配套熱力管道穿越群英河防洪評價

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（1焦作市水利勘測設計院；2焦作市抗旱防汛通訊站）

配套熱力管道穿越群英河防洪評價

□郭二旺1□王文婷2

（1焦作市水利勘測設計院；2焦作市抗旱防汛通訊站）

焦作萬方電廠配套供熱管網二期工程熱力管道在龍源路群英河橋南側穿越群英河，按照《中華人民共和國防洪法》第二十七條規定，建設穿河、穿河堤、鄰河的橋梁、碼頭、道路、渡口、管道、纜線、取水、排水等工程設施，應當符合防洪標準、岸線規劃、航運要求及其它要求，不得危害堤防安全，影響河勢穩定，妨礙行洪暢通，其工程建設方案應經有關水行政主管部門審查同意，根據《河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則》及有關規定，穿越河道位于焦作市城區，依據《焦作城區防洪規劃》及《焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河施工圖設計》等相關規劃設計成果，結合穿越處河道邊界條件，河道演變情況，對熱力管道穿越群英河工程建成后洪水位、沖刷、淤積以及對工程上下游其它工程設施影響進行防洪評價綜合分析，并對造成影響的情況，提出相應的防治及補救措施，確保河勢穩定與行洪安全。

河道管理；防洪標準；建設項目；防洪評價

1 建設項目概況及技術路線

焦作萬方電廠配套供熱管網二期工程，設計起點山陽路，終點民主路，管線總長1.01 km，在焦作華順汽車貿易公司北圍墻位置自東向西沿龍源路群英河橋南側24 m處穿越群英河，穿越長74 m，檢查井位于兩岸堤防背水側，供熱管道采用GB2級壓力管道，管徑DN800道鋼管加聚乙烯外護層聚氨酯發泡預制直埋保溫管套管方式，施工采用大開挖方式施工，設計管頂高程87.40 m，現狀河底高程93.40 m。

防洪評價按照2004年發布的《河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則》（試行）及有關規定進行編制。評價區河道水文分析參考《焦作城區防洪規劃》、《焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河施工圖設計》（2014年11月）等相關規劃設計成果，根據工程建成后洪水位、沖刷、淤積以及對工程上下游其它工程設施影響進行綜合評價，并對造成影響的情況，提出相應的防治及補救措施與建議。

3 河道概況

3.1 河道基本情況及邊界條件

群英河又名閆河，屬海河流域衛河水系大沙河二級支流，新河一級支流，發源于焦作市上白作鄉長嶺村西北，自北向東南流至張建莊入新河，流域總面積43.30 km2，全長27.20 km。出山口以上為山區河道，出山口以下到龍源路進行了護坡等治理，龍源路以南到入新河口，長0.80 km，為土質河床，堤防較為完整，但河道狹窄，堤防單薄。

管址穿越處對應群英河南水北調防洪影響治理工程河道樁號QYH2+520處，現狀為土質梯形斷面，左岸堤頂高程98.23 m，右岸堤頂高程98.33 m，河底高程93.40 m，河底寬13～15 m，深3.50～4 m，堤距25 m，堤防背水側左岸地面高程96.34～96 m，右岸地面高程95.30～95 m，現狀河道狹窄，過流能力＜150 m3/s，不足5a一遇。

3.2 現有水利工程及其他設施情況及水利規劃及實施安排

穿越群英河段管址以北24 m處，現狀為龍源路群英河橋，現狀橋梁為簡支板橋，橋面高程98.34 m，橋跨布置為3孔3 m×10 m，上部為預應力混凝土板，下部為鉆孔灌注樁基礎，樁徑0.80 m，河道右岸西側外堤坡腳有一寬1.50 m，深1.50 m梯形排水土溝。

焦作市城區防洪規劃由河南省水利勘測設計研究有限公司于2012年6月完成規劃報告編制任務，并通過專家評審，同年11月，焦作市人民政府予以批復。該規劃提出焦作市城區防洪規劃總體布局采用三橫六縱分區防守排滯結合防洪工程體系，在基本保留原河道格局不變情況下，對個別河段進行調整，在群英河出山口處修建龍寺小型水庫，控制部分山區洪水。

2014年11月，河南省水利勘測設計研究有限公司完成了《焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河治理段施工圖設計》。施工圖設計主要內容如下：治理河道長度3.09 km，設計防洪標準為50 a一遇，設計洪峰流量495 m/s。河道采用土質梯形斷面，設計河道底寬25 m，土質堤防，堤頂寬6 m，迎、背水坡坡比1∶2.50，設計堤距54.75 m；藍線范圍寬79 m。

4 河道演變

群英河現狀情況下，和平街以上深溝河段，河道過流能力＞1 130 m3/s，滿足50a一遇；和平街以南至新安路段河道進入老城區，河床狹窄，過流能力108～180 m3/s，為5 a一遇；新安路至人民路段河道過流能力200 m3/s，接近10 a一遇；人民路至豐收路段河道過流能力約365 m3/s，達到20 a一遇；豐收路至龍源路段河道過流能力約150 m3/s，不足5 a一遇；龍源路以南為土質梯形斷面，過流能力＜150 m3/s，不足5 a一遇。根據當地實地50 a來調查，河道主流線一致，河勢總體穩定。

5 沖刷分析計算

5.1 水文分析計算方法

根據群英河下墊面特征及匯流特性劃分為三片區，即上游山丘區、總干渠以北城區和總干渠以南城區，上游山丘區位于影視路以北區域，地面高程在200 m以上，河道比降陡，在（2.00～4.70）×10-2，采用1984年圖集中的推理公式法計算河道和水庫設計洪水；水影視路以南至總干渠之間及總干渠以南城區，地面高程在200 m以下，且地面、河底比降緩，在8.00×10-3左右，屬平原坡水區，采用城區排水公式計算設計洪水。對上述設計洪水過程線疊加，計算各控制斷面洪水成果。經計算龍源路段控制斷面，50 a一遇設計洪峰流量為495 m3/s。

設計防洪水位水面線推算采用明渠恒定非均勻流基本方程式，起推水位取下游入河口位置為控制斷面，群英河入新河口控制斷面水位93.57 m，糙率選取根據現場實地查勘河道特點，綜合確定2.50×10-2，河道比降1/100～1/328。河道與南水北調總干渠交叉斷面處樁號QYH0+000河底高程100.74 m，入新河口樁號QYH2+908.0河底高程90.07 m，管址處河道50a一遇設計洪水位94.75m，水深3.50m，設計河底高程91.25 m，底寬25 m，邊坡1∶2.50，糙率2.50×10-2，河道比降1/328，堤頂超高1.25 m，堤距54.75 m。

5.2 沖刷分析計算

隨著群英河防洪影響治理工程的實施，龍源路群英河橋將擴寬，由于橋墩阻水，改變了水流流態，減少了有效過水面積，增大了橋下流速，對河床、岸坡及堤防產生沖刷。因此，沖刷采用《公路工程水文勘測設計規范》沖刷計算公式計算，沖刷計算采用群英河防洪影響工程實施后河道斷面，根據《焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河工程地質勘察報告》，河道管址處地層主要由第四系全新統沖積物(alplQ4）和中更新統坡積物（dlplQ2）組成，地層巖性主要為中、重粉質壤土，液性指數IL= 0.33～0.35，以最不利為原則，液性指數取0.35，沖刷包括一般沖刷和局部沖刷

5.2.1 一般沖刷hp計算

一般沖刷采用黏性土橋下一般沖刷公式進行計算。由于群英河防洪影響工程設計為單一梯形斷面，按河槽公式計算：

式中：hp—一般沖刷深度（m）；A—單寬流量集中系數；A= 1.00～1.20；取A=1.10；QC—為河槽部分通過的設計流量（m3/ s）；Bc—為橋下河槽部分橋孔過水凈寬（m），Bc=40.90 m；hmc—為橋下河槽最大水深（m）；hmc=3.95 m；hc—為橋下河槽平均水深（m）；hc=3.50 m；IL—沖刷范圍內粘性土液性系數，IL=0.30。

5.2.2 局部沖刷計算

對于黏性土橋下局部沖刷，按以下公式計算：

式中：hb—局部沖刷深度（m）從一般沖刷后床面算起；Kξ—墩型系數，Kξ=1；B1—橋墩計算寬度（m），取B1=0.80；v—為一般沖刷后墩前行近流速（m/s），v=0.33×hp0.6/IL。

依據上述河槽計算公式及局部沖刷計算公式，hp/B1=3.05，計算管址處50 a一遇洪水情況下，一般沖刷hp=2.44 m，局部沖刷hb=0.54 m，總沖刷深度2.98 m，沖刷后河底高程88.27 m。

設計供熱管道管頂高程87.40 m，設計河底高程91.25 m，覆土厚度3.85 m，供熱管道穿越群英河沖刷深度小于覆土厚度，滿足河道沖刷要求，滿足《城市工程管線綜合規劃規范》要求。

5.3 淤積、河勢、排澇等影響分析

當河道上修建筑物擴寬河道斷面時，在流量不變的條件下，流速將會減緩增加河道淤積。供熱管道穿越群英河時自底部以下穿過，不會改變河道過水斷面，斷面流速不變，所以供熱管道建設項目對河道淤積無影響。

供熱管道穿越群英河工程完成后，管道從規劃設計河底下面穿越，不存在汊道分流比影響，工程影響范圍內代表性斷面流速分布不會變化，主流線方向也不會因工程實施而變化，所以對河勢變化無影響。

供熱管道穿越群英河工程完成后，管道從規劃設計河底下面穿越，不會改變河道現狀，河道兩岸高程較高，所以對河道排澇無影響。

6 防洪綜合評價

供熱管道穿越群英河設計管頂高程87.40 m，穿越群英河長74 m，穿河段兩端工作井布置在河道紅線以外，項目建設符合防洪標準，項目建設不會影響群英河由于提高防洪標準所進行擴挖，符合焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河治理要求，故項目實施對焦作市南水北調防洪影響處理工程群英河治理工程規劃無影響，對群英河河道治理后管理無影響。管道建成后對河道行洪及河勢穩定基本無影響。項目施工期及運行期對防汛搶險基本無影響。

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2012-11-29

（編輯：劉長垠）

郭二旺（1963-），男，教授級高級工程師，主要從事水利水電工程勘測、規劃、設計工作。