華縣城南新區污水處理廠防洪評價分析

劉旭晶，李 剛

（西安景天水利水電勘測設計咨詢有限公司，陜西 西安 710001）

華縣城南污水處理廠建設可解決工業園區企業排污問題，減少園區企業污水對石堤河和渭河流域水質的污染，具有極大的環境效益和社會效益。本文就華縣城南污水處理廠建設進行防洪影響評價分析，通過洪水計算、水面線推算、防洪墻穩定復核、防洪墻高程計算分析，沖刷分析計算，系統進行防洪評價，提出補救措施，并給出建設性意見。

1 防洪評價

1.1 設計洪水計算

華縣城南新區污水處理廠及配套管網工程位于渭河一級支流石堤河以東，工程區以上河道長23 km，比降為57.9‰，流域面積為86 km2。石堤河東北方向25 km羅夫河峪口處設有羅夫堡水文站，控制流域面積122 km2，該站具有完整的實測水文資料系列。按照《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-2006）要求，采用矩法估算統計參數，經驗適線，得到羅敷堡水文站各頻率設計洪峰流量。工程區設計洪水計算以羅敷堡水文站為參證站，通過水文比擬法計算，同時采用經驗公式法和推理公式法等分別計算工程區處的設計洪峰流量，并對各種方法計算所得成果進行合理性分析，最終選取水文比擬法計算成果。即工程區處20年、50年一遇設計洪峰流量分別為194 m3/s、301 m3/s。

1.2 設計洪水位分析

根據河床比降、河道橫斷面情況，本項目在工程區及下游共實測了24條河道橫斷面，平均間距50 m，測量河段長度1304 m。水面線以項目區河段下游約806 m的平順河床斷面為控制斷面分段計算，所選起始斷面處20年一遇洪峰流量為194 m3/s。通過對實際測量資料的分析和計算，起始斷面處的平順河段比降為6.7‰。根據曼寧公式計算該斷面的水位～流量關系，計算得起始水位為363.78 m。

根據糙率、起始水位、實測斷面以及計算方法，從下游向上游采用能量守恒方程逐斷面進行現狀水面線計算。在水面線計算過程中，從下游到上游分別有公路橋、隴海鐵路和310國道橋梁，由于橋梁橋墩占據了一定的過水面積，在橋梁斷面處會產生壅水，因此在各個橋梁處要加橋梁壅水高度，再以此橋梁斷面為起始斷面進行分段推算。

1.3 防洪墻穩定復核

根據計算，防洪墻抗滑穩定、抗傾穩定、基底應力計算結果均在規范允許范圍內，基底最大應力小于地基的允許承載力130 kPa，說明防洪墻的抗滑、抗傾覆穩定及基底應力均滿足規范要求，防洪墻是安全的。

1.4 防洪墻頂高程分析

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）要求，防洪墻頂高程為設計洪水位加超高值確定。通過超高計算，確定防洪墻超高為0.8 m。根據現場勘查、實際測量成果與20年一遇洪水水面線加超高后對比，防洪墻高度滿足防洪要求。

1.5 沖刷分析

根據沖刷計算，工程區沖刷深度為0.99 m～1.31 m，結合河道斷面演變情況分析及平順段沖刷深度計算結果，考慮基礎的安全埋深，綜合確定防洪墻基礎埋置深度位于深泓點以下1.8 m處較為合理。根據現場勘查以及與防洪墻施工圖對比，項目區的堤防基礎設計基礎埋深在0.84 m～1.75 m之間，并且含有0.77 m（0.37＋0.4）厚的灰土墊層，防洪墻基礎不滿足抗沖刷要求。

2 防洪綜合評價

2.1 對防洪規劃的影響

城南新區污水處理廠工程的建設基本不影響《陜西省防洪規劃》、《陜西省華縣縣城防洪規劃》等文件中確定的總體要求與整治目標。

2.2 對現有防洪標準、技術要求的影響

根據《防洪標準》（GB 50201-94）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）和《堤防工程設計規范》（GB50286-2013），綜合分析后確定，污水處理廠的防洪墻的防洪標準采用20年一遇，相應防洪防洪墻的建筑物級別采用4級是合理的。

2.3 對行洪安全的影響

工程建設對工程河段及上下游的行洪安全沒有實質性影響。

2.4 對河勢穩定的影響

本次防洪墻的平面布置在樁號k0＋184處有一突出的折角，將會對行洪水流產生擾動，引起折角上下游洪水紊亂和頂沖，造成折角上下游的左右岸產生不同程度的沖刷。并可能在折角斷面及以下的K0＋184～K0＋241斷面之間形成河床下切，因K0＋241斷面以下的河寬增加、流速降低，下切深度和影響范圍將不會很大，不會影響整段河道的比降調整。因此，在對該頂沖段進行一定的防護處理后，河床比降將會基本穩定，不會對原有河床比降造成總體影響。

2.5 對防汛搶險的影響

從20年一遇洪水水面線計算成果來看，工程區的防洪墻高度能夠滿足過洪要求。本段河道左岸為派爾森化工有限公司，從現有廠區布置來看，未在河岸邊預留防洪通道；根據華縣城南新區污水處理廠平面布置圖，也未明確的預留防洪通道。因此，本工程的建設對防汛搶險有一定的影響。

2.6 對第三人合法水事權益的影響

工程區處建有310國道橋梁，按100年一遇洪水標準設防，橋梁板底高程為383.40 m。本工程的建設地處310國道上游，防洪墻位于橋頭以外，未占用橋梁行洪斷面，河底高程未被人為抬高。因此，本工程的建設不會影響到310國道的行洪。

3 工程影響防治及補救措施

（1）工程區新建的防洪墻存在基礎埋深不足及基礎處理措施不當的問題，建議對在建的漿砌石防洪墻采取堤腳加固補救措施。

（2）防洪墻基礎處理采用的灰土料墊層不妥。考慮防洪墻已在建，建議對已施工部分灰土墊層的處理方案進行專題研究，提出安全、經濟的處理措施。

（3）本工程防洪墻高度5.5 m～6.0 m段的基礎寬按經驗值偏小，圖紙中也未對墻后回填土提出要求，存在穩定風險。建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內摩擦角大、透水性強的材料回填，以增加墻身穩定性。

（4）在施工過程中，應保護好已建的防洪工程、防汛搶險道路、通訊設施和其它管護設施。

（5）華縣城南新區污水處理廠總平面布置中未明確沿河防汛通道，建議結合該區域的城市規劃總布置，合理解決該段河道防汛搶險交通問題。

4 結論建議

4.1 結論

在復核污水處理廠的建設規模、防洪標準、安全性的基礎上，通過對工程區河段的河床演變規律分析，以及項目建設對原有河勢影響評價和防洪影響評價，形成以下主要結論：

（1）根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2000）、《防洪標準》（GB 50201-94）及《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013）的有關規定，綜合確定污水處理廠防洪墻的防洪標準為20年一遇，主要建筑物級別為4級。

工程區河段兩岸已進行了必要的防護，能夠抵御施工期的洪水沖擊，滿足一般行洪要求。

（2）根據河道水面線計算、橋梁壅水計算成果的復核，工程區的河道行洪比較暢通。在設計洪水標準下，防洪墻頂高于設計洪水位，不會對污水處理廠和上下游居民造成威脅。

（3）工程區所在河段都修筑了防洪墻，洪水在河槽內暢泄，不會出現河槽擺動現象，沖淤基本相對平衡，河道平面形態不會發生大幅擺動。

（4）工程區河道存在施工棄渣堆砌的現象，棄渣抬高河床，縮窄河道，影響河勢穩定，建議對其進行清除，保障河道行洪安全，維護河勢穩定。

4.2 建議

（1）建議對防洪墻存在基礎埋深不足及基礎處理措施不當的問題采取堤腳加固補救措施。

（2）建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內摩擦角大、透水性強的材料回填，以增加墻身穩定性。

（3）建議對工程區所在河段左岸防洪墻基礎采取必要的防護措施，以確保安全。

（4）施工單位在汛期前應及時恢復河道，保障行洪暢通。

（5）污水處理廠在施工期間應嚴格執行經編制的防汛防洪應急預案，以確保順利施工和安全度汛。汛期在防洪墻護岸外側備足沙袋等抗洪搶險物資，遇大洪水時及時疏散工作人員，撤離零星物品，盡量減小甚至避免洪災損失。