)工程防洪影响评价报告
( )水利勘测设计院
二O二O年( )月( )日
目 录
1 概述 ...................................... 1
1.1 项目背景 ..................................................................................................... 1 1.2 评价依据 ..................................................................................................... 2 1.3 技术路线 ..................................................................................................... 3 1.4 研究内容 ..................................................................................................... 3 1.5 高程与平面控制系统说明 ......................................................................... 3
2 基本情况 .................................. 3
2.1 建设项目概况 ............................................................................................... 3
2.1.1 工程设计布置原则 ........................................................................ 3 2.1.2 工程总体布置方案 ........................................................................ 4 2.1.3 等级划分、设计荷载组合、参数与设计标准 ............................ 4 2.1.4 排水系统 ........................................................................................ 5 2.2 河道基本情况 ............................................................................................. 5
2.2.1 河道概况 .......................................................................................... 5 2.2.2 河道地质条件 .................................................................................. 6 2.2.3 水文、行洪 .................................................................................... 8 2.2.4水文泥沙 ......................................................................................... 14 2.3 现有水利工况及其它设施情况 ............................................................... 15
2.3.1 防洪护岸及天仙拦砂坝情况 ........................................................ 15
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(
2.3.2 主要桥梁情况 ................................................................................. 15 2.3.3 其它情况 ....................................................................................... 15
4.4.4 对流场影响分析 ............................................................................ 23 4.5 护堤工程稳定性分析计算 ....................................................................... 23
3 河床演变分析 ............................ 16 5 防洪综合评价 ............................. 23
3.1 河道历史演变概况 ...................................................................................... 16 3.2 河道近期演变分析 .................................................................................... 16
3.2.1 河道形态变化分析 ....................................................................... 17 3.2.2 河道冲淤量 ..................................................................................... 17
4 防洪评价计算 ............................ 18
4.1 数学模型基本原理 .................................................................................... 18
6 4.1.1 模型计算控制方程 ....................................................................... 18 4.1.2 模型方程离散和求解 ................................................................... 19
4.1.3 模型计算范围及边界处理 ........................................................... 20 4.2 数学模型验证 ............................................................................................ 21
4.2.1 模型验证计算资料 ....................................................................... 21 4.2.2模型验证计算成果 .......................................................................... 21
4.3 计算条件 .............................. 22
4.3.1 计算方案 ......................................................................................... 22 4.3.2拟建工程概化 .................................................................................. 22 4.4 计算成果分析 .............................................................................................. 22
4.4.1 断面缩窄率分析 ........................................................................... 22 4.4.2 对水位影响分析 ........................................................................... 23 4.4.3对流速影响分析 .............................................................................. 23
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5.1 与有关水利规划的关系 ............................................................................. 23 5.2 对行洪的影响分析 ................................................................................... 24 5.3 对河势的影响分析 ................................................................................... 24 5.4 对现有防洪工程和其它水利工程设施的影响 ....................................... 25 5.5 对其它事宜影响分析 ............................................................................... 25
结论 ..................................... 25
1 概述
1.1 项目背景
###地处重庆东部,位于长江三峡库区腹心地带,上距重庆327公里,下距宜昌321公里,是重庆东西部地区的结合地。###区位于渝东北,自古以来为水陆交通要冲,是重庆市、川东北、湘鄂西、陕西、黔北等地区的物资主要集散地。重庆直辖后,###区作为重庆第二大城市,是重庆东部政治、经济、文化、商贸中心和三峡库区水陆空交通枢纽,也是三峡库区重要工业、商贸和移民迁建城市。
###城区面积41平方公里,城市人口约69.5万人。城区用地结构形态为多中心组团式布局结构,由龙宝、天城、五桥三大片区,高笋塘、枇杷坪等八大组团构成。三峡水库蓄水后将对###城区造成较大的影响,根据淹没计算,淹没区人口占城区总人口的47.6%,房屋淹没比重约48%,城市一半将被淹没。目前###城区北滨大道是现有的城市道路、港口码头、市政管线的主要大道之一,由于北滨大道临江,维护改造好北滨大道,是保持城市原有功能、改善城市环境、提高城市防洪标准和城市发展建设必不可少的条件,北滨大道畅通也将有效地解决旧城高笋塘、枇杷坪组团在三峡水库运用后与整个城区交通骨干网络的衔接问题。
( )河流域位于重庆市###区中北部,界于E108°08′~108°23′和N30°47′~30°54′之间,为长江上游干流左岸的一级支流,发源于###区分水镇三正场响水沟,全流域面积228.2km2,至至河道长30.6km,平均比降8.7‰,流经三正、李河、高粱、沙河、红光、映水、周家坝、白岩、钟鼓楼等场镇街道后于南门口注入长江。
( )河流域综合整治工程项目具有治理( )河流域水土流失,拦截( )河流
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域泥沙进入长江干流,减少对三峡水库危害,降低库区该部分消落带影响,进行库岸整治、恢复城区功能、改善城市环境、防治地质灾害、新增城市建设用地、开发城市旅游资源、发展###经济等多种功能。因此于2002年开始在( )河下游万安桥上游150m处设计修建###湖拦砂坝形成正常库容4226万m3,稳定水位169.00m(吴淞高程)以解决泥沙入库和消落带及消落滩地等问题。天仙核心区库岸整治工程位于###湖大坝至沙河吴家湾,总长约3.86km.该段河道两岸外侧滩地形态复杂、岸线曲折、凹凸不齐,原天然主河道为不规则“V”字型,上沿为宽度不等的阶地,构成###区三大片区、八大组团中的龙宝、天城片区之间的高笋塘、周家坝、枇杷坪核心组团地带,修建###湖拦砂坝形成的###湖将该片区主城区形成有机整体,###湖核心区含1号~13号地块。6、13号地块位于###湖核心区入口段,该两地块由重庆江大苏海建设发展有限公司委托重庆川东南地质勘察研究院进行了详细地质勘察,报告表明,该地块在三峡水库运行中各主要不利工况下处于不稳定或欠稳定状态,在6号、13号地段存在安乐寺滑坡、沙河子滑坡群等。在三峡蓄水前曾采用抗滑桩、锚索抗滑桩在自身部分进行了整治,但若不对6、13号地两岸进行整治,必将引起滑坡等地质灾害或安全隐患,特别是在上述前缘引起滑坡,必将带来牵引滑坡,带来更大的地质灾难和损失。因此必须对###湖核心区各地块实施综合治理,通过该地块地勘报告资料分析,针对其地形地质构造特点,根据《三峡###湖修建性详细规划》,结合###区大量移民在建工程和高速公路、铁路等基础设施产生的大量建筑垃圾和弃渣,考虑到库岸抗冲刷能力和水土流失,对( )河两岸前沿采用块石碾压,块石或浆砌石护坡进行回填反压,对核心区库岸稳定防冲进行治理,并对两岸后缘城区滑坡安全减少水土流失、二次污染、建筑造地、城市环境治理和交通功能起到良好作用。
由于本工程兴建占据了河道部分水域,改变了工程附近河道的边界条件,将对工
程河段局部范围的水流运动产生影响。根据《中华人民共和国防洪法》第三十三条“在洪泛区、蓄滞洪区内建设非防洪建设项目,应当就洪水对建设项目可能产生的影响和建设项目对防洪可能产生的影响作出评价,编制洪水影响评价报告,提出防御措施。建设项目可行性研究报告按照国家规定的基本建设程序报请批准时,应当附具有关水行政主管部门审查批准的洪水影响评价报告”和水利部《关于进一步加强和规范河道管理范围内建设项目审批管理的通知》(水建管[2001]618号),对河道管理范围内的建设项目要“严格进行防洪与河势影响论证”的要求;重庆###湖置业有限公司委托中国华西工程设计建设有限公司,就本工程建设对###湖河势、河道行洪及沿岸防洪设施的影响进行研究和评价,为有关部门决策提供科学依据。
利部办公厅,2004年7月);
(8)《三峡(围堰发电期)~葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》(2002年5月,长江水利委员会);
(9)《三峡工程初步设计报告》(1993年7月,长江水利委员会); (10)《内河通航标准》(GB50139—2004);
(11)《重庆市###区( )河~万一中段消落区生态环境整治工程可行性研究报告》(长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,2008年5月);
(12)《三峡###湖修建性详细规划》(重庆大学城市规划与设计研究院,2005年8月);
(13)《###湖核心区各地块地质勘测报告》(长江、川煤、川东南等勘察院,2005年~2007年)
1.2 评价依据
评价的主要依据为现行的国家法律法规、技术规范和标准、设计文件及相关规程等,主要有:
(1)《中华人民共和国水法》(2002年8月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过);
(2)《中华人民共和国防洪法》(1997年8月29日中华人民共和国主席令第88号公布);
(3)《中华人民共和国河道管理条例》(1988年6月10日国务院第3号发布); (4)《防洪标准》(GB5020-94);
(5)《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》(水政1992年7号文); (6)《长江流域综合利用规划简要报告》(1990年修订);
(7)《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(试行)(中华人民共和国水
(14)###湖核心区各地块护岸工程初步设计文件(长江勘察院、中国华西工程设计建设有限公司,2007年~2008年)
(15)水土保持报告(###水土保持站,2008年5月)
(16)《重庆市###区( )河###湖核心区库岸综合治理》(中国华西工程设计建设有限公司)
(17)( )河核心区涉河建设方案报告(中国华西工程设计建设有限公司,2008年5月)
(18)《###区( )河库岸综合治理工程核心区防洪评价报告》2008年5月
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1.3 技术路线
收集工程可行性研究等相关资料,了解工程地质勘测工程布局,工程结构及工程主要设计参数等。实地勘查工程建设场地、工程河段的基本情况及工程河段主要涉河建筑物的分布情况。
收集历年来###河段实测的水道地形图(2002~2007年4次)、固定断面(2002~2007年6次)和水文泥沙资料(1951年~2006年),对工程河段河床演变、水沙运动情况进行分析。研究工程河段河床演变特点、影响因素以及河势变化规律,预测河床演变趋势。
收集工程河段已有可研成果,对该河段已编写的经水行政主管部门组织的专家评审的涉河工程防洪评价研究成果,在进行本工程防洪评价研究时可作适当参考。
本工程防洪评价研究方法是采用实测统计和用二维水流运动数学模型进行演算,对工程建设前后河段的水流运动变化情况进行数学模拟。在综合考虑工程兴建后对河段水流可能的影响长度,并结合现有水文资料情况,确定模拟河段范围上其原万一中至沙河大桥,全长约682m。
1.5 高程与平面控制系统说明
本文涉及到的高程系统:三峡水库坝前水位采用吴淞高程,其它高程系统均采用1956年黄海高程。两基面换算关系为:黄海基面高程一吴淞基面高程=-1.70m;本文涉及的平面系统采用###独立坐标系。
2 基本情况
2.1 建设项目概况 2.1.1 工程设计布置原则
根据##河流域综合治理项目《三峡###湖修建性详细规划》,###湖核心区库岸整治工程建设目的,工程需要采用护岸工程回填造地结合的形式,建设###湖核心区及护岸工程,以完善城市功能、增加城市用地、治理城市环境、防止库岸再造、冲刷、坍塌、滑坡、保护已建的滑坡治理工程,同时应尽量减少工程对河道水流运动的影响。因此工程研究和设计遵循以下原则:
1)工程实施以维护河道稳定,保持现有河势特点为前提,统筹兼顾上下游、左右岸建设发展,减少对防洪、河势、水土保持、旅游开发、河运等方面的影响。
1.4 研究内容
分析工程河段近期演变情况及其演变趋势,计算分析三峡水库正常蓄水后的运行初期和###湖拦砂大坝实施近期阶段及竣工后,工程对河道洪水水位、蓄水期水位以及流速的影响大小和范围,分析工程实施对现有的水位、蓄水期水位以及流速的影响大小和范围,分析工程实施对现有的防洪堤等水利工程以及涉水工程设施影响程度,进行工程对防洪以及河势影响评价。
2)护岸工程需平顺河岸,包括平顺汛期和汛后蓄水期岸线,根据河道沿程地形地貌以及工程地质条件,天仙###湖核心区沿岸平面布置,对工程断面形态进行调整,以保持整个河岸平顺。
3)充分考虑三峡水库建库运用过程中情况,符合###湖拦砂坝形成的水域规划,基本不占用河道有效过流断面面积。
4)尽量减少工程对###湖水库库容的影响,并基本做到回填方量最少。
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5)应与城市规划相协调,充分注意工程河段的环境保护,建设亲水型防洪工程。
坡植花草至“L”型挡墙,“L”型挡墙顶沿高程考虑三峡水库运行水位及天仙拦砂坝和护岸影响值壅高水位定为175.3m,“L”型挡墙高5m,高程170.3m,下为碾压块石护岸根据地形地质及高度构造要求,分为一级或二级放坡,坡比为1:1.5~1.7不等,
2.1.2 工程总体布置方案
6、13号地块位于###湖核心区上游段,其位于原万一中至沙河大桥全长682m,其地理位置见区位关系图。
根据《三峡###湖修建性详细规划》、《6、13号地块地勘报告》、《###湖核心区综合整治工程涉河建设方案报告》,该地块两岸护岸全长1349m,工程采用护岸与造地综合治理相结合方案,根据地形地质条件,拟将原河道截弯取直,河道岸线平顺流畅,沿天然河道边缘或滩地布置回填反压。
本工程护岸走向和布置需综合考虑各地块区域的地形地貌,以及地质条件。从工程区域地形地貌分析,各地块变化不一,但基本趋势为原天然河道为不规则“V”型,总体呈斜坡或斜坡加阶地形式,各地块陡缓不一。根据地勘报告分析,( )河位于川东褶皱复式向斜中的万县向斜轴部偏北西翼,岩层随着向河床延伸倾角逐渐变缓。因此本工程护岸岸线布置主要考虑三方面:一是尽量吻合详规,体现功能组团造型美观;二是根据水力要求形成较好水力条件,对部分河道进行截弯取直,岸线保持平顺流畅;三是结合地形地质条件,在保证不增大占用库容和行洪河面宽度前提条件下,利用靠近河道基岩面平坦或反翘,将护岸工程尽力向前缘布置,达到回填反压,有利岸坡稳定和滑坡治理。因此本工程主要形式为分段回填反压+碾压块石护岸+“L”型挡墙。
其构成为过渡层,至堆块石碾压层、反滤层、土工布、块石或条石护坡,护岸坡角设置护脚增加稳定性,###湖核心区各地块护岸工程设计横断面图详见附图。
2.1.3 等级划分、设计荷载组合、参数与设计标准
1)工程等级及标准
根据###区( )河###湖核心区修建性详规,根据《防洪标准》(GB50201-91)、《堤防工程设计规范》(GB50201-98)有关规定,参照三峡库区地质灾害防治工程设计要求及地方呈设计规范的有关规定,确定本工程设计洪水标准重现期为50年(p=2%),校核洪水标准重现期200年(p=0.5%)。
2)设计计算工况
按照《技术要求》之规定,本滑坡防治级别应定位II级。据此确定设计标准如表。
( )河库岸防治工程设计荷载组合
工况 工况I 工况Ⅱ 工况Ⅲ 荷载组合 自重+建筑荷载+现状水位 自重+建筑荷载+坝前175.3m、156.6m、139.1m+20年一遇暴雨(非汛期) 自重+建筑荷载+坝前162.4m、156.6m、145.1m+20年一遇暴雨(非汛期) 自重+建筑荷载+坝前175.1m降至145.1m 自重+建筑荷载+坝前175.1m至145.1m+20年一遇暴雨(非汛期) 自重+建筑荷载+坝前175.1m骤降至170.0m,水位骤减3m/d+20年一遇暴雨(汛期) Kfst 1.15 1.15 1.15 1.05 1.05 1.05 在吴家湾两岸6号、13号地块,由于6号地块地势较陡,而13号地块(原沙河)为几个大滑坡段,采用常规护岸处理难以达到工程技术要求,在原河道上游段回填至156.3以上,采用1:3.0坡度过度,至下游段回填153.3标高再处理后,再采用以上护岸型式。护岸顶沿标高根据规划及市政建设要求,高程为177.3m,然后1:2.5放
工况Ⅳ 工况Ⅴ 工况Ⅵ 按以上各工况进行设计验算,设计标准为50年基准期。由于在推理计算时已考
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虑了荷载组合,并计入了安全系数K,故推理值为荷载效应,结果重要性系数取1.0,永久荷载分项系数取1.0,可变荷载分项系数为1.0。
3)设计计算参数
岩土物理力学参数根据地勘报告及试验取值,地表荷载根据《三峡###湖修建性详细规划》取值。
4)地震烈度
有记载来,工作区未发生震度大于3.0级地震,根据《中国地震烈度区划图》,本工程地震基本烈度为Ⅵ,地震动峰值加速度为0.05g。
场地应形成1~2%坡度顺向###湖,以利填土排水和天然排水,禁止逆向坡和形成凹地,造成不利施工和降低效果影响工程质量,当有外来泄水或大量降雨时,应设置盲沟施工临时排水系或设置将下部临时来水排出至堤岸外侧泄入( )河。
2.2 河道基本情况 2.2.1 河道概况
6、13地河床位于###湖核心区入口段,河道平面形态上为弯曲单一河道,弯道曲率变化不均,根据防洪评价研究目的,本次研究的河道上起原万一中,下至沙河大桥,河道全长约682m。三峡水库蓄水后工程河段位于水库常年回水区内,由于在( )河修建拦砂大坝形成###湖,除受三峡水库运行影响外,主要受###湖拦砂坝运行控制,
2.1.4 排水系统
###湖核心区各地块内侧未淹没城镇,其城市及道路排水通过市政、滨江路自身设置的排水系统流经各支沟箱涵或各地块下游部位的排水管含最后进入( )河,因此各地块排水是主要解决各小区内部的地表水和生活用水,地表水量考虑到护岸填土造地水量入渗将降低承载入及稳定,地表将进行封闭处理,因此为设计标准下的天然降水量,生活排水量按###湖规划设计要求确定,地表面总体按1%坡降(湖内方向)设置。在此基础上进行排水管网布置及断面尺寸确定。排水系汇入堤岸外环路后经落水井由连接进入的D600钢筋砼涵管接出至堤岸外侧,堤岸外侧消落带采用浆砌条石跌坎消能方式排泄,对与原市镇或滨江路排水系衔接处采用原排水箱涵或管涵相同形式及结构的基础上外延至###湖其上进行填土护坡,再进行绿化和设置交通,将工程进行优化,使各地块连接呈一个有机整体,增加小区市政功能更符合###湖规划,有利美化点缀###湖景观效果,其他采用1:2坡比明式砼跌坎排泄注入( )河。
###湖核心区各地块在施工期做好施工场地排水,场地后侧设置截水沟,施工时
因###湖水位常年各时期水位运行在169.0m左右,河宽变幅相对较小,各河道断面水面宽变化一般小于50m左右,工程河段在###湖拦砂坝附近是本河段河宽最大水域,上游沙河大桥吴家湾处附近河宽相对较小。
工程河段水流走向主要受两岸山地地形地质控制,主流随河流弯道变化而变动,在三峡###湖水库和###湖拦砂坝修建后主流在本工程上游及支流长生河主要沿主河槽,在中游主流受长生河水流及地势影响由一般偏向南岸逐渐转向北岸,在工程下游受地势、较场沟及拦砂坎泄流影响,一般由北岸逐渐过渡向河流中部。总体上,两岸山体地形地貌控制作用减弱,主流有改善趋中趋稳趋势。
工程河段内有多个小溪沟、市政排水沟,其各支沟、市政沟涵入库水量较小,不到( )河汛期流量的0.3%,主流长生河在天子湖大坝设计时根据万县站多年平均径流深度及水文手册推算,多年平均流量在0.07~0.3m3/s,其最大洪峰流量在268 m3/s左右,占( )河200年一遇洪水的13%。因此各溪沟及市政排水沟对( )河水流运
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动影响较小,汇水流对( )河的水流运动影响较小。
工程河段河势见附图。
护面为主,坡高5~6m左右,坡度角36°~44°;东侧以条石挡墙为主,高5.1~9.5m之间。13号地块及其护岸工程主要就分布下台阶上。
2)地质构造及地震
2.2.2 河道地质条件
1)地形地貌
勘察区地质构造位于川东褶皱带万县复式向斜中的万县向斜轴部偏北西翼,岩层产状130°~160°∠2°~7°,向南东方向倾斜,岩层呈单斜产出。场地内无断层及构造破碎带。在场地靠近###大桥一侧出露基岩中见有两组裂隙:(1)、产状130°~140°∠60~75°,部分330°∠78°,裂隙多呈闭合状,局部微张
场区属于典型的低山丘陵河谷地貌区,河谷呈不对称的V字型。勘察区内( )河段宽10~15m,长约727m。河床高程在139.00~146.10之间,河床纵
坡度0.8%。河谷两侧斜坡多呈阶梯状。两侧斜坡在本次工程地质测绘(调查)1~5mm,少许被泥质充填。裂面不平整曲折延伸,呈张性。间距约0.5~2.0mm,范围内最高高程在230~290之间。
5号地块位于( )河右岸斜坡上,总体地形南高北低。斜坡上发育三级台阶:一级台面高程155-165m,其前部大部分修建有沿( )河的护堤挡墙,高6.90~9.40m;二级高程190-200m;三级高程220-240m;高程240m以上为基岩裸露的陡坡、陡崖。5号地块及其护岸工程主要就分布在一、二级台阶上。各台阶内较平缓,坡角大多在5°内,各台阶间斜坡坡角平均在25°~31°之间,局部较陡达40°~90°。靠近###大桥一侧,为一突出山梁,地形坡度角为31°~64°。
13号地块位于( )河左岸斜坡上,总体地形北低南高。在本次勘察工程
延伸1~5m左右,结合差。(2)、产状20°~75°∠76°~85°,张开度1~15mm,裂面平整,无充填,间距约0.50~2.5m,延伸2~8m左右,结合差,为剪切裂隙。
有记载以来,工作区未发生过震级大于3.0级的地震。按GB50011-2001规范,本场地属设计地震分组第一组,抗震设防烈度6度区,根据1:400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)地震动峰值加速度值为0.05g。
3)水文地质条件
勘察区人工堆积层,结构松散~稍密,多空隙,具备地下水赋存及运移的条
地质测绘(调查)范围内东侧斜坡斜坡上有两个台阶组成:上台阶高程200~220m,件,但因其分布不均匀,且厚度变化大,故不构成统一的含水层。其特点是受位于青年路以北地带,其上分布有大量的鱼塘,台阶北侧为坡度角约25°的陡坡,南侧由坡度角约20°的斜坡与下台阶相连;下台阶分布在原天城区林业局—重庆长江涂装机械厂—沙河镇一带,该台阶上建有大量的楼房,厂房及民宅,高程150.00~170.00m,西部前缘地带为相对较陡的斜坡,坡度角约25°。该台阶前部临近( )河一带修筑有护岸工程,西侧原天城区林业局附近以放坡条石
大气降水补给,短途径流排泄,仅在地势低洼处形成少量孔隙水。
崩滑堆积层主要为粉质粘土夹碎块、石,局部碎、块石含量高形成碎、块土。粉质粘土隔水较好,为相对隔水层,该层地下水的分布及含量取决于粉质粘土中碎块石的含量及粉质粘土与碎块石的结合程度。该层中碎、块石分布不均匀,局部地段粉质粘土含量较纯,因此不同部位的透水性、含水性也不相同。
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根据该场地内三个滑坡的勘察资料,前人对该层进行了大量水文地质测试工作,其渗透系数0.004692m/d(采用自沙河子滑坡勘察报告)~0.153m/d(采用自安乐寺滑坡勘察报告),为微~弱透水层,由上可见,该层含水、透水性差异大,局部可形成上层滞水。崩滑堆积层地下水主要受大气降水补给,该层分布于斜坡上,地表水排泄条件较好,地下水补给条件较差。因此该层地下水受天气变化影响大。根据收集到的资料及本次根据钻孔揭示:少数钻孔为干孔,滑坡勘察探井施工过程中地下水多呈浸润状、散滴状渗出,部分呈线状流出,可见崩滑堆积层不同部位地下水含量不均匀。该层地下水的特点是:含量少,分布不均匀,在局部形成上层滞水。13号地块该层水位在140.36~173.26m之间,5号
6)工程区地质灾害危险性评估主要结论
○1工程区为构造剥蚀丘陵地貌,属于三峡水库淹没区,岩层倾角较缓,属抗震设防6度区,水文地质条件简单,破坏地质环境的人类工程活动较强烈,地质环境条件复杂。拟建工程属较重要建设项目,综合确定本次评估级别为二级。
○2工程区沿线内侧包括天城农技校变形体、沙河子滑坡群2号、3号滑坡、游泳池变形体2号变形区、草街子双堰塘滑坡、天城实验小学滑坡、和平广场滑坡、关塘口滑坡、豆芽棚滑坡、石包嘴滑坡、梦娜化装品厂滑坡等10个滑坡体,这些滑坡体均在三峡库区二期地灾防治工程中都得到治理。根据重庆市###区地质环境监测站的监测资料及部分地勘资料,滑坡目前是趋于稳定状态。评估区内未见崩塌、泥石流等
地块该层水位在142.14~169.22m之间,局部水位较高主要是受上层滞水的影响。 地质灾害,因此工程建设本身遭受地质灾害的可能性小、损失中等、危险性小。 在场地最低处沿( )河及两侧分布冲洪层,该层以砂土为主,为粉砂~砾砂土,多孔隙且孔隙连通性好,该层分布连续,厚度比较大,其下部为以泥岩为主的隔水层,且具备地下水的移运及存赋的条件,为良好的含水层。该层地下水主要补给源为( )河和大气降水。补给源稳定,地下水较丰富,具有统一潜水面,局部略具承压性。地下水水位高程在138.58m~144.88m。在ZY27钻孔砂土层中进行抽水试验,其结果及过程见表2.5。计算结果k=2.82m/d。说明场地砂土层属透水层,水文地质条件中等复杂。
4)不良地质现象
根据现场调查,工程区内包括安乐寺滑坡,沙河子滑坡群、天城实验小学滑
○3工程区内万开路综合景观区工程建设诱发石包嘴滑坡重新滑动的可能性大,防治费用大于该小区建设总投资的30%,不适宜进行本项目的建设。其它小区的工程建设诱发地质灾害的危险性中等,防治费用均小于工程建设总投资的1 0%并小于30%,基本适宜进行工程建设。
○4工程区内包含10个二期治理项目,现已通过各级组织的初步验收。( )河库岸297,280已经纳入三期规划项目。工程区地块必须在二期滑坡治理项目经过国家最终验收合格和库岸治理后,方可使用。
7)结论和建议
○1工程区域为河谷地貌、单斜构造、地震设防烈度为6。,大多数自然斜坡为稳定。整体稳定性较好,适宜拟建防洪护堤。
○2拟建工程需填方,建议场地类别按II类考虑。 ○3有滑坡体段,结合地灾工程治理。
2
坡等多个滑坡体,这些滑坡体均在三峡库区二期地灾防治工程中都得到治理。
5)破坏地质环境的人类工程活动
工程区位于旧城淹没区,建筑比较密集,破坏地质环境的人类工程活动较强烈。
○4填土高度超出20m,适当减少填土坡度建议取1:1.5~2.5,坡形宜采取2级放坡方式。
⑤对于地面标高160~155m以下的填土边坡地基,可采取机械强夯进行夯实,以提高地基承载力,填土材料选取应满足规范要求。
⑥做好坡后填土的滤排水措施,避免排水不畅形成较大水头压力而降低填土边坡的稳定性。
⑦对于坡后压实填土、坡后夯实填土,均应进行现场原位测试及室内试验,以确保填土质量达到设计与规范要求。
常绿阔叶林、暖性针叶林、灌草丛、经果林、竹林、四旁树等,森林覆盖率17.51%。
流域内普遍出露侏罗系中统上沙溪庙组和上统遂宁组,砂、泥岩地层,第四系崩坡积、残坡积和滑坡堆积层及河流冲洪积层分布于岸坡和河床滩涂。
2)水文、气象
( )河流域内属亚热带湿润季风气候,具有四季分明、气候温和、雨量较丰、夏雨多雷、伏旱频繁、秋多绵雨、云雾多、日照少的气候特征。多年平均年降雨量1201.5mm,且年内分配不均,年际变化较大,暴雨中心多出现在中、上游地区,一次大暴雨亦笼罩全流域,雨量大,雨时长。多年平均气温17.8。C,极端最高、最低气温分别为42.1。C和3.7。C,多年平均年蒸发量994.5mm(20cm口径蒸发皿),多年平均相对湿度82%,多年平均日照时数1295.3h,多年平均风速0.5m/s,最大风速
2.2.3 水文、行洪
1)流域概况
###湖流域地处三峡库区腹地,是###区中、北部的小流域,界于E108。08'07"~108。22'42"和N30。47'26"~30。54'24"之间,属长江上游干流下段左岸的一级支流,源于###区三正镇川兴村响水沟,向东流经高升、李河、高梁三镇和沙河、红光、映水、周家坝、白岩、钟鼓楼六街道办事处,于南门口注入长江,流域面积228km2。流域主河道长度30.6km,河床平均比降8.7‰,流域形状近似长方形,其支流垂直于干流,呈羽状发育,由于流域左、右侧为低山台地、岭谷高差悬殊较大,河流谷狭、坡陡源短。
流域属构造剥蚀浅中切割台状,单斜低山与丘陵和侵蚀堆积河谷地貌,水系发育、沟壑纵横、切割强烈、地形破碎、坡陡谷狭,最大相对高差1110米。
流域内有水稻土、新积土、紫色土、黄壤黑色石灰土等五个土类,八个亚类,八十八土种,耕地缓陡与土层厚薄、肥瘦和产量高低差别悬殊很大。自然植被为亚热带
达33.3 m/s,无霜期349d。
流域内降水年际、年内变化较大,年最大降水量为年最小降水量的1.94倍,年内雨季从4月延续至10月,降水量约占年降水量的87.5%,其中以6、7两月降水量最多,约占年降水量的31.10%,12月至次年2月是少雨季节,降水量约占年降水总量的4.4%。
流域地处铁峰山暴雨区南缘,暴雨量大、雨量集中,大暴雨一般笼罩整个流域,暴雨多发生在5-9月,一次大暴雨过程1-3d,其中大部分暴雨集中在24h内,历年最大24h暴雨量达288.5mm(龙宝站)。
3)径流水文基本资料
###湖流域径流主要来源于降雨,径流年内变化与降雨量基本一致。每年3月下旬随着降雨量增加,径流相应增大,4月份为讯前过渡期,5-9月为汛期,径流量大增,期间7月中、下旬至8月常发生伏旱,出现汛中枯水段,10月为汛后过渡期,
2
降雨减少,径流相应亦减少,11月至次年2月降雨较少,径流大部分由地下水补给,1-2月是径流最枯时期。
径流年内、年际变化较大,丰水期(4-10月)径流约占年径流的91%,枯水期(11月至次年3月)径流约占年径流的9%,1-2月径流约占年径流的2%,丰水年径流约占枯水年径流的5.5倍。
陡涨陡落、峰型尖瘦、峰顶持时短的特点。洪水过程多为单峰,一次的洪水过程,一般24~48h,最大洪量主要集在24h内,约占三日洪量的80%,经计算###湖护岸工程出口的洪水流量成果见表。
###湖护岸工程设计洪峰流量成果表
设计洪峰流量(m3/s) 计算公式 P=0.2% 推理公式 历史洪水 1740 P=0.33% 1620 P=0.5% 1520 P=1.0% 1350 P=2.0% 1170 P=3.33% 1050 P=5% 943 流域内无水文观测站,只有邻近流域普里河上游的余家水文站,有27年(1970年~1996年)实测水文观测记录资料,利用同流域的梁平气象站月降雨量与余家水文站月径流量进行相关延长,将余家水文站的径流历时系列延长到45年(1952年~1996年),据此系列统计,余家水文站多年平均径流深为630.7mm。###湖流域和余家水文站流域紧邻,在自然地理,地质土壤、气象水文特征方面基本相似,移用余家站的径流特征值到###湖流域,计算出###湖防洪护岸综合整治工程多年平均流量为4.58m3/s,多年平均年径流量1.44亿m3,丰(P=20%)、平(P=50%)、枯(P=80%)水年径流量分别为1.88亿m3、1.35亿m3和0.95亿m3。###湖的多年平均径流特征值见表。
###湖防洪护岸整治工程出口径流特征值表
月 Qm3s 百分数(%) 4 3.54 6.36 5 7.58 14.1 6 9.34 16.8 7 10.3 19.2 8 6.77 12.6 9 8.15 14.6 10 4.25 7.89 11 1.78 3.20 12 0.72 1.34 1 0.47 0.87 2 0.49 0.82 3 1.24 2.30 年 4.58 100 Q1970年=1160 m3/s 重现期66年 ###湖护岸工程出口分期设计洪水成果见表。
###湖分期设计洪水计算成果表
项 目 分 期 1月 2月 3月 4月 5-9月 10月 11月 12月 11月~次年3月 11月~次年4月 10月~次年3月 各频率设计值(m3/s) P=2.0% 8.21 8.59 80.9 832 1170 775 234 24.1 148 753 707 P=5.0% 5.87 6.10 52.6 526 943 469 157 15.7 110 478 433 P=10% P=20% 4.16 4.33 33.3 324 765 274 104 10.1 83.4 295 255 2.60 2.70 16.8 158 584 121 57.4 5.30 56.3 144 116 P=33.3% 1.58 1.64 7.65 73.4 448 51.2 29.3 2.65 37.2 66.8 50.2 P=50% 0.91 0.94 3.03 36.2 339 26.1 12.9 1.32 22.8 32.8 25.2 4)洪水 ①洪水特征
###湖流域的洪水是由暴雨形成,洪水发生时间与暴雨一致,4月下旬入汛,5-9月流域内多发生大暴雨,大洪水,10月及以后暴雨很少,一般不会产生洪水。###湖流域为山区性河流、支沟发育、山坡陡峭、河床比降大,坡谷汇流快,洪水具有峰高、
2
②历史洪水
###湖流域未进行过系统的历史洪水调查,1988年我们对###湖的天仙桥水电站设计时,调查到1970年5月29日洪水为近40年来最大洪水,当时沙河镇街道和低
洼处被淹没,损失严重。据沙河以上河段洪痕推算,其洪峰流量为1160m3/s,该次洪水由局地性的“70529”暴雨形成,雨区笼罩在余家站至兴华站的铁峰山两侧,###湖流域与暴雨中心移动方向基本一致。因此。造成了###湖“70529”特大洪水。
流域内无历史洪水文献记载。邻近流域余家。新华、两河、大滩口等站有历史洪水调查资料,据《四川省洪水调查》资料刊布这几个站洪水调查成果看,1870年洪水应是本地区百余年来首大洪水,此年也是长江特大洪水。###湖流域系长江左岸一级小支流,毫无例外的受到1870年特大暴雨区控制,只因沙河至河口一段河道受当年长江特大洪水的回水影响,使小河洪水的灾情反映远小于长江洪水,故###湖无此年洪水记载,但从面上比较可以认定1870年洪水也是###湖流域最大洪水,1970年洪水为次大洪水,以1870年至今的132年作为调查期,则1970年洪水的重现期定为66年。据《四川省洪水调查资料》刊印成果河沱口站实测资料记载:###城区河段从1870年到1998年间共发生9次较大洪水,实测最大流量76400 m3/s(1981年7月17日),其历史洪水调查成果见表。
###城区长江河段历史洪水调查成果表(吴淞高程)
调查地点 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 沱口水文站 洪水发生 1870 1905 1921 1945 1981 1982 1974 1987 1998 洪水水 156.04 142.95 141.75 139.07 141.42 136.46 137.21 136.75 134.67 洪峰流量108000 76400 63500 69500 66900 63500 可靠 程度 较可靠 较可靠 较可靠 较可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 调查 单位 长办 长办 长办 长办 时间(年) 位(m) (m3/s) 备注 本表水位均为 吴淞 基石 水位、流量实测 水位、流量实测 水位、流量实测 水位、流量实测 水位、流量实测 桥,沿河两岸地势较低处被淹没,灾情较重。因此,长江大洪水是造成防洪护岸工程灾害的主要因素。
③设计暴雨
由于设计流域无暴雨资料,本地区缺年最大1h暴雨资料,因此本次采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》(以下简称)《手册》中最大1h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果,6h、2h设计暴雨采用邻近流域龙宝站资料。经对6h、24h暴雨系列进行频率计算用P-III型曲线适线后,求得流域点暴雨设计成果见表,频率曲线见附图。
###湖防洪护岸流域设计点面暴雨成果表
时段 H 6h 24h 3日 均值 (mm) 40.0 68.7 107.3 130.4 设计暴雨P(%)(mm) Cv 0.40 0.40 0.48 0.46 Cs/ Cv 3.5 3.5 4.5 4.0 0.5 101.2 173.9 334.7 381.0 1 92.4 158.6 297.1 341.6 2 83.2 143.1 259.7 302.1 3.33 77.9 131.6 232.8 273.4 5 71.2 122.0 210.5 249.4 本流域无定点、定面的暴雨分析成果,采用《手册》中以动点、动面资料分析综合时面折减系数,计算时面平均雨量。
由《手册》查得设计流域属长江河谷区,集雨面积228.8km2的点面折减系数a6=0.928,a24=0.95。###湖流域设计点面暴雨成果见表。
###湖防洪护岸流域设计面暴雨成果表
时段 1h 6h 24h 3日 2
均值 (mm) 40.0 68.7 107.3 130.4 Cv 0.40 0.40 0.48 0.46 Cs/ Cv 3.5 3.5 4.5 4.0 设计暴雨P(%)(mm) 0.5 101.2 161.4 318.2 381.0 1 92.4 147.2 282.5 314.5 2 83.2 132.8 247.0 302.1 3.33 77.9 122.1 221.4 273.4 5 71.2 113.2 200.2 249.4 ###湖防洪护岸工程紧邻长江,受长江洪水位影响严重。1981年洪水倒灌至万一
由于《手册》只刊布了短历时暴雨时面深折减系数,本阶段以中值法计算的三日设计暴雨作为设计流域面暴雨使用。
根据对当地暴雨特性的分析和资料的条件,选择当地区综合成果相似的余家站1983年10月5日~7月较大暴雨作为典型雨型,该雨型实际雨时为47h,主雨峰出现25个时段(Δt=1h)。
以“83105”典型暴雨过程为模型,用各时段设计暴雨作控制,采用同频率缩放法推得###湖防洪护岸流域设计暴雨过程详见表。
###湖防洪护岸流域设计暴雨过程线表 单位:mm
时段 (Δt=1h) P=0.5% P=0.33% 1 4.9 4.0 2 4.6 3.8 3 2.8 2.3 4 2.8 2.3 5 3.1 2.6 6 3.1 2.6 7 3.1 2.6 8 3.1 2.6 9 3.1 2.6 10 3.1 2.6 11 3.1 2.6 12 3.1 2.6 由于设计流域无实测洪水资料,故###湖防洪护岸整治工程采用推理公式和综合瞬时单位线法推求设计洪水分析比较后选用。
根据水利部颁发的《水利水电工程等级划分及设计标准》(SL252-2000)###湖防洪护岸整治工程建筑物级为4级,设计洪水标准重现期为50年(P=2%),核洪水标准重现期为200年(P=0.5%)。
设计洪峰流量的计算:按推理公式计算,基本参数F=228.8km2,L=29.7km,J=8.7‰,设计雨力SP及暴雨指数n。由设计暴雨成果按《手册》相应公式计算,产流参数u采用《手册》的分区公式计算,即u=4.8F-0.19,Cv=0.18,Cs/=3.5Cv,汇流参数m由设计流域特征参数查《手册》分区综合公式得0.943,综合瞬时单位线汇流参数If查《手册》中的综合分区图,设计流域为II区,If=29-35mm,取均值为30mm,流域平均稳定入渗率fc查《手册》综合分图为fc=0.95mm,取fc=1.0mm,汇流参数
时段 (Δt=1h) P=0.5% P=0.33% 13 3.1 2.6 14 3.1 2.6 15 3.1 2.6 16 1.1 0.9 17 1.1 0.9 18 1.1 0.9 19 1.4 1.2 20 1.4 1.2 21 0 0 22 9.7 6.1 23 3.1 2.0 24 11.3 7.1 根据设计流域地理位置,查《手册》综合瞬时单位线汇流参数分区图属○6区
m1-1=0.6845F0.3099J-0.0619(F/L2)-0.1727
b=2.1563-0.5814logF
n=4.8082(F/L2)-2.2698 J-0.5287
时段 (Δt=1h) P=0.5% P=0.33% 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 根据设计暴雨及以上参数,用《手册》有关计算公式,推荐两种计算方法:推理公式法、综合瞬时单线法,计算处###湖。防洪护岸工程设计洪峰流量成果表。
###湖防洪护岸工程设计洪峰流量成果表
101.3 21.4 20.0 8.3 4.7 5.8 2.7 11.3 6.1 5.8 10.3 8.9 76.6 16.2 15.1 6.3 3.6 4.4 1.7 7.1 3.9 3.7 6.5 5.6
时段 (Δt=1h) P=0.5% P=0.33% 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 合计 计算公式 推理公式 综合瞬时单位线 洪峰相对误差(%) 历史洪水 13.2 12.7 8.6 15.2 19.3 11.9 2.2 2.2 2.2 2.4 2.4 2.4 381.0 8.3 8.0 5.5 9.6 12.2 7.5 1.4 1.4 1.4 2.0 2.0 2.0 273.4 设计洪峰流量(m3/s) P=0.2% P=0.33% P=0.5% P=1.0% P=2.0% P=3.33% 1740 1620 1520 1350 1170 1050 1760 1.15 1590 -1.85 1460 -3.95 1220 -9.63 1000 -15.0 860 -18.1 P=5% 943 731 -22.5 ④设计洪水
Q1970年=1160 m3/s 重现期66年 2
由此看出两种计算方法成果存在较大差异,综合瞬时单位线与推理式成果比较,综合瞬时单位线洪水计算成果在频率P=0.2%偏大洪峰相对误差1.15%,在P=0.33~5%偏小,-1.85~-22.5%,由于综合瞬时单位线法推求设计洪水的综合因素较多,参数确定较困难,概化后的参数与设计流域存在一定差异,而推理式比较适合本地区中小流域暴雨洪水计算,应用也较广泛,再将历史洪水(1970年)调查成果(1160 m3/s)用推理式推求50年一遇洪峰流量(Q=1170 m3/s)比较,相对误差为0.85%基本接近。因此,本次设计洪水采用推理公式计算,用《手册》中的Wp=0.1a.h.Tp.F=0.1hF公式推求###湖防洪护岸工程的洪水总量。
洪水径流系数,据设计暴雨成果,由《手册》中的综合分区暴雨径流关系查值计算,其成果见表。
###湖防洪护岸工程不同频率洪水总量表
P(%) 0.2 0.5 2.0 3.33 Wp(万m3) 9450 8190 6310 5660 Qmp(m3/s) 1750 1520 1180 1050 Tp(n) 15.0 15.0 15.0 15.0
时程(h) P=3.33% 时程(h) P=0.5% 10.25 1000 10.3 1450 11.94 843 11.99 1220 14.43 633 14.49 915 18.09 424 18.17 612 24.02 214 24.12 308 30.75 109 30.89 156 37.78 57.1 37.95 80.5 56.38 4.66 56.63 4.66 ⑤分期设计洪水
经过点绘成图的余家站实测各月最大流量图(见附图),可以看出本地区洪水有明显的季节变化规律、每年3月下旬开始随着气温的回升和降雨量增多,流量逐渐加大,4月为汛前过渡期,5-10月上旬为主汛期,降雨量最丰沛,暴雨频繁,洪水也大,年最大流量主要发生在该期、10月中旬~11月上旬为讯后过渡期,随着降雨减少、洪水也小,11月中旬到次年2月是稳定退水期。###湖防洪护岸整治工程分期设计洪水成果见表。
###湖分期设计洪水计算成果表
项 目 分 期 1月 2月 3月 各频率设计值(m3/s) P=2.0% 8.21 8.59 80.9 832 1170 775 234 24.1 148 753 707 P=5.0% 5.87 6.10 52.6 526 943 469 157 15.7 110 478 433 P=10% 4.16 4.33 33.3 324 765 274 104 10.1 83.4 295 255 P=20% 2.60 2.70 16.8 158 584 121 57.4 5.30 56.3 144 116 P=33.3% 1.58 1.64 7.65 73.4 448 51.2 29.3 2.65 37.2 66.8 50.2 P=50% 0.91 0.94 3.03 36.2 339 26.1 12.9 1.32 22.8 32.8 25.2 防洪护岸设计洪水过程线,采用《手册》提供的概化过程线法计算,据调查,本流域的大洪水过程 线一般为单峰型。因此,采用东部地区单峰概化模型,以峰量控制放大加以推求,设计洪水过程线成果见表。
###湖防洪护岸设计洪水过程线表
时程(h) P=3.33% 时程(h) P=0.5%
4月 5-9月 10月 11月 0 4.66 0 4.66 1.61 57.1 1.62 80.5 2.20 109 2.21 156 2.93 214 2.94 308 3.59 424 3.60 612 4.61 633 4.63 915 5.86 843 5.88 1220 7.25 1000 7.28 1450 8.79 1050 8.83 1520 2
12月 11月~次年3月 11月~次年4月 10月~次年3月
⑥###湖防洪护岸工程设计洪水水面计算成果
根据普里河余家水电站和龙宝气象站提供的资料数据2003年11月###湖流域断的实测纵横断面图,洪水流量采用本工程50年一遇(P=2.00%)的最大洪峰流量1170m3/S,相应的起始水位142.64米(吴淞基面)根据自下而上进行洪水水面线排放,其成果见表。
###湖防洪护岸洪水水面线成果表
编号 地名 累计距离 基治前 基治后 1 ###湖拦砂坝 0+000 142.64 175.30 2 新大桥 0+2380 142.847 175.507 3 南池沟 2950 142.896 175.556 4 ###大桥 0+3670 142.959 175.619 三峡工程坝前设计水位和###城区段水位表
时期 项目 单位 m m m m m m m m m m m m m m m m 坝前 135.00 135.00 156.00 156.00 175.00 175.00 175.00 175.00 175.00 155.00 145.00 157.50 166.70 ###城区 150.10 156.60 175.10 175.20 175.30 175.40 161.30 169.50 144.70 139.80 134.60 三峡工程围堰挡水发电(2003-2006)年20年一遇水位 三峡工程 三期施工 (2007-2009) 防洪限制水位 正常蓄水位 二十年一遇水位 正常蓄水位 注:表中为吴淞基面高程 5)###区河段天然水面线
###湖防洪护岸工程距长江1200m,汛期水位直接受长江水位控制。据长江科学院2001年8月所作的《重庆市###城区河段泥沙模型试验报告》水面线验证成果,经内插求得长江###河段各断面天然状态下洪水水面线成果见表。
长江###城区段各断面天然状态洪水水面线表 单位:m
地名 频率 P=2.0% P=10.0% 沱口 142.90 137.70 拖背石 142.78 137.59 ###湖出口 142.64 137.46 旧宝塔 142.29 137.13 红砂碛 三峡水库正常运用汛后水位五年一遇水位 二十年一遇水位 五十年一遇水位 百年一遇水位 枯水期最低消落水位 防洪限制水位 二十年一遇洪水位 百年一遇洪水位 百年一遇天然水位 汛期水位域的余家、龙角、大滩口水文站和龙宝、梁平气象站及合兴、桥亭、龙驹、白羊、双河等雨量站。龙宝气象站已有41年(1955—1995年)实测气象资料,各站观测项目
142.14 136.99 齐全,降水、气温、湿度、蒸发、风速、日照等,各站水文气象一览表。
天然状况 7)水文、气象观测站点分布和观测项目
###湖流域无水文、气象观测站,只能靠邻近的普里河,磨刀溪、龙王河三个流
二十年一遇天然水位 五十年一遇天然水位 注:表中数据为吴淞基面以上米数计,以下同。黄海基面=吴淞基面-1.739m 6)三峡水库建库后###区段水位情况
根据1993年审定的《长江三峡工程初步设计报告》,三峡工程建设期及建成投运后的坝前和###城区段水位情况见表:
2
###湖邻近流域水文、气象、雨量测站一览表
河名 长江 站名 龙宝 余家 梁平 合兴 桥亭 双河 白羊 龙角 大雁口 龙驹 站别 气象 水文 气象 雨量 雨量 雨量 雨量 水文 水文 雨量 坐标 东经 108°24′ 107°57′ 107°48′ 107°49′ 108°05′ 108°10′ 108°37′ 108°51′ 108°29′ 108°38′ 北纬 30°45′ 30°49′ 30°41′ 30°44′ 30°48′ 30°27′ 30°49′ 30°49′ 30°34′ 30°37′ 站地地点 ###龙宝区 ###余家场 梁平梁山镇 梁平合兴银杏村 ###桥亭村 忠县双河金山村 ###白羊长石村 云阳县龙角镇 ###双河普安镇 ###龙驹和平村 资料起 止时间 55-96 67-96 51-96 67-96 67-87 59-96 66-2000 58-95 67-90 64-87 观测项目 各类气象要素 水位.流量.降雨 各类气象要素 雨量 雨量 雨量 雨量 水位流量降雨 水位流量降雨 雨量 时库中,因此,调查推算的泥沙淤积基本为悬移质泥沙。
实测推算双堰水库、五梁水库和石船水库悬移质泥沙多年淤积量分别为20.0973万m3、10.32万m3。和2.73万m3,三库至今己运行41年、44年和36年,因泥沙的长期淤积,据有关资料其泥沙容重可取1.4t/m3,计算双堰、五梁和石船三水库多年平均悬移质输沙模数分别为5160t/km2·a、469lt/km2·a和5324t/km2·a,以三库多年平均加权悬移质输沙模数5027.5t/km·a代表土壤明显侵蚀范围内的水土流失情况,并考虑无明显侵蚀的水田、森林区等进行再加权平均,计算全流域悬移质输沙模数为3374t/km2·a。
( )河系山区性河流,河谷狭窄,岸坡陡峻,流域地势北、西、南三面高耸而向东倾斜,为低山、深丘地貌,区内地层为侏罗系砂、泥岩不等厚互层,以泥岩为主,裸区易快速风化呈碎屑,砂岩常成陡岩、陡坡分布,加之土层较薄和暴雨洪水的侵蚀冲刷及重力作用,为其水土流失创造了地形、地质和动力条件。流域岩性、土质单一,植被较差,降雨面分布与下垫面状况大体一致,其坡面侵蚀与水沙分布基本均匀。
按流域多年平均悬移质输沙模数计算,( )河流域多年平均悬移质输沙量为
普里河2.2.4水文泥沙
( )河无水文及泥沙观测站,为水、沙资料缺乏的山区小流域,流域内现有小(1)型水库3座,小(2)型水库8座,山塘1131口,为
了解分析流域水土流失数量,2001年9月1 8日~24口,选择汇水区自 然地理、土壤植被、农耕状况及水沙条件具有一定代表性且较少溢洪的流域下游的双堰、五梁两座小(1)型水库和流域上、中游石船一座小(2)型水库作典型,进行现状蓄水位容积测量调查,将此容积与建库时实测的水位容积对比分析,确定其建库至目前泥沙淤积量。由于伏旱续秋旱所至,测量时库蓄水位较低,可见推移质沉积于库尾而术推至测
2
汝溪河龙王溪 磨刀溪 77.197万t。输沙量主要集中在汛期(5~9月),约占年输沙量的90%。
推移质输沙量据有关资料,山区河流采用悬移质输沙量的15~30%计算,结合( )河流域推移质形成分布和沿河床沙淤积状况,确定流域推移质输沙量为悬移质输沙量的20%,计算流域推移质年输沙骨为15.44万t。
流域年输沙量为悬移质年输沙量与推移质年输沙量之和,为92.64万t。 泥沙颗分试验:2001年9月20~25日,在双堰水库悬移质泥沙淤积区不同部位、不同高程取悬移质泥沙淤积样3组及( )河中下游高梁镇万四桥河心洲滩上选择具有代表性的不同位置挖三坑对推移质进行称重筛析取样,经重庆三峡水电建筑工程质
量检测站按《土工试验规程》(SL237—1999)的有关规定进行试验分析,其悬移质和推移质3组样颗分成果均质见表。
悬移质泥沙颗分成果表
粒径(mm) 5 2 0.5 0.25 0.1 0.075 0.05 0.01 0.005 小于0.005 77.9 69.3 31.6 18.0 0 2.7km,坡顶高程175.5m~178.0m,设计防洪标准为50年一遇洪水。
○2天城区护岸工程。该护岸工程位于( )河北岸,上起( )河鸭子沟,下至###湖拦砂坝,处于天仙7号地块后缘,护岸长约250m,设计破顶高程175.5m~177.0m,设计防洪标准为50年一遇。该项目工程2004年底开始建设,目前正在进行路面、景观绿化施工。本综合整治工程位于该护岸工程下段,该处北滨大道的路堤工程已完工。
小于某粒径百分率(%) 100 98.6 97.3 90.0 81.8
推移质泥沙颗分成果表
粒径(mm) 小于某粒径 百分率(%) 粒径(mm) 小于某粒径 百分率(%) 800 100 5 500 953 2.5 300 200 100 68.9 80 63 50 51.8 40 31.5 25 20 16 10 ○3在建###湖拦砂坝,拦砂坝工程位于( )河下游###城区天仙桥上游150m处,非溢流坝顶高程177.0m,坝顶宽8.0m,设计洪水标准为50年一遇洪水,校核洪水标准重现期为50年。
○4###湖核心区护岸工程,该护岸工程位于( )河两岸,上起吴家湾下至###湖拦砂坝,护岸总长约9.820km,堤顶高程177.3m,设计防洪标准为50年一遇洪水。
89.3 80.7 62.2 59.3 46.8 42.2 37.6 34.3 31.2 25.4 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 筛底 9.6 7.0 5.0 3.4 2.2 0 19.2 13.5 悬移质颗分最大粒径5mm,最小粒径0.005mm,中数粒径0.018mm,0.075~0.005mm的细粒约占60%,0.Olmm以上的床沙质约占70%。
推移质颗分最大粒径800mm,最小粒径2.2mm,中数粒径51.8mm,推移质中的主要成分为卵石,其次为砂,漂石较少。
2.3.2 主要桥梁情况
1)###大桥。该桥位于本综合整治工程天仙拦砂坝上游1.5km,是跨越( )河连接主城区与天城移民开发区的主要城市桥梁。大桥主桥为72m+140m+72m钢管桥架混凝土拉桥,两岸引桥为28m跨连续梁;主墩薄壁为实体墩,引桥为圆柱墩;桥宽18m,桥长约710.0m。
2)沙河大桥。该桥位于本综合整治工程上游3.5km,是跨越( )河连接吴家湾
2.3 现有水利工况及其它设施情况 2.3.1 防洪护岸及天仙拦砂坝情况
1)###区是重庆市东部的交通枢纽和政治、经济、文化中心。按照《防洪标准》(GB50201-94),###城区应按50年一遇洪水标准设防。三峡水库蓄水后,原###一半城区将被淹没,城市防洪护岸工程需要新建或改建,目前###城市护岸工程除北滨路外,已完成的护岸工程有:
○1高笋塘小天鹅护岸工程。该护岸工程位于长江北岸上起和平广场,护岸长约
和沙河子的主要城市桥梁,大桥为钢筋砼箱梁结构15跨连续梁,桥墩为实体混凝土圆柱墩,桥宽15m1.75m*2,桥长495.4m。
2.3.3 其它情况
1)###湖拦砂坝及( )河护岸工程建成后,将形成多块人工造地,建筑造地总
2
面积约124.9公顷,其后缘为滨江大道及沙河、红光、周家坝、白岩等街道大量移民居住片区。三峡水库淹没线以下基本清库搬迁完成,由于各方原因在沙河镇156.0m高程以下还有几十户居民住房未迁出。
2)三峡工程建成后,###处于库区腹心地带,为常年深水巷,湖面结合天仙拦砂坝建成将形成常年稳定水位在170.00m的###湖。
该片区规划为客运、旅游、水上餐饮和休闲娱乐区,并将建在( )河游艇基地。 各涉河建筑物在工程河段分布情况见附图。
南东翼倾角14~35°,倾向约3~10°,无断层发育,仅岩层中见有几组构造裂隙,地层相对稳定。
场区属于典型的低山丘陵河谷地貌区,河流基本沿“向斜”层发育。在漫长的历史年代里,河床在江水侵蚀下缓慢下切,河床形态变化十分缓慢,由于地质构成不同,侵蚀强弱有差异,形成了参差不齐的岸线,河谷呈不对称的“V”型,逐步形成近期河道形态。
###为千年古城,有史记载及考古发掘,证明工程河段河道平面形态,近千年来基本稳定,无异常变化。
3 河床演变分析
3.1 河道历史演变概况
( )河###湖核心区河道处于渝东平行岭谷区,万县向近轴部,为构造剥蚀浅中切割分状,单斜低山与丘陵和侵蚀堆积河谷地貌,出露侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)地层,以一套紫红色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹灰,灰绿色厚层块状岩屑长石石英砂岩,山顶出露侏罗系上流遂宁组(J3s),下部为紫红色、砖红色泥岩、粉砂质泥岩及薄层粉砂岩为主,上部分为紫红色、灰紫色薄——中厚层西丽岩屑长石砂岩、岩屑长石石英砂岩及不同色粉砂质泥岩组成。为一套内陆河湖相沉积的红色岩层。第四系地层除河流冲洪积的砂、卵块石、粉质粘土、粉土层外,两岸发育崩坡积,残坡积和滑坡堆积层。
工程区地质构造处于新华夏系四川沉积带川东褶皱束北东缘弧形构造万县复向斜的万县向斜北西翼,河流入江段处于万县向斜近轴部。万县向斜北西翼为铁锋山背斜,南东翼为方斗山背斜,向斜宽缓,两翼急剧变陡,北西翼倾角34~85°,倾向SSE,
根据###河段近70年水位观测及有史记载,三峡水库蓄水前,( )河###湖核心区最高洪水位为142.64m。因此,( )河###湖核心区河段近代的河床演变主要发生在145m以下的河床上。
3.2 河道近期演变分析
( )河为长江上游一级支流,###区( )河###湖核心区河段位于三峡水库常年回水区,特别是###湖拦砂坝修建及###湖核心区护岸工程实施受三峡水库调度运行及###湖拦砂坝溢流双重控制。三峡工程2003年蓄水前后,河道水流泥沙运动条件将发生显著变化,根据###湖拦砂坝及6号、13号地块护岸工程实施过程中,在近几年的坝址,###大桥桥墩及###湖核心区尾部吴家湾建立的水位观测点。依据《三峡###湖修建性详细规划》及核心区护岸工程布置及断面设计,对此分析三峡水库蓄水运行及###湖蓄水运行前后,工程近期演变情况。
2
3.2.1 河道形态变化分析
1)滩地变化
工程河段主要滩地位于各地块下侧前缘,主要大的洲滩有13号、12号(中下游)、5号、3号、2号及1号地块,各滩地各时期变化情况如下:
三峡水库蓄水前(1995年12月~2002年9月),各滩地呈冲刷之势,面积逐渐减少,主要冲刷洲头及外侧,但洲后缘略有淤积,部分滩地由于深切割淘刷作用引起一定坍塌现象,但洲滩平面形态总体上基本稳定。
2)河槽变化
工程河段在###湖上游段吴家湾6号地块至4号地块上游长约1.7km,宽线平坦,常年河槽深度及形态变化不大。
工程实施及蓄水后,由于###湖水位受###湖拦砂坝堰顶溢流高程控制,常年水位控制在168.8m高程(后面相同),上端缘河面增加较少(是原河道宽1倍以上),中上游及下部河面及中部急剧加宽,蓄水及工程实施后,新形成的河槽基本稳定,槽底高程将会增加。
工程河段主要深槽在4号地至3号地块中部,长约750m,蓄水前该深槽呈冲刷切割的深趋势,深槽长略有增加,宽略有变窄趋势;蓄水后该深槽基本稳定。
工程河段在###湖3号地块中部至###湖拦砂坝长约1.2km,河床平缓,河床基以出露的石英砂岩为主,蓄水前常年河槽深度及形态变化不大,略有冲刷现象;蓄水后河槽深度河面宽显著增加,显露出开阔的湖面,河槽高程将有提升。
纵观( )河###湖核心区工程河段,蓄水前河槽及两岸以冲刷切割为主,三峡水库及###湖蓄水后由于受###湖拦砂坝常年正常水位控制在168.8m,整个河面宽度及深度增大,同时受###湖水库调蓄水作用,流速将大大降低,冲刷对两岸及河床冲刷
2
作用大为削弱。时受拦砂坝拦砂影响,河槽变化以淤积萎缩为主,受淤积影响,河床将会抬高,总之蓄水前后河槽及河势形态有较大变化,且蓄水后有良好流态,对河段运行有利。
3)横断面变化
( )河###湖核心区河段横断面蓄水前及护岸综合整治实施前,由于受地形地貌地质及人为因素影响,天然河道呈不对称“V”字型河谷,多变道形态及河势多变且差异极大,最大到河床宽度有80m,河岸高约3m,最小河床宽度不足10m,且深切河槽深度达40m(原较场坝上游50m段),使流速及流态变化极大。
根据《三峡###湖详细规划》并考虑对( )河综合整治目的,从水力角度防冲及形成良好水力流态进行护岸工程岸线布置及断面设计(详见附图);岸线布置由规律平顺流畅使河流能够形成较稳定有规律渐变的流势流态,河段河岸断面基本都进行了整治处理,且护岸工程断面基本为同意形式,且为防止冲刷和水土流失,长期主要过水断面岸面为钢筋混凝土或堆石碾压块石护面,工程实施蓄水后断面由规律稳定,基本无变化,冲淤变化不大。
总之,在三峡水库蓄水前工程河段天然断面较不稳定,造成的流态紊乱多变,冲刷变化大,有一定切割影响,护岸综合整治工程实施后及天仙拦砂坝修建后,工程河段横断与天然河道断面变化较大,重新形成新的河道断面,有规律稳定,有利形成良好流态冲刷深切降低,###湖水库蓄水运行后断面有大量淤积,断面部分有一定淤积,其它微淤,形态基本稳定。
3.2.2 河道冲淤量
按流域多年平均悬移质输沙模数计算,( )河流域多年平均悬移质输沙量为
77.197万t。输沙量主要集中在汛期(5~9月),约占年输沙量的90%。
推移质输沙量据有关资料,山区河流采用悬移质输沙量的15~30%计算,结合( )河流域推移质形成分布和沿河床沙淤积状况,确定流域推移质输沙量为悬移质输沙量的20%,计算流域推移质年输沙骨为15.44万t。
流域年输沙量为悬移质年输沙量与推移质年输沙量之和,为92.64万t。 ( )河流域通过水土保持生态环境综合治理后,土壤侵蚀模式由6289t/km3.a减少至1275t/km3.a,年均水土流失量减少至19.56万t,按85%为悬移质输沙计算,流域悬疑移质年输沙量约为16.626万t,推移质年输沙量为2.934万t。
采用拦沙率法计算拦砂坝的拉沙率为94.26%,悬移质年拦沙量为15.672万t,折合为体积12.055万m3。推移质沙量全部被拦截,折合为体积2.096万m3。悬移质和推移质沙量合计体积14.151万m3。根据2007年( )河请与项目进行的探测和分析坝前主要为淤泥悬移质,最大深度在1.4m,###湖核心区段吴家湾处为细粒推移质,根据探测深度变化分析为三角形分布,其淤积总量与分析基本吻合。
拦砂坝运行100年损失容积约1415万m3,占170.00m的容积的33.48%。 综上所述,三峡水库蓄水前工程河段较不稳定,流态较差,冲刷较大,有一定切割,局部段深切较大。在三峡水库蓄水、###湖拦砂坝及库岸整治工程实施运行后,工程河段水位抬高,流速及比降变缓,流态变好。河床逐年呈累积性淤积趋势,主要在160.0m滩地及河槽,对整个河段流态及过水能力影响较小,总体河势稳定,当按规划及现时一定年限进行清淤将更有利于河势稳定和行洪。
水流运动条件进行模拟,计算分析了不同洪水条件下工程实施后河道水位和流速变化情况及工程对河道行洪的影响,同时用水力学法计算了施工渡汛水位变化情况。
4.1 数学模型基本原理
对于复杂天然河道水流运动的数值模拟,为了克服计算区域边界复杂的困难,同时也为了提高数值计算成果的精度,多采用基于曲线网格的坐标变换方法,使计算网格贴合曲折的河道边界。本报告采用一般曲线坐标变换方法实现计算边界与物理边界的准确耦合。
4.1.1 模型计算控制方程
考虑侧向入汇流影响,笛卡尔坐标系下平面二维水流数学模型的控制方程为:
水流连续方程:t+x+y=q (4-1)
X方向水流运动方程:
2M2MuMvMx2y2t+x+y=-ghx+Dgn2Mu2v24-h3+qu0 (4-2)
Y方向水流运动方程:
2N2Ngn2Nu2v2NNuMvN4x2y2yyh3t+x+=-gh+D-+qv0 (4-3)
其中:力为水深(m);凹和矿分别为石和y方向的流速(m/s),M=uh,N=vh;z为水位(m);n为Manng糙率系数;D为紊动粘性系数;q为单位面积上水流的源汇强度(m/s)。
一般曲线坐标下,令 J=
2
4 防洪评价计算
本报告采用平面二维水流数学模型并辅以传统水力计算分析对工程实施前后的
xyxy (4-4)
ξx=
yJ,ξy=
xJ,ηx=-
yJ,ηy=
xJ (4-5)
yJ,ηy=
x2222J,q11xy;q12=xxyy;q22=xy;Mξ、Mη、Nξ、Nη
记曲线坐标中单宽流量在ξ和η方向的分量为FM、FN,则有:
FM= yMxNJxMyN (4-6)
FN= -yMxNJxMyN (4-7) 记曲线坐标中流速在ξ和η方向的分量为U、V: U=
yuxvJxuyv表示偏导数,如Mξ=;其它量意义同上。
4.1.2 模型方程离散和求解
模型计算物理量采用同位(非交错)网格布置,即计算物理量布置在控制体中心点P上(如图所示)。
(4-8) (4-9)
V=-
yuxvJxuyv经一般曲线变换后的平面二维水流数学模型控制方程为
ZFMFNJq水流连续方程:t (4-10)
J河道主流方向水流运动方程:
UMVJghJxxDJq11q12t
控制体示意图
上述控制方程可表达成统一的对流扩散方程形式:
+
gn2Mu2v2DJq12q224h3J (4-11)
垂直主流方向(河宽方向)水流运动方程:
NNUNVJghJyyDJq11Nq12Nt
JUVt
+
gn2Nu2v2DJq12Nq22NJ43h (4-12)
UyuxvJxuyvJq11Jq22SUSP (4-13)
上述方程组即为一般曲线坐标系系平面二维水流数学模型的控制方程,其中:U、V为曲线坐标中流速在ξ和η方向的分量,
VyuxvJxuyv
,
;J为雅克比数,
Jxyxy ; ξx=
yJ,ξy=
xJ,ηx=-
2
模型通用方程中变量、扩散系数及源项
方程 连续性 方程 CeHUe; CwHUw; CnHUn; CsHUS;
1DnJe;
n
1 0 SU0 SP 0 1DeJ1DsJ1DwJe;
ghJxx 河道 主流方向 动量方程 u D DJq12 DJq12 A0,10.5s;
求解过程中,为避免水位波动,控制体交界面上的流速采用动量插值处理;为避
gn2Hu2v2h43J 免计算迭代过程中出现溢出,采用了Patankar和Spalding提出的欠松弛技术,即在离散方程式中引入欠松弛因子,以改善离散方程式中系数的对角占优程度。
ghJxx 河宽方向 动量方程 v D DJq12 DJq12 4.1.3 模型计算范围及边界处理
gn2Hu2v2h43 1)计算范围与网格布置
J 综合考虑工程河段河势情况、工程可能影响的范围及水文资料等方面的因素,选取工程上游3.4km处的一稳定断面为数学模型计算的进口,数学模型计算的出口断面选在工程下游拦砂坝溢流处,计算河段总长约3.80km。
在计算区域内共布置230×100个网格,其中沿水流方向布置230个网格,网格
采用控制体积法将控制方程对所示的控制体积沿时间和空间进行积分,可得出控制方程的通用离散形式:
0appaEEaWWaNNaSSaP0Pb (4-14)
长度约为15m~25m;沿河宽方向布置72个网格,网格宽度约为10m~15m。为更好的反映工程影响,网格布置时在工程布置河段适当加密,并根据拟建工程平面布置形
其中:
aEDEAPECE,0 ; ;
aWDWAPWCW,0aSDSAPSCS,0;
态对计算网格作自适应处理,使工程位置网格布置与工程形态完全一致,便于工程概化过程中准确控制工程拐点和工程形态。
2)边界条件处理
平面二维水流模型中,边界条件通常包括河道进出口边界、岸边界及动边界处理等。本模型中对上述边界分别作以下处理:
进口边界:根据已知进口全断面流量,给定入流单宽流量沿断面的横向分布。
aNDNAPNCN,0;
0OPa000bSU.aPPapaEaWaNaSaPSP.Pt ;;
式中,J,带上标0的量表示上一时间层的值。C/D为 网格Peclet数,Ce、Cw、Cn和Cs表示控制体积表面的对流系数,De、Dw、Dn和s表示控制体积表面的扩散系数,其表达式分别为:
2
出口边界:给定出口断面的水位。
地形边界:取河道地形图外边线为计算的岸边界,给定其一个比较高的高程令其流速为零,以保证计算区域的封闭。
动边界:本模型采用“冻结”法进行动边界处理,即根据水位结点处河底高程来判断该网格单元是否露出水面。若不露出,糙率取正常值;反之,更改单元的糙率(n取1010加量级)。为不影响水流控制方程的求解,在露出水面的结点处需给定一个薄水层,一般给定其厚度为0.5cm。
3)入汇支流的处理
由于长生河支流汇入( )河水量所占比例较大计算时计入,对南池沟等溪沟及市政排水管涵汇入水量很小,对( )河的水流运动影响不大,计算时忽略各支流的影响。
S2-2、S3-3、S4-4四个断面垂线流速分布,验证断面位置见图。
4.2.2模型验证计算成果
1)水位验证成果
模型计算水位成果与实测成果比较见表。模型计算水位与实测水位基本吻合,误差在2.Ocm以内。
工程河段水位验证计算成果(水位单位:m,1981国家高程基准)
时间 2007.7.25 流量(m3/s) 328 断面 实测 计算 差值 实测 计算 差值 S1-1 145.24 145.23 -0.01 149.15 149.16 0.01 S2-2 145.25 145.25 0.00 149.17 149.17 0.00 S3-3 145.26 145.25 -0.01 149.19 149.18 -0.01 S4-4 145.27 145.27 0.01 149.22 149.24 0.02 2007.8.16 625 4.2 数学模型验证
模型验证计算的目的在于检验数学模型计算方法的可行性,根据实测资料确定模型中相关参数的取值,并检验其精度。本次主要根据水面线和垂线平均流速分布资料对模型参数进行调试。
2)垂线平均流速分布验证成果
根据实测资料率定后,模型计算流速分布与实测流速分布情况基本一致,垂线平均流速计算值与实测值相对误差一般小于10%(流速基数较小的测点相对误差稍大),绝对误差均小于0.12m/s,根据实测水文资料综合调试,得到该河段糙率变化范围为n=0.025~0.045。
根据验证条件计算得到的河段流场,模型计算得到的流场变化平顺;滩槽水流运动区分明显,水流运动形态与河道地形变化情况符合较好。综合分析以上验证计算成
4.2.1 模型验证计算资料
1)工程河段地形图:采用川东南地勘院2005年5月实测( )河段1:11000水道地形图;
2)水面线资料:采用2007年三组实测水面线资料;
3)断面流速分布资料:采用2007年8月17日(Q=625m3/s)实测资料,共验证S1-1、
果,所采用的数学模型能较好地模拟工程河段水流运动特性,验证计算成果与实测成果吻合较好。表明数学模型的计算方法正确,模型中相关参数取值合理,可以用于本工程建设对河道水位及流速影响的计算分析。
2
4.3 计算条件
4.3.1 计算方案
2003年6月三峡水库已蓄水运用,在研究本工程建设对行洪影响时,本报告选用了1670m3/s、1180m m3/s、943 m3/s和28400 m3/s四级流量,其中三级流量对应汛期频率为0.5%、2%和5%洪水流量,1180m3/s为###湖拦砂坝修建蓄水期频率2%洪水流量。
三峡水库很快将进入正常蓄水运行期。考虑到本工程的建设周期,本次计算方案只考虑三峡水库正常蓄水运用以后的工况。工程对河段水流条件的影响随着水库淤积将逐年增大,因此,本报告除考虑研究正常蓄水初期外还研究了三峡水库运行50年末该河段淤积基本平衡时工程对水流条件的影响,数学模型计算控制条件见表。
三峡工程正常蓄水运用初期计算方案控制条件
计算组次 汛期0.5%洪水 汛期2%洪水 汛期5%洪水 流量(m3/s) 1670 1180 943 下边界水位(m) 工程处水位(m) 163.59 161.21 157.61 163.79 161.39 157.78 主要工程有实体造地、内侧填方和岸沿外侧堆石碾压放坡。前文在计算网格布置时已根据设计道路边线对网格做了自适应处理,工程局部网格走向与道路线完全重合,因此可直接将护岸工程所在的网格高程加至设计高程来反映工程的影响,其他位置根据设计方案修正地形高程。同时根据以下方法调整过水坡面糙率,具体为:
局部阻力系数通过下式计算: 0.5(1A工程后/A工程前) 其中:A为过水面积;
在实际估算中,将局部阻力系数转化为糙率的形式:
nf168g
概化后施工区域所在网格的局部综合糙率系数为:
2nn2fn工程前
通过上述概化后,运用数学模型计算可得到在三峡水库正常蓄水运行初期和运行50年末,本工程建设前后各流量级水位、流速变化等值线图。
4.4 计算成果分析 4.4.1 断面缩窄率分析
为了解工程前后河道横断面变化情况,根据工程布置情况选取了3个典型断面(DMl、DM2、DM3)进行分析,典型断面位置见附图。绘制了工程前后典型断面变化图见附图,计算了各级流量下工程前后断面过水面积及水面宽度变化情况。
三峡工程运行50年末计算方案控制条件
计算组次 汛期0.5%洪水 汛期2%洪水 汛期5%洪水 流量(m3/s) 1670 1180 943 下边界水位(m) 工程处水位(m) 173.5 172.7 172.2 173.79 172.97 172.26 4.3.2拟建工程概化
计算表明,工程实施后工程位置河道横断面面积和河宽有不同幅度减小(与详细
,面积和河宽缩窄率随水位抬高有增加趋势。现状地形条件下,工程实施根据工程设计方案,拟建工程量主要为在原地形上进行的实体填方和回填反压等,规划相比)
2
引起的面积缩窄变化在0.01%和4.82%之间;DM2和DM3工程后过水面积及河宽变化相对较大,但这两个位置为回流沱,有效过流能力有限,工程建设对断面过流能力影响不大。
###湖拦砂坝及护岸工程实施后,工程河段河势有较大改善,流速断面分布形态对工程有较大变化,工程河段局部回流区减少或消失,河道主流态变化减少,区域平顺,总体看来工程建设特别是###湖拦砂坝修建对河道场形成良好流态是有利的。
4.4.2 对水位影响分析
(1)###湖拦砂坝及河段护岸工程前后水位变化
由于工程前后断面过水面积及河宽发生了一定变化,河道水位随之出现调整。计算表明,三峡水库正常蓄水运用初期,工程引起的水位变化主要集中在工程局部区域。根据计算成果具体表现为:工程上段局部水位略有较大壅高,下段局部水位略有壅高,这种变化趋势随流量增大而趋明显。
遇50年一遇洪水时,工程河段局部最大壅水值为27.1cm,遇20年一遇洪水时,工程河段局部最大壅水值为25.0cm。
4.5 护堤工程稳定性分析计算
因###湖核心区库岸处于三峡水库常年回水消落带区,在三峡水库蓄水运行后,水位变幅对路库岸稳定,根据各地块地勘报告分析,多处处于不稳定或欠稳定状态,为防治库岸再造,坍塌甚至引起滑坡,对库岸进行综合整治是必要的,并需对护岸工程进行方案优化设计、计算分析,取保工程设计安全可靠。根据涉河方案及护岸工程初步设计,现选几处典型控制断面(详见附图)进行稳定性分析。根据计算分析成果,在各种工况及最不利工况下,均满足安全稳定性要求,护岸工程是稳定可靠的,并具有一定抗冲刷能力和有利于水土保持。
4.4.3对流速影响分析
(1)天仙拦砂坝及护岸工程前后流速变化
工程引起的流速变化在工程河段不同河段有不同变化。具体表现为:遇50年一遇洪水时,工程上段前沿流速有一定减少,流速最大减少值为1.7m/s;工程中下段流速减速有较大减少,流速最大减少值为3.2m/s,工程河段坝前部分流速略有增加,流速最大增加值为0.26m/s。
5 防洪综合评价
5.1 与有关水利规划的关系
###区( )河为长江一级支流,( )河###湖核心区工程河段属低山丘陵性河道,天然状态下河床演变以及水流条件主要受边界条件控制,###湖拦砂坝修建及###湖核心区护岸工程实施后,工程河段主要受以上控制性影响,三峡工程运行后,也受水库调度影响。按照( )河综合整治原则和精神,根据《三峡###湖修建性详细规划》工
4.4.4 对流场影响分析
在三峡水库蓄水前,###湖拦砂坝及护岸工程实施前,天然河道溢流场形态变化大,在###大桥附件受( )河、长生河互冲影响,流场紊乱,并受地形影响回流区大。
2
程河段的涉水工程应保持岸线平顺,不影响或尽量减少对###城市防洪的影响。
目前,###城区主要水利规划为护岸堤防建设,中心城区规划建设的堤防已经基本完成。( )河###湖核心区综合整治护岸工程按照三峡库区蓄水后的防洪标准设计,
可防御50年一遇以上洪水。三峡水库蓄水后,工程河段移民线为177m(吴淞高程),目前居民区建筑物地面一般高于177m高程(吴淞高程),本工程堤顶高程与###规划的防洪标准保持一致,并考虑最大壅水影响及市政规划要求,堤顶高程为178.8m(吴淞高程)。
( )河###湖核心区综合整治护岸工程是根据( )河流域综合整治与开发总体规划而实施建设综合整治工程,它具有城市发展、环境整治、地质灾害治理、水土保持等多项作用和要求,同时也具有防洪保安的功能,是水利规划中堤防建设的重要组成部分。本工程施工后将使整个###湖核心区形成一个完整的整体,将龙宝、天城片区连接形成一个有机整体,并对平顺河岸、稳定岸坡、稳定河道形态有促进作用。
湖核心区护岸工程整治范围内,对大坝下游万安大桥以及工程后缘水位影响较小,护岸工程堤顶和移民线高程较工程后河道的水位有一定程度富余。本工程实施后,工程前沿流速有一定幅度增加,汛期遇50年一遇设计洪水,最大增加值约0.26m/s,但工程对上游以及库内流速影响减小,对已建的防洪护岸工程前沿流速基本不产生影响。因此无论是三峡水库正常蓄水运行初期还是###湖拦砂坝及库岸综合整治护岸工程兴建后50年后,本工程兴建不会对###河段行洪产生明显影响,并能满足防洪标准要求。
5.3 对河势的影响分析
工程河段为低山丘陵性河道,两岸多为基岩或受人为工程控制,河床演变分析表明,三系三峡水库蓄水前工程河段河势基本稳定,河流流态变化较大,部分河槽冲刷
5.2 对行洪的影响分析
###区( )河###湖核心区库岸综合整治护岸工程兴建后,将占用部分河道水域,工程附近水位将有所壅高。根据二维数模计算和传统计算分析,工程建设后,在###湖拦砂坝建成运用初七,汛期50年一遇洪水(Q=1180m3/s)时,工程附近局部最大壅水值为0.18m,壅水影响范围为3.86km(顺水流方向)*320m(最大河宽方向),工程前沿流速最大增加值为0.19m/s。
在三峡水库运用50年末,工程河段水深和过水面积较蓄水初期有所减小,计算工况条件下,工程对洪水位的影响略有增大。汛期50年一遇洪水(Q=1180m3/s)时,最大壅水值为0.27m,壅水影响范围为3.89km(顺水流方向)*335m(河宽方向),工程坝址附近流速最大增加值为0.26m/s。
以上计算结果表明,本工程建设对洪水位的影响壅高不超过0.3m,在###湖拦砂坝设计规定范围内,壅水影响范围主要在呈河段上游吴家湾下至###湖拦砂坝,在###
切割影响大,深泓线、主槽平面位置变化不大,年内冲淤基本平衡。三峡水库蓄水后,水位生该流速减缓,河床淤积,但两岸山体走向对工程河段水流仍有明显的控制作用,工程河段河势调整仍相对缓慢。拟建工程上游是宽相对较大的( )河河口,下游为相对狭窄的###长江二桥,三峡水库正常蓄水后,工程水域基本位于回流缓流区,河床呈淤积趋势,工程对水流及泥沙运动影响有限。
据二维数模计算和近期实测,工程对流速分布影响大且范围广。无论是###湖拦砂坝及护岸工程兴建后运行初期还是运行50年末,工程建设后,主流位置走向、流速分布形态、回流区为主均发生较大变化,仅工程河段坝址附近下游流速略有增加。汛期50年一遇洪水(Q=1180m3/s)时,工程前沿近坝址处流速最大增加0.18m/s,工程河段其它部分流速都有较大减小,最大流速减小值为3.2m/s,流速影响最大范围为3.89km(顺水流方向)*335m(最大河宽方向)。
2
5.4 对现有防洪工程和其它水利工程设施的影响
1)对北滨路护岸工程影响
北滨路护岸工程位于本工程南岸天仙1号、2号、3号、4号、5号、6号及北岸天仙7号地块,护岸总长约3.25km,破顶高程在175.5~177.0m,设计防洪标准为50年一遇洪水。由于本工程布设于北滨路外侧前缘,根据各地块地勘报告地质构造分析,愈开进河床前缘,岩层倾向愈平缓且反翘,且倾角≤90°。经分析计算,在此回填反压是有利于稳定,因此当护岸工程稳定安全前提下是有利于滨江路稳定安全,且本工程护岸堤顶及填土造地高程在177.3m,对北滨路行洪有利,其影响较小。
2)对南池沟排洪箱涵及市政排水设施影响
2007年###水务集团在重新敷设主城区移民搬迁后市政排管涵时,已与江大苏海公司衔接取得###湖水库水位运行资料,已考虑最大壅水影响,今后运行将不能影响排水。南池沟排洪箱涵,其来水主要为太白岩集雨区,水量不大、落差高,###湖汛期水库水位有一定壅高<0.3m,对南池沟箱涵排洪能力影响甚微,且###湖拦砂坝没有防空洞,当遇大洪水时,并提前泄水腾库,将降低水位来降低影响,因此防洪是可行的,基本无影响。
3)对( )河大桥影响
在( )河###湖核心区工程河段上游有已建###大桥,本工程实施后,在原河道及北岸大桥所在桥墩,将进行回填部分桥墩所在位置填筑将至177.30m,高度达30m,对桥墩有嵌固作用有利于稳定,南岸桥墩无但该区域工程实施后流速减少,流态变好,将有利桥的安全,而水位壅多在桥净空控制范围,且是只是应注意北岸桥墩在回填区,应注意在回填施工区施工侧向力 及回填沉陷固结上拔力不利影响,因此工程河段护岸工程实施一方面是有利的,另方面影响较小,且通过一定技术措施可解决。
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5.5 对其它事宜影响分析
( )河###湖###湖护岸工程后侧移民已大量搬迁,并修建防洪护岸工程,其大量城镇居民片区在175.0以上,并回填造地在177.3m,因此在设计防洪标准50年一遇洪水时是安全的,无影响或影响甚微。本工程河段内无取水口,因此本工程建设对城市取水口不产生影响。由于###湖拦砂坝修建常年水位在170.0m高程以上形成稳定较宽湖面,与( )河出口南门口由三峡水库形成的宽广湖面形成上下呼应,对建立旅游区及( )河游艇基地是有利的。
6 结论
1)长江###河段两岸为山区丘陵地貌,岸坡为堆石碾压浆砌块石或条石护坡,抗冲性强,在长期的河床演变过程中河势天然状态或未建拦砂坝及护岸工程变为稳定。三峡水库及###湖拦砂坝修建蓄水运用后,( )河###湖核心区河段位于###湖常年回水下段,水深及河宽增大,流速变缓、河床淤积,但河势将受两岸综合整治护岸布置控制地貌控制,河道形态处于缓慢调整过程中。拟建整治工程位于河道的水位较稳定,在###湖运行过程中,河床呈累积性淤积趋势,具有工程建设的基本条件。
2)拟建工程兴建后工程附件河道水位略有壅高,在三峡水库正常蓄水运行初期以及50年末淤积平衡时,发生蓄水前50年一遇洪水(Q=1180m3/s)时,护岸工程占用面积最大缩窄率为12.5%(但较天然河道断面大大增加),工程附件最大壅水值为0.029m,壅水影响在3.89km(顺水流方向)*335m(河宽方向)范围内,工程对洪水水位影响较小。
3)拟建工程兴建后,工程河段流速分布与工程前将有一定变化,主流走向变得
平缓少变、回流区范围将减少趋缓,工程对总体河势影响不大。但工程河段流速略有较大调整,工程河段总体流速显著,工程中下段流速最大减小值为3.2k/m,工程附近下游及坝址出口流速增加,工程前沿进岸流速最大增加0.26m/s,流速影响在3.86km(顺水流方向)*335m(最大河宽方向)范围内。
4)拟建工程实施对###湖拦砂坝以上,天仙核心区、###大桥范围内以下的涉水工程及防洪工程影响不明显,对已建的北滨大道及拟建沙河大桥防洪无影响,因此工程对意见的沿江涉水工程影响不大。
5)拟建工程堤岸及建筑造地高程在178.8m以上(吴淞高程),行洪对其内侧的城区防洪无影响。
6)拟建工程实施后,工程###大桥南岸桥墩流速最大增加0.2m/s,对大桥河沟及北岸桥墩较天然河道的流速大为降低,有利于大桥桥墩稳定(注意:护岸工程实施时,施工填筑侧向力和沉降力影响)。
7)2008年施工汛期,按p=5%施工防洪渡汛标准,最大洪水流量Q=943m3/s,###湖壅水高水位为167.5m,应在汛前解决好167.5m水位以下遗留移民搬迁户,并将拦砂坝II标段抢修至168.00m高程。
8)拟建工程高程140~175m(吴淞高程)回填量约63.0万m3,占###湖总库容1.4%影响较小,工程回填料拟利用万达铁路,万梁、万宜高速公路工程建设弃渣,移民搬迁及市政建设弃渣,可减少水土流失和污染。同时核心区护岸及###湖拦砂坝修建,可减少地质灾害和沿岸冲刷带来的水土流失,并将( )河带来泥沙淤积拦截于###湖内,将减少三峡水库淤积和污染。
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