桥梁跨十八里河防洪影响评价

陈玉丹+官坤明

摘 要：针对桥梁跨十八里河的工程概况，分析说明进行防洪评价的必要性；进行河道桥梁断面的水文分析计算、壅水分析计算、冲刷与淤积分析计算等，从而分析工程建设对河道的影响，评价河道行洪安全等。

关键词：十八里河；桥梁；防洪影响评价

1背景

十八里河是七里河的支流之一，发源于新郑市龙湖镇孟庄南沟，在管城区陇海铁路附近的白庄村与十七里河汇合，总长24.8km，流域面积112.3km2，其中，郑州市区段（刘湾水库至白庄），长10.6km。本次评价的十八里河洪水主要由暴雨形成，其变化受暴雨强度和地形等因素影响，洪水发生时间、变化规律与暴雨基本一致，洪水多发生在7、8月份的汛期，洪水年际年内分布不均，变幅较大，不确定性强。洪水流量、洪量特点与流域特征和暴雨特征有关，十八里河发源于低丘区与平原区，受区域降雨强度与下垫面条件影响大，整体洪峰上升与下降较快，通过时间较短。洪量较大，受暴雨强度、汇流面积与地形条件影响，与降雨变化特征基本一致。十八里河所含泥沙现主要来源于流域上游的土壤重力侵蚀，受季节性变化与降水强度影响较大，汛期降雨量与雨强大，洪水发生时携带一定的泥沙，非汛期内降雨量小，河道流量小，含沙量较低。所评价的河道无实测泥沙资料，根据《河南省水利工程水文计算常用图集》中绘制的侵蚀模数分区图和附近流域实测泥沙资料统计成果分析，十八里河年均输沙模数约300t/km2·a。

2河道边界条件

桥梁跨十八里河断面是不规则断面，河道底高程平均为131.50，河道底宽为23.47m，所处河道段比降为0.0044。河道左侧岸坡平均为1：2.31，右侧岸坡平均为1：1.24；左岸高程153.00m，右岸高程154.50m。现状河道概化断面图见图1所示。

3防洪评价计算

3.1河道水位计算

依据《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》、《防洪标准》有关规定，桥梁工程跨十八里河桥址处按20年、50年、100年一遇洪水标准进行计算。十八里河为天然河道，采用明渠均匀流公式进行水位计算，计算结果如表1所示。

3.2壅水计算

3.2.1壅水原理

河道上修建桥桩后水流受到桥梁和河滩路堤的挤压，引起水流状态的变化，导致河床的变形。

3.2.2壅水高度计算

壅水高度是指桥桩建成后上游产生壅水的最高水位与天然河道情况下正常水位的差值。壅水高度采用《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017—99）中介绍的桥前最大壅水高度计算公式，其公式如下：

3.2.3回水影响长度计算

桥址处壅水对河道影响长度采用《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017—99）中回水长度计算公式，其公式如下：

3.2.4波浪高度计算

波浪高度计算按《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017—99）公式计算。

跨十八里河桥址处按20年、50年、100年一遇洪水标准进行壅水计算。计算成果见表2所示。

3.3冲刷计算

河床的一般冲刷和局部冲刷深度计算按《桥位设计》及《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017—99）规范中的计算公式，对桥梁跨十八里河进行20年、50年一遇洪水、100年一遇洪水的冲刷深度计算。计算结果见表3所示。

4结论

（1）跨十八里河桥梁的设计防洪标准为100年一遇，桥梁的设防标准符合《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99）的规定及国家相关规定，因此，本桥梁分别采用50年一遇洪水、100年一遇设计洪水标准进行防洪评价是适宜的，项目建设符合所在河段规划防洪标准及有关技术要求。

（2）十八里河按20年一遇洪水、50年一遇洪水、100年一遇洪水3种工况进行评价。十八里河的壅水高度、回水长度均相对较小，不会对河道的行洪带来大的影响。

（3）十八里河20 年一遇洪水时，一般冲刷为2.87m，局部冲刷为1.79m，总冲刷深度4.66m；50 年一遇洪水时，一般冲刷为3.26m，局部冲刷为1.78m，总冲刷深度5.04m；100 年一遇洪水时一般冲刷为3.54m，局部冲刷为1.93m，总冲刷深度5.47m。根据《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017—99）规范，墩台埋深不应小于 2.55m，河道设计墩台最小埋深3m，满足规范要求。

（4）当20年一遇、50年一遇洪水或100年一遇洪水通过桥梁时，造成冲坑主要发生在桥墩处，堤岸冲刷深度均较小，对两岸堤防没有较大影响。

参考文献

[1]中华人民共和国防洪法（GB/50220—95）[S].北京：中国法制出版社，1998.

[2]防洪标准（GB/50201—94）[S].北京：中国标准出版社，1994.

[3]铁路工程水文勘测设计规范（TB10017—99）[S].北京：中国铁道出版社，1999.

[4]桥位设计[S].北京：中国交通出版社，1991.

作者简介：陈玉丹（1992-），女，河南洛阳人，在读硕士，主要从事航道整治方面的工作。