长坪沟防洪治理工程项目行洪论证与河势稳定评价报告

'长坪沟防洪治理工程项目行洪论证与河势稳定评价报告 目录1概述11.1河流概述11.2气象特征31.3评价依据41.3.1任务来源41.3.2法律法规41.3.4主要设计依据文件51.4评价范围与防洪标准51.4.1评价范围51.4.2防洪标准61.5技术路线及工作内容61.5.1技术路线61.5.2工作内容72基本情况82.1建设项目概况82.1.1A桥桥梁设计82.1.2B、C桥桥梁设计92.2评价河段河道情况92.2.1河道概况92.2.2地质条件92.2.3现有防洪能力102.3现有涉河工程与本建设项目的关系102.4本河段水利规划与实施情况103河道演变113.1河道历史演变113.2河道近期演变123.3河道演变趋势预测124防洪评价计算134.1水文分析计算134.1.1基本资料134.1.2洪水154.1.3泥沙224.2雍水分析计算244.2.1雍水计算方法244.2.2雍水分析计算的基本资料及条件254.2.3雍水计算及成果分析264.2.4桥前最大雍水计算（经验公式法）324.3冲刷与淤积分析计算334.3.1自然冲刷33 4.3.2一般冲刷深度计算334.3.3桥墩局部冲刷354.3.4堤岸冲刷计算374.3.5建桥后河道冲淤演变分析384.4河势影响分析计算394.4.1稳定河宽计算394.4.2河道稳定性分析405防洪综合评价415.1与现有水利规划的关系与影响评价415.2与现有防洪标准、有关技术和管理要求的适应性分析425.3对行洪安全的影响分析425.3.1对上下游及两岸建筑物的影响分析425.3.2施工期对行洪的影响分析435.3.3弃渣对行洪的影响分析435.4对河势稳定的影响分析435.5对现有防洪工程、河道整治工程及其他水利工程与设施影响分析445.6对防汛抢险的影响分析445.7建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当445.8项目建设对第三合法水事权益的影响分析446工程影响防治措施与工程量估算447结论与建议457.1河道演变规律、发展趋势及河势影响分析结论457.2建设项目对各方面影响的评价结论467.3应当采用的防治补救措施467.4对存在主要问题的有关建议措施46 1概述1.1河流概述**川为大渡河左岸的一级支流，古称攒拉溪，上游分北、东两源：北源为抚边河，发源于**州马尔康境内的梦笔山南麓，由北向南流，河长83.5km，平均比降38.6‰，集水面积1929km2；河源又称梦笔沟，河流游动向南流经右纳银长沟、牛长沟、马家沟，至两河口左纳虹桥沟后称抚边河，由东偏南经白果坪、马尔函，于邓家山左纳彭家正沟；转南偏西，右纳墨龙沟、和平沟，至抚边乡，右纳登村沟，至木坡经八角、双柏，于猛固桥左纳东源沃日河；东源沃日河发源于邛崃山西南坡，河长70.5km，平均比降27‰，集水面积1759km2。东源沃日河又称达维河，为**川左岸较大支流，大渡河的二级支流，发源于**县邛崃山系四姑娘山，上源称长坪沟，南流至喇嘛寺，转西南至长坪，左纳海子沟、松林口沟后称沃日河，转西过日隆镇乡，于双桥右纳双桥沟，过双桥右纳木尔寨沟；过达维乡，左纳木城沟，右纳日尔寨沟；至西向北过日尔，右纳结斯河，过沃日于猛固桥右纳抚边河。北东两源在**县城上游约5km处的老营乡猛固桥汇合后称**川，于**县城左纳美沃河，右纳崇德沟，过**县城西经宅垄、新格，左纳沙龙沟你，右纳新桥沟、日落沟；向西流入丹巴县境，转西南过太平桥、半扇门，右纳三木扎沟、火龙沟、关州沟，左纳牛厂沟、高碉沟，于丹巴县红军桥汇入大渡河。**川全长124km，河道平均比降13.9‰，流域面积5275km2。流域地理位置界于东经101°54′～102°57′，北纬30°45′～31°45′之间。流域北面以梦笔山与梭磨河分水，东北及东南以邛崃山与杂谷脑、鱼子溪相邻，南面以夹金山与宝兴河为邻，西南有牧马山与大金川相望。四川省**县日隆镇长坪沟防洪治理工程位于**县东部的日隆镇长坪沟旅游景区进口段，地理位置北纬102°51′11″～31°00′22″，东经102°50′44″～31°00′06″。日隆镇位于长坪沟下游，东与卧龙乡接壤，西与达维乡相连，距**县城60km，距成都240km，平均海拔3275km。长坪沟全长27km，集雨面积为169km248 ，峡谷长天、平缓悠长，四姑娘山就坐落在沟内16公里处。沟内只有部份路段可以通车，其余大部份路段只能步行或骑马。经过长坪沟可直通四姑娘山的山脚下，还可绕过四姑娘山经毕棚沟穿越到理县。河口高程3120m，总落差980m，河口流量4.5m3/s。工程区域位于川西高原东部，邛崃山脉西缘，区内山高谷深，山峦重叠，地形崎岖险要，一般山峰高程4000～5000m，相对高差1000～2000m，属川西高山——高原过渡地带的侵蚀型高山峡谷地貌。区内最高峰——四姑娘山海拔高程6250m。主要山脉走向呈近南北向，总的地势是东高西低。双桥沟为沃日河一级支流，**川的二级支流。工程段河床高程3185～3570m，两岸高程3500～4300m，相对高差800～1500m，河谷形态以“V”型为主，平均比降36‰，属中高山区。区内地貌形态特征主要表现为构造剥蚀和侵蚀堆积地貌。构造剥蚀地貌：河谷两岸坡经长期的构造作用和风化剥蚀，局部发生破坏并向后退却，岸坡变缓。基岩在地下水、地表水及自重等各种地质营力作用下，不断遭受剥蚀形成斜坡。侵蚀堆积地貌：区内河流侵蚀作用明显，河谷狭窄，阶地不发育，据地质测绘，沿双桥沟两岸零星出露有Ⅰ～Ⅲ级阶地，阶面狭窄，大部分被剥蚀，以基座阶地为主。**县日隆镇东与世界珍惜动物大熊猫的故乡——卧龙自然保护区接壤，北与理县杂谷脑为邻，南与雅安地区宝兴县蜂桶寨自然保护区交界，西与红军长征一、四方面军会师地点达维乡相连。总面积480公里，辖金锋、长坪、双碉、双桥、沙坝5个村委会，12个村民小组，居住有藏、汉、回等民族2893人，社区服务人员1.2万余人。农产以油菜籽为主，有“高原油田”之称。日隆镇旅游资源丰富，旅游发展迅猛，驰名中外的国家级自然保护区，国家级风景名胜区，国家AAAA景区——四姑娘山景区，以双桥沟、长坪沟、海子沟及四姑娘山“三沟一山”组成，这里山势奇特，流水清濯，古树苍翠，自然生态完好，这里蓝天白云，冰雪奇山，草甸湖泊及各种野花的有机组合，千变万化，浑然成天，构成了一幅幅绝妙的自然动态立体画面；这里生活着动物近千种，其中国家一、二类保护动物29种。48 长坪沟景区各类旅游服务设施基本完善，现已开业19家宾馆饭店，接待能力达4500余人，开设了观光、漂流、登山、穿越、露营、骑马、歌舞、烤羊等各种服务。**川流域水系见附图1-1。1.2气象特征**川流域内设有**县气象站。**气象站属于国家气象基本站，测站观测项目齐全，资料完整，精度较高，能够满足工程设计需要。**气象站位于**县城，其观测场海拨高程为2360m，该站1952年设立，具有1952年至今的气象观测资料，结斯沟河口至**县直线距离约为16.4km，距离较近，本工程所需的气象要素可参考该站的观测成果。**川流域地处青藏高原东南缘的高山峡谷区，其气候区属川西高原气候区，受高空西风环流和印度洋西南季风的影响，具有高原型季风气候特征。冬半年（11月至次年4月），受西伯利亚经青藏高原干冷西风气流的影响，降水稀少，空气干燥，晴天少云，多阵性大风，昼夜温差大，日照长。下半年（5月至10月）受西南和东南暖湿气流的影响，水气充足，降水增多，灾害性天气多（干旱、洪涝、冰雹、秋绵雨、霜冻、风灾、雪灾等），四季不分明。工程设计应充分考虑到当地恶劣的气候条件。流域内地形复杂，相对高差大，立体气候显著，气温的变化规律是随海拔高度增加而降低，降水量一般是随海拔高程的增加而加大，但到海拔3500米左右以上又开始减少，海拔4000m以上为高原亚寒带气候。据本流域内**县气象站1961～1990年气象统计：多年平均气温11.9℃，极端最高气温35.9℃（1967年5月28日），极端最低气温-11.7℃（1961年1月16日），多年平均降雨量为606.8mm，多年平均降雨日数为139天，最大一日降雨量为37.1mm（1984年8月6日），多年平均相对湿度50%，多年平均蒸发量2125.4mm，多年平均风速2.1m/s，历年最大风速18.0m/s，相应风向WSW。**气象站特征值统计见表1-1。48 **县气象站气象要素特征值统计表表1-1项目月份年123456789101112降水量多年平均（mm)1.4520.444.483.6125.897.871.6100.54410.81.5606.8降水日数1.53.88.914.218.421.818.61518.312.14.91.5138.9气温（℃）多年平均2.35.59.713.316.217.619.819.716.612.67.32.611.9极端最高20.425.630.531.635.935.534.835.333.530.525.317.835.9极端最低-11.7-9.9-6.6-1.43.768.67.63.1-0.4-5.7-10.2-11.7多年平均蒸发量（mm）95.3138.8202224266.7232.5222.8219.7167.7156.3118.980.62125.4风速（m/s)多年平均1.72.32.62.52.5222.1221.81.42.1最大风速12.31816.313161610.7111111.3121118相应风向ZGWSWENEZGEENEWSWWSWWSWENEENEENEWSW多年平均相对湿度（﹪）383942475363636064594842521.3评价依据1.3.1任务来源《**县规划建设局开展**县懋功桥、农具厂桥、县城河道整治、日隆镇金峰桥梁、两河集镇防洪堤行洪论证设计》委托书。1.3.2法律法规1、《防洪标准》（GB50201-94）；2、《水利部、国家计划委员会（河道管理范围内建设项目管理的有关规定）》（水政【1992】7号文）；3、《水利部关于长江流域河道管理范围内建设项目审查权限的通知》（水管【1995】5号文）；4、《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（水利部办公厅文件办建管【2004】109号文；48 5、《四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法》；6、《四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大纲》（试行);7、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；8、《水利水电工程泥沙设计规范》（DL/T5089-1999）；9、《河流泥沙颗粒分析规范》（SL42-1992）；10、《水利水电工程施工导流设计导则规范》（DL/T5114-2000）；11、《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；12、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）；13、《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）；14、《城市桥梁设计准则》（CJJ11-93）；15、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；16、《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99）。1.3.4主要设计依据文件1、《**州**县农具厂桥改造工程施工图设计》（西南交通大学建筑勘察设计研究院）；2、《**州**县懋功桥工程施工图设计》（西南交通大学建筑勘察设计研究院）；3、《**县县城控制性详细规划》；4、本次实测纵、横断面及地形图。1.4评价范围与防洪标准1.4.1评价范围按照《四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定评价报告编制大纲》（试行)，评价范围为：横河距离为建设项目对应的防洪标准水面宽度以外各10m；顺河距离为建设项目及其对上下游河道产生的影响影响以外各300m。48 根据工程河段的具体位置情况和雍水计算结果，确定本次评价范围为：横河以两岸现有自然河道向外延伸10m，纵向为桥上游侧至上游300m、下游侧至下游300m，评价河道总长约1.01km。本次评价的卡拉乔（A桥、B桥、C桥）均位于长坪沟，其中A桥位于评价河段北段。三座桥的平面布置图见附图1-2。1.4.2防洪标准根据中国瑞林工程技术有限公司编制的《**县城镇桥梁工程、县城懋功桥及农具厂桥、日隆镇金峰村桥可行性研究报告》和西南交通大学建筑勘察设计研究院《懋功桥、农具厂桥改造工程技施图册》等相关资料，A桥为Ⅱ级公路桥梁，根据《防洪标准》（GB50201-94）中的有关规定，其设计防洪标准为100年一遇（P=1﹪）。本次评价的卡拉乔（A桥、B桥、C桥）均位于长坪沟，根据《防洪标准》（GB50201-94）和《提防工程设计规范》（GB50286-98）的规定，按保护对象的范围及其重要程度确定提防标准。桥处河段的防洪标准为10年一遇（P=5﹪）。因此，需要研究发生10年一遇洪水时，工程对河道行洪及对两岸防洪的影响。1.5技术路线及工作内容1.5.1技术路线评价拟建桥河段的安全行洪能力与河道演变、河势稳定及潜在影响程度，通过优化工程布局、调整设计方案、采取防护措施等手段满足河道安全行洪与河势稳定的要求，提出工程建设应当遵循的原则方法。通过收集评价河段的水文、气象、地质与环境条件等资料；实测论证河段的河道地形，布置横断面。完成了设计洪水计算、大断面计算、河床糙率选取、河道稳定性分析计算、拟建涉河工程建筑的行洪安全分析等。该项目行洪论证与河势稳定评价的技术路线为：利用**县水文站的实测洪水资料和历史洪水调查资料，通过洪水分析计算，确定该工程项目的拟建对评价河段行洪及对两岸防洪安全的影响。所采用的资料为：**县水文站的实测洪水资料和历史洪水调查资料，论证河段1/1000的地形图，实测代表性横断面等。1.5.2工作内容48 本次防洪评价的工作内容主要包括水文分析计算、雍水分析计算、冲刷与淤积分析计算及河势影响分析计算等。在上述分析就算成果的基础上，对该项目进行防洪综合评价。1、水文分析计算水文分析计算的主要工作内容：水文资料的审查和分析、资料的插补和延长、水文分析计算成果合理性分析、提供不同频率的设计洪水资料。2、雍水分析计算采用伯努利能量方程式，按河道恒定非均匀流进行计算。3、冲刷与淤积分析计算三座桥桥均为单跨桥梁，采用《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）推荐的公式进行冲刷深度计算，采用《提防设计规范》（GB50286-98）推荐的公式进行堤岸冲刷深度计算。4、河势影响分析计算48 2基本情况2.1建设项目概况“5．12”汶川特大地震给距震中直线距离仅40余公里的四姑娘山自然保护区造成了严重破坏，因受灾严重，被划为灾后重建重点范围内的重度受灾区。一是地震给四姑娘山自然保护区生态资源造成严重损失。保护区内数十处森林植被资源因雪崩、山岩崩塌和泥石流毁坏面积约35km2，森林损毁28.8km2，地裂缝5处，山体塌方、岩崩共50余处，泥石流28处。按照四川省发改委和四川省水利厅联合召开的“加快四川省水利基础设施建设工作会议”精神，在工程建设必要性论证基础上，由县水务局2011年委托设计单位做了《四川省**县沃日河治理实施规划报告》，对于整个热尔河的防洪工程布置做了详细的可行性研究分析。**县日隆镇由于地理历史因素，水利基础设施建设较为落后，日隆镇长坪沟段没有防洪设施，热尔河一直靠天然河道自然泄洪，抗御洪水能力极差，造成当地汛期极不安全，洪灾频繁，五年一大灾三年一小灾，年年都有洪灾发生，制约了当地社会经济、城镇建设的发展，所以**县日隆镇长坪沟景区发展总体规划就对**县日隆镇的防汛安全特别强调，提出了重点建设长坪沟防护堤、并在河流上修建两座人行桥（B、C桥）和一座车行桥（A桥）的要求。2.1.1A桥桥梁设计缺资料。2.1.2B、C桥桥梁设计2.2评价河段河道情况2.2.1河道概况48 本次长坪沟防洪治理工程日隆镇段从头道桥至长坪沟旅游景点停车场，两岸有一级阶地呈带状分布，阶地以下分布河漫滩地，阶地上分布居民及耕地，拨河高度约1～3m。阶地主要组成物质为冲洪积漂（块）卵（砾）石，上部为崩坡积物质及冰水堆积物质，主要为块碎石粉土；河道河床主要物质为冲洪积的漂（块）卵（砾）石，呈棱角状、半圆角状；河岸基本为浆砌石结构，河底基本为天然河底，河道常年水流量较大，水流较急，河岸沿程有多处破坏、坍塌，两岸居民生活垃圾常淤积于河岸破坏坍塌处，严重影响环境美观。河道治理段右岸现已有一段由当地景区部门修建的重力式挡墙抵御洪灾：游人中心河道左岸干砌片石堤身堤防，总长度约1030m，形成完善的防洪封闭体系。游人中心河道右岸，根据现场调查发现冲刷严重基础已经悬空，整个基础埋深达未到设计要求。河道治理段左岸没有修建任何防洪水利设施。2.2.2地质条件工程区在大地构造部位上隶属于秦岭东西向构造的西秦岭南部印支褶皱带内，北以临潭—宕昌断裂带与西秦岭北部华力西褶皱带分界，南以玛曲—石坊—岸门口—略阳断裂带与松潘—甘孜地槽系毗邻。工程区内主要出露的地层为第四系全新统堆积物，浅变质，局部中等变质的三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系地层和燕山期花岗岩等，地层岩性主要为砂岩、板岩、灰岩、大理岩、千枚岩、斑状黑云花岗岩等。区内地貌形态特征主要表现为构造剥蚀和侵蚀堆积地貌。构造剥蚀地貌：河谷两岸坡经长期的构造作用和风化剥蚀，局部发生破坏并向后退却，岸坡变缓。基岩在地下水、地表水及自重等各种地质营力作用下，不断遭受剥蚀形成斜坡。侵蚀堆积地貌：区内河流侵蚀作用明显，河谷狭窄，阶地不发育，据地质测绘，沿双桥沟两岸零星出露有Ⅰ～Ⅲ级阶地，阶面狭窄，大部分被剥蚀，以基座阶地为主。2.2.3现有防洪能力工程河段内共有一段已建堤防:游人中心河道左岸干砌片石堤身堤防。游人中心河道右岸，根据现场调查发现冲刷严重基础已经悬空，整个基础埋深达未到设计要求。其余河段均为天然岸坡，河道两岸均为滩地，部分河段为泥石流堆积物，不能形成闭合的防洪保护圈，故防洪能力低，河岸抗冲刷能力差。岸坡冲刷严重，影响景区自然生态环境。根据段面测量堤顶高程为3213.45m，设计（P=10%）水位3213.35m，防洪约10年标准。该段因基础受冲刷悬空，对基础处理以后满足设计要求需拆除重新修建。48 2.3现有涉河工程与本建设项目的关系截至目前，评价河段除长坪沟防洪堤工程和拟建交通桥工程外，无其他临河或跨河工程。2.4本河段水利规划与实施情况截至目前，评价河段未规划有水利水电工程，也未调查到正在实施的水利水电工程，本项目的建设是**县日隆镇规划发展的一部分。48 3河道演变3.1河道历史演变静止的、不变的河床是不存在的，天然河床总是在不断发展变化过程之中。河道演变具有动力边界的水沙两相流必然会发生的现象。河床决定水流，水流反过来通过泥沙冲於使河床发生变化。影响河床演变的主要因素可概括为进口条件、出口条件及河床周界条件。进口条件主要是河床上游来水量及其变化过程，河段上游的来沙量、来沙组成及其变化过程；出口条件主要是出口处的侵蚀基点条件；河床周界条件泛指河流所在地区的地理、地质条件，包括河谷比降、河谷宽度、组成河底、河岸的土层系较难冲刷的岩层、卵石层、黏土层，抑或较易冲刷的沙层等。在上述的几个游影响因素中，影响最大的是河流的来水来沙条件。根据水文分析计算，评价河段100年一遇（P=1﹪）洪峰流量为98.4m3/s。根据**水文站（1964～1986年）实测泥沙资料统计，多年平均含沙量为182g/m3，实测最大断面含沙量为15.4kg/m3，汛期（6～9月）平均含沙量为263g/m3，多年平均输沙量为48.6万t，汛期（6～9月）输沙量为45万t，占全年的92.6%。多年平均侵蚀模数为114t/km2。输沙量年际变化幅度较大，实测年输沙量最大值为137万t，最小值为12.3万t，二者之比为11.1，年最大侵蚀模数为322t/km2。**川洪峰多为复式峰，历时一般3～5天，一般情况沙峰较洪峰稍前，输沙量主要集中在6～9月，而6、7月输沙量占年输沙量的77%。非汛期河流含沙量较小。评价河段为典型的山区河道，河床相对稳定，河道较为顺直，水流集中，无分叉现象，水流对岸坡冲刷影响程度较小，不会发生凹岸冲刷，凸岸淤积的现象，河段天然状态下两岸边坡较稳定，但从历史看河道有缓慢的下切。3.2河道近期演变48 评价河段上下游及河段内均未修建对河道冲於变化有显著影响的水利水电工程，因而，河道近期的演变趋势并未发生显著改变。随着水土流失治理力度的加大，森林植被的逐渐修复，来沙量逐年减少，淤积速度减缓，淤积量也略有减少，但随着主河道及其各支流电站的建设、公路扩建、建筑垃圾倾倒在河道中时有发生，可能造成局部河道冲刷和淤积。3.3河道演变趋势预测该三座桥桥均为单跨，桥墩基本沿自然河岸布置，且这三座桥下游均已修建防洪堤，岸线平顺。由于整个评价河段的河宽与建桥前差异不大，水流流速也不会有明显的差异，不会形成明显的回水淤积区。经过数次洪水的冲於变化，整个河道将进入相对的冲於平衡时期。48 4防洪评价计算4.1水文分析计算4.1.1基本资料4.1.1.1水文测站分布及资料情况本流域抚边河上游木坡水文站（1986年后撤销），下游的**川干流上有**水文站，邻近的梭磨河河上有马尔康水文站，革什扎河上有布科水文站，杂谷脑河上有杂谷脑水文站，各水文站资料观测情况见表4-1。工程附近虽有木坡水文站，但实测系列太短，水位资料仅1959～1968年10年，流量资料仅1959～1961和1963～1968年共9年。系列代表性不足，不能满足规范要求。从邻近各水文站来看，布科和马尔康水文站与设计流域的集水面积较为接近，但分属不同流域，距离较远，降雨、径流及洪水特性以及下垫面条件有一定差异。长坪沟为**川上游二级支流，**水文站是**川中上游的控制站，控制集雨面积为4265km2，其控制断面的水文、气象特性与长坪沟流域相似，故把该站作为本工程水文分析计算的依据站。**川及邻近流域水文站资料观测情况表表4-1河名站名流域面积（km2）主要观测项目及起讫时间备注水位流量泥沙抚边河木坡17211959～19681959～19611963～19681968年撤销**川**42651959～今1959～今1964～1992革什扎河布科25191960～今1960～今梭磨河马尔康25361958～今1958～今杂谷脑杂谷脑24041958～今1959～今1963～今4.1.1.2**水文站1、测站基本情况**水文站（以下简称**站）是**48 川中上游的控制站，属国家基本水文站，控制集水面积为4265km2,位于**县美兴镇，1958年11月由**州水利电力局设立，1962年交四川省水利电力厅领导。1964年5月将基本水尺迁至右岸，仍在原断面观测，改称**（二）站，现由四川水文水资源局领导。该站测验河段顺直长约160m，河床由卵石组成。左右岸均为台地（系农田或草地），但左岸台地较低，高水有漫滩现象，一般河宽为50余m，高水时可达70余m，无支流汇入。下游100m处有急滩，能起中低水控制，但由于下游约300m处之弯道淤积，使滩口变浅，在河中形成鱼脊背，且向上游推移至中断面，并偏向左岸，低水时鱼脊背露出水面，因此有斜流。该站基本水尺为木质直立式和直立式石质水尺，设于右岸，设制正规，水准点高程系统为假定基面，经校测无变动。按规范规定要求进行水尺零高引测、校测及水位观测。采用流速仪测流为主，辅以少许浮标测流，建站后收集整编的资料经四川省水文局审查验收，均达到《水文年鉴编印规范》（SDZ44－87）规定标准。2、测验情况水位观测：该站基本水尺为直立式木质水尺和混凝土直立式水尺，水尺基面采用假定高程系，水尺安设牢固，经历年校测，水尺零点高程的变化在允许误差范围内。水位观测按水文测验规范规定执行，枯季二段制，每月8、20时观测，汛期四段制，每日2、8、14、20时观测，水位变化急剧时，及时增加测次，能控制水位涨落过程。断面测量：一般在汛前讯后施测大断面，全年断面测次2～4次，能控制断面冲、於变化情况。流量测验：流速测验以流速仪为主，遇高水漂木多时改以浮标法施测，流速仪测速垂线布置合理，测速多采用多线一点法施测。其垂线布设，测速历时，测点分布均符合《水文测验规范》要求。流量测点在各级水位分布较均匀，能测到洪水涨落全过程，浮标法测速时，浮标在断面上分布较均匀，能控制断面横向流速变化，满足流速图勾绘要求，浮标系数0.77。本测站实测流量点数据较多，能控制全年水位变幅的95﹪以上。48 水位流量关系曲线：该站水位流量关系较为稳定，多呈单一曲线，历年水位流量关系趋势一致，呈狭窄带状，离散较小。历年水位流量资料经四川省水文局审查验收，均达到《水文年鉴编印规范》规定标准。3、复核结论**站验河段顺直，稳定，水流集中，控制较好，测站所设水准点经多次校测无变动，测站基面和基本水尺断面位置历年没有变动。水尺零点高程在汛前和讯后以及大洪水后都进行了校测，水位观测测次合理，流速仪按期进行保养，检测盒重新率定系数，保证了测速仪的精度，布设的测速垂线以及测点代表性较好，能满足精测法的要求。利用浮标测流，浮标系数选用适当，借用断面稳定。本站历年测次较多，各级水位均有实测点数据，水位流量关系曲线定线合理，且各年水位流量关系曲线变动不大。**水文站观测和资料整编符合规范要求，无异常情况，与周边邻近测站进行对比分析，该站资料合理。经符合认为：**水文站断面稳定，测站控制条件良好，测验及整编符合规范要求，资料可靠，精度较高，可用于工程水文计算。4.1.2洪水本次洪水计算以**站为主要参证站，先分析**站设计年最大流量，然后再采用水文比拟法移用**站洪水成果。同时也采用暴雨洪水途径的推理公式法推求设计洪水。经合理性分析后采用设计洪水成果。4.1.2.1暴雨洪水特性**川属于山区雨源性河流，洪水由暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨相应，由于流域地势较高，水汽不足，周围受高山阻隔，处于西南气流和东南气流的被风坡，故暴雨笼罩面积小，强度不大，很少出现大暴雨。根据流域内及四周历年降水资料统计，一般暴雨在流域内历时较短，强度不大，暴雨笼罩面积较小，形成的洪水量级都不大，据**气象站资料统计，历年最大24h暴雨均值为34.4mm，最大为51.5mm（1963年），变差系数为0.30，偏态系数为1.05。**川流域属山溪性河流，洪水涨落较快，且峰形多呈复式，一般一次洪水过程经历3～7天，洪水年际变化不大。据**水文站根据1959～2008年50年系列统计，年最大洪峰流量有40年出现在6、7月份，占年总数的86%。年最大流量最早出现在5月31日（1980年），最晚出现在9月13日（1974年）。**48 站实测年最大洪峰流量模数仅为0.0669～0.133m3/s·km2，实测年最大洪峰流量568m3/s（1992年6月27日），本流域是四川省年最大流量均值模数和设计模数较低地区之一。**站年最大流量发生频次见表4-2。**水文站年最大流量发生频次统计表表4-2月份56789共计出现次数225182350占总数（％）4.050.036.04.06.01004.1.2.2历史洪水**川流域在1965、1966年由成勘院进行过历史洪水调查，经整编后刊印在《四川省洪水调查资料》中。**站河段调查到的洪水年份有1927、1933、1943、1947、1952和1965年，其中1965年已有实测成果(洪峰流量为555m3/s，在实测期中排第四），首次洪水位1927年，调查到一个洪痕点，次大洪水为1933年，没有找到洪痕，1952年洪水调查到四个洪痕点，1943年和1947年也没有找到洪痕点。采用1960年水位流量曲线外延推流，1927和1952年历史洪水的洪峰流量分别为1320m3/s和1220m3/s。鉴于调查到的洪痕点较少，可靠性较差，故推算的洪峰流量可靠性评价结论为参考。**段历史洪水调查整编成果见表4-3。**河段历史洪水成果表表4-3年份19271933194319471952水位94.1——————93.94流量1320m3/s——————1220m3/s可靠程度供参考供参考4.1.2.3设计年最大流量分析计算（水文比拟法）1、**水文站洪水频率计算由**水文站实测50年洪水资料（1959～2008）组成连序样本系列进行频率计算，用P=[m/(n+1)]×100%计算经验频率，用P－Ⅲ型曲线适线，确定洪水统计参数，频率计算成果见表4-4。48 **站年最大流量频率计算成果表表4-4均值(m3/s)CvCs/Cv各频率设计值（m3/s）0.5﹪1﹪2﹪3.33﹪5﹪10﹪20﹪4280.359308567807246785995172、**水文站洪水成果的校核与检验选择设计流域四周的一些测站，进行年最大流量频率计算，成果如表4-5。由此表可看出，在几乎没有暴雨的这一带高原区，多年平均年最大流量模数都很小，而且相差不大；变差系数较小，相差也不大，偏态系数与变差系数之比都相同，**水文站最大流量参数基本符合这一规律，无突出的地方，因而成果具有一定的可靠性。**水文站最大流量计算成果合理性分析表表4-5水系河名站名流域面积（km2）均值Qm（m3/s）Qm/F0.67CvCs/Cv大渡河**川**42654281.590.35革什扎河布科25192771.460.35梭磨河马尔康25362721.420.35瓦斯沟康定13541761.400.385岷江杂谷脑河杂谷脑24042701.470.2653、工程区设计洪水将**水文站设计洪水按面积比拟法移至本次治理工程区，关键是流域面积指数n的确定。在无资料地区，中等流域一般采用n=0.67，在该地区是否符合实际应通过实测洪水资料加以验证。为此，在**站及设计流域四周，选择了高原上十余站推求多年平均年最大流量Qm及设计值QP，建立Qm与F，以及Qp与F的关系，发现在双对数纸上，两种关系点据分布直线趋势显著，反映其坡度的指数n都在0.67左右，说明该地区流域面积指数n基本符合一般规律。48 按流域面积指数n=0.67将**站设计洪水移至本工程处，由水文比拟法得本工程设计洪水计算成果见表4-6。工程区设计洪水计算成果表（水文比拟法）表4-6位置河段名称集水面积(km2)各频率设计值Qm(m3/s)P=1%P=5%P=10%P=20%长坪沟游人中心河道16998.478.068.959.44.1.2.4设计年最大流量分析计算（推理公式法）利用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》和暴雨参数采用最新《四川省暴雨统计参数图集》推理公式法推求设计年最大流量。1、流域特征值在1/50000地形图上量算出工程区以上流域特征值，成果见下表4-7。流域特征值表表4-7位置河段名称集水面积（km2）河长（km）比降（‰）长坪沟游人中心河道1692728.322、暴雨参数根据《四川省暴雨统计参数图集》年最大时段暴雨等值线图，查算工程区最大1/6小时、1小时、6小时、24小时降雨量及设计点暴雨统计参数（见表4-8）。设计点暴雨统计参数成果表表4-8时段均值CvCs/Cv各频率设计值Xp(mm)p=3.3%p=5%p=10%p=20%p=50%1/6小时6.00.553.5013.912.610.38.15.01小时10.00.503.5021.819.916.613.38.648 6小时20.00.353.5035.733.429.425.118.624小时30.00.303.5049.747.042.136.828.53、产、汇流参数参照《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》对产、汇流参数地区分区，结合本流域自然地理和下垫面情况选定本设计流域产流采用Ⅲ（盆缘山区、川西南山地）区。产流参数：μ=3.6F-0.19，Cv=0.23，Cs/Cv=3.5。根据本流域所在地区和下垫面情况，选取Ⅲ区（川西南山地），即采用汇流参数m：当θ=1～30，m=0.221θ0.204；当θ=30～300，m=0.025θ0.845。(θ=L/J1/3F1/4)4、设计洪水计算本工程设计洪水计算采用由设计暴雨推求设计洪水法，即推理公式法计算。计算公式如下：Qm=0.278（h/τ）F式中：Qm—洪峰流量m3/s；h—净雨量mm；F—流域面积km2；τ—流域汇流历时h。由推理公式法计算的设计洪水成果见表4-9。工程区设计洪水计算成果表（推理公式法）表4-9位置河段名称集水面积(km2)各频率设计值Qm(m3/s)P=5%P=10%P=20%长坪沟游人中心河道16948.039.330.64.1.2.5设计洪水成果合理性48 通过上述两种方法的洪水计算成果分析，推理公式法成果较水文比拟法成果稍微偏小。推理公式用于西部高原地区，其产、汇流参数定量，也缺乏西部高原地区实测资料验证，目前也是权宜使用，相对而言，再次水文比拟法所选参证站设计洪水基本合理，面积指数也基本符合当地情况，比拟成果也偏安全，也便于多个断面计算成果的相互协调，因此，采用水文比拟法计算成果较为合宜，见表4-10。工程区设计洪水成果表（采用）表4-10位置河段名称集水面积(km2)各频率设计值Qm(m3/s)P=1%P=5%P=10%P=20%长坪沟游人中心河道16998.478.068.959.44.1.2.6分期设计洪水为了合理划分分期洪水的时段，点绘了**水文站月最大流量散布图，结合暴雨洪水特性分析可知，**川洪水随降雨变化，有明显的季节性，每年5月进入汛前过渡期，洪水量级显著增大，6月进入主汛期，年最大流量最早出现在5月31日，最晚出现在9月13日，至9月底主汛期结束，10月为汛后过渡期，11月至翌年3月为稳定的退水期。由于1992年在**水文站上游建成三官桥电站闸坝，由于闸门瞬时提闸拉沙，对**水文站1992年以后月最高水位和最大流量有一定影响。因此，为保持资料的一致性，分期洪水计算时只用到1991年。根据洪水年内变化规律，结合施工要求，并考虑到近年来极端天气现象频发，将全年划分为1月、2月、3月、4月、5～9月、10月、11月、12月计八个时段。其中主汛期采用年最大设计洪水成果，其余月份按定时段最大值法选样，以数学期望公式P＝m/（n+1）×100%计算经验频率，以矩法计算均值及偏差系数，再用P－Ⅲ型频率曲线，以适线法确定统计系数，推求各分期时段设计频率洪水流量，**站分期设计洪水成果见表4-11。**站各分期洪水成果表表4-11时段均值(m3/s)CvCs/Cv各频率设计值Qp(m3/s)P=5%P=10%P=20%P=33.3%P=50%1月27.90.164.036.033.831.529.427.42月23.40.154.029.728.126.224.623.148 3月23.70.315.038.133.528.725.021.94月55.60.463.010589.873.761.049.95～9月4280.305.067859951745239710月1430.343.023420818015613511月64.00.173.083.378.472.867.963.112月39.30.165.050.947.744.241.338.5本工程分期洪水按面积比直接移用**水文站分期设计洪水成果，主汛期采用年最大洪水计算成果，4、10月过渡期分期设计洪水，采用面积比的0.80次方移用，其余分期采用面积比的1次方移用。计算成果见表4-12。考虑分期洪水特性，建议汛前和汛后分期洪水成果提前或错后10天使用。长坪沟游人中心河道段分期设计洪水成果表表4-12时段各频率设计值Qp(m3/s)P=5%P=10%P=20%P=50%1月1.431.341.251.092月1.181.121.040.923月1.511.331.140.874月7.956.805.583.785～9月63.054.145.032.310月17.7115.7413.6210.2211月3.313.112.892.5012月2.021.891.751.534.1.3泥沙1、流域产沙概况48 长坪沟为大渡河上游左岸的三级支流。河谷两岸高山夹峙，坡陡水急，为典型的山区河流。流域内地质构造复杂，出露地层主要为中生界三叠系中统砂岩、板岩互层。岩体风化严重，河谷两岸崩塌、滑坡及泥石流等松散堆积物分布较多，推移质泥沙补给充分。流域内植被良好，上游有原始森林且人烟稀少，中下游人类活动较频繁，由于伐林，垦植坡地等，从而加大了地表径流对土壤的冲蚀。近年来随着退耕还林工程实施，域内植被恢复状况良好，水土流失现象得到遏制，大大减少了泥沙流失。2、悬疑质泥沙（1）基本资料**水文站集水面积4265km2，1964年开始悬移质泥沙测验，1992年由于三关桥电站建成后停止观测。泥沙测验用模式采样器一点法采取水样，年内单沙测次一般在400次左右，大多采用近似法整编。本次泥沙计算收集了该站（1964～1986）泥沙资料，经复查能满足工程设计要求。（2）河流输沙量和输沙特征根据**水文站（1964～1986年）实测泥沙资料统计，多年平均含沙量为182g/m3，实测最大断面含沙量为15.4kg/m3，汛期（6～9月）平均含沙量为263g/m3，多年平均输沙量为48.6万t，汛期（6～9月）输沙量为45万t，占全年的92.6%。多年平均侵蚀模数为114t/km2。输沙量年际变化幅度较大，实测年输沙量最大值为137万t，最小值为12.3万t，二者之比为11.1，年最大侵蚀模数为322t/km2。**川洪峰多为复式峰，历时一般3～5天，一般情况沙峰较洪峰稍前，输沙量主要集中在6～9月，而6、7月输沙量占年输沙量的77%。非汛期河流含沙量较小。（3）长坪沟悬移质泥沙计算长坪沟为**川上游二级支流，**站为**川中上游控制站，干支流产沙特性较为相似，因此本次泥沙计算以**站为依据站。根据**水文站的泥沙分析成果年输沙模数为114t/km2，根据《四川省水文手册》多年平均悬移质年输沙模数等值线图可知，长坪沟流域处在年输沙模数等值线100~150t/km2之间，与**站差异较小。因此长坪沟的悬移质泥沙采用**站输沙模数直接移用，长坪沟悬移质泥沙计算成果见表4-14。（4）悬移质泥沙颗粒级配因**水文站没有级配资料，在**48 水文站下游河段采集水沙样，进行悬沙颗粒级配实验及矿物成份和硬度分析检测，成果见下表4-13。**水文站悬沙颗粒级配表表4-13粒径级(mm)0.0740.100.250.501.0D50DpjDmax小于某粒径级重量百分数(%)16.9330.6486.3597.051000.140.1781.0根据沙样的矿物分析结果：0.1mm以上的泥沙，矿物成份以粉砂岩为主，部份石英、千枚岩、变质岩等，0.1mm以下的泥沙，岩矿成份主要为石英岩，次为长石、粉砂岩等，莫氏硬度大于5的矿物有粉砂岩岩屑、石英、长石、变质岩岩屑等，约占总量的73.7%。3、推移质泥沙本流域内无实测推移质泥沙资料，也未开展推移质测验，本阶段采用推悬比法推求本工程推移质沙量。根据《四川省水文手册》，推移质占悬移质百分率，山区河流可采用10%～30%，沙卵石河床可采用20%。由于工程河段为典型的山区河流，根据地质地貌，河床组成情况，并考虑上述产沙特点，推悬比采用=20%估算本工程多年平均推移质年输沙量（见表4-14）。从附近已建电站看，各工程β在12～27%，平均20%左右，说明本工程采用β=20%基本合适。本工程多年平均输沙量、含沙量特征值表表4-14位置集水面积(km²)多年平均悬移质输沙量（万t）多年平均推移质输沙量（万t）年输沙总量（万t）长坪沟1691.930.392.324.2雍水分析计算4.2.1雍水计算方法结合河道实际，按洪水水面线的推算要求，从各论证河段布设的断面中，选择最下游第一个断面为起始断面，向上游分别逐段推算至论证河段最末一个断面，按河道恒定非均匀流水面曲线计算方法，采用伯努力能量方程式：48 式中：Z上、Z下—上、下断面的水位高程；、—上、下断面的流速水头；hf、hj—上、下断面之间的沿程水头损失和局部水头损失；α上、α下—上、下断面的动能修正系数；V上、V下—上、下断面的平均流速。沿程水头损失采用公式：局部水头损失采用公式：上列式中J、L、Q、k、n、v、R分别为水面比降、断面间距、流量、流量模数、糙率、断面平均流速、水力半径。根据上述公式计算评价河段天然河道设计洪水水面线和建桥后设计洪水水面线。4.2.2雍水分析计算的基本资料及条件4.2.2.1设计标准及设计洪水卡拉桥工程设计洪水标准重现期为100年，相应设计洪98.4m3/s；桥址处河段防洪标准重现期为10年，相应设计洪水为68.9m3/s。4.2.2.2河道断面布设48 三段设计洪水水面计算河段总长约1.1km，三座桥相距200m左右，布置12个断面。计算断面布置详见附图4-1。4.2.2.3起始断面H～Q，H选择根据本工程设计及行洪论证要求，需要提供工程影响范围外即下游约300m处断面的水位流量关系曲线。根据本工程河段的河道特性，相邻桥梁布置间距小于300m，，选取了工程河段内二道桥（CS1）为控制断面。论证河段无实测水位流量资料，根据实测纵、横断面和现时水面线，计算水力要求，并结合常年洪水水面线综合确定比降i。根据河道断面形态、河床组成以及岸壁情况，天然河道断面平均糙率n取0.055，建堤后河道断面平均糙率n取0.050；采用曼宁公式计算各级水位的流量，绘制控制断面水位流量关系曲线，成果见表4-15，附图4-2。控制断面水位流量关系曲线表4-15水位流量3207.5803207.881.8637273208.188.445933208.4819.156483208.7833.029383209.0846.925043209.3871.421963209.6889.775073209.98111.30143210.28136.465648 附图4-2控制断面CS1水位～流量关系曲线4.2.2.4糙率和天然河道比降根据河道断面形态、河床组成以及岸壁情况，天然河道断面平均糙率n取0.055，建堤后河道断面平均糙率n取0.050；天然河道比降为本次实测，为20‰。4.2.3雍水计算及成果分析上述参数确定后，采用4.2.1雍水计算方法分解计算天然河道设计洪水水面线和建桥后设计洪水水面线。其成果见表4-16-24(说明：表中断面桩号为控制断面向上游依次增加）。C桥评价河段天然河道设计洪水水面线表4-16位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓点（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS11+029.0498.43207.583209.8128.5516.263.461%CS20+879.0498.43209.93212.7429.5418.483.37CS30+818.1498.43211.43213.5229.0817.83.43CS40+776.7198.43211.783214.4527.7815.443.5648 CS60+689.7698.43213.033215.4333.1125.1642.98CS11+029.0468.93207.583209.3822.0114.573.1410%CS20+879.0468.93209.93212.423.4617.313.03CS30+818.1468.93211.43213.1522.7116.673.05CS40+776.7168.93211.783214.0421.7813.873.26CS60+689.7668.93213.033215.0324.8518.8752.98B桥评价河段天然河道设计洪水水面线表4-17位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS80+600.7998.43215.383217.0734.2229.72.821%CS90+55.6498.43215.893218.3927.214.83.62CS100+510.1098.43216.933218.9340.0840.182.51CS80+600.7968.93215.383216.8628.2527.42.6010%CS90+55.6468.93215.893217.9821.3613.723.27CS100+510.1068.93216.933218.6329.6834.322.28A桥评价河段天然河道设计洪水水面线表4-18位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓点（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS120+422.8498.43218.543220.9432.7324.3113.001%CS130+383.9198.43219.183221.8328.4516.973.45CS170+205.5398.43222.933225.4228.5317.053.47CS200+047.9498.43226.463228.7127.7515.4473.56CS120+422.8468.93218.543220.3421.8315.133.1210%CS130+383.9168.93219.183221.421.6814.533.20CS170+205.5368.93222.933225.0222.0415.393.14CS200+047.9468.93226.463228.3121.7514.5773.1848 C桥评价河段建桥、建堤后设计洪水水面线表4-19位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓点（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS11+029.0498.43207.583209.8128.5516.263.461%CS20+879.0498.43209.93211.826.6716.263.70CS30+818.1498.43211.43213.1527.8318.283.56CS40+776.7198.43211.783213.9825.7614.27553.87CS60+689.7698.43213.033214.8725.8118.493.54CS11+029.0468.93207.583209.3621.7214.5773.1210%CS20+879.0468.93209.93211.4821.5515.563.33CS30+818.1468.93211.43212.8522.4317.683.17CS40+776.7168.93211.783213.5820.20613.523.45CS60+689.7668.93213.033214.5421.917.53.14B评价河段建桥、建堤后设计洪水水面线表4-20位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓点（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS80+600.7998.43215.383217.0328.3518.023.531%CS90+55.6498.43215.893217.3929.5621.283.38CS100+510.1098.43216.933218.6627.7317.853.59CS80+600.7968.93215.383216.7322.7715.423.1410%CS90+55.6468.93215.893217.0923.2720.652.96CS100+244.168.93216.933218.3321.9317.343.1648 A桥评价河段建桥、建堤后设计洪水水面线表4-21位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）河底深泓点（m)水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）备注CS120+422.8498.43218.543220.4926.8315.813.741%CS130+383.9198.43219.183221.1826.1215.263.77CS170+205.5398.43222.933225.0425.7914.5783.83CS200+047.9498.43226.463228.4426.4115.593.75CS120+422.8468.93218.543220.1221.0715.313.2910%CS130+383.9168.93219.183220.8320.8114.593.37CS170+205.5368.93222.933224.6820.6713.883.45CS200+047.9468.93226.463228.0820.9314.883.35C桥建设前后设计洪水水面线比较表（P=1%、10%）表4-22位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）差值备注水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）CS11+029.0498.40000.001%CS20+879.0498.4-0.94-2.87-2.220.33CS30+818.1498.4-0.37-1.250.480.13CS40+776.7198.4-0.47-2.02-1.16450.30CS60+689.7698.4-0.56-5.01-6.6740.56CS11+029.0468.9-0.02-0.290.01-0.0210%CS20+879.0468.9-0.92-1.91-1.750.3048 CS30+818.1468.9-0.30-0.281.010.12CS40+776.7168.9-0.46-1.57-0.350.19CS60+689.7668.9-0.49-2.95-1.380.16注：“正值”为增加，“负值”为减少。B桥建设前后设计洪水水面线比较表（P=1%、10%）表4-23位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）差值备注水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）CS80+600.7998.4-0.04-5.87-11.680.711%CS90+55.6498.4-1.002.366.48-0.24CS100+510.1098.4-0.27-12.35-22.331.08CS80+600.7968.9-0.13-5.48-11.980.5410%CS90+55.6468.9-0.891.916.93-0.31CS100+510.1068.9-0.30-7.75-16.980.88注：“正值”为增加，“负值”为减少。A桥建设前后设计洪水水面线比较表（P=1%、10%）表4-24位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量（m3/s）差值备注水位（m）过水面积（m2）水面宽度（m）流速（m/s）CS120+422.8498.4-0.45-5.90-8.500.731%CS130+383.9198.4-0.65-2.33-1.710.32CS170+205.5398.4-0.38-2.74-2.470.35CS200+047.9498.4-0.27-1.340.140.1948 CS120+422.8468.9-0.22-0.760.180.1710%CS130+383.9168.9-0.57-0.870.060.18CS170+205.5368.9-0.34-1.37-1.510.31CS200+047.9468.9-0.23-0.820.300.17注：“正值”为增加，“负值”为减少。由表可见，工程修建后，过水面积和宽度总体都减小,（其中CS10断面减小12.35m和22.33m），但减小幅度不大，这是由于之前河岸左岸存在浅滩和淤积,；C桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为0.56m/s；B桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为1.08m/s；A桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为0.35m/s。由于建成后桥梁两桥墩与河堤平顺衔接，河段上、下游未形成断面突变点，行洪顺畅，因此建桥后对河道雍水及冲刷影响非常小。对100年一遇和10年一遇洪水桥下雍水分析如下：C桥桥下100年一遇洪水建桥前水位为3213.52m，建桥后水位为3213.15m，水位降低0.37m；10年一遇洪水建桥前水位为3213.15m，建桥后水位为3212.85m，水位降低0.3m；B桥桥下100年一遇洪水建桥前水位为3218.39m，建桥后水位为3217.39m，水位降低1m；10年一遇洪水建桥前水位为3217.98m，建桥后水位为3217.09m，水位降低0.89m；A桥桥下100年一遇洪水建桥前水位为3220.94m，建桥后水位为3220.49m，水位降低0.45m；10年一遇洪水建桥前水位为3220.34m，建桥后水位为3220.12m，水位降低0.22m。根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002》表6.4.1不通航河流桥下净空安全值为△hj之规定，按设计水位计算的桥小净空安全值为0.5m，卡拉桥（下游人行桥）桥底至设计洪水位为0.65m，懋功桥桥底至设计洪水位为1.52m，满足规范要求。4.2.4桥前最大雍水计算（经验公式法）根据《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99）3.5雍水计算推荐的经验公式计算桥前最大雍水高度，该式为多年来常采用的公式，由于该式形式简单，资料易于取得，系数包括了河流类型、桥渡压缩条件和考虑了冲刷的影响，计算方便，经多年使用，一般尚能比较切合实际。48 式中：—桥前最大雍水高度（m）；—系数，应按表3.5.1-1的规定取值，取0.05；—断面平均流速，为设计流量被全河过水断面（包括边滩和河滩）除得之商（m/s)；VM—桥下平均流速，应按表3.5.1-2规定计算求得（m/s）本处按；Vp—设计流速（m/s)；P—冲刷系数，桥下需要的过水面积与建桥后不考虑冲刷的供给面积之比值。经计算，A桥桥下P=1%设计洪水位最大雍水为15cm，B桥桥下P=1%设计洪水位最大雍水为12cm，C桥桥下P=1%设计洪水位最大雍水为13cm。由于三座桥系单跨，两桥墩与两岸河堤衔接较为平顺，故雍水较少。2、雍水影响长度雍水对河道影响长度采用《公路工程水文勘测设计规范》中回水长度计算公式，其公式如下：式中：L—回水长度（m）；△Z—桥前最大雍水高度（m）；I—水面坡降，其值为0.03（采用河道纵比降）。经计算，A桥在P=1%设计洪水时桥前最大雍水高度为15cm时，回水影响长度约9.8m；B桥在P=1%设计洪水时桥前最大雍水高度为12cm时，回水影响长度约8m；C桥在P=1%设计洪水时桥前最大雍水高度为13cm时，回水影响长度约8.87m。48 4.3冲刷与淤积分析计算4.3.1自然冲刷河床演变是一个非常复杂的自然过程，目前尚无可靠地定量分析计算方法。河床的自然冲刷时河床逐年下切的深度，根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002)中7.2条的要求，经深入调查，桥位处断面河段并无明显自然下切现象，本次计算不予考虑自然冲刷的情况。4.3.2一般冲刷深度计算大桥建成后，由于受桥墩阻水影响，桥位过水断面减小，从而引起断面流速增大，水流挟沙能力也随之增大，会造成桥位断面河床冲刷。根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30——2002）的技术要求，计算河槽的一般冲刷。64-1修正式：64-2简化式：式中：hp—桥下一般冲刷后的最大水深（m）；Qp—频率为P的设计洪峰流量（m3/s)；98.4m3/s。Q2—桥下河槽部分通过的设计流量（m348 /s)，当河槽能扩宽至全桥时取用Qp；Qc—天然状态下河槽部分设计流量（m3/s)；Qt1—天然状态下桥下河滩部分设计流量（m3/s)；Bcj—河槽部分桥孔过水净宽（m），当河槽能扩宽至全时，即为全桥桥孔过水净宽；Bcg—桥长范围内的河槽宽度（m），当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度；Hcq—河槽最大水深（m）；Bz—造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平滩水位时取用桥孔总长；Hz—造床流量下的河槽平均水深（m）；Ad—单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当Ad＞1.8时，Ad值可采用1.8；造床流量取重现期为2年的设计洪水流量，本处为18.9m3/s。M—桥墩侧向压缩系数，取0.85；—河槽泥沙平均粒径（mm）；E—与汛期含沙量有关的系数，取0.66.λ—设计水位下，在Bcg宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值；μ—桥墩水流侧向压缩系数，应按表7.3.1-1确定。上述参数确定后带入公式计算，其成果见表4-25所示。4.3.3桥墩局部冲刷65-1修正式：当V≤V0时hb=KεKη1B10.6（V-V0"）当V＞V0时48 65-2式：当V≤V0时：当V＞V0时：式中：hb—桥墩局部冲刷深度（m）；Kξ—墩行系数，取1.00；B1—桥墩计算宽度（m），B1=1.0m；hp—般冲刷后的最大水深（m）；—河床泥沙启动流速（m3/s)；V—般冲刷后墩前行进流速（m3/s)；—墩前泥沙起冲速度（m3/s)；—河床颗粒影响系数；n1、n2—指数。上述参数确定后带入公式计算，其成果见表4-25所示。48 冲刷计算成果表表4-25计算项目计算模式冲刷深度（m）A桥一般冲刷64—1修正式1.8364—2简化式0.83局部冲刷65—1修正式套64—1修正式0.5765—1修正式套64—2修正式0.565—2套64—1修正式1.3165—2套64—2修正式1.04B桥一般冲刷64—1修正式1.4564—2修正式0.57局部冲刷65—1修正式套64—1修正式0.5165—1修正式套64—2修正式0.4265—2套64—1修正式1.0865—2套64—2修正式0.78C桥一般冲刷64—1修正式1.4664—2修正式0.57局部冲刷65—1修正式套64—1修正式0.5165—1修正式套64—2修正式0.4265—2套64—1修正式1.0865—2套64—2修正式0.78表4-25显示：不同公式及不同组合方式计算的冲刷深度，有一定差异，采用偏于安全的成果。A桥桥梁一般冲刷深度为1.83m，局部冲刷深度为1.31m，两者不利组合最大冲刷深度为3.14m。根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)规定，本桥梁基底埋深安全值应为1.8m，则本桥墩台基底最小埋置深度为3.14+1.80=4.94m。原设计基础埋深＞10m，能满足要求。48 B桥一般冲刷深度为1.45m，局部冲刷深度为1.08m，两者不利组合最大冲刷深度为2.53m。根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)规定，本桥梁基底埋深安全值应为1.80m，则本桥墩台基底最小埋置深度为2.53+1.80=4.33m。原设计基础埋深＞10m，能满足要求。C桥一般冲刷深度为1.46m，局部冲刷深度为1.08m，两者不利组合最大冲刷深度为2.54m。根据《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)规定，本桥梁基底埋深安全值应为1.80m，则本桥墩台基底最小埋置深度为2.54+1.80=4.34m。原设计基础埋深＞10m，能满足要求。4.3.4堤岸冲刷计算本次设计采用建堤后的洪水运行条件下冲刷深度计算，根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)、《河道整治设计规范》（GB50707-2011），堤基冲刷深度由下式计算：式中：hs—从河底算起的局部冲深(m)；U—行近流速(m/s)；取值7.6m/s；Ucp—近岸垂线平均流速(m/s)；H0—河滩水深（m）取值1.8m；n—与防护岸坡在平面上的形状有关，取n=1/4~1/6。此处取1/4；—水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角查表B.2.3采用，取值3.0。经计算，建堤后，10年一遇洪水各断面冲刷深度见表4-26。48 堤岸冲刷深度计算成果表（P=10%)表4-26位置桩号（河道中心线）（km+m）设计流量(m3/s)冲刷深度（m）备注CS20+879.0468.91.21A桥CS30+818.1468.91.34CS40+776.7168.91.69CS60+689.7668.91.15CS80+600.7968.91.21B桥CS90+55.6468.91.34CS100+510.1068.91.25CS120+422.8468.90.22C桥CS130+383.9168.90.57CS170+205.5368.90.32CS200+047.9468.90.68从上表计算成果可知，堤脚冲刷深度上游段为0.34m～1.69m，根据现场对工程段河道冲刷调查，工程河段最小冲刷深度为0.15m，最大冲刷深度为1.3m，与计算结果接近，说明计算基本与实际情况符合。按照规范要求，堤基埋深应置于冲刷深度以下0.5m～1.0m。根据计算结果及结合现场实际情况确定本次长坪沟段基础最小埋深础埋深2.0～2.5m。4.3.5建桥后河道冲淤演变分析河床的冲刷与淤积变化主要取决于水流挟沙力变化和泥沙起动流速。水流流速小于泥沙起动流速，河床将不会冲刷；水流流速大于泥沙起动流速，会引起河床的冲刷，输沙力增大将引起河道减淤或冲刷，输沙力减小将引起淤积或减冲：河道水动力条件的改变，会引起河床发生相应的调整。天然情况下，工程河段基本趋赴于冲淤平衡状态，河道稳定。堤防修建后，工程河段河宽与上，下游控制性河段平顺衔接，水流流速不会有明显的差异，不会再形成明显的回水淤积区。对于工程段由于建堤后洪水归槽，河道整治后流速略大于天然河道流速，对减少河道淤积是有利的，但同时必然形成一定的冲刷，残留在堤防迎水面堤脚的淤积泥沙将被洪水带走，随着冲刷的发展。该段河道将在新的边界条件和新的水流条件下，达到一种新的冲淤平衡状态。48 4.4河势影响分析计算4.4.1稳定河宽计算河道或河槽的宽度是否造成河道水流不稳定和对河势改变较大，从而造成河道再追床过程，与河道的稳定河宽有密切的联系。若河槽宽度过小，会造成水流坡陡流急，加大河道主流的不稳定性，威胁两岸堤防工程的安全；反之，若河槽宽度太大，虽然对行洪有利，但是，由于河道过宽后，水流主流客易摆动，形成弯曲、分设或漫滩，甚至游荡性等不同河型，在不同洪水下，河型的转化将对两岸堤防工程产生不确定的冲刷部位，给堤防工程防冲带来不利和不确定因素。因而，较优的河槽宽度应根据稳定河宽进行合理选择。稳定河宽计算采用下述三个水流、河相基本方程联解得式：Q＝BhU式中：B—稳定河宽（m）；h—水深（m）；n—糙率，根据不同河段取值不同；J—河道纵坡，根据实测工程段比降20.0‰计算；k—参数k＝α30/33是与河岸有关的参数，一般取k＝1/10030/33；Q—河床流量（m3/s），近似取两年一遇（P＝50%）洪水流量，18.9m3/s。经计算，长坪沟稳定河宽为8.25m；建堤后最窄河宽13.88m（CS17)都大于稳定河宽。4.4.2河道稳定性分析48 稳定性指标K值，表征上游来水、来沙变化时，河道局部的、暂时的相对变幅。河床的稳定性指标包括纵向稳定指标和横向稳定指标。1、纵向稳定指标河床的纵向稳定程度取决于水流对泥沙的作用力与河床泥沙抵抗力之间的对比关系，纵向稳定指标的一般计算公式为：式中：K纵—河床稳定系数；d—床沙平均粒径（mm），d=20mm；h—河段平均水深，h=1.8m；j—河段平均比降（‰）,J=20‰。经计算：K纵=0.56，纵向稳定指标愈大，泥沙运动强度愈弱，河床因沙坡运动或因流路变化产生的变形愈小，河床的冲於变幅也愈小；反之，纵向稳定指标愈小，泥沙运动强度愈弱，河床因沙坡运动或流路变化产生的变形愈大，河床相对来说愈不稳定，河床的冲淤变幅也愈大。根据计算成果，论证河段K纵=0.56，纵向可能趋于稳定。2、横向稳定指标河床的横向稳定指标采用阿尔图宁公式计算，用以表示横向稳定程度。式中：K横—横向不稳定系数；B—造床流量下的水面宽度（m）；J—为造床流量下的水面比降（‰），J=30‰；Q—为造床流量，取值同上Q=18.9m3/s。经计算：K纵=0.11～0.267之间，横向稳定指标愈大表示河岸愈稳定，愈小表示河岸愈不稳定。根据计算成果，参考大江、大河相关指标：从游荡、过度河段到蜿蜒河段，K横从0.18~1.56，K横逐渐增大，趋于稳定。论证河段K纵=0.11～0.267，可能出现局部不稳定现象。3、综合稳定系数采用包含纵向和横向的综合稳定系数亦可表征河道河岸的稳定程度。48 经计算，=0.014～0.084，之间，综合稳定系数愈大，表征河岸愈稳定，反之，愈小。根据计算成果，参考大江、大河相关指标：从游荡、过度河段到蜿蜒河段，从0.032~0.515，逐渐增大，趋于稳定。论证河段=0.014～0.084，可能出现局部不稳定现象。综合分析，可认为论证河段纵向基本稳定，横向可能出现局部不稳定现象，但不会发生河型转化和河道变迁的情况。48 5防洪综合评价5.1与现有水利规划的关系与影响评价根据工程河段的具体情况和雍水计算结果，确定本次评价范围为：横向以两岸现有自然河段向外延伸10m，纵向为桥上游300m、下游侧至下游300m，评价河段总长约1.1km。根据州委、州政府“认为我州灾后重建不搞简单复制灾前，而是更高起点的建设、更高水平的发展，是一个原地起立的过程，是一个发展起跳的过程。要恢复重建与工业化、乡村化、新农村建设结合起来，把恢复重建与优化经济布局结合起来，把恢复重建与转变发展方式结合起来，把恢复重建于充分开放合作结合起来，通过三年的努力，基本完成恢复重建任务，使灾区群众的基本生产生活条件达到或超过灾前水平，经济社会发展达到或超过灾前水平，为五年发展振兴、十年全面小康奠定坚实基础”的精神，随着**县灾后重建的不断发展和加速建设，乡村规划中交通、路网建设步入规范化、合法化、科学化。这符合**县乡村发展的要求，也是相关法律、法规的要求。本桥梁的修建更好的补充和完善了**县日隆镇的交通路网。本报告的编制主要依据力《**县城镇桥梁工程县城懋功桥及农具厂桥、日隆镇金峰存桥可行性研究报告》、《**州**县农具厂桥改造工程施工图设计》、《**州**县懋功桥工程施工图设计》，本桥梁工程的实施是**县规划的延伸补充和完善，本项目的建设，正式将**县城规划付诸实施的具体体现。桥梁工程的建设不存在影响现有水利规划的问题。5.2与现有防洪标准、有关技术和管理要求的适应性分析根据《中华人民共和国国家标准防洪标准》（GB50201-94）以及《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-20002）之规定，卡拉桥洪水设计标准为100年一遇，满足技术要求，且满足桥位河段堤防工程的设计洪水标准（10年一遇）；桥梁与河道正交，桥长满足河道现状和规划要求；桥位设计与现状道路相协调，满足管理、运营要求。48 5.3对行洪安全的影响分析5.3.1对上下游及两岸建筑物的影响分析本桥梁设计洪水标准为100年一遇，桥位河段堤防工程的设计标准为10年一遇，对应的洪峰流量分别为98.4m3/s和68.9m3/s，在此流量条件下建桥前后雍水计算成果见表4-21～4-26。由表4-21、4-26可见，工程修建后，过水面积和宽度总体都减小,（其中CS10断面减小12.35m和22.33m），但减小幅度不大，这是由于之前河岸左岸存在浅滩和淤积；C桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为0.56m/s；B桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为1.08m/s；A桥下无雍水情况出现，平均流速最大增加值为0.35m/s。由于卡拉桥是日隆镇规划建设项目，在设计时已充分考虑河堤与桥梁布置的协调性，建成后桥梁两桥墩与河堤平顺衔接，在河段上、下游未形成断面突变点，行洪顺畅，因此建桥后对河道雍水及冲刷影响非常小。按设计水位计算的桥小净空安全值为0.5m，农具厂桥桥底至设计洪水位为0.65m，懋功桥桥底至设计洪水位为1.52m，满足规范要求。卡拉桥洪水设计标准为100年一遇，满足技术要求，且满足评价河段堤防工程的设计洪水标准（10年一遇）。由此，本桥梁工程对河岸上下游及两岸建筑物防洪安全基本无影响。5.3.2施工期对行洪的影响分析根据工程布置，本工程安排在枯季（2～6月）施工，当汛期来临时，桥梁工程已实施完毕，施工围堰已拆除，故，本桥梁工程的施工导流对行洪无影响。5.3.3弃渣对行洪的影响分析本桥梁的修建基础土石方开挖量较小，同时建桥后为更好的与公路衔接，亦需要回填大量土石方，故本工程基本不会产生弃渣，不需要设置弃渣场。本工程的建设不存在弃渣对河道行洪的影响问题。综上所述，本工程的建设不涉及他人的行洪安全问题，对河道行洪安全影响较小，该项目的建设对工程河段泄洪无影响。48 5.4对河势稳定的影响分析跨越河流的桥梁工程由于桥墩、桥台水流的束窄阻水作用，使局部水流流速及流态发生变化，水位降低，流速加大，造成堤岸和桥墩的冲刷。同时，由于桥墩有一定的分流和导流作用，也可能引起水流流向的局部改变，从而引起主流的摆动和河床的演变。从大桥平面布置图来看，主流与桥轴线法向的夹角变小，与桥轴线基本垂直，这说明桥墩走向与水流流向是一致的，不会存在较大的导流和挑流作用。建桥前、后过水断面积、流速等相对变化较小，引起桥墩附近挟沙力变化不大，桥下河道下沙力较建桥前增加愈小且桥区河段河床组成颗粒较大，产生的泥沙淤积和冲刷范围有限，基本不存在产生大范围强烈的普遍冲刷和淤积等河势改变的水动力条件和河床边界条件。长坪沟稳定河宽为8.25m，建桥后河宽都大于稳定河宽，其余河段河宽多为10～20m，满足稳定河宽要求。综上所述，工程实施后，不会导致附近水域的滩槽和河岸线。平面流速及动力轴线发生大的变化，工程对所在河道的河势稳定影响较小。5.5对现有防洪工程、河道整治工程及其他水利工程与设施影响分析根据实际调查，工程河段上下游无防洪工程、河道整治工程；无灌溉、供水取水口等水利水电工程项目，堤防的修建不涉及对上述设施的影响问题。5.6对防汛抢险的影响分析桥梁工程除其本身防汛抢险外，对其他防汛抢险项目无影响。本工程可在一个枯季完成，施工时段渡汛难度较小，施工期的防洪抢险任务轻。故桥梁工程的修建不存在对他人防汛抢险的影响问题。5.7建设项目防御洪涝的设防标准与措施是否适当本项目为整修桥梁，不存在防御洪涝的设计。48 5.8项目建设对第三合法水事权益的影响分析根据实际调查，工程河段上、下游无灌溉、供水取水口等水利水电工程项目，桥梁的修建不涉及对上述实施的影响问题。因此，桥梁工程的建设对第三人合法水事权益无影响。48 6工程影响防治措施与工程量估算桥梁的建设对右岸集镇的防洪安全不构成影响，不会影响周边的其他水利工程设施的正常使用，对第三人合法的水事权益无影响，不需做防治与补救措施。48 7结论与建议7.1河道演变规律、发展趋势及河势影响分析结论1、根据工程河段的具体情况和雍水计算结果，确定本次评价范围为：横向以两岸现有自然河岸向外延伸10m，纵向为桥上游侧至上游300m、下游侧至下游300m，评价河段总长约1.1km。本次评价的卡拉桥均位于长坪沟段，其中A桥位于评价河段上游。长坪沟控制集水面积169km2,评价河段平均比降为20‰。从评价河段历史演变、近期演变和今后演变发展趋势来看，河势基本稳定。2、建桥后由于桥墩、桥台对水流的束窄阻水作用，使局部水流流速及流态发生变化，引起相应的河床调整，在桥墩上游，水位有所降低，流速减小少，泥沙堆积少；但在桥墩之间因桥墩束水，水位降低，流速加大，易造成冲刷。同时由于桥墩有一定的分流和导流作用，也可能引起水流流向的局部改变，从而引起主流的摆动的河床的演变。建桥前、后过流速相对变化较小，引起桥墩附近挟沙力不大，桥下河道挟沙力较建桥前增加愈小，且桥区河段河床组成颗粒较大，产生的泥沙淤积和冲沙范围有限，基本不存在产生大范围强烈的普遍冲刷和淤积等河势改变的水动力条件和河床边界条件。7.2建设项目对各方面影响的评价结论1、根据《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2002）表6.1.4不通航河流桥下净空安全值Δhj之规定，按设计水位计算的桥下净空安全值为0.5m，农具厂桥桥底至设计洪水位为0.65m，懋功桥桥底至设计洪水位为1.52m，满足规范要求。2、本工程的建设不存在影响现有水利规划的问题。3、本工程建设与本河段的防洪标准和河道管理要求是相适应的。4、本工程的建设对河道行洪安全影响小，不会导致现有河势发生大的变化，该项目的建设对工程河段泄洪无影响。5、本工程的建设对县城交通、行洪安全基本无影响。6、本工程的建设不存在对他人防洪抢险的影响问题。7、本工程的建设对第三人合法水事权益无影响。48 7.3应当采用的防治补救措施本桥梁工程的建设对**县城的防洪安全不构成影响，不会影响周边的其他水利工程设施的正常使用，对第三人合法水事权益无影响，不需作防治补救措施。7.4对存在主要问题的有关建议措施1、建议下阶段工程设计中参照本设计提出的设计原则和标准，不得建造其他不利于河势稳定的项目。施工时不能造成新的水土流失现象，并注意保护环境。2、汛期施工机械设备、建材严禁下河，保证人生财产安全，确保水流通畅，主体工程设计应做好工程施工度汛方案。3、弃渣场应需加强渣体的挡护，渣体表面辅以植被措施或进行复耕，防止水土流失。4、工程建后，每年汛期后应加强观察，若工程河段内已建大桥桥墩、提防基础冲刷出深坑，应及时采取加固措施。5、建议业主单位做好工程施工等组织协调工作，使整个工程建设符合各项防洪法规的要求。48'