攔河建筑物對河道行洪的影響分析與安全評價

安 冬

（遼寧澤峰水利工程規劃設計有限公司，遼寧沈陽 110000）

1 概述

1.1 項目背景桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目配套工程位于遼寧省本溪市桓仁滿族自治縣（以下簡稱“桓仁縣”）八里甸子鎮大雅河上。本工程為桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目的配套工程，土地開發整理項目將宜農內陸灘涂開發為灌溉水田，實現新增耕地3.02 hm2，新增耕地率92.33%。新增水田的灌溉方式為從大雅河河道取水灌溉，旨在為新增水田提供灌溉水源。

工程建設后，可使桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目順利實施，為新增水田提供灌溉水源，提高灌溉效率，因此桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目配套工程的建設勢在必行。

桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目配套工程設計新建攔河壩65 m，設計布置1座1孔節制閘，1座1孔進水閘，兩座閘門相連，閘門位于大雅河河道左岸，閘門尺寸均為1.0 m×1.0 m，工程左右岸上游均設置翼墻。

1.2 流域概況桓仁大雅河位于遼東半島的東部，是渾江的一級支流。大雅河起源于桓仁縣、本溪縣兩縣交界處草帽頂子山東麓，自西北向東南流經八里甸鎮、普樂堡鎮和雅河鄉三個鄉（鎮）至大雅河口村匯入渾江干流，全長83.2 km，流域面積724 km2，河道平均比降為4.28‰。大雅河流域地處遼寧省東部山區南部，屬溫帶季風氣候區，為典型大陸性氣候，多年平均溫度6.6℃左右，多年平均降雨量844.6 mm。地理坐標為東經125°23′～125°45′，北緯41°05′～41°20′，流域形狀近似橢圓形。大雅河蜿蜒曲折，坡度大，河谷多呈U型展布，垂直切割強烈。

2 防洪評價計算

2.1 防洪標準

2.1.1 河道防洪標準 根據《大雅河（秀里頭-韭菜園子）段河道治理工程初步設計報告》規劃確定，大雅河該段河道的防洪標準為10 a一遇。

2.1.2 項目防洪標準 本工程為土地開發項目的配套工程，旨在灌溉53.33 hm2水稻。根據《防洪標準》的相關規定，本工程的工程等別為Ⅴ，主要建筑物及次要建筑物的工程級別為5級，防洪標準為10 a一遇，校核標準為20 a一遇。

2.2 水文分析計算本工程位于桓仁縣大雅河干流上，位于《大雅河（秀里頭-韭菜園子）段河道治理工程初步設計報告》治理范圍內，因此本次設計根據《大雅河（秀里頭-韭菜園子）段河道治理工程初步設計報告》的設計洪水計算成果，采用面積比法進行計算，計算成果詳見表1。

表1 設計洪水成果表

2.3 起點水位本工程位于《大雅河（秀里頭-韭菜園子）段河道治理工程初步設計報告》治理范圍內，因此選擇M26斷面作為計算天然河道設計水面線的起點水位。

工程修建后，新建攔河壩作為河道控制性水工建筑物，因此選取攔河壩壩址斷面作為計算工程修建后大雅河河道設計水面線的起點水位。通過計算，可繪制出起始斷面的水位-流量關系曲線，見圖1。

圖1 水位-流量關系曲線圖

由上圖確定，起始斷面的起點水位成果詳見表2。

表2 起點水位成果表

2.4 水面線推求（1）水面線推求采用恒定非均勻流公式，根據表2起點水位成果，自下而上推求河道各斷面的水位，計算公式如下：

式中：Z1、Z2為斷面1、2的水位；hf為斷面1、2間的沿程水頭損失；hj為斷面1、2間的局部水頭損失；a1、a2為動能修正系數；u1、u2為斷面1、2的流速[1-3]。

（2）根據《水力計算手冊（第二版）》，新建攔河壩的過流計算公式如下：

式中：σs為淹沒系數；σc為側收縮系數；m為自由溢流的流量系數；n為閘孔數；b為每孔凈寬；H0包括行近流速水頭的堰前水頭。

經過計算分析可知，工程建設后，當大雅河發生10 a一遇洪水時，河道的斷面縮小了18.75%，水流流速增加了0.03 m/s，水位最大壅高0.86 m[4-5]。

3 防洪影響綜合評價

3.1 項目建設對河道行洪影響分析工程建設前，該段河道的防洪標準不足10 a一遇。工程建設后，水位進一步壅高，需采取相應補救措施消除因工程建設產生的水面壅高的影響。經綜合考慮，項目的建設會影響該工程段河道的水位變化，對河道行洪產生一定影響。

3.2 項目建設對河勢穩定的影響分析工程建設前，工程段河道歷經多年洪水沖刷，河道已基本趨于穩定。工程建設后，僅對工程局部流態有一定影響，水流流速增大，流向不變，對河道整體流態的影響很小。因此，項目的建設對河勢穩定的影響較小。

3.3 項目建設對防汛搶險的影響分析工程段河道左岸為自然岸坎，岸坎以上為連接村與村之間的土路，工程建設前，河道發生10 a一遇洪水時，土路淹沒，不能通行。項目建設后，河道發生10 a一遇洪水時，土路淹沒，不能通行。因此，項目的建設對防汛搶險不產生新的影響。

4 防治與補救措施

4.1 補救措施為消除因工程建設產生的水位壅高的影響，擬對工程段河道左岸進行墊高處理。材料選用砂礫料，頂寬3m，迎水面坡比1∶2，背水面坡比1∶2，工程布置斷面型式見圖2。

4.2 消除工程影響的措施①工程施工宜安排在非汛期進行，以確保施工安全，并減小對河道行洪產生的不利影響。②施工時注意及時清除施工造成的水面漂浮物，以利行洪。③為減小工程建設對河道的影響，特別是施工期間的影響，建設單位應督促施工單位做好施工組織設計，工程棄渣、物資應嚴格堆放，必須符合防洪要求，嚴禁施工材料和棄渣堆積或傾倒于河中。④施工各項設施如混凝土攪拌站、材料倉庫等臨時設施應按照相應的防洪標準設置，以減小對河道的阻水、壅水作用。⑤工程施工時，嚴格保證工程按照設計進行施工。⑥工程施工完畢后，應當及時清除施工圍堰、廢渣等遺留物。

圖2 補救措施斷面型式圖

5 結語

通過對桓仁縣八里甸子鎮韭菜園子村土地開發項目配套工程的計算分析和安全評價發現，建設項目對河道行洪產生的影響較小，針對在一定范圍內可使河道水位壅高的現象，可以通過采取相應的防治及補救措施改善。該項目的建設滿足河道的防洪標準，對第三人合法水事權益不產生影響，不影響河道相關規劃的實施。