某大桥防洪影响评价

» （一）拟建大桥与水流斜交，桥址北岸处流速有所增大，增 幅大于0.4m/s的影响范围在工程上、下游大约130m范围内， 加剧堤脚的冲刷，影响堤防的稳定，应对桥址上、下游130m 范围内的北岸堤防进行防护加固。
» （二）北岸江提（清北围）背水坡侧边墩（6号墩）与堤脚 距离9.9m，迎水坡侧边墩（7号墩）与堤脚距离2.5m；南岸 江堤（清东围）背水坡侧最近边墩（18号墩中心墩）与堤脚 距离1.0m，迎水坡侧最近边墩（17号墩北侧墩）与堤脚距离 1.7m。因此，近堤桥墩基础必须采用回旋钻造孔；在工程施 工的同时，需加强监测；对因施工和运营期间对损（破）坏 的堤身，应按堤防达标加固设计断面进行加固修复。
» （2）由于河道缩窄使得桥墩间水流流速加大，引起桥墩 之间及桥墩与河岸间河床发生冲刷或减淤。桥墩之间水流 流速增大，增加值较大的区域位于3个主桥墩之间的水域 ，流速增加值在0.2m/s以上的范围大约在工程上游70m到 工程下游120m左右，流速增加会加剧该处河床的冲刷或 者减缓淤积。
» （较原方案轻）
» 建模地形资料
» 建模采用的地形资料为B省航道勘测设计科研所测量队 2001年5月施测的C江（A～Z）1：5000地形资料，桥址附 近地形根据B省C江航道局航道工程与测量队2009年12月实 测1：2000水下地形图进行了更新
» 模型率定与验证 » 计算洪水水面线与现状洪水水面线基本吻合，误差均小于
0.10m，模型计算成果误差符合有关技术规程规定的精度 要求
» 水流连续性方程、水流运动方程 基本方程组采用ADI法离散
» 研究范围及网格布置
» 二维模型上边界取自白庙附近C江30断面，距离拟建大桥 约3.8km，下边界取至C江41断面附近，距离拟建大桥约 5.3km。模拟水域面积约13.2km2。二维模型计算采用贴体 正交曲线网格，共布置网格约752×314个，对桥墩附近的 网格进行了局部加密，最大网格尺寸约15m× 5m，最小 网格尺寸约1m× 3m
» 分流比变化 » 工程实施后，伦洲岛左右两侧水流流速、流态变化均不大
，流速变化值最大不超过0.04m/s，流向变化幅度不超过 1°，因此拟建工程对伦洲岛左右两侧汊道的稳定性基本 没有影响，不会导致伦洲岛两侧分流比的明显改变
» （与原方案差异不大）
» 河势影响分析计算 » 工程实施对河道整体水流的水动力影响不明显，流速、流
» 根据《P流域防洪规划》、《B省防洪规划》，C江大堤防 护区的防洪标准为300年一遇，在其防洪工程体系中，C江 大堤负责防御50~ 100年一遇洪水，拟建工程的建设不会影 响规划的实施，与现有防洪规划相适应。
» 对排涝的影响分析 » 本项目建设对上述涝区周边水域的水位和流态影响很小，不影
响相关排涝泵站的正常运行，不影响涝区排涝。
» 与C江河道岸线管理规划的关系与影响分析 » 拟建某大桥符合C江河道岸线管理规划的要求，防汛期间的交通
可通过堤围两侧公路予以保证，但大桥布置于堤防两侧的桥墩 距离堤脚较近，桥墩布置需征求水利主管部门的意见，避免与 将来的堤防规划矛盾。
» 各频率洪水条件下，拟建工程桥墩阻水比平均为4.46%， 阻水比不大；工程附近河段防洪标准为50年一遇，在50年 一遇洪水条件下，对上游洪水水位的最大抬高值在0.023m 以内，对现有河道防洪标准影响不大。
» （1）由于桥墩阻碍水流，靠近桥墩两侧，水流紊动较强，形成 绕桥墩两侧靠近河底流向下游的马蹄形漩涡，导致桥墩局部冲 刷；
» （2）桥墩上、下游局部范围内，流速大幅度减小，水动力减弱 ，挟沙能力大幅度降低，上、下游河道的部分来沙可能会在此 落淤（除桥墩附近因漩涡产生的局部冲刷外），将引起河床淤 积；
» 计算水文条件及边界条件
» 根据项目研究内容，计算水文条件选取10%（10年一遇） 、5%（20年一遇）、2%（50年一遇）、1%（100年一遇） 的频率洪水，进行一维恒定流计算。
» 边界条件：上游入口断面采用流量过程线Q＝Q(t)；下游 出口断面采用水位过程线Z＝Z(t)。根据B省水利厅2002年6 月颁布的《西、C江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水 面线》取值。
» 原方案：共布设桥墩11个，其中主桥墩3个，北侧过渡墩 及引桥桥墩共5个，南侧过渡墩及引桥桥墩共3个
北引桥
主桥
南引桥
» 主桥方案 » 拟建大桥主桥为预应力混凝土连续梁桥结构，主跨为
65+2×110+65m变截面连续梁桥
» 引桥方案 » 引桥为L-45m、（32+35+32）m现浇箱梁及L-30m预制小箱
» （三）施工期应减少机械施工对堤围的振功及桩基施工造 成对堤脚的破坏，同时应避免重型机械在堤身行走，以免 堤身开裂、下陷；加强对附近河道堤防和岸坡的维护和观 测，遇到险情应及时报告当地水行政主管部门。大桥施工 期间不得向河道堤防管理范围内倾倒余泥废料等建筑垃圾 ；施工完成后，施工栈桥、弃渣应及时、妥善、彻底清理 以恢复河道，以免对行洪产生不利影响。
» 一、项目背景 » 二、项目概况 » 三、河道演变 » 四、防洪评价计算 » 五、防洪影响综合评价 » 六、工程影响防治与补救措施
» 某大桥是A市重要的南北向城市主干道，也是A市对外联 系的主要出口公路。B省水利厅于2010年9月以《关于A市 某大桥工程建设方案的批复》（B水建管【2010】204号） 原则同意A市某大桥工程建设方案。
» 计算水文条件 » 选取10%（10年一遇）、5%（20年一遇）、2%（50年一遇
）、1%（100年一遇）的频率洪水
» 边界条件 » 二维模型边界条件从一维模型计算结果中提取
» 计算时间步长 » 计算时间步长取1.0s
» 建模地形资料
» 建模采用的地形资料为B省航道勘测设计科研所测量队 2001年5月施测的C江（A～Z）1：5000地形资料，桥址附 近地形根据B省C江航道局航道工程与测量队2009年12月实 测1：2000水下地形图进行了更新
» 拟建某大桥上游洪水水位最大壅高值
» 工程雍水影响大于0.02m的范围大约在工程上游2.1km之内 ，不会对附近河道堤防洪水位产生较大影响
» 流速、流态变化
» 工程建成后，除桥墩附近流速、流态变化较大外，河道整体流 场没有发生明显变化。从流速变化等值线图可以看出，工程后 ，在不同水文条件下，流速变化最大的部位在桥墩附近，受工 程影响，桥墩之间水域及上、下游河道水流在一定范围内发生 了变化，呈现出桥墩之间流速有所增加、桥墩与河岸之间略有 增加、桥墩上、下方流速有所减小的变化规律，流速变化值自 桥墩处向上、下游随距离增大逐渐递减；从统计图表可知，工 程对流速影响的大小及范围与河道下泄径流量密切相关，上游 来流越大，流速变化幅度和影响范围越大；在频率洪水条件下 ，由于下泄径流量大，流速影响范围主要集中在工程下游局部 水域，对工程上游影响不大，百年一遇洪水条件下，流速变化 值在0.1m/s以上的最大影响范围大约在桥址上游200m至桥下游 700m之间。
» 由于A市城市发展的需要，城市总体规划的调整，某大桥 规模由4车道调整为6车道，根据路网规划目标与南北岸规 划路衔接的需要，要求大桥减小跨径、降低桥面标高。
» 根据调整后的规划，设计桥轴线在原基础上逆时针旋转 12°与航迹线正交。
2020/3/14
» 一、同意A市某大桥工程建设方案。
» 二、大桥建设应满足以下要求：
» 在未来一段时期内，由于A水利枢纽起到一定调节作用， 两岸堤防稳固，桥址区域河道河势稳定，另外人类采砂活 动正得到有效控制，桥址河段的河床在未来一定时期内将 处于相对稳定的动态平衡中。
» 采用一维水动力数学模型和工程局部二维水动力数学模型 相结合的方法进行研究
» 一维数学模型主要用来计算、分析拟建工程对上游河道防 洪水位的影响；二维数学模型主要用来计算拟建工程建设 前后附近水动力条件的变化情况，分析工程建设对河道冲 刷、淤积及河势稳定的影响
» 模型验证 » 在不同频率洪水条件下，二维模型计算结果与一维模型计
算结果基本吻合，差值在0.05m以内，符合相关技术规程 的精度要求，故该模型可用于工程二维水流计算
» 工程概化 » 将桥墩占据的网格节点高程设置为陆域高程，根据桥墩与
网格的几何关系，修正网格节点的有效宽度，以模拟桥墩 占据河道所引起的地形变化
» 水流连续性方程和运动方程 离散采用Preissmann四点偏心隐式差分格式求解
» 研究范围及断面布置
» 一维模型上边界取自Z水利枢纽坝下2.8km的Z水文站附近 ，距离拟建大桥约22.5km，下边界取至Y水文站附近，距 离拟建大桥约27.4km。
» 断面布置：本模型共布设了85个断面，模拟河道长度约 50.0km，模型断面距离约50m～1000m不等
梁结构
原6.37m
原7.87m
桥
梁
与
堤
防
的wenku.baidu.com
搭
接
关
系
2020/3/14
原9.9m
原2.5m
原1.7m
原1.0m
原方案
现方案
» 河道岸滩演变受自然因素和人为因素影响，人为因素主要 使河道冲刷，洲滩面积减小，而自然因素则使河道淤积， 洲滩面积增加。
» 70年代中期到80年代中期河道演变中，自然因素占优势； 而从80年代中期至90年代中期则主要是人为因素占优势， 90年代中期至2001年则是交替影响，前段主要是自然因素 影响（研究时段内接连4场大洪水的发生），后段则是人 为因素影响占优势。2001～2009年间，在河道整治及采砂 活动的共同影响下，河道地形下切明显。2009年～2012年 桥址河段的河床冲刷强度相对减弱，表现出较为稳定的状 态，且2009年~2012年期间出现轻微淤积。
» （3）靠近桥墩两侧，由于水流紊动较强，将会发生局部 淘刷、冲深。
» （4）工程上游伦洲岛左右两侧水流流速、流态变化不大 ，流速变化值最大不超过0.04m/s，水流流向变化不超过 1°，不会对伦洲岛附近滩槽稳定产生大的影响。
» 综上所述，拟建工程对其附近局部水域的壅水水位以及流 速、流态有一定程度的影响，但对河道滩槽格局、河岸线 及河道的整体河势稳定影响不大。
» 工程措施涉及堤围加固、河岸防护等水利工程应由具有相 应水利资质的设计、施工单位承担，设计方案报A市水务 局审批；加固处理费用由项目法人单位负责，加固工程与 大桥工程同期完成。
2020/3/14
» 大桥采取多跨过河，由北引桥、主桥及南引桥组成，C江 河槽内共布设桥墩14个，其中主桥墩3个，北侧过渡墩及 引桥桥墩共6个，南侧过渡墩及引桥桥墩共5个
» 工程后，河道水动力条件发生改变，水流挟沙力发生相应变化 ，将引起河床发生相应的调整。从工程上下游河道及其附近流 速、流态的变化分析可知：工程实施后工程附近水动力条件将 产生一定变化，流速变化主要集中在拟建大桥上游200m至下游 700m范围内（原方案270m至下游1300m）。工程后，河床冲淤 演变趋势主要表现在以下三个方面：
态变化范围仅局限于工程局部水域，受桥墩阻水、束水作 用的影响，桥墩附近上、下游局部流速会有所降低，桥墩 之间因水流的集中而流速增大，工程附近水域动力轴线略 微偏移，但整个河段主槽水流动力轴线基本没有变化。
» 滩槽与河岸变化分析
» （1）桥墩阻水引起桥墩上下游泥沙淤积。根据前面流速 、流态变化分析，桥墩上下游受桥墩阻水作用的影响，流 速减小，减小值大于0.3m/s的范围大约在工程下游100m以 内，流速减小会导致上游来沙在该处落淤，局部会产生泥 沙淤积现象。
» （3）桥墩之间、桥墩与堤防之间流速增加，水动力增强，挟沙 力增大，将引起河床局部冲刷加剧或淤积减弱。
» 此外，其它水域也会因水动力环境的改变而引起河床地形作相 应调整，水动力改变大的地方，其地形调整的幅度也会稍大一 些。
» 与有关防洪规划的关系与影响
» 桥梁按300年一遇防洪标准设计，桥面高程26~34m，梁底 高程23~28m，梁底高程比工程位置300年一遇设计水位 19.664m高3.336~8.336m。拟建工程壅水计算分析表明， 工程对附近河道洪水雍高不超过2.5cm，壅水大于2cm的范 围在2.1 km以内。
» 拟建大桥按300年一遇标准设计，在防洪堤范围内梁底高 程平均为25m，与桥址处300年一遇设计洪水位19.664m之 间的距离大于5m，满足防洪高程要求。