益的影響分析王仙湖水景觀工程區(qū)附近正在開(kāi)發(fā)階段,尚無(wú)排污管道流入該河段,且王仙湖水景觀工程本身不存在取水問(wèn)題,建設(shè)后不會(huì)對(duì)第三人合法水事權(quán)益造成影響,對(duì)堤防及其它水工程安全和水質(zhì)無(wú)影響。
6補(bǔ)救措施閘壩建設(shè)后,將對(duì)河道行洪、河道沖刷、防洪搶險(xiǎn)帶來(lái)一定的影響。遵照《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)防洪法》、《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》,水利部、國(guó)家計(jì)委水政[1992]7號(hào)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》以及湖南省有關(guān)文件精神,河道管理范圍內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建的建設(shè)項(xiàng)目對(duì)防洪有影響的要采取工程補(bǔ)救措施。經(jīng)壅水分析計(jì)算,王
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