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                武汉~黄冈城际铁路工程 防洪影响评价之三路口特大桥防洪评价

                2018年06月22日   来源:本站   浏览数:4082

                 

                1 基本情况

                1.1 建设【项目基本情况

                1.1.1 涉河建筑物位置

                根据《新建铁路武汉至黄冈城际铁路初步设计——路口特大桥》,路口特大桥位于黄冈黄州区境内。起止里程为DK52+397.095DK58+393.505,中心里程为DK55+395.3,全长5996.41m。

                1.1.2 桥梁设计原则

                根据新建铁路武汉至黄冈城际铁路初步设计——路口特大桥》,桥梁设计的主要技术标准如下。

                1)采用的洪水频率

                设计洪水频率:桥梁涵洞设计洪▓水均为100年一遇。

                2)设计活载

                铁路等级:有砟轨道客运专线

                正线数目:双线;

                线间距4.6m;

                设计速度:200km/h;

                设计活载:采用中-活载,ZK活载检算

                3)建筑限界

                客运专线建筑接近限界的基本尺寸及轮廓采用《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》的限界并考虑通行双层集装箱:净高限界7.96m,股道中心外侧净宽2.44m。

                本线跨普通铁㊣路时,桥下净空按“建限-1”电化限界办理,跨武九线考虑通行双层集装箱的条件,按7.96m设计,跨武黄城【际铁路按7.25m设计

                立交净空:按《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)、《城市道路设计规范》(CJJ37-90)及与地方相关部门协商意见办理。

                1.1.3 建设规模及设计方案

                拟建江北引桥特大桥位于黄冈市黄州区境内,起止里程为DK52+397.095DK58+393.505,中心里程为DK55+395.3,全长5996.41m。见路口特大桥桥址平面图(一)(四)。

                1)孔跨布置

                11-32m简支箱梁+1-(60.75+100+60.75)m连续梁(弯)+20-32m简支箱梁+1-24m简支箱梁+40-32m简支箱梁+3-24m简支箱梁+8-32m简支箱梁+3-24m简支箱梁+4-32m简支箱梁+1-112m系杆拱+8-32m简支箱梁+1-24m简支箱梁+61-32m简支箱梁+1-(32.55+48+32.55)m连续梁(弯)+12-32m简支箱梁。

                根★据设计方案,178跨,跨距32.6m。详见表1.1-1。

                1.1-1                 孔跨布置表

                编号

                里程

                编号

                里程

                编号

                里程

                编号

                里程

                起台尾

                DK52+397.095

                45

                DK53+992.520

                91

                DK55+448.850

                137

                DK57+029.410

                起台前

                DK52+403.825

                46

                DK54+025.260

                92

                DK55+481.550

                138

                DK57+062.150

                1

                DK52+436.605

                47

                DK54+057.995

                93

                DK55+514.250

                139

                DK57+094.890

                2

                DK52+469.345

                48

                DK54+090.720

                94

                DK55+630.550

                140

                DK57+127.630

                3

                DK52+502.085

                49

                DK54+123.435

                95

                DK55+663.250

                141

                DK57+160.370

                4

                DK52+534.825

                50

                DK54+156.145

                96

                DK55+695.950

                142

                DK57+193.110

                5

                DK52+567.565

                51

                DK54+188.850

                97

                DK55+728.650

                143

                DK57+225.850

                6

                DK52+600.305

                52

                DK54+221.550

                98

                DK55+761.350

                144

                DK57+258.590

                7

                DK52+633.045

                53

                DK54+254.250

                99

                DK55+794.050

                145

                DK57+291.330

                8

                DK52+665.785

                54

                DK54+286.950

                100

                DK55+826.750

                146

                DK57+324.070

                9

                DK52+698.525

                55

                DK54+319.650

                101

                DK55+859.450

                147

                DK57+356.810

                10

                DK52+731.265

                56

                DK54+352.350

                102

                DK55+892.150

                148

                DK57+389.550

                11

                DK52+764.005

                57

                DK54+385.050

                103

                DK55+916.850

                149

                DK57+422.290

                12

                DK52+824.855

                58

                DK54+417.750

                104

                DK55+941.550

                150

                DK57+455.030

                13

                DK52+924.855

                59

                DK54+450.450

                105

                DK55+974.250

                151

                DK57+487.770

                14

                DK52+985.605

                60

                DK54+483.150

                106

                DK56+014.950

                152

                DK57+520.510

                15

                DK53+018.340

                61

                DK54+515.850

                107

                DK56+047.650

                153

                DK57+553.250

                16

                DK53+051.080

                62

                DK54+548.550

                108

                DK56+080.350

                154

                DK57+585.990

                17

                DK53+083.820

                63

                DK54+581.250

                109

                DK56+113.050

                155

                DK57+618.730

                18

                DK53+116.560

                64

                DK54+613.950

                110

                DK56+145.750

                156

                DK57+651.470

                19

                DK53+149.300

                65

                DK54+646.650

                111

                DK56+178.450

                157

                DK57+684.210

                20

                DK53+182.040

                66

                DK54+679.350

                112

                DK56+211.150

                158

                DK57+716.950

                21

                DK53+214.780

                67

                DK54+712.050

                113

                DK56+243.850

                159

                DK57+749.690

                22

                DK53+247.520

                68

                DK54+744.750

                114

                DK56+276.550

                160

                DK57+782.430

                23

                DK53+280.260

                69

                DK54+777.450

                115

                DK56+309.250

                161

                DK57+815.170

                24

                DK53+313.000

                70

                DK54+810.150

                116

                DK56+341.950

                162

                DK57+847.910


                续表1.1-1                  孔跨布置表

                编号

                里程

                编号

                里程

                编号

                里程

                编号

                里程

                25

                DK53+345.740

                71

                DK54+842.850

                117

                DK56+374.655

                163

                DK57+880.650

                26

                DK53+378.480

                72

                DK54+875.550

                118

                DK56+407.370

                164

                DK57+913.390

                27

                DK53+411.220

                73

                DK54+908.250

                119

                DK56+440.095

                165

                DK57+945.990

                28

                DK53+443.960

                74

                DK54+940.950

                120

                DK56+472.830

                166

                DK57+993.990

                29

                DK53+476.700

                75

                DK54+973.650

                121

                DK56+505.570

                167

                DK58+026.590

                30

                DK53+509.440

                76

                DK54+998.350

                122

                DK56+538.310

                168

                DK58+059.325

                31

                DK53+542.180

                77

                DK55+023.050

                123

                DK56+571.050

                169

                DK58+092.065

                32

                DK53+574.920

                78

                DK55+047.750

                124

                DK56+603.790

                170

                DK58+124.805

                33

                DK53+607.660

                79

                DK55+080.450

                125

                DK56+636.530

                171

                DK58+157.545

                34

                DK53+640.395

                80

                DK55+113.150

                126

                DK56+669.270

                172

                DK58+190.285

                35

                DK53+665.125

                81

                DK55+145.850

                127

                DK56+702.010

                173

                DK58+223.025

                36

                DK53+697.860

                82

                DK55+178.550

                128

                DK56+734.750

                174

                DK58+255.765

                37

                DK53+730.600

                83

                DK55+211.250

                129

                DK56+767.490

                175

                DK58+288.505

                38

                DK53+763.340

                84

                DK55+243.950

                130

                DK56+800.230

                176

                DK58+321.245

                39

                DK53+796.080

                85

                DK55+276.650

                131

                DK56+832.970

                177

                DK58+353.985

                40

                DK53+828.820

                86

                DK55+309.350

                132

                DK56+865.710

                终台前

                DK58+386.775

                41

                DK53+861.560

                87

                DK55+334.050

                133

                DK56+898.450

                终台尾

                DK58+393.505

                42

                DK53+894.300

                88

                DK55+358.750

                134

                DK56+931.190

                 

                 

                43

                DK53+927.040

                89

                DK55+383.450

                135

                DK56+963.930

                 

                 

                44

                DK53+959.780

                90

                DK55+416.150

                136

                DK56+996.670

                 

                 

                2)桥梁桥面布置的原则

                与武黄城际铁路并行地段单线箱梁及双线箱梁均切翼缘板处理,单线箱梁梁宽7.0m,双向箱梁梁宽11.8m。

                3)墩台及基础类型

                本桥桥台采用线空心矩◆形台,线矩型桥墩,路口高架站采用门式墩,全桥均采用钢筋混凝土钻孔桩。

                4)基础施工围堰类型

                位于水塘或沟渠中的桥墩一般视施工水深和地质情况选用草袋围堰筑岛或打入钢板桩围堰、钢套箱围堰,并注意水位较高和地基为强透水层的施工防护。位于既有铁路附近桥涵为减少对行车干扰采用挖孔桩防护,位于公路(城市道路)或管线附近的桥涵采用打入钢板桩防护。

                1.1.4 涉河建筑物设计方案

                路口特大桥跨长河流域的三台河段,途径地带湖泊、鱼塘、排水支沟比较多,详见表1.1-2。其中12#~13#跨越长河(此段俗称三台河);35#~37#坐落在余家潭湖汊,现已成为鱼塘;120#~121#、132#~133#坐落在白潭湖湖汊,现已成为鱼塘;144#、165#号墩完全布置在支沟中。详见路口特大桥立面图(局部)(一)~(局部)(六)。

                1.1-2         各桥墩跨越长河水系基本情况统计表

                闸墩编号

                桩号

                跨越水系

                测时水位(m)

                地面高程(m)

                桥墩墩台

                高程(m)

                桥梁底与地面高差(m)

                2#~3#

                DK52+469.345~

                DK52+502.085

                桥墩座落在鱼〓塘内

                18.76

                17.17~17.24

                23.324~23.384

                6.15~6.14

                4#~5#

                DK52+534.825

                DK52+567.565

                桥墩№座落在鱼塘内

                18.14

                17.76~17.26

                23.545~23.705

                5.79~6.44

                5#~6#

                DK52+567.565

                DK52+600.305

                跨越水沟

                18.67

                17.26~19.69

                23.705~23.865

                6.45~4.18

                9#~11#

                DK52+698.525

                DK52+764.005

                桥墩座落在鱼塘内

                 

                16.76~16.67

                24.347~24.655

                7.59~7.99

                12#~13#

                DK52+824.855

                DK52+924.855

                跨越长河(此段俗称三台河)

                16.00

                17.62~15.68

                20.543~20.943

                2.93~5.26

                13#~14#

                DK52+924.855

                DK52+985.605

                桥墩座落在鱼塘内

                17.36

                15.68~15.5

                20.943~23.951

                5.26~8.45

                17#~19#

                DK53+083.820

                DK53+149.300

                桥墩座落在鱼塘内

                19.63

                19.45~19.75

                25.934~26.196

                6.48~6.44

                35#~37#

                DK53+665.125~

                DK53+730.600

                余家潭湖汊,现已成为鱼塘,桥墩坐落在鱼塘内

                17.07

                17.01~16.95

                28.176~28.521

                11.17~11.58

                40#

                DK53+828.820

                桥墩座落在鱼塘内

                17.62

                16.02

                28.914

                12.890

                42#

                DK53+894.300

                桥墩座落在鱼塘内

                 

                16.50

                29.176

                12.670

                43#

                DK53+927.040

                桥墩座落在鱼塘内

                18.06

                17.45~0

                29.307

                11.860

                44#~46#

                DK 53+959.780

                DK54+025.260

                桥墩座落在鱼塘内

                18.37

                16.89~16.8

                29.438~29.70

                12.55~12.9

                50#

                DK54+156.145

                桥墩座落在鱼塘内

                20.40

                19.67

                30.224

                10.550

                58#~59#

                DK54+417.750

                DK54+450.450

                桥墩座落在鱼塘内

                20.89

                19.7~19.7

                31.27~31.401

                11.57~11.7

                60#~61#

                DK54+385.050

                DK54+450.450

                桥墩座落在鱼塘内

                21.75

                20.76~20.35

                31.352~31.622

                10.59~11.27

                62#

                DK54+548.550

                桥墩座落在鱼塘内

                 

                22.95

                31.793

                8.840

                92#~93#

                DK55+481.550

                DK55+514.250

                跨越鱼塘

                 

                25~24.59

                32.599~32.599

                7.6~8.01

                93#

                DK55+514.250

                跨越水沟

                24.92

                24.59

                32.599

                8.010

                94#

                DK55+630.550

                跨越水沟

                26.18

                26.03

                32.536

                6.500

                99#

                DK55+761.350

                桥墩座落在鱼塘内

                19.62

                18.98

                32.599

                13.620


                续表1.1-2          各桥墩跨越长河水系基本情况统计表

                闸墩编号

                桩号

                跨越水系

                测时水位(m)

                地面高程(m)

                桥墩墩台

                高程(m)

                桥梁底与地面高差(m)

                107#~108#

                DK56+047.650~DK 56+080.350

                跨越鱼塘

                22.65

                25.21~22.78

                32.599~32.599

                7.39~9.81

                113#~114#

                DK56+243.850

                DK56+276.550

                跨越水沟

                16.02

                19.11~16.19

                32.599~32.599

                13.49~16.41

                114#~115#

                DK56+276.550

                DK55+761.350

                桥墩座落在鱼塘内

                17.26

                16.19~15.5

                32.599~32.590

                16.41~17.09

                120#~121#

                DK56+472.830

                DK56+505.570

                白潭湖湖汊,现已成为鱼塘,桥墩坐落在鱼塘内

                20.39

                18.7~18.74

                32.426~32.393

                13.73~13.66

                130#

                DK56+800.230

                桥墩座落在鱼塘内

                16.62

                15.05

                32.099

                17.050

                132#~133#

                DK 56+865.710

                DK56+898.450

                 

                白潭湖湖汊,现已成为鱼塘。桥墩座落在鱼塘内

                17.01

                15.3~15.3

                32.033~32.001

                16.73~16.7

                139#

                DK57+094.890

                桥墩座落在鱼塘内

                21.26

                19.75

                31.804

                12.050

                144#

                DK57+258.590

                桥墩座落水沟内

                14.51

                14.51

                31.640

                17.130

                165#

                DK57+945.990

                桥墩座落在水沟内

                23.38

                23.42

                30.513

                7.090

                166#~167#

                DK57+993.990

                DK58+026.590

                跨越鱼塘

                25.63

                25.7~27.86

                30.465~30.097

                4.76~2.24

                172#

                DK58+190.285

                桥墩座落在鱼塘内

                25.29

                23.98

                30.035

                6.050

                175#

                DK58+288.505

                桥墩座落在鱼塘内

                25.20

                22.75

                29.466

                6.720

                176#

                DK58+321.245

                桥墩座落在鱼塘内

                26.63

                23.73

                29.276

                5.550

                177#

                DK58+353.985

                桥墩座落在鱼塘内

                25.76

                24.03

                29.086

                5.060

                1.2 水系基本情况

                1.2.1 河道概况

                黄州区境内长河(其中三台河大桥上下游各2km沿用历史习惯称三台河)全长28.45km,为20世纪70年代在自然河道的基础上裁弯取直后形成的内河,河面宽度一般为40m,出口底部高程13.83m,下游河堤堤面面宽2-4m,高程19.63m,它上接团风县罗家沟横堤闸,自北向南流经团风县回龙镇,黄州区堵城镇、陶店乡、路口镇、禹〗王街道办事处、东湖街道办事处、南湖街道办事处,从土司港闸流入巴河,流域面积289.5km2(称白潭湖区)。长河两岸自上而下分布着鹞子湖(团风县)、赵家潭(已围垦)、黄泥潭(面积0.1632km2,湖容163万m3)、蔡家潭(面积1.7585km2,湖容263.8万m3)、余家潭(面积0.8804km2,湖容132.1万m3)、白潭湖(面积4.09km2,湖容613.5万m3)等湖泊群,各湖分别用港渠与长河相连,以涵闸调控水位。其洪水位与长河基本相同,1991年7月,黄州遭遇罕见连续大暴雨,白潭湖泵站全力排水,但长河水位仍达建站后19.19m的最高水位。

                白潭湖区的涝水主要通过通过土司港闸自排入长江或通过白谭湖泵站及东湖泵站提排入长江。

                1.2.2 水文气象

                工程地处亚热带湿润季风气候区,季节明显,冬冷夏热,夏季盛行东南风,湿润多雨,气温高,湿度大;冬季盛行西北风,为西伯利亚干冷气团所控制,天气寒冷,干燥少雨年;年平均风速2.2m/s,最大风速31 m/s。

                根据工程河段〒附近气象站资料统计分析,多年平均年降雨量1420.2mm,最大年降水量2360mm,历年平均降雨日□数为133d,多集中在4~8月,受季风影响,年内降水分配很不均匀,5~10月降水约占全年降水的70%以上。多年平○均气温在17℃左右,年内温差大,极端最高气温40.3℃,极端最低气温-11.0℃。多年平均风速2.2m/s,最大风速23.0m/s(1956.3.17),相应风向为N。年均日照约2000h,无霜期从3月至11月约250天。雾多发生在冬季,年平均雾日为36.8d。降雪多发生在12月中旬至次年3月上旬,年平均降雪日约7天。年平均雾日为11.6天,年最多雾日21天。

                1.2.3 地形地貌及水系地质情况

                长河流域位于长江之滨,地势平坦低洼,河港交织,湖泊众多,以长河干流为线,大小湖泊连通长河干流,形成一线挂珠的景观。地形地貌比较单一,海拔高程低,相对高差小,相对高差10m~30m,区域地势由北向南倾斜,北部为低丘陵岗地,南部为平原湖区。北部低丘岗地起伏小,地势平坦,呈放射状伸入田垄,低丘岗地和垄⌒ 田的土层深厚宜于种植发展水果,盛产水稻。南部滨江海拔在14.2m~50m之间,相对高差不超过45m,属长江及支流举水巴水冲积而成的河积一湖积平原。地势平坦湖泊密布,耕作、养殖条件优越,盛产棉花、小麦,宜种蔬菜,适宜养殖。

                桥址地貌分区较单一,主要为龙岗地貌,地形呈舒缓波状,起伏较小,地面标高变化在17.55m~28.67m之间,植被较为发育;高处一般辟为旱地,低洼处一般辟为水田、水塘。拟建路口特大桥桥址范围内沟渠、水塘及农田众多,屋舍散布。

                桥址区域内表层为第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)淤泥、第四系更新统冲洪积(Q2+3al+pl)粉质黏土、黏土等,下伏基岩为白垩系K-E)泥质粉砂岩、含砾砂岩、钙质砂岩。

                1.2.4 地震设防烈度

                区内地震活动较少,依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为6度,抗震设防烈度为6度。

                1.3 现有水利工█程及实施情况

                长河上起团风县淋山河镇冯家墩村,下至黄州区土司港闸。整个流域面积464.5km2,全长46.16km。中间被罗家沟横堤闸一分为二,横堤以上流域面积175km2,长17.71km;横堤以下流域面积289.5km2,长28.45km。由于遵循“高水高排”的原则,汛期横堤闸是关闭的;只有在横堤以下农田需要灌溉时,横堤闸才开启。

                目前整个流域已经形成上蓄(水库),中挡(河道、湖泊),下泄(湖泊调蓄、外江排水闸及抽排泵站)的框架。其中横堤以上有支流——付河,付河上有付河一、二库;横堤以下有支流鹞子湖,左支上有回龙一库,右支上有回龙二库;支流幸福港上有幸福水库。目前5座水库均纳≡入相关国家建设计划。

                外排的涵闸泵站,横堤以上有罗家沟闸和黄草湖泵站;横堤以下有白潭湖泵站、东湖泵站、土司港闸,这3座泵站和2座涵闸也都纳入相关国家建设计划。

                长河流域三面临水,上有冯家墩闸与举水支流沙河,右有唐家渡泵站与长江相通,左右红旗坝闸(站)与巴水相通。

                长河流域罗家沟横堤以下主要水利工程情况如下:

                1)白潭湖泵站

                白潭湖泵站位于长城堤桩号193+100处,现有装机4×800kW,设计排水流量32m3/s,建于1965年,是湖北省建成最早的中型排水泵站之一。属超期病老工程》,其机电设备急需更新改造,水工建筑物老损严重。该工程于2002年已通过更新改造初步设计,2003年开始进行更新改造施工,由于更新改造项目资金每年拨付不多,进展较慢,目前只完成了一台机组机电设备改造,远不能满足排涝需要。

                2)土司港闸

                土司港闸位于长孙堤桩号1+443处,单孔,孔口尺寸为5m×5m,设计排水流量为68m3/s,始建于1963年,目前正在进行更新改造后,改造后为3孔每孔净宽4.0m,设计流量72.2m3/s。

                3)东湖泵站

                东湖泵站位于长城堤桩号195+000处,设计装机4台1000kW,设计排水流量40m3/s,为堤后式排水泵站,主要承担进入东西湖调蓄区的城区面积的内涝渍水,在满足排除城区内涝渍水的前提下,兼助农田排涝。该工程已于2001年动工兴建,2007年完工投入运用。白潭湖泵站和东湖泵站相距1.5km,实行联合运用,由黄州区防汛指挥部统一调度。

                4)磨盘咀节制闸

                磨盘咀节制闸位于东湖港入与长河处,其主要任务在汛期关闭实现东湖泵站与白谭湖泵站分区排水,在城区排涝标准达到20年一遇后开闸兼助白谭湖泵站排除农田涝水;在枯水期外江水位低时,开闸将东西湖调蓄区的涝√渍水排入长河,经土司港闸自流排入长江。设计长河水流向东湖港工况流量为40m3/s,东湖港流向长河工况流量为30m3/s,2孔,孔口尺寸为4.0×3.5m,属于东湖泵站的配套工程,2007年完工投入运用。

                1.4 水利规划及实施安排

                1)1998年10月由湖北省水利水电科学研究所,黄冈市水利水电规划设计院共同完成《湖北省黄冈市城市防洪规划报告》。

                2)1999年6月由湖北省水利水电科学研究所完成《湖北省长江中游城市防洪工程可行性研究报告(黄冈市)》,2001年6月由北省水利水电科学研究所完成《利用日本协力银行贷款湖北省长江中游城市防洪工程初步设计报告(黄冈市)》

                3)目前已完成回龙一、二库,幸福水库的除险加固初步设计,已列入病险库建设计划。

                4)目前东湖泵站已于2007年新建↙完工投入使用,白潭湖泵站2003年开始进行更新改造,由于资金计划目前未完工。

                5)东湖泵站及磨盘咀节制闸于2001年动工兴建,2007年完建并投入运用。

                6)2009年6月湖北省水利水电科学研究院完成《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划(送审稿)》,规划涉及的主要建设内容包括:疏挖衬砌长河干流及主要支流、河湖连通港及部分二级港,疏挖主要湖泊的底泥,加固长河两岸及部分湖泊堤防,连通港上闸站更新改造,控制污染总量,联通江河湖港,推进疫区水利血防综合治理工程建设。拟建工程经过的河道断面在整治河段范围内,故本次论证中的河道断面采用整治后的尺寸。

                2 河道演变

                河道演变是在水流与河床相互作用下,河道形态的变化,指近代冲积河道的演变发展。黄州区境内长河(其中三台河大桥上下游各2km沿用历史习惯称三台河)全长28.45km,为20世纪70年代在自然河道的基础上裁弯取直后形成的内河,河面宽度一般为40m,出口底部高程15.7m,下游河堤堤面面宽2-4m,高程21.5m,边坡比约1:1.5。长河地属湖区平原,风速较小,水流及波浪等动力因素较弱,且长河属于自然河道的基础上裁弯取直后形成的内河,流量不大,河床变化不大,河段处于相对稳定期。且桥位处河段上游未流经大、中城市,污染较轻,水化学成分作用不明显。

                3 防洪评价

                由于路口特大桥通过地区为白潭湖区,排水港道纵横,鱼池多,没有大的河流,只有144#桥墩放置在排水支渠中,165#桥墩放置在道路两边的排水沟中,另外2#、3#、4#、5#、9#~11#、13#、14#、17#~19#、40#、42#~46#、50#、58#~62#、99#、114#、115#、130#、139#、172#、175#~177#布置在鱼塘中,12#~13#跨越长河(此段俗称三台河),35#~37#座落在余家潭湖汊,现已成为鱼塘,120#~121#、132#~133#座落在白潭湖湖汊,现已成为鱼塘。因此防洪评价中不考虑河道壅水、冲淤、河势及边坡稳定分析,仅分析长河设计洪水及洪水位。

                3.1 水文分析计算

                3.1.1 设计洪水标准

                长河是巴水的支流,属于自然河道的基础上裁弯取直后形成的内河,流域内无完整的河道水文资料。

                《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《堤防工程设计规范》(GB50286-98),以及《湖北省黄冈市城市防洪规划报告》中要求完成防洪保护封闭圈(长城堤、106国道、三台河以下长河堤防形成封闭圈)的要求,三台河桥(桩号12+260.9)以下长河右岸取50年一遇洪水标准,三台河桥以下左岸及三台河桥以上取20年一遇洪水标准。

                3.1.2 设计洪水

                3.1.2.1 设计洪水计算方法

                平原湖区的设计洪水一般按水量还原法和综合单位线计算,但长河流域内由于缺乏实测资料,本次计算设计洪水时,分别计算各汇流片设计洪水,平原区按平均排除法,排涝标准为十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度;丘陵区按瞬时单位线法进行汇流计算。

                3.1.2.2 流域内水库及主要支流设计洪水

                1)流域特性

                结合各个水库除险加固复核的结果以及利用1:10000地形图量算的结果,各流域特性指标见表3.1-1。

                3.1-1                  流域特性表

                序号

                水库及支流名称

                承雨面积F(km2)

                主河道长L(km)

                主河道坡降J(‰)

                 

                丘陵区

                 

                 

                 

                1

                回龙一库(左支)

                3.01

                3.05

                13

                2

                回龙一库(右支)

                5.52

                3.18

                19

                3

                回龙二库

                4.25

                3.3

                40.2

                4

                幸福水库

                11.5

                5.2

                38.3

                5

                鹞子湖ζ 左支(回龙一库以下)

                3.9

                9.972

                1.256


                续表3.1-1                  流域特性表

                序号

                水库及支流名称

                承雨面积F(km2)

                主河道长L(km)

                主河道坡降J(‰)

                6

                鹞子湖右支(回龙二库以下)

                10.1

                7.69

                1.210

                 

                平原区

                 

                 

                 

                1

                鹞子湖左支(回龙一库以下)

                17.8

                 

                 

                2

                鹞子湖右支(回龙二库以下)

                16.6

                 

                 

                3

                幸福港(幸福水库以下)

                29.9

                 

                 

                4

                罗家沟横堤以下区间(不含水库及区间支流)

                221.32

                 

                 

                其中

                三台河桥以下右岸

                39.1

                 

                 

                2)设计暴雨

                水库流域内没有雨量站和水文站,无实测的洪水观测资料,本次洪水复核拟采用《湖北省暴雨统计参数图集》(湖北省水文水资源局,2008年)的统计参数作为流域设计洪水计算基础资料。计算得各历时相应频率的设计暴雨量计算成果见表3.1-2。

                3.1-2              设计点雨量计◆算成果表

                时段

                点雨量均值(mm)

                Cv

                Cs/Cv

                Kp

                P=5%

                1小时

                45

                0.40

                3.5

                1.775

                6小时

                85

                0.50

                1.989

                24小时

                130

                0.52

                2.031

                 

                 

                设计点雨量H(mm)

                频率

                P=5%

                1小时

                79.9

                6小时

                169.0

                24小时

                264.0

                 

                由于付河二库、回龙一库、回龙二库控制、鹞子湖左支的流域面积较小,不需考虑点面折减系数,可以直接把点雨量作为面雨量。

                3)净雨过程及设计雨型

                设计净雨按扣除初损和稳损的方法推求,采用《图表》中的雨型作为设计雨型。

                面雨量递减指数:

                                       

                              

                面雨量:

                 

                 

                面雨量参数计算成果见表3.1-3。

                3.1-3               面雨量参数成果表

                参数

                P=5%

                β1

                0.473

                β2

                0.640

                n1

                0.582

                n2

                0.678

                 

                根据表3.1-3的参数,计算得各分区控制断面的面雨量和净雨过程,见表3.1-4。24小时雨¤型按《图表》的暴雨雨型表排列。

                3.1-4             各分区净雨过程表              单位:mm

                时段(h)

                设计净雨

                P=5%

                鹞子湖左支

                鹞子湖右支

                回龙一库

                (左支)

                回龙一库(右支)

                回龙二库

                幸福水库

                1

                3.77

                3.76

                3.76

                3.76

                3.76

                3.76

                2

                4.46

                4.45

                4.45

                4.45

                4.45

                4.44

                3

                4.09

                4.08

                4.08

                4.08

                4.08

                4.08

                4

                4.90

                4.89

                4.89

                4.89

                4.89

                4.88

                5

                5.42

                5.41

                5.41

                5.41

                5.41

                5.39

                6

                6.84

                6.84

                6.84

                6.84

                6.84

                6.81

                7

                6.05

                6.05

                6.05

                6.05

                6.05

                6.02

                8

                12.10

                12.20

                12.20

                12.20

                12.20

                12.12

                9

                14.29

                14.42

                14.42

                14.42

                14.42

                14.31

                10

                24.83

                25.11

                25.11

                25.11

                25.11

                24.84

                11

                76.79

                78.14

                78.14

                78.14

                78.14

                76.55

                12

                17.80

                17.98

                17.98

                17.98

                17.98

                17.81

                13

                10.63

                10.72

                10.72

                10.72

                10.72

                10.65

                14

                2.34

                2.33

                2.33

                2.33

                2.33

                2.33

                15

                2.21

                2.19

                2.19

                2.19

                2.19

                2.20

                16

                2.08

                2.06

                2.06

                2.06

                2.06

                2.07

                17

                2.49

                2.47

                2.47

                2.47

                2.47

                2.48

                18

                1.97

                1.95

                1.95

                1.95

                1.95

                1.96

                19

                1.86

                1.84

                1.84

                1.84

                1.84

                1.85

                 

                4)瞬时单位线计算

                根据长河流域特征参数及所在水文分区第,瞬时单位线参数采用下述公式计算:

                m1=0.82F0.29L0.23J-0.20        F>30km2

                m1=1.38F0.27L0.216J-0.185      F≤30km2

                n=0.34F0.35J0.10                 (j>5‰)

                n=1.04F0.3/L0.10                 (j≤5‰)

                (丘区长形区域);(山区扇形㊣区域);

                50mm/h时, λ=λ1

                50mm/h时, λ=λ2

                m1i=m1(0.2)λ1(50/ip)λ  

                K=m1i/n

                式中  F—流域面积,km2

                   L—干流长度,m;

                J―河道坡降,

                根据《图表》计算的瞬时单位线参数见表3.1-5。

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                3.1-5                   瞬时单位线参数

                参数

                各控制断面名称

                P=5%

                鹞子湖左支

                鹞子湖右支

                回龙一库(左支)

                回龙一库(右支)

                回龙二库

                幸福

                水库

                tR(h)

                1.664

                1.015

                0.754

                1.033

                0.743

                1.246

                HtR(mm)

                97.3

                80.4

                71.0

                81.0

                70.5

                85.9

                ip(mm/h)

                58.5

                79.2

                94.2

                78.4

                95.0

                68.9

                θi

                0.598

                0.768

                1.785

                1.534

                2.164

                1.687

                λ1

                0.545

                0.593

                0.640

                0.640

                0.640

                0.640

                λ2

                0.300

                0.300

                0.300

                0.300

                0.300

                0.300

                m1

                3.865

                3.140

                1.471

                1.733

                1.263

                1.652

                m1i

                3.865

                3.140

                1.471

                1.733

                1.263

                1.652

                n

                1.697

                1.243

                0.646

                0.799

                0.793

                1.123

                k

                2.277

                2.682

                2.276

                2.169

                1.593

                1.471

                 

                5)设计洪水过程线的推求

                ①地表径流过程计算

                根据前面的净雨过程及瞬时单位线参数,推算出相应的地表径流过程。

                ②地下径流过程计算

                由稳损产生的地下径流计算公式如下:

                :

                式中  T—地面径流底宽(h);

                tc—稳损历时(h);

                退水指数;

                起涨流量(m3/s);

                  地下径流洪峰(m3/s)。

                地下径流计算参数见表3.1-6。

                ③设计洪水成果

                将地面、地下径流过程线同时段叠加,即为设计洪水过程线。其成果见表3.1-7。

                3.1-6                  地下径流参数

                参      数

                符号

                各控制断面名称

                P=5%

                鹞子湖左支

                鹞子湖右支

                回龙一库(左支)

                回龙一库(右支)

                回龙

                二库

                幸福

                水库

                退水指数

                0.070

                0.091

                0.098

                0.082

                0.089

                0.067

                稳损历时(h)

                tc

                19

                19

                19

                19

                19

                19

                地面径流底宽(h)

                T

                38

                35

                29

                31

                28

                30

                起涨流量(m3/s)

                Q0

                0.398

                0.155

                0.119

                0.219

                0.169

                0.453

                地下径流洪峰(m3/s)

                Qg

                2.722

                1.227

                1.102

                1.816

                1.533

                3.523

                 

                3.1-7    由暴雨途径采用瞬时单位线计算的设计洪水成果表

                特征值

                各控制断

                P=5%

                鹞子湖左支

                鹞子湖右支

                回龙一库

                回龙二库

                幸福水库

                洪峰流量

                (m3/s)

                72.6

                71.5

                114.7

                63.2

                140.5

                洪水总量

                (万m3

                242.4

                133.5

                206.3

                102.8

                275.6

                 

                3.1.2.3 上游水库的下泄流量计算

                罗家沟横堤以下三座水库的溢洪道均为开敞式溢洪道,库水位超过堰顶高程时开始自由溢洪。

                1)水位~库容、水位~泄量关系

                各个水库的水位~库容、水位~泄量关系均摘自各个水库除险加固的初步设计资料,见表3.1-8和表3.1-9。

                3.1-8                   水位~库容关系

                回龙一库

                回龙二库

                幸福水库

                水位(m)

                库容

                (万m3

                水位(m)

                库容

                (万m3

                水位(m)

                库容

                (万m3

                34.63

                5

                61.63

                797.21

                23.93

                80.78

                36.63

                16

                62.00

                841.2

                24.93

                130.35

                38.63

                42

                62.29

                877

                25.93

                194.56

                43.63

                204

                62.50

                904

                26.93

                275.46

                48.63

                600

                62.81

                943.26

                27.93

                374.47

                49.63

                705

                 

                 

                28.93

                495.16

                50.63

                820

                 

                 

                29.93

                603.42

                51.03

                866

                 

                 

                30.93

                758.07

                51.63

                945

                 

                 

                31.93

                877.78

                52.43

                1050

                 

                 

                32.93

                1071.6

                52.93

                1131

                 

                 

                33.93

                1290

                 

                3.1-9                    水位~泄量关系

                回龙一库

                回龙二库

                幸福水库

                水位(m)

                泄量(m3/s)

                水位(m)

                泄量(m3/s)

                水位(m)

                泄量(m3/s)

                51.03

                0

                61.63

                0

                28.63

                0

                51.53

                11.52

                62.00

                1.44

                28.93

                2.71

                52.03

                32.72

                62.29

                3.8

                29.43

                11.82

                52.63

                30.23

                62.50

                5.5

                29.93

                24.49

                53.03

                92.86

                62.81

                9.93

                30.43

                39.9

                53.53

                129.85

                 

                 

                30.93

                57.63

                54.03

                171.15

                 

                 

                31.43

                77.41

                54.53

                216.25

                 

                 

                31.93

                99.04

                55.03

                264.21

                 

                 

                32.43

                122.38

                 

                 

                 

                 

                32.93

                147.32

                 

                 

                 

                 

                33.43

                173.75

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                 

                2)水库调节计算成果

                按拟定的防洪调度方式和起调水位,对不同频率的设计洪水进行调洪演算,汇总成果见表3.1-10。

                3.1-10                    调洪演算成果

                参数

                回龙

                一库

                回龙

                二库

                幸福水库

                P=5%

                P=5%

                P=5%

                设计↓洪峰流量

                114.7

                63.2

                140.5

                最大下泄流量

                27.8

                3.9

                29.9

                 

                3.1.2.4 排涝模数计算

                1)设计排涝标准

                根据《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288-99)中的规定,设计排涝标准为十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度。

                2)计算排区

                根据《黄冈市城市总体规划(2008-2020)》,规划水①平年(2020年)东湖街道办事处、南湖街道办事处等大部分土地将被开发成城区,唐家渡区及路口镇部分土地被开发成城区,陶店乡、堵城镇镇域范围有所扩大,将形成两个中心镇;与此同时,城郊、镇郊的土地利用将有很大改变,集中体现以种植经济作物为主,尤其蔬菜、瓜果等。所以根据规划水平年的土地利用情况、作物种植情况复核排ㄨ涝区的排涝模数。

                遵循“高水高排”原则,长河流域被罗家沟横堤一分为二,汛期一般情况下横堤闸是关闭的,所以在复核排涝模数时也分上下两片,横堤以上为黄草湖区,横堤以下为白潭湖区。本次计算范围为白潭湖区。

                3)白潭湖区基本情况

                白潭※湖排区总排涝面积289.5km2,其中排区范围内上游水库拦截面积24.28km2(回龙一、二库及幸福水库),水田面积38.14km2,水面面积17.64km2,旱地和非耕地面积209.44km2

                白潭湖区的湖泊主要有白潭湖、蔡家湖、余家湖、遗爱湖等。水位~容积曲线见表3.1-11。

                白潭湖区的调蓄水位为:最高调蓄水位为17.13m,最低调蓄水位为16.13m,则其调蓄容量为1347.6万m3。另外对排涝区的沟渠塘堰等的调蓄水量进行统计分析,深沟大渠调蓄水量以2万m3/km2计。

                白潭湖泵站排涝区内有中型水库(回龙一库),小型水库(回龙二库和幸福水库)。水库溢洪道均为自由溢流方式,溢洪道堰顶高程与正常蓄水位平齐。由于三水库仅有滞洪库容,汛期逢十年一遇暴雨,将有部分洪水下泄,通过排涝区由泵站提排入江,所以泵站规模要考虑水库调蓄后的下泄水量。根据水库实际运行情况,并从理论上进行验证,同期5天下泄水量为V′=338.5万m3

                3.1-11            白潭湖湖区水位~面积~容积表

                水位(m)

                面积(亩)

                容积(万m3)

                14.13

                3069

                95

                15.13

                8947

                445

                16.13

                15984

                1285

                17.13

                20668

                2564

                18.13

                25959

                4092

                19.13

                30268

                5987

                20.13

                30560

                6029

                 

                4)排涝模数计算

                ①产水量计算

                十年一遇三日设计暴雨量为235.9mm,水田最大允许☆蓄水深度为40mm,则涝区产流量为:

                式中  W—排涝面积上的产水量(m3);

                —排涝区内水田面积(km2;

                —排涝区内旱地及非耕地面积(km2);

                —排涝区内水面面积(km2);

                —设计面暴雨量(mm);

                —水田和水面的径流系数;

                —旱地区非耕地的径流系数;

                —水田的最大允许蓄水深度(mm)。

                经计算■十年一遇三日暴雨产生的内涝水量为白潭湖区为4589.7万m3

                ②调蓄水量

                根据白潭湖区和黄草湖区的最高最低的调蓄水位以及沟渠塘堰等的调蓄水量,白潭湖区调蓄水量为V=1189.4万m3

                ③排涝区水库下泄水量

                白潭湖区上游水库同期5天下泄水量为V′=338.5万m3

                ④排涝流量计算

                按照平均排除法计算排涝区的排涝设计流量,计算公式为:

                其中  —排涝区内水田面积(km2);

                —排涝区内旱地及非耕地面积(km2);

                —排涝区内水面面积(km2);

                —设计面暴雨量(mm);

                —水田和水面的径流系数;

                —旱地区非耕地的径流系数;

                —水田的最大允许蓄水深度(mm),=40;

                —水库下泄水量(万m3);

                —排涝区调》蓄水量(万m3);

                —排水历时(天),=5;

                —日开机时间(小时),=24。

                计算结果为白潭湖区所需排涝流量Q=72.1m3/s,黄草湖区排涝流量Q=48.1m3/s。而实际上目前白潭湖区的外排设计流量为72m3/s,与所复核的排涝流量差别不大。

                ⑤排涝模数计算

                由于黄草湖泵站的设计流量与所复核的排水流量相差不大,偏安全考虑,取设计流量计算排涝模数,计算结果为0.249m3/s/km2

                3.1-12             排涝流量模数复核成果表

                参数

                白潭湖区

                水田面积(km2)

                38.14

                水面面积(km2)

                17.64

                旱地和非耕地面积(km2)

                209.44

                水田径流系数

                0.93

                水面径流系数

                0.93

                旱地和非耕地径流系数

                0.71

                设计暴雨量(mm)

                235.9

                湖区产水量(万m3)

                4589.7

                水库下泄水量(万m3)

                338.5

                产水总量(万m3)

                4928.3

                调蓄湖容(万m3)

                1279

                港道及塘堰调蓄水量(万m3)

                530.4

                调蓄总量(万m3)

                1809.4

                需排水量(万m3)

                3118.8

                需要排水流量(m3/s)

                72.10

                已有设计排水流量(m3/s)

                72.0

                排涝模数(m3/s/km2)

                0.249

                 

                3.1.2.5 长河及主要支流设计洪水

                上游水库均无防洪库容,仅有滞洪库容,且削峰调蓄能力有限,加之水库下游洪水入长河河道距离较短,为偏于安全计,不考虑水库错峰的影响,根据各水库的下泄流量以及各区间的设计洪水,同频率下同时段叠加就可得长河罗家沟横堤横堤以下设计︼洪水。设计洪水成果见表3.1-13。

                3.1-13            长河及主要支流设计洪水成果

                桩号

                设计流量(P=5%)(m3/s)

                横堤以下

                 

                0+000~8+237.2

                259.7

                8+237.2~25+100.9

                234.3

                25+100.9~28+450.5

                194.0

                鹞子湖左支

                101.2

                鹞子湖左支

                77.4

                幸福港

                37.4

                3.1.3 设计水位

                3.1.3.1 水面线推算方法

                罗家沟横堤以下的洪水由回龙一水库、回龙二水库、幸福水库的下泄流量,三座水库坝址以下支流的区间洪水,横堤以下长河(除水库及支流)的区间洪水组成。以白潭湖泵站进水港20年一遇设计流量作为控制流量,考虑沿程塘堰湖泊、河道、港道承纳水量的调蓄作用外,雨洪主要通过东湖泵站、白潭湖泵站(汛期水位高时白潭湖闸关闭)抽排入长江。利用白潭湖泵站进水港处的设计洪水过程线及长河河道槽蓄曲线、白潭〒湖区湖泊~调蓄容积曲线进行蓄排涝演↘算,得到白潭湖泵站进水港处20年一遇的河道水位过程线,以该断面的最高水位为控制水位逐段向上推求横堤以下区段的水面线。各二级港、河湖连通渠及支流宋墙河与长河汇合口处的水位分别作为二级港、河湖连通渠及支流宋墙河的起始控制水位。

                3.1.3.2 水面线推算基本资料

                1)长河实测横断面资料以及疏浚扩挖后的设计横断面资料。

                2)根据《黄冈城市防洪预案》,东湖泵站的起排水位为16.63m,最高运行水位18.13m;白潭湖泵站的起排水位为16.63m,最高运行水位17.63m。

                3)根据《湖北省黄州区白潭湖泵站更新改造工程初步设计报告》,白潭湖泵站的设计流量为72.0m3/s(白潭湖泵站由白潭湖一站和白潭湖二站(即东湖泵站)组成,其中白潭湖一站装机4×800kW,设计排涝流量为32m3/s,东湖泵站装机4×1000kW,设计排涝流量为40m3/s)。

                4)白潭湖区湖泊~调蓄容积曲线见表3.1-11。

                5)根据长河河道整治后的断面衬砌型式,综合糙率取0.026。

                3.1.3.3 蓄排涝演算

                蓄排涝计算采用试算法,其基本方程式如下:

                式中:

                Q1Q2——时段△t始、末的设计流量(m3/s);

                q1q2——时段△t始、末的泵站抽排流量(m3/s);

                V1V2——时段△t始、末的河道、湖泊、渠港的蓄水量(m3/s);

                △t——计算时段(h),其长短视入库流量的变幅而定,本水库△t=1h。

                利用长河的设计洪水过程线及长河河道槽蓄曲线、湖区湖泊~调蓄容积曲线进行蓄排涝演算,即可得到河道水位过程线,计算得起始断面(土司港闸处)20年一遇洪水位为17.91m。

                3.1.3.4 河道水面线推求

                1)水面线推求参数拟定

                汛期外江水位较高,自排闸关闭时,长河流域的雨洪一是通过流域内的湖泊、塘堰、干支流(沟、港)蓄承,二是通过外排泵站抽排入江。起始控制水位取经蓄排涝演算的最高水位,设计流量取外排站的设计抽排流量。现状水面线按现状纵坡和实测横断面,设计水面线按设计纵坡和疏挖后设计横断面,按照河道恒定非均匀流逐段推求。

                长河同时也是长江流域备蓄区白谭湖分蓄洪区的分洪道,加之长河下段位于黄州城区,因此堤防建设不宜过高,以综合工程量较小及满足各方要求综合比较确定长河疏挖的宽ω 度及堤防加高高度,以此确定防洪标准的设计洪水水面线。

                2)水面线♀推求成果

                河道水面线计算采用河道恒定非均匀流基本方程即能量方程进行计算,基本方程式为:

                式中 Z1Z2—分别为上、下断面的水位高程(m);

                hfhj—分别为上、下断面之间的沿程水头损失和局部水头损失(m);

                分别为上、下断面行进流速水头(m)。

                经过比较,拟定横堤以下的纵坡为1/8000。三台河桥以下横断面型式为复式断面,底宽为30-110m,边坡1:2.5,在距河床3m高处设一宽为2m的亲水平台;三台河桥以上为横断面型式为梯形断面,底宽为30m,边坡1:2.5。

                桩号从土司港闸处为起始点编桩号。

                计算成果见表3.1-14。

                3.1-14          长河横堤以下设计水面线计算成果

                断面序号

                桩号

                设计河床

                高程(m)

                设计水位(m)

                 

                0+000

                10.75

                17.91

                1

                0+172.3

                10.77

                17.91

                2

                0+559.8

                10.82

                17.91

                3

                0+940.6

                10.87

                17.91

                4

                2+224.9

                11.03

                17.91

                5

                3+556.3

                11.19

                17.92

                6

                4+881

                11.36

                17.92

                7

                5+987.2

                11.50

                17.92

                8

                7+156

                11.64

                17.93

                9

                8+237.2

                11.78

                17.93

                10

                10+186.7

                12.02

                17.93

                11

                12+260.9

                12.28

                17.94

                12

                12+746.3

                12.34

                17.94

                13

                14+574.9

                12.57

                17.96

                14

                15+645.9

                12.71

                17.97

                15

                16+827

                12.85

                17.98

                16

                18+445.6

                13.06

                18.00

                17

                19+853.3

                13.23

                18.02

                18

                21+300.5

                13.41

                18.04

                19

                22+014.2

                13.50

                18.06

                20

                23+041.9

                13.63

                18.07

                21

                24+150.1

                13.77

                18.10

                22

                25+100.9

                13.89

                18.12

                23

                26+209.4

                14.03

                18.15

                24

                27+345.9

                14.17

                18.18

                25

                28+237

                14.28

                18.20

                 

                28+450.5

                14.31

                18.21

                 

                3.1.3.5 湖泊、河湖连通港、二级港防洪水位的确定

                罗家沟横堤□以下的主要湖泊有遗爱湖、白潭湖、黄婆汊、余家潭、蔡家潭、小汊湖、黄泥潭、赵家潭等。水位成果见表3.1-16。

                3.1-16      湖泊、河湖连通港及二级港防洪水位汇总表

                序号

                湖泊名称

                所属行政区

                河∴湖连通港名称

                湖泊与长河连通处桩号

                设计水位

                (河湖连通处)

                连通闸

                1

                赵家潭

                黄州区

                赵家潭港

                23+032.6

                18.07

                赵家潭闸

                2

                黄泥潭

                黄州区

                黄泥潭港

                21+341.3

                18.04

                黄泥潭闸

                3

                小汊湖

                黄州区

                小汊湖

                20+676

                18.03

                小汊湖闸

                4

                蔡家潭

                黄州区

                蔡家潭

                15+649.3

                17.97

                蔡家潭闸

                5

                余家潭

                黄州区

                余家潭

                14+485.8

                17.96

                余家潭闸

                6

                黄婆汊

                黄州区

                黄婆汊

                13+941.3

                17.95

                黄婆汊闸

                7

                白潭湖

                黄州区

                烂泥沟

                7+861.6

                17.93

                烂泥沟闸

                8

                遗爱湖

                黄州区

                东湖港

                6+714.9

                17.92

                磨盘咀闸

                9

                 

                黄州区

                白潭湖▲进水港

                4+809.2

                17.91

                 

                10

                 

                黄州区

                晏家山港

                15+098.3

                17.97

                 

                11

                 

                黄州区

                龙山沟

                17+641

                17.99

                龙山口闸

                12

                 

                黄州区

                鹞子湖支流左支

                26+127.8

                18.14

                 

                13

                 

                黄州区

                鹞子湖支流右支

                26+127.8

                18.14

                 

                14

                 

                黄州区

                幸福港

                7+861.6

                17.93

                 

                 

                3.2 防洪影响评价

                3.2.1 对长河的影响々评价

                跨越长河的桥梁为连续梁型式,共3跨,第一跨(11#与12#桥墩)长60.75m,第二跨(12#与13#桥墩)长100 m,第三跨(13#与14#桥墩)长60.65m,其中跨越长河的为第二跨。根据长河整∞治后的断面型式,12#、13#桥墩布置在长河堤防背水坡外,见图3.5。

                根据以上水位计算结果,路口特大桥跨越长河位置的水位见表3.2-1。

                 

                 

                3.2-1       路口特大桥跨越长河位置的水位及净空分析

                跨越长河位置

                桩号

                设计河床高程(m)

                河道设计水位

                (m)

                对应的粱底高程(m)

                梁底至防洪设计水位最小净空(m)

                堤顶高程(m)

                梁底至堤顶最小净空(m)

                长河右岸

                13+604.1

                12.35

                17.95

                22.97

                5.02

                 

                 

                长河左岸

                12+823.9

                12.45

                17.94

                22.97

                5.03

                 

                 

                堤顶防汛道路

                 

                 

                 

                22.29

                 

                18.85

                3.44

                 

                《中华人民共和国河道管理条例》第十二条▽规定:“修建桥梁、码头和其他设施,必须按照国家规定的防洪标准所确定的河宽进行,不得缩窄行洪通道。桥梁和栈桥的梁底必须高于设计洪水位,并按照防洪和航〗运的要求,留有一定的超高。”拟建工程处防洪设计水位19.70m,工程设计水位17.95m(右岸)、17.94m(左岸),梁底至防洪设计水位净空大于5.0m,满足《中华人民共和国河道管理条例》要求。

                另外粱底至堤顶防汛道路的最小净空3.44m,如果按防汛抢险巡逻车净空约3m的考虑,则堤顶防汛道路的最小净空满足防汛抢险巡逻车辆交通要求。

                3.2.2 对排水支沟的影响

                路口特大桥144#桥墩完全放置在排水支渠(排水支渠的底宽为7m)中,该排水渠位于白潭湖附近的低洼地带,目前基本淤积,基本上降雨才有积水,144#桥墩的堵塞对整个白潭湖区排水渠系的影响很小。165#桥墩完全放置在道路两边的排水沟中,桥台采用线空心矩形台,线圆端型桥墩,桥墩断面尺寸为7m×2.6m。

                建议144#、165#桥墩改变↓桥梁跨度另行布置。

                3.2.3 对湖泊的影响

                35)~(37)坐落在余家潭湖汊,现已成为鱼塘,(120)~(121)、(132)~(133)坐落在白潭湖湖汊,现已成为鱼塘。

                在正常湖水位下,(35)~(37)、(120)~(121)、(132)~(133)七个跨湖桥梁的净空分别为11.76m、11.63m、11.99m、15.30m、15.26m、15.12m、15.08m;在历史最高湖水位下,七个跨湖桥梁最小净空分别为9.21m、9.08m、9.44m、13.25m、13.21m、13.07m、13.03m,基本上不影响汛期抢险船只的航行。另外湖泊面积较大,桥墩阻水面积占湖泊面积的比例很小,桥梁通过附近无大的连接渠道,水流流速较小,因此修建桥墩对湖泊水流影响甚微。

                3.2-2                   工程跨越湖泊特性表

                 

                余家潭

                白潭湖

                正常湖水位(m)

                16.63

                17.13

                历史最高湖水位(m)

                19.18

                19.18

                围∏堤堤顶高程(m)

                20.5~21.5

                20.5~21.5

                桥梁跨距(m)

                24.6、32.6

                32.6

                桥底高程(m)

                28.26~28.521

                (35)~(37)桥墩

                32.001~32.033(120)~(121)桥墩、

                32.393~32.426(132)~(133)桥墩

                最小净空(m)

                9.08

                13.03

                桥墩阻水面积(m2)

                70.88

                70.88

                湖泊面积(m2)

                880400

                4090000

                桥墩阻水面积占总湖泊面积比例(%)

                0.00805

                0.00173

                4 防洪综合评价 

                4.1 与现有水利规划的关系和影响分析

                拟建工程附近区域水利规划为《全国蓄滞洪区建设与管理规划》(2007.9)、《湖北省黄冈市城市防洪规划报告》(1998.10)及《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》(2009.6)。

                4.1.1对黄冈市城市防洪规◥划的影响

                《湖北省黄冈市城市防洪规划报告》确定的主要建设内容为:一是防长江及长江一级支流举水、巴水三面外洪威胁,按《长流规》确定的设计水位全面加高加固长江干堤及沿江支堤,使之形成防洪封闭圈;二是按分蓄洪区水位建设黄州和团风安全区的隔堤,或者近期解决由封闭圈内雨水形成的内洪,按50年一遇设计洪水标准完成长河右堤加高加固工程,提高内河防洪标准;三是解决保护圈内由雨洪造成的内涝,完成排水涵闸及泵站的更新改造和新建,提高城区及农田的排涝标准。

                目前,黄冈城区段长江干堤及连江支堤已经建设完工,但城区保护圈未形成,长河右岸三台河以下堤防未达防洪标准,外排涵闸及泵站更新改造及新建工程基本完建。武汉至黄冈城际铁路路口特大桥桥梁底部高程均满足《湖北省黄冈市城市防洪规划报告》要求,对城市防洪工程运用没有影响。

                4.1.2 对长河流域水利综合规划的影响

                《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》的主要建设内容为:疏挖衬砌长河干流及主要支流、河湖连通港及部分二级港,疏挖主要湖泊的底泥及、加固长河两岸及部分湖泊堤防等。除144#、165#桥墩完全布置在支沟外,其他跨沟渠的桥墩跨度及净空均满足要求。但应█重新布置144#、165#桥墩,否则,由于支沟断面较小,桥墩完全堵塞支沟致使白潭湖区排水不畅造成╱内涝。

                4.2 与有关技术要求和管理要求的适卐应性分析

                《中华人民共和国河道管理条例》第十二条规定:“修建桥梁、码头和其他设施,必须按照国家规定的防洪标准所确定的河宽进行,不得缩窄行洪通道。桥梁和栈桥的梁底必须高于设计洪水位,并按照防洪和航运的要求,留有一定的超高。”拟建工程处防洪设计水位19.70m,河道治理设计水位17.95m(右岸)、17.94m(左岸),梁底至防洪设计水位净空大于5.0m,满足《中华人民共和国河道管理条例》要求。

                另外粱底至长河两岸堤顶防汛道路的最小净空为3.44m,如果按防汛抢险巡逻车净空约3m的考虑,则堤顶防汛道路的最小净空满足防汛抢险巡逻车辆交通要求。

                4.3 对行洪安全的影响评价

                1)跨长河的路口特大桥12#、13#桥墩落在长河岸坡两侧,桥墩并没有坐落在长河河道内,对长河河道行洪不会产生不利影响。

                2)144#、165#桥墩完全置于支沟中,堵塞了排水渠系,建议另行布置。

                4.4 对现有水利工程和设施影响分析

                桥位处上下游无其他水利工程设♀施,建桥后,桥面高程高于设计堤顶高程,桥台、桥墩均采用桩柱,144#、165#桥墩外,其他桥墩对现有的防洪工程、河道整治工程均无影响

                4.5 对防汛抢险的影响分析

                拟建工程采用预应力混凝土连续梁跨越长河,大桥采用立交的形式与河道两岸衔接,主河道桥孔跨径100m。由于大桥设计洪水标准高于长河河道治理标准,当发生20年一遇洪水时,桥孔净高大于5m,不影响防汛抢险船只通过。

                路口特大桥全部采用高架桥通过白谭湖区,桥梁底部与地面净空最低的为175#桥墩,净空为3.25m,完全满足防汛车辆通过,对防汛抢险没有影响。

                4.6 对周边环境及水质的影响

                桥梁施工期间,由于施工道路的修建,桥梁两边的边坡开挖,桥位附近的植被将会有所破坏,从而会给周边的环境及水土保持造成影响。此外,钻机废弃的油污、泥浆、生产生活废污水、废渣等排出,将会对当地及河道水质有一定的影响。

                4.7 对第三人合法水事权益的影响

                不影响第三人合法的水事权益,只是在施工期对当地群众生产、生活、环境等产生一定影响。

                5 防治与补救措施

                针对武汉至黄冈城际路路口特大桥建设对长河流域排涝体系行洪可能产生的影响,下面提出一些相应的补救措施,力争将影响降低至最低。

                5.1 降低对行洪影响的措施

                144#、165#桥墩完全堵塞排水支沟,由于支沟断面较小,建议桥墩重新布置,尽量避开支沟,不要破坏白潭湖区的排水体系。如果由于桥梁跨距不能避开排水支沟,请在原支沟附近补偿『改道原排水支沟。

                针对桥梁汛期施工▲时,施工设施、便桥、便道、料场及生活区域等将会对渠道行洪产生影响,为确保汛期防洪安全,施工期内桥梁建设部门应与长河管理部门密切配合,严格按照制定的渡汛方案进行施工;施工后期应逐步拆除及清理施工场地,推平施工道路,清理弃渣等剩余物,恢复河道原貌,以利于长河及其他排水渠系行洪畅通。

                5.2 降低对环境、水质影响的措施

                桥梁建设初期应及时做好水土保持工作,对可能造成的水土保持方面的影响做出预测和评估,并拟定降低影响所应该采取的措施;对施工区域内施工材料、设备的存放、施工人员的生活场所应事先做ω好施工组织设计,以防影响环境和工程进度,避免出现意外事故造成重大损失。

                切实做好水土保持工作,防止桥梁建设过程中对河道的破坏。加强施工期间的管理,禁止弃土、弃渣排入河道,禁止施工期间生产、生活污︽水直接向河道排放。

                桥梁建成以后,桥梁管理部门及当地行政部门应加强周边的环保力度和措施,抓好桥梁的清洁工作,以免给周边环境造成破坏。应做好环境保护、避免水体污染和不能影响河道行洪等工作。

                5.3 桥梁汛期施工应采取的措施

                桥梁在汛期施工时,施工单位要提前编制汛期施工组织设计,并报河道主管部门批准,方可进行施工,施工时应密切注意天气变化,并与河︾道主管部门保持联系,搞好协作,以避免恶性事故的发生。

                6 结论及建议

                6.1 结论

                1)路口特大桥防洪标准为100年一遇,桥下净空满足黄冈市城市防洪标准50年一遇标准要求。

                2)路口特大桥跨越的白潭湖区的长河、排水渠系及鱼塘,桥面高程高于设计堤顶高程,桥台、桥墩均采用桩柱,144#、165#桥墩外,其他桥墩对现有的防洪工程、河道整治工程均无影响

                3)路口特大桥全部采用高架桥通过白潭湖区,桥梁底部与地面净空完全满足防汛车辆通过,对该地区防洪管理没有影响。

                6.2 建议

                1)144#阻塞白潭湖附近的排水支沟,虽然目前该支沟基本淤塞,也不是白潭湖区的主要排水渠系,但随着将来白潭湖区排涝体系的完善,还是建议重新布置,尽量避免布置在排水支沟内。如果不能避开,请在原支沟附近补偿改道原排水支沟。

                (2) 165#桥墩阻塞道路两边的排水沟,建议重新布置,尽量避免布置在排水沟内。如果不能避开,请在原支沟附近补偿改道原排水支沟。

                 

                 


                武汉黄冈城际铁路工程

                防洪影响评价

                之四

                 

                 

                驼家湖特大桥防洪评价

                 

                 

                 



                1基本情况

                1.1 建设项目概况

                1.1.1 涉河建筑物位置

                拟建涉河建筑物为驼家湖特大桥,位于湖北省黄冈市路口镇境内,起止里程DK58+586.47~DK59+319.80,全长733.33m。驼家湖特大桥的建设目的主要是为跨垄岗及垄岗间的湖泊区,区内水系发育,主要为驼家湖,湖岸线曲折,多为水田、水塘。

                1.1.2 涉河建筑物的设计标准

                1)铁路设计标准○

                1.1-1                  铁路设计标准

                类目

                参数值

                类目

                参数值

                铁路等级

                客运专线

                正线数目

                双线

                速度目标值

                200km/h

                限制坡度

                6‰

                最小曲线半径

                2200~3500m

                牵引种类

                电力

                机车类型

                动车组

                列车运行方式

                自动控制

                行车指挥方式

                调度集中

                设计活载

                中-活载

                双线线间↑距

                4.6m

                检算活载

                ZK活载

                2)防洪标准

                设计采用洪水频率:采用洪水频率为1/100

                1.1.3 涉河建筑物的Ψ 设计方案

                驼家湖特大@ 桥全长733.33m,里程范ω围为DK58+586.47~DK59+319.80;驼家湖孔跨布置为:22-32.6m简支梁,采用有砟轨道后张法预应力混凝土箱梁(通桥2008(2221a)系列);共有桥墩21个,其中驼家湖内涉水桥墩13个,分别是5~17#4#和18#位于湖岸。驼家湖特大桥平面布置及纵立面布置见图4.1和图4.2。

                本涉河建筑物桥墩采用矩型实体墩,宽度2.6~5.6m。基础采用钻孔桩基础。

                1.1.4 涉河建筑物的施工方案

                1 位于水塘及小河沟内的桥梁墩台、基础,一般采取草袋围堰、筑岛填土的施工方案。

                2 水中墩台基础施工时根据各桥址处水深变化情况、河流特征及地质条件,选用草袋围堰、钢板桩围堰及钢围堰等施工方案。

                3 简支梁采用预制架设,架桥采用现浇法施工。

                4 施工防护:根据线ζ 间距、地质条件、开挖深度等情况,并结合自身设备状况及施工经验,选用插打钢轨桩、既有线扣轨、挖孔桩以及施工便梁等方案对既有线路进行施工防护。

                1.2 湖泊基本情况

                1.2.1 湖泊及水系情况

                驼家湖地处黄州区的路口镇,位于幸福港的右岸且与幸福港连通,属于长河流域白潭湖分蓄洪区的一部分,且调蓄湖容较小。驼家湖正常蓄水深√为1.5m,对应的面积为0.418km2

                1.2.2 工程地质和水文地质情况

                拟建驼家湖特大桥桥址区主要位于长江沿岸的♀二级阶地,阶地经剥蚀呈垄岗地形,相对高差约13m。根据勘察揭示及地表调绘,场区的岩土层按其成因分类主要有第系全新统坡残积层Q4,岩性主要由粉质黏土、黏土等组成,主要分布于垄岗表层,厚度3~6m,下伏基岩为白垩-下第三系(K-E)泥质砂岩。

                该区地质构造单一,定测勘察中未发现特殊岩土及不良地质现象。两端桥台位于剥蚀残丘,山坡较缓,边坡稳定,无危岩,不会发生坍塌、滑坡等不良地质现象;桥址场地属复杂场地,桥址地基属中等复杂地基。

                桥址区地下水类型第四系孔隙水及基岩裂隙水孔隙水:第四系坡残积各土层及土状岩全风化带,透水性差,地下水含量较少,水位埋深0.65~1.53m不等;桥址区地表水发育,大气降水及地表水为地下水提供了良好的补给来源。根据水质检测报告:桥址区地下水无化学侵蚀性;地表水存在二氧化碳侵蚀,化学作用等级为H1。

                1.3 现有水利工程及水利规划实施安排

                驼家湖与幸福港连通,属于长河流域白潭湖分蓄洪区的一部分,且调蓄湖容较小,目前湖泊周边及范围内除了与幸福港相连处的闸以外,没有其他水利设施。

                在《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》(2009.6)中,对拟建工程所在区域的主要治理方案为港道清淤及连通闸的更新改造,拟定在近期安排实施。

                2 防洪影响评价

                2.1 对湖泊调蓄容积的影响分析

                驼家湖正常水深1.5m,对应的水面面积为0.418km2,相应的容积为62.7万m3,而湖内的13个桥墩总体积350.35m3,占湖泊容积的0.56‰;根据湖泊的水位~面积曲线,湖泊的面积将随着水位的抬升而增大,但涉水桥墩的总面积基本无变化,因此,随着水位的抬升,涉水桥墩占湖泊容积的比例将越来越小。

                因此,驼家湖特大桥的修建对湖泊调蓄容积的影响很小。

                2.2 对行洪安全影响分析

                拟建的驼家湖特大桥梁底高程为27.683m~23.508m,而湖周地面的最高高程约为22.30m,驼家湖与幸福港的连通渠道地面高程不到20.0m,驼家湖无通航功能,因此,驼家湖特大桥桥底净空满足要求,不会对行洪安全产生影响。

                 


                武汉黄冈城际铁路工程

                防洪影响评价

                之五

                 

                 

                 

                幸福沟1、2号框架桥防洪评价

                 

                 

                 



                1 基本情况

                1.1 建设项目基本情况

                1.1.1 涉河建筑物位置

                根据《武汉至黄冈城际线葛店南至黄冈东段初步设计铁路纵断面图》,幸福沟1号框架桥DK60+216.40)、幸福沟2号框架桥DK61+106.15)位于黄冈市黄州区幸福港中段,沿铁路线走向,两桥西向东依次跨越幸福港。

                1.1.2 拟建工程设计标准

                根据《鄂州至黄冈城际铁路桥涵初步设计文件》,拟建工程主要技术标准如下:

                1)区间正线竖向静活载

                葛店至华容东(DK24+575~DK39+500)采用ZK活载;

                华容东至黄冈东(DK39+500~DK62+500)采用中-活载,ZK活载检算

                2)设计行车速度及线间距

                葛店南至华容东正线(DK24+575~DK39+500):无砟轨道客运专线,设计行车速度200km/h,单线/双线线间距4.6m;

                华容东至黄冈东(DK39+500~DK62+500):有砟轨道客运专线,设计行车速度200km/h,双线线间距4.6m;

                3)设计水位及流量

                幸福沟1号、2号框架桥的设计水位流量100年一遇。

                4)通航等级:无通航要求。

                1.1.3 建设规模及设计方案

                拟建工程为武汉至黄冈客运专线上,以斜交框架桥的形式跨越幸福港的桥梁工程。其中,幸福沟1号桥的里程范围↓为:DK60+200.37至DK60+232.44,中心里程DK60+216.4,长度为32.07m;幸福沟2号桥的里程范围为:DK61+91.23至DK61+121.08,中心里程DK61+106.15,长度为29.85m。两座桥的平面图分别见图1.1、图1.2(注:图中的单位除标明外,均为cm)。

                 

                1.1   幸福沟1号桥平面图

                 

                 

                1.2   幸福沟2号桥平面图

                 

                幸福沟1号、2号桥的结构型式均为框架桥。其中,两桥过水孔的几何尺寸分别为2×14.23×6.5m、2×13.24×5.7m,桥面宽分别为14.89m、13.85m,顶板厚均为1.1m,底板厚均为1.3m,其结构型式参见图1.3、图1.4

                1.3   幸福沟1号桥结构示意图

                1.4   幸福沟2号桥结构示意图

                1.1.4 与河道堤防的连接方式

                拟建工程附近主河道宽25~27m,河道两岸为自然岸坡。其中,幸福沟1#桥左、右岸地面最高高程分别为20.1m、20.4m;幸福沟2#桥左、右岸地面最高高程分别为21.6m、19.5m。两桥均采用平交的方式与河道两岸衔接,铁路轨面设计高程为25.365m,路肩高程为24.401m,桥梁顶板底面高程为22.589m,桥梁底板顶面高程1#桥为16.089m、2#桥为16.889m

                1.2 河道基本情况

                1.2.1 河道概况

                拟建工程位于幸福港中段幸福港属长江流域长河水系,为白潭湖区的主要排水港道,其上游建有一座小(一)型水库为幸福水库,水库以上主河道长5.2km,承雨面积11.5km2,总库容703.57m3。幸福港自幸福水库下游向南流经驼家湖、赤东湖,最终经白潭湖,汇入长河。结合幸福水库除险加固复核的结果与1:10000地形图量算的结果,幸福港的主要特性指标见表1.2-1。

                 

                 

                1.2-1              幸福港的主要特性指标表

                水库及支流名称

                类型区

                承雨面积F(km2)

                主河道长L(km)

                主河道坡降J(‰)

                幸福水库

                山丘区

                11.5

                5.2

                38.3

                幸福港(幸福水库至白潭湖之间)

                平原区

                29.9

                11.625

                0.682

                1.2.2 水文气象

                长河流域属亚热带季风气候,日照充足,雨量充沛,四季分明,雨热同季,春有低温,春夏之交有梅雨,入伏多干旱。据统计,年均日照时数为2082小时,一年四季的日照时数分别依次为384.3、638、644和415.4小时。年均降雨量为1288.2mm,春夏秋冬的降雨量分别占年降雨量的27.4%、43.5%、18.1%、11%,最大年降雨量为1954年的2079mm,最小年降雨量为1968年的752mm。降雨年际变化较大,不涝即旱,该地区旱涝灾害频繁发生。年均气温为16.8℃,最高气温通常在7-8月份,为36℃以上;最低气温在1-2月份,在-4℃至6℃之间。年均无霜期为261天,初霜日始于11月24日至12月1日,霜期止于3月8日至16日。

                1.2.3 地形地貌、河道地质情况

                工程区位于长江之滨,地势平坦低洼,河港交织,湖泊众多。海拔高程低,相对高差小,区域地势由北向南倾斜,北部为低丘陵岗地,南部为平原湖区。北部低丘岗地起伏小,地势平坦,呈放射状伸入田垄,低丘岗地和垄田的土层深厚,盛产水稻。南部滨江海拔在14.2m~50m之间,相对高差不超过45m,属长江及支流举水、巴水冲积而成的河积一湖积平原。地势平坦、湖泊密布,耕作、养殖条件优越。

                区域地貌沿袭古老的长江中下游拗掐构造格↘局,主要干线呈近东西走向。其特点是褶曲平缓,断裂稀少,在地貌上主要表现为平原湖区。第四纪时期,区域西南部尚有小幅度的升降活动,以堆积作用为主,形成海拔30-50m的低丘和岗地,其间拗谷发育呈树枝状伸展,高差10-20m,第四系以后,西南、沿长江河谷继续下降南移,形成了举水下游冲积平原和河沟阶地。

                2009年的勘察结果】显示,幸福沟1号桥址区域内表层为第四系冲洪积粉砂、粗砂(厚约3.7m),及第四系冲洪积粉质黏土(厚约8.8m),下伏基岩为白垩系泥质粉砂岩、含砾砂岩。幸福沟2号桥址区域内表层为第四系冲洪积粉质黏土(厚约1.7m),下伏基岩为白垩系含砾砂岩。区域内地下水的类型有上层滞水、孔隙潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水等。本段地表水及地下水水质较好,不具侵蚀性。

                1.2.4 地震设防烈度

                工程区位于华南地震区长江中下游地震亚区中的麻城—常德地震带以东地区。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g,对应的地震基本烈度为Ⅵ度,抗震设防烈度为6度。

                1.3 现有水利工程及实施情况

                1)幸福水库

                幸福水库位于黄冈市黄州区陶店乡幸福村,地理位置东经114°58′42″,北纬30°30′48″。水库枢纽工程于1959年11月正式动工兴建,1963年12月建成蓄水。幸福水库距黄∮州城区12km,溢洪道出口尾水经幸福港汇入白潭湖,承雨面积11.5km2,总库容703.57万m3,是一座以灌溉为主,兼有防洪、养殖等综合利用的小(一)型水库。水库防洪保护范围内有人口30万人、耕地15.0万亩以及106国道。2004年8月19日,水利部大坝安全管理中心确定幸福水库大坝♀为三类坝。2005年4月4日,省发展改革委员会批复幸福水库除险加固工程初步设计报告,概算为1463万元,并已于2008年11月开工建设。整险加固前后的工程特性详见表1.3-1

                1.3-1        幸福水库整险加固前后的工程特性表

                项目

                单位

                加固前

                加固后

                一、水文

                 

                 

                 

                1、流域面积

                 

                 

                 

                承雨面积

                km2

                11.5

                11.5

                主河床长度

                km

                5.2

                5.2

                主河床坡降

                38.3

                38.3

                2、多年平均降雨量

                mm

                1 280

                1 280

                3、多年平均径流量

                104m 3

                576

                576

                二、水库

                 

                 

                 

                1、水库水位

                 

                 

                 


                续表1.3-1        幸福水库整险加固前后的工程特性表

                项目

                单位

                加固前

                加固后

                水位高程系统

                 

                黄海高程

                黄海高程

                校核洪水位

                m

                33.23

                32.51

                设计洪水位

                m

                33.13

                31.99

                正常蓄水位

                m

                30.50

                30.50

                死水位

                m

                26.82

                26.82

                2、正常蓄水位时水库面积

                公顷

                73

                73

                3、水库容积

                 

                 

                 

                总库容

                104m 3

                804.25

                703.57

                正常库容

                104m 3

                458.95

                458.95

                调洪库容

                104m 3

                345.30

                244.62

                兴利库容

                104m 3

                327.32

                327.32

                死库容

                104m 3

                131.63

                131.63

                4、调节特征

                 

                年调节

                年调节

                三、工程效益

                 

                 

                 

                1、防洪效益

                 

                 

                 

                保护农田面积

                千公顷

                10.05

                10.05

                保护人口

                万人

                30

                30

                2、灌溉面积

                 

                 

                 

                面积

                千公顷

                 

                1.273

                保证率

                %

                 

                55

                3、养殖效益

                吨/年

                 

                60

                2)红旗泵站工程

                红旗泵站位于▂巴河右岸老城堤红旗坝闸口,为红旗坝引水路线的起点。枯水季节通过红旗泵站将巴河的水引入幸福港,灌溉两岸农田。泵站现有装机155KW,设计灌溉面积1.2万亩,设计灌溉流量1.65m3/s。红旗泵站目前还存在闸口消力池、拦水闸低,进水钢管︾短,泵房、进水道不完善等问题,对该泵站的改造已纳入了《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》。

                3)十八湖闸

                十八湖闸位于巴河右岸路口祠岗办事处,为长孙堤上以排水为主的灌排两用闸,闸后与幸福港下段相连】。该闸于1970年建成,闸孔尺寸为1×4.6m×4m(孔数×宽×高),闸底板高程17m,设计排水面积2万亩,设计排水流量25.04m3/s。已于2003年完成了更新改造。

                1.4 水利规划及实施安排

                在已编的《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》(2009.6)中,对工程所在河段的主要治理方案为港道清淤、边坡护砌,更新改造红旗灌溉泵站。拟定在近期安排实施。

                2 河道演变

                河道演变是在水流与河床相互作用下,河道形态的变化,指近代冲积河道的演变发展。幸福港从幸福水库下游至白潭湖之间的主河道长10.97 km,承雨面积29.9km。幸福港地处平原湖区,风速较小,水流及波浪等动力因素较弱,河道流量较小,河床变化不大,河段处于相对稳定期。另外,桥址处河段上游未流经大、中城市,污染较轻,水化学成分作用不明显。

                3 防洪评价计算

                3.1 桥址设计洪峰流量的计算 

                幸福港的设计流量分两段计算,一是幸福水库以上,二是幸福水库至白潭湖之间。由于拟建的12#框架桥均位Ψ于幸福水库至白潭湖之间,为偏安全计,均可选取第二段的出口流量作为拟建工程处的特征流量。由于缺乏实测资料,根据《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》,本次的设计洪水平原区按平均排除法计算,排涝标准为10年一遇三日暴雨五日排除;丘陵区按瞬时单位线法计算,防洪标准为20年一遇。

                3.1.1 幸福水库下泄流量的计算

                1)设计暴雨

                流域内无㊣ 雨量站及水文站,无实测的洪水观测资料,本次洪水复核拟采用《湖北省暴雨统计参数图集》(湖北省水文水资源局,2008年)的统计参数作为流域设计洪水计算的基础资料。则各历时相应频率的设计暴雨量计算成果见表3.1-1

                 

                3.1-1                      设计点雨量计算成果表

                时段

                点雨量均值(mm)

                Cv

                Cs/Cv

                Kp

                P=5%

                1小时

                45

                0.40

                3.5

                1.775

                6小时

                85

                0.50

                1.989

                24小时

                130

                0.52

                2.031

                 

                 

                设计点雨量H(mm)

                频率

                P=5%

                1小时

                79.9

                6小时

                169.0

                24小时

                264.0

                2)设计净雨过程

                设计净雨按扣除初损和稳损的方法推求,采用《图表》中的雨型作为设计雨型。

                面雨量递减指数:

                                                           

                面雨量:

                                        

                面雨量参数计算成果见表3.1-2

                3.1-2                  面雨量参数成果表

                参数

                P=5%

                0.473

                0.640

                0.582

                0.678

                根据表3.1-2的参数,得到各时段的面雨量,进而可推求幸福水库的净雨过程见表3.1-3,其中,24小时雨型按《图表》的暴雨雨型表排列。

                3.1-3            幸福水库的设计净雨过程

                时段(h)

                1

                2

                3

                4

                5

                6

                7

                8

                9

                10

                净雨(mm)

                3.76

                4.44

                4.08

                4.88

                5.39

                6.81

                6.02

                12.12

                14.31

                24.84

                时段(h)

                11

                12

                13

                14

                15

                16

                17

                18

                19

                 

                净雨(mm)

                76.55

                17.81

                10.65

                2.33

                2.2

                2.07

                2.48

                1.96

                1.85

                 

                3)地表径流过程

                根据幸福港卐特征参数及所在水文分区第I区,瞬时单位线参数采用下述公式计算:

                          F>30km2

                          F30km2

                                j>5‰)

                                j5‰)

                (丘区长形区域);(山区扇形区域)

                                                                

                式中 F—流域面积,km2

                 L—干流长度,m;

                 J—河道坡降,‰。

                根据《图表》计算的瞬时单位线参数见表3.1-4

                3.1-4               幸福水库瞬时单位线参数表

                参数

                (h)

                (mm)

                (mm/h)

                1.246

                85.9

                68.9

                1.687

                0.640

                0.3

                1.652

                1.652

                1.123

                1.471

                由前面计算的净雨过程及瞬时单位线参数,可推求出相应的地表径流过程。

                4)地下径流过程

                由稳损产生的地下径流的计算公式如下:

                :

                :

                   (地下径流洪峰值)        

                式中 —地面径流底宽(h);

                 —稳损历时(h);

                退水指数;

                起涨流量(m3/s)。

                3.1-5                幸福水库地下径流参数表

                参数

                退水指数

                稳损历时(h)

                地面径流底宽(h)

                起涨流量(m3/s)

                地下径流洪峰(m3/s)

                符号

                0.067

                19

                30

                0.453

                3.523

                5)幸福水库设计洪水过程

                将地面、地下径流过程同时段叠加,可得到幸福水库20年一遇的设计洪水过程,详见表3.1-6。

                3.1-6         幸福水库20年一遇的设计洪水过程

                时段

                0

                1

                2

                3

                4

                5

                6

                7

                8

                9

                10

                流量(m3/s)

                0

                0.5

                0.6

                0.7

                0.8

                0.9

                1

                6.3

                10.5

                12.4

                14.5

                时段

                11

                12

                13

                14

                15

                16

                17

                18

                19

                20

                21

                流量(m3/s)

                16.5

                19.6

                20.4

                29.2

                37.7

                57.1

                140.5

                108.7

                76.1

                45.9

                28.8

                时段

                22

                23

                24

                25

                26

                27

                28

                29

                30

                31

                32

                流量(m3/s)

                19.5

                15.2

                12.4

                10.7

                7.3

                5.4

                4.4

                3.9

                3.7

                3.7

                3.4

                时段

                33

                34

                35

                36

                37

                38

                39

                40

                41

                 

                 

                流量(m3/s)

                3.1

                2.9

                2.7

                2.5

                2.4

                2.2

                2.1

                1.9

                1.8

                 

                 

                由此可知,幸福水库20年一遇的设计洪峰流量为140.5m3/s,设计洪水总量为275.6万m3

                6)幸福水库的下泄流量

                根据《幸福水库除险加固初步设计报告》,幸福水库的水位~库容、水位~泄量关系分别见表3.1-7、表3.1-8。

                3.1-7           幸福水库水位~库容关系表

                水位(m)

                25.8

                26.8

                27.8

                28.8

                29.8

                30.8

                31.8

                32.8

                33.8

                34.8

                35.8

                库容(万m3

                80.78

                130.35

                194.56

                275.46

                374.47

                495.16

                603.42

                758.07

                877.78

                1071.6

                1290

                 

                3.1-8            幸福水库水位~泄量关系表

                水位(m)

                30.5

                30.8

                31.3

                31.8

                32.3

                32.8

                33.3

                33.8

                34.3

                34.8

                35.3

                泄量(m3/s)

                0

                2.71

                11.82

                24.49

                39.9

                57.63

                77.41

                99.04

                122.38

                147.32

                173.75

                幸福水库的溢洪道为开敞式溢洪道,库水位超过堰顶高程时开始自由溢洪。按拟定的防洪调度方式和起调水位,进行调洪演算,可得幸福水库在5%频率下的最大下泄流量为29.9 m3/s。

                3.1.2 区间设计流量的计算

                按照平均排除法计算平原区幸福港的排涝设计流量,计算公式为:

                                    

                式中  —排涝区内水田面积(km2);

                —排涝区内旱地及非耕地面积(km2);

                —排涝区内水面面积(km2);

                —设计面暴雨量(mm);

                —水田和水面的径流系数;

                —旱地区非耕地的径流系数;

                —水田的最大允许蓄水深度(mm);

                —排涝区调蓄水量(万m3);

                —排水历时(天),=5;

                —日开机时间(小时),=24。

                其中,十年一遇三日设计暴雨量为235.9mm,水田最大允许蓄水深度为40mm,调蓄量以2万m3/km2计,可得幸福港最大排涝流量为7.5m3/s。

                3.1.3 桥址处幸福港设计洪峰流量

                由于幸福水库的削峰调蓄能力有限,故不考虑水库错峰的影响,将幸福水库的下泄流量与区间同频率同时段下的设计洪水叠加,便可得到拟建工程处的设计洪峰流量为37.4 m3/s(P=5%)。

                3.2 桥址行洪能力的复核

                幸福沟1、2#框架桥的过流可视为无底坎的宽顶堰流。因此,可通过宽顶堰流的计算公式(如式5-6)推求堰前水头H0,从而可判别拟建的1、2#框架桥是否会影响幸福港的泄洪能力。

                                                            

                式中 —每孔净宽;

                 —闸孔孔数;

                 —包含行近流速水头的堰前水头,即

                 —行近流速;

                 —自由溢流的流量系数,它与堰型、堰高等边界条件有关;

                —侧收缩系数。

                对于幸福沟1、2#框架桥,其宽顶堰流的出现,是由于平面上过水孔的宽度小于河道宽,过水断面收缩引起的。因此,边墙、中墙侧收缩对溢流能力的影响已包含在流量系数m中。考虑侧收缩系数的综合流量系数m的计算公式如下:

                                                      

                式中 —闸孔数;

                —中孔⊙的流量系数;

                —边孔的流量系数。

                经计算,幸福沟1、2#框架桥的综合流量系数分别为0.363、0.378,将设计流量Q(37.4m3/s)、m、b、n分别代入上式▆,得到幸福沟1、2#桥的堰前水头分别为0.874m、0.893m,均小于两桥过水孔的净高6.5m、5.7m;相应的堰前水位值分别为16.96m、17.78m,也均小于两桥顶板的底面高程22.589m,满足无压流的要求。

                综上,幸福沟1、2#框架桥的修建不会影响幸福港的行洪安全。

                4 防洪综合评价 

                4.1 与现有水利规划的关系和影响分析

                主要考虑《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》(2009.6)的关系和影响

                根据《湖北省黄冈市长河流域水利综合规划》(2009.6),整个长河流域防洪标准为黄州市城市封闭圈堤防为50年一遇,其他河堤及湖堤均为20年一遇。其中,对幸福港中段的治理方案主要是港道清淤与边坡护砌。当幸福港遭遇超过20年一遇的洪水时,幸福港港堤漫溢,洪水主要通过白潭湖调蓄后经长河由土司港闸自排或经白潭湖泵站及东湖泵站提排入长江,白潭湖正常蓄水位18.5m(吴淞),20年一遇最高洪水位为19.78m(吴淞)。因此,城际铁路建设对长河流域幸福港的治理没有影响。建设单位仍要加强与当地水利部门的◥沟通,确保桥梁设计与最新的港道治理方案相协调。

                4.2 与有关技术要求和管理要求的适应性分析

                《中华人民共和国河道管理条例》第十二条规定:“修建桥梁、码头和其他设施,必须按照国家规定的防洪标准所确定的河宽进行,不得缩窄行洪通道。桥梁和栈桥的梁底必须高于设计洪水位,并按照防洪和航运的要求,留有一定的超高。”

                拟建1#桥的设计水位为16.96m,2#桥的设计水位为17.78m,均小于两桥顶板的底面高程22.589m,满足《中华人民共和国河道管理条例》要求。

                4.3 河道行洪安全的影响评价

                设计流量下幸福沟1、2#桥的堰前水头分别为0.874m、0.893m,均小于两桥过水孔的净高6.5m、5.7m,因此,拟建工程不会影响幸福港的行洪安全。

                4.4 对现有水利工程设施影响分析

                桥位处上下游无其他水利工程设施,建桥后,桥面高程高于河道两岸最▅高地面高程1m以上。拟建的1、2#框架桥,桥长分别为32.07m29.85m,桥孔布设河道设计过水断面的改变较小,对现有的防洪工程、河道整治工程基本无影响

                4.5 对防汛抢险的影响分析

                幸福沟12#框架桥均采用与河道平交的形式与河道两岸衔接,不影响防汛指挥车辆的通行

                4.6 对周边环境及水质的影响

                铁路框架桥的施工常采用顶进施工工艺,在桥梁施工期间,由于工作坑的开挖、施工道路的修建,桥位附近的植被将会有所破坏,从而会给周边的环境及水土保持造成影响。此外,机电设备产生的费油、以及生产生活污水、废渣等的排放给周边环境及河流水质带来负面的影响

                4.7 对第三人合法水事权益的影响

                不影响第三人合法的水事权益,只是在施工期对当地群众生产、生活、环境等产生一定影响

                5 降低影响拟采取的补救措施

                5.1 降低对行洪影响的措施

                针对桥梁汛期施工时,施工设施、便桥、便道、料场及生活区域等将会对河道行洪产生影响,为确保汛期防洪安全,施工期内桥梁建设部门应与当地水利部门密切配合,严格按照制定的渡汛方案进行施工;施工后期应逐步拆除及清理施工场地,推平施工道路,清理弃渣等剩余物,恢复河道原貌,以利于河道的行洪畅通。

                5.2 降低对环境、水质影响的措施

                桥梁建设初期应及时做好水土保持工作,对可能造成的水土保持方面的影响做出预测和评估,并拟定降低影响所应该采取的措施;对施工区域内施工材料、设备的存放、施工人员的生活场所应事先做好施工组织设计,以防影响环境和工程进度,避免出现意外事故造成重大损失。

                切实做好水土保持工作,防止桥梁建设过程中对河道的破坏。加强施工期间的管理,禁止弃土、弃渣排入河道,禁止施工期间生产、生活污水直接向河道排放。

                桥梁建成以后,桥梁管理部门及当地行政部门应加强周边的环保力度和措施,抓好桥梁的清洁工作,以免给周边环境造成破坏。应做好环境保护、避免水体污染和不能影响河道行洪等工作。

                5.3 桥梁汛期施工应采取的措施

                桥梁在汛期施工时,施工单位要提前编制汛期施工组织设计,并报河道主管部门批准,方可进行施工,施工时应密切注意天气变化,并与河道主管部门保持联系,搞好协作,以避免恶性事故的发生。

                6 结论及建议

                6.1 结论

                1)幸福沟1、2#框架桥的防洪标准为100年一遇,桥下净空满足幸福港20年一遇的防洪标准。

                2)拟建桥梁孔口尺寸能够安全通过20年一遇的设计洪水,不影响幸福港的行洪安全

                3)拟建桥面高程高于河道两岸最高地面高程1m以上,桥孔布设河道设计过水断面的影响较小,对现有的防洪工程、河道整治工程基本无影响

                6.2 建议

                1)建议建设部门加强与当地水利部门的沟通和配合,确保桥梁的设计◥方案与最新河道整治方案相协调。并能够合理安排施工进度,避免出现两个工程施工时间和进程上的冲突。

                2)从工程布置的纵断面图上看,幸福沟1#桥占用了河道两岸的滩地,建议适当延长桥长,尽量减小工程建设对河道设计过水断面的减小,确保河道行洪畅通

                3工程建成后应加强近岸河道及防护工程的监测,若发生较大变形与破坏,应及时采取措施进行处理。遇特殊水情年,应加大监测力度,采取相Ψ应措施,以确保桥梁工程的正常使用。