吉水桃花島景觀改造提升工程防洪評價分析

梁艷紅

（江西省水投勘測設計有限公司，江西 南昌 330029）

隨著經濟的發展，處于河道管理范圍中的興建項目也隨之增多，工程防洪評價已經成為此類項目建設的重點。吉安市為順應全民自助游、旅游、自駕游的發展趨勢，實現“全域旅游、全景吉安”戰略，提出吉水桃花島開發與保護項目。結合桃花島景觀改造提升工程，依據《吉水縣庫區旅游發展總體規劃》與《河道范圍內建設項目管理的有關規定》等現行法律、文件，通過定性和定量分析工程對河道行洪及河勢穩定的影響大小[1]。

1 項目概況

1.1 工程概況

桃花島旅游項目景觀改造提升工程，地處江西省峽江水利工程庫區，與工程壩址上游相距46 km左右，位于贛江主河道右側。桃花島左岸是峽江庫區樟山防護區，右岸是峽江庫區磚門抬田區。桃花島屬于自然沖擊而成，為中部寬厚，上下游尖的地形外形，順水流寬0.30 km左右，長2.50 km左右，47.00 m～51.00 m為島內一般地面高程。項目分為親子互動區、桃花風谷區、綜合配套區、愛情公園區，總面積達20 hm2，游步道長6000 m，親水駁岸8000 m2，滑索長300 m，桃花廣場3500 m2，愛情樂園、婚紗攝影、法式花園、兒童體驗占200畝，游客有5個休閑活動場地，配置相應景觀綠化工程、環保旅游廁所等設施，可供水、供電、排水。圖1為工程位置圖。

圖1 工程位置圖

1.2 河道概況

擬建項目位于贛江中游吉水段，處于贛江主河道右側，吉水贛江特大橋在其上跨島而過，桃花島尾端與橋下游相距650 m，上游支流面積為9103 km2的禾水相距16.50 km，從左岸匯入贛江，下游面積3883 km2的烏江與面積360 km2的文石水相距2.50 km～3.00 km，分別從右岸與左岸匯入贛江。

河道邊界條件，左岸樁號7+800～10+880為均質土堤，堤頂高程50.96m～51.25m，右岸是天然岸坡，高程為52m～60m。贛西堤頂高程 53.51 m～54.21 m，外坡 1∶1.5～1∶2，內坡 1∶1，設計防洪標準為50年一遇，而現狀防洪能力僅為30年一遇。

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣巴邱鎮上游6 km處，上距本項目工程57.5 km，壩址控制流域面積62710 km2。峽江水利樞紐正常蓄水位46.0 m，死水位44.0 m；當主汛期4月～6月壩址以上來水流量小于5000 m3/s時抬高至正常蓄水位46.0 m運行。峽江水庫防洪庫容6.0×108m3，調節庫容2.14×108m3，水庫總庫容11.87×108m3；電站安裝9臺水輪發電機組，裝機容量360 MW。流域水系圖見圖2。

圖2 流域水系圖

2 防洪評價計算

2.1 防洪標準

2.1.1 人口規模預測

根據《吉水縣總體規劃》（2014-2030），吉水縣屬于工貿型濱海生態城市，參考歷年中心城區人口增長情況，根據基準期2014年中心城區人口，采用綜合增長率法推算規劃期末中心城區城市人口。其計算公式：

式中：Pt為預測年份人口；P0為基準期人口，15.76萬人；t為規劃預測年數；X為規劃期內綜合增長率。

近期綜合增長率X取4%，遠期取3.0%。則中心城區城市人口2020年為20萬人，2030年為27萬人。

2.1.2 防洪標準的確定

根據《防洪標準》（GB 50201-2014）及《城市防洪工程設計規范》（GB/T 50805-2012），由城市性質及人口分析吉水縣屬于中等城市，城市防洪工程等別應劃為Ⅲ級，則城市防洪標準為大于或等于50年一遇，小于100年一遇。因此確定桃花島擬建項目規劃防洪標準為50年一遇。

2.2 防洪評價計算

2.2.1 設計洪水

峽江水文站位于峽江縣老縣城龍王廟，萬安水利樞紐位于峽江水文站上游172 km處，于1992年投入發電，1993年下閘蓄水達到94.11 m，壩址流域面積為36900 km2，占峽江壩址總控制流域的58.70%，正常蓄水位為98.11 m，防洪限制水位為88.11 m，調節庫容為7.65×108m3，因為水庫具有調節作用，峽江站洪水基礎并不一致，為保證資料準確，通過馬斯京根法驗算萬安入、出庫時洪水量，與峽江站、吉安實測洪水相疊加。經還原計算，峽江站和吉安站具有1953年～2010年共58年不受萬安水庫調蓄影響的洪水系列。依據各站實測洪水年最大洪峰流量系列和歷史洪水洪峰流量組成的不連續系列資料，采用P－Ⅲ型曲線適線，進行頻率分析計算。

桃花島景觀提升工程斷面設計洪峰流量依據吉安站設計洪峰流量成果采用水文比擬法計算，各設計頻率公式中面積比指數依據吉安水文站相應的設計洪峰流量成果與集水面積分析計算，計算成果見表1。

表1 控制斷面設計洪峰流量成果表

2.2.2 壅水分析計算

在河道江心洲開發建設項目，由于工程布置構筑物存在，河道行洪斷面發生變化，將可能對行洪產生影響。因此通過壅水分析計算來評價工程建成后對上游及其附近水利工程和其它工程設施的防洪、排澇影響及其影響程度。經調查，影響區域各工程設施現狀與規劃防洪排澇標準為10年～100年一遇，因此，本次防洪評價對P=1%、P=2%、P=5%和P=10%四種頻率洪水采用水面線法推求工程前、后各頻率洪水水面線，以此分析計算壅水高度。

由于工程位于峽江庫區內，峽江水利樞紐現已建成，因此，工程后對其上游的壅水影響分析僅考慮峽江水利樞紐工程建成運行后的情況。

（1）峽江水庫洪水調度運行方式

峽江水庫洪水調度運行方式又分降低壩前水位運行方式、攔蓄洪水為下游防洪運行方式和敞泄洪水運行方式[2～4]。

①降低壩前水位運行方式。當壩址來水流量介于5000 m3/s～20000 m3/s之間時，峽江水庫采取降低壩前水位運行并對壩前水位進行動態控制的洪水調度運行方式進行調度。

②攔蓄洪水為下游防洪運行方式。當庫水位低于防洪高水位49.0 m、壩址來水流量介于20000 m3/s～26600 m3/s之間時，峽江水庫依據壩前水位、上游來水流量和壩址至防洪控制斷面區間流量3個判別指標進行攔蓄洪水，控制下泄流量為下游防洪的洪水調度運行方式進行調度。

③敞泄洪水運行方式。當庫水位達到防洪高水位49.0 m、壩址來水流量超過峽江水庫的特大洪水敞泄起始流量，且洪水繼續上漲時，開啟全部泄洪閘敞泄洪水，以保閘壩安全，但應控制其下泄流量小于當次洪水的洪峰流量。

峽江水庫根據以上運行調度方式，經調洪演算，各頻率洪水的調節計算成果見表2。

表2 峽江水庫洪水調節成果表

（2）工程壅水計算

根據峽江水庫設計情況，各頻率峽江水庫設計回水水面線取相應設計頻率流量與起推水位形成的回水水面線的上限值作為水庫回水水面線的最終采用成果。

桃花島工程改變現有地形，將部分斷面窄縮，河道行洪寬度減小，故過水斷面也隨之減小，提高了工程上游河道水位，工程典型斷面布置見圖3。經計算可得P=1%、P=2%、P=5%和P=10%四種頻率洪水最大壅高分別為0.05 m、0.05 m、0.04 m和0.03 m。

圖3 工程典型斷面布置圖

2.2.3 沖刷分析計算

根據《公路工程水文勘測設計規范》（JTG C30-2015）推薦的64-1修正式[5]進行分析計算。由工程地質勘探資料可知，河床從上至下主要分布有粉砂、粉質粘土、卵石等，根據河床質的分布及層厚，河床質平均粒徑取0.08 mm，根據工程設計布置，水流側向壓縮系數μ取為0.95。

經沖刷計算可得結果見表3。由表3可知：贛江當遭遇20年～100年洪水，其沖刷深度在2.74 m～3.82 m之間；沖刷深度相對較大，經分析是由于工程局部斷面泥沙淤積嚴重，床沙粒徑小，抗沖刷能力弱導致。

表3 沖刷計算成果

3 結論

（1）根據壅水分析計算，吉水桃花島景觀改造提升工程的實施，各設計頻率最大壅水高度僅為0.05 m，因此對上游及其附近水利工程和其它工程設施的防洪、排澇的影響及其影響甚微。

（2）由于工程斷面河道沖刷嚴重，為保障河勢穩定，需采取補救措施，建議采取清淤疏浚和拋石固腳等工程措施對桃花島河岸進行防護。

（3）工程建成后，應加強運行期的管理，由于游船是通往桃花島景區的主要交通工具，尤其是旅游旺季來往游船倍增，游船行進及靠岸停泊產生水流沖擊對右岸沖刷加重，建議采取必要的護坡固岸措施，確保岸坡的穩定和安全。