自来水管道穿越瓦东干渠防洪影响评价报告

自来水管道穿越瓦东干渠防洪影响评价报告作者：薛中

来源：《农村经济与科技》2017年第15期

[摘要]通过管道穿越渠道防洪影响评价分析，了解对渠道稳定性、灌溉、通航影响，以及施工过程对防洪和灌溉影响。

[关键词]防洪评价；管道穿越渠道；综合评价

[中图分类号]TV672.2 [文献标识码]A

1 工程概况

1.1 工程建设项目概况

为改善建设年代早，建设标准低的现状，合肥海恒项目管理有限公司实施高刘自来水厂扩建工程，拟在合肥市经开区高刘社区境内以非开挖定向钻施工方式铺设2根管道从瓦东干渠（桩号8+500处）渠底以下穿越。管径分别为：DN400mm、DN500mm，两管间距为3.5m，拉管穿越瓦东干渠的水平长度约240m。管道埋深距自然地面以下约1.5m～14.5m左右，在瓦东干渠渠底以下5m穿越。入土点距离右岸渠堤约100m，出土点距离左岸渠堤约30m。

1.2 所在渠段基本情况

高刘自来水厂扩建工程管道穿越点在瓦东干渠桩号8+500断面处，其迎水坡为预制块护坡。工程区两岸堤距约为60.00m，河宽约31.00m，渠道比降1/30000。所在渠段底宽20m，渠道设计边坡1：2.5，无比降。穿越处，设计灌溉流量为64.5m3/s，渠底高程为42.70m，设计水位为46.70m。

2 工程渠道稳定性分析

河床纵向稳定性分析采用的经验公式为：

式中：为河床纵向稳定系数；为河床平均粒径（mm），取0.05mm；为渠道比降。

计算得=1.52，根据《桥渡水文》中我国各类渠段的稳定程度表判定标准（顺直微弯河段为0.37～2.2），评价渠段纵向是稳定的。

根据实测断面的宽深关系进行定性描述，计算公式如下：

式中，ζ为河床横向稳定系数（ζ值愈大，河槽愈宽浅，河床愈不稳定，反之，愈稳定），B为造床流量时的河宽（本渠道B=46.89m），H为造床流量时的平均水深（本处道

H=3.72m）。经计算得河流稳定系数值为1.84，小于3，根据《桥渡水文》中我国各类河段的稳定程度表判定标准（顺直微弯河段ζ为3～4），本渠段横向也属稳定的。

3 防洪及灌溉影响评价计算

3.1 水文分析计算

瓦东干渠的主要功能为输水灌溉，洪水期流域防洪任务主要由区内瓦埠河等天然河道承担，灌溉渠系不承担区域性的防洪和排水任务，而对于局部有侧面洪水汇入渠道的情况，由渠系和设于渠系上的排洪闸承担部分排洪任务。因此，瓦东干渠管道穿越处断面设计水位、流量从两方面分别进行计算：一是设计灌溉水位、流量；二是洪水期设计水位、流量。

3.1.1 灌溉水位流量计算。穿越处设计灌溉水位为46.70m，设计灌溉流量为6

4.5m3/s。若加大灌溉流量按设计灌溉流量的114%计算，则加大灌溉流量为73.53m3/s。采用明渠均匀流流量计算公式推算加大流量条件下的渠道水位为46.97m。

穿越处至渠首之间渠段处于江淮分水岭西北部，洪水期右岸有区间汇流，由于在该渠段建有临河岗和孔新圩渠下涵，洪水期间右岸至江淮分水岭区域降水所产生的侧向洪水基本上由渠下涵排出。

采用相似流域面积比法公式，近似推求穿越处以上汇水区域设计洪峰流量。经计算穿越处以上区间50年一遇设计洪峰流量为151.4m3/s，100年一遇设计洪峰流量为177.0m3/s。

穿越处以上渠段侧向来水量主要为区间洪水，渠首进水闸至穿越处区间有临河岗、孔新圩渠下涵，百年一遇总设计排洪流量为186m3/s。计算结果表明，渠下涵的排洪能力大于区间100年一遇侧向洪水177.0 m3/s，说明洪水期区域洪水可由渠下涵泄出。因穿越处上游放水涵较多，以及泵站提水，部分测向汇入的水量不足以对渠道水位产生影响。因此，即使在洪水期穿越处渠道的设计水位仍不会高于设计灌溉水位。

3.1.2 穿越处渠道设计洪水成果采用。无论是洪水期还是灌溉期，穿越处历年最高水位均低于设计灌溉水位。所以从偏安全角度考虑，穿越处渠道设计水位采用设计灌溉水位46.7m，设计流量采用设计灌溉流量6

4.5m3/s。

3.2 河床冲刷分析计算

根据管道工程钻孔资料，河床土壤为粘土。

采用恒定流清水冲刷计算公式：

；

式中：cj为单宽流量集中系数； Qc为主槽通过流量，按流量模数分配滩槽流量

（m3/s）；Bc为主槽水面宽度（m）；B为造床流量时的河宽（m）；h为造床流量时的平均水深（m）；hmax为主槽最大水深（m）；hpj为主槽平均水深（m）；qmax为最大单宽流量（m3/s/m）。

河床质为粘性土时冲刷后最大水深计算公式：

采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速：

式中：为表示起动流速（m3/s）；为表示泥沙重度，取值为26.5KN/m3；为表示水的重度，取值为10KN/m3；为表示重力加速度，取值为9.8m/s2；为表示河槽泥沙平均粒径，取值为0.05mm；为表示平均水深。

由造床流量时的河宽B=46.89m，造床流量时的平均水深h=3.72m，得cj=1.096。

计算得：设计和加大灌溉流量条件下的最大冲刷深度分别为：2.47m、2.55m。

本工程自来水管道穿越瓦东干渠设计穿越深度为渠底以下5m，故满足此规范要求。

3.3 堤防渗流及抗滑稳定计算

由于穿越处断面属于切岭地段，其浸润线是跟水面线齐平的一根横线。不需要进行渗流计算，即可判定渗流是安全的。

由土石坝稳定分析软件计算得抗滑稳定影响系数计算值均大于规定值，故该穿越断面渠堤临水侧边坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。

4 灌溉及防洪综合评价

4.1 与现有水力规划的关系及影响分析

根据瓦东干渠工程情况，目前仅渠道进行了除险加固，建筑物还尚未进行除险加固，今后可能会实施相应的工程措施。

4.2 对渠道灌溉及行洪能力的影响分析

管道工程建设以非开挖定向钻施工方式铺设2根管道从河床以下穿越渠道，不占用渠道断面，不会降低渠道的行洪能力，对渠道灌溉和行洪不产生影响。