李宏偉，宋曉峰，王 飛，劉 剛

(1.陜西省引漢濟渭工程建設有限公司，陜西 西安 710010；2.黃河水利委員會黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

洪澇災害頻繁歷來是中華民族的心腹大患，防洪安全事關人類生存、經濟發(fā)展、社會進步，我國在大力發(fā)展防洪工程措施的基礎上，施行了一系列涉水法律法規(guī)政策，進一步完善了防洪減災體系[1]。隨著社會、經濟的快速發(fā)展，河流岸線開發(fā)利用速度加快，大量涉河項目的興建勢必對河流河勢穩(wěn)定和防洪安全帶來影響[2- 4]。涉河建設項目主要是指在河道管理范圍內修建的跨河、穿河、渡口、取水等非水工程設施。不同類型的建筑物，對河道和行洪的影響程度和影響形式也各不相同，在進行防洪評價時，應針對河道特點，考慮各類建筑物影響情況，采取側重點不同的方式進行防洪評價[5- 6]。

陜西省引漢濟渭工程是從陜南漢江流域調水至關中渭河流域的省內大型調水工程，主要任務是向關中渭河沿岸的重要城市、縣城、工業(yè)園區(qū)供水，逐步退還擠占的農業(yè)與生態(tài)用水，促進區(qū)域經濟社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善。引漢濟渭二期工程是連接水源與用水戶的橋梁和紐帶，是引漢濟渭工程發(fā)揮效益的必要條件，與引漢濟渭主體工程具有同等重要地位。目前，國內關于不同涉河項目防洪評價，及各種評價方法和指標的研究頗多[7- 9]，而針對不同河道防洪評價的研究卻很少[10]。本文以引漢濟渭二期工程為例，針對不同河道演變及管理現狀，在總結大量涉河項目防洪評價的基礎上，評價過河建筑物對擬建、在建和已成工程，以及對穿越河段河勢、行洪、防汛搶險等方面的影響，提出了相應的防治措施和建議。

1 不同河道特征

引漢濟渭二期輸配水工程中涉及河道主要包括滈河、潏河、浐河、灞河和黑河。各河道特征分述如下，過河建筑物特性見表1。

1.1 潏河、滈河

潏河為灃河右岸一級支流，發(fā)源于秦嶺北麓終南山甘花溪，呈南北走向。潏河倒虹所在河段河道比降較陡，河段主槽輕微向左岸擺動，水流對左岸有輕微側蝕，凹岸有崩退現象，河勢相對穩(wěn)定。河床主要為砂卵石，汛期水流較急，河道沖刷嚴重。滈河是潏河左岸的一級支流，發(fā)源于西安市長安區(qū)石砭峪。在滈河倒虹處，河床質為沙卵石，主流擺幅小，平面較穩(wěn)定，河道兩岸建有堤防，河道順直。

1.2 浐河、灞河

灞河發(fā)源于藍田縣南九道溝，上游洪水陡漲陡落，水流湍急，中下游河道為平原彎曲型河道，河床為寬淺式斷面。灞河橋倒斷面河漫灘由砂卵石，局部河床基巖裸露河床寬淺，兩岸修有堤防。浐河是灞河的最大一級支流，流程短，縱坡變化明顯。峪口以上坡度陡，水流沖刷切割顯著，基巖出露，均為礫石河段。多年來渡槽斷面處河段平面變化不大，河道基本順直，河床略有淤積。河道沖淤變化的規(guī)律為漲水沖刷、落水淤積，大斷面總的趨勢有沖有淤，形態(tài)沒有大的變化，河道基本處于相對沖淤平衡狀態(tài)。

1.3 黑河

黑河發(fā)源于秦嶺北麓太白山二爺海，黑河峪口以上為山區(qū)段，黑河峪口以下至入渭口為平原段，比降為5/1000，比降上陡下緩。黑河兩岸建有規(guī)整的堤防，邊灘發(fā)育，灘槽高差約5～10m。平原段河谷開闊，比降變緩，常有大量推移質中的砂、石呈扇形堆積河床，沖淤變化頻繁。在黑河倒虹處，主槽擺動相對明顯，但均在堤防內，平面趨于穩(wěn)定。黑河水庫下游建有很多座潛壩，能有效調整水面比降及限制河底沖刷，因此黑河倒虹所在河段河床相對穩(wěn)定，沖刷很小。

表1 引漢濟渭二期工程過河建筑物特性統(tǒng)計表

2 水文計算

2.1 計算方法選取

滈河、潏河均為灃河支流，灃河流域20世紀

30年代起設有秦渡鎮(zhèn)、潏河高橋、大峪三個水文站，三站均有較長系列的水文資料。滈河、潏河流域無實測水文資料，參證站選擇灃河秦渡鎮(zhèn)站。工程斷面設計洪水擬采用推理公式法、地區(qū)經驗公式、水文比擬法等多種方法分析計算，綜合比較、合理選定，見表2。三種方法中，經驗公式法計算結果最小，其他兩種方法計算結果差異不大，結合以往分析成果及流域洪水特性并考慮安全起見，采用推理公式法。

灞河橋倒斷面位于馬渡王站下游3km，其洪水計算以馬渡王站為參證采用水文比擬法進行計算。黑河流域在金盆水庫建成前僅有黑峪口1個水文站，水庫建成后設立了陳河水文站。當有水文站資料時其洪水計算采用水文比擬法進行計算。

2.2 過河建筑物設計洪水位計算參數選取

在本文中利用謝才-曼寧公式法，計算倒虹穿河斷面處的水位～流量關系曲線，根據該曲線查得相應標準下的洪峰流量下的洪水位。在計算過程中需要根據各河流的河道和河床現狀選取糙率，依據水邊線及深泓點推算水面比降，見表3。滈河、潏河、浐河、灞河和黑河百年一遇斷面洪水位分別為480.97、465.60、459.70、419.48、450.90m。

2.3 沖刷計算

河床沖刷由河床自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷三部分組成。本研究中河道河段沖淤均基本平衡，河床自然演變沖刷均為零。由于建筑物穿河形式的不同，沖刷計算方法也不同，對于滈河、潏河、黑河倒虹工程，建筑物不與河床接觸，因此不考慮局部沖刷。對于浐河渡槽、灞河橋倒，在考慮一般沖刷的同時，還要考慮橋墩墩臺的局部沖刷，取三者最不利組合作為該斷面處的沖刷深，見表4。

表2 過河斷面設計洪水計算方法統(tǒng)計表

表3 過河建筑物設計洪水位參數選取

表4 不同河道過河建筑物斷面沖刷深度成果對比 單位：m

結合滈河、潏河和黑河倒虹段地質情況，倒虹工程場地地層巖性主要由第四系全新統(tǒng)沖洪積粉質粘土、砂礫卵石組成。故倒虹穿河斷面的最大沖刷深度采用非黏性土河床的一般沖刷經驗公式進行計算，確定河道斷面的最大沖刷深度。計算過程中，河槽泥沙平均粒徑根據不同河槽河床組成，采用相關規(guī)程計算顆粒平均粒徑。由于在設計洪水下，河水不出主槽，因此只需計算河槽部分沖刷。

3 防洪綜合評價

3.1 對河道泄洪影響分析

滈河、潏河、黑河3座倒虹施工期設計洪水位均低于分期圍堰高程，施工期設計標準下，滿足河道行洪安全。各河道倒虹及退水設施均采用大開挖方式，箱涵埋設在河床的穩(wěn)定層內，在河道內不建設構筑物及其他設施，不擠占河道的行洪斷面，在施工完畢后恢復河道原貌，所以工程建成后對河道的行洪不會產生影響。但由于采用大開挖埋管方式施工，采取圍堰、導流、開挖等臨時施工措施時，工程機械、物料、棄渣及臨時工程將會擠占河道行洪斷面，會對河道行洪產生一定的影響。

3.2 對現有水利工程及設施的影響分析

滈河倒虹及退水設施由西向東依次穿越滈河左右岸堤防，其中：右岸為堤路結合形式，左岸堤防現狀損毀較為嚴重，工程施工采用大開挖方式，會對兩岸堤防產生一定程度的損毀。浐河渡槽、灞河橋倒工程槽墩、橋墩均布置于在建堤防兩側，項目建設不會對河流兩岸堤防產生影響。浐河渡槽及灞河橋倒兩工程進口退水設施均由西向東進入浐河、灞河河道，施工采用大開挖方式，會對左岸堤防產生一定程度的損毀。黑河倒虹及退水設施由東向西依次穿越黑河右岸堤防、左岸堤防及引石過渭工程供水管線，會對兩岸堤防產生損毀。

3.3 對防汛搶險的影響分析

滈河等3座倒虹穿河采用大開挖方式，兩岸埋深在5.0m以下，建設施工后，將恢復河道自然狀態(tài)，并采用一定的生態(tài)保護措施，不會對防汛搶險產生影響。擬建浐河渡槽、灞河橋倒工程項目建成后，設計標準30年一遇洪水產生的壅水高度分別為0.06、0.08m，不會對防汛搶險產生影響。

3.4 項目施工對防洪的影響

項目施工期選擇在11月—翌年4月，施工圍堰等工程會對河道行洪帶來一定影響，施工期內在邊坡堆積的一些施工物料等，會影響洪水、流冰的順利下泄。穿河工程均在汛期來臨之前完工，各種施工設備均在安全度汛水位之上，所以倒虹施工對河道行洪無較大影響。浐河渡槽、灞河橋倒下部基礎設施承臺及灌注樁施工采用鉆機鉆孔，埋設護筒，膨潤土拌制泥漿護壁，人工綁扎、焊接鋼筋骨架，汽車式起重機吊裝，占用河道斷面較小，且施工期選在枯水期，對防汛搶險幾無影響。

4 結論和建議

不同河道水文計算及防洪評價應根據河道演變特征、河床、河勢等因素綜合考慮，當有水文站資料時，其洪水計算宜采用水文比擬法，無水文站時，可參照相鄰或相似流域水文資料，利用不同方法對比分析，在本文中采用推理公式法。滈河、潏河、黑河3處倒虹、浐河渡槽、灞河橋倒等跨河建筑物的建設對5條河流河床演變、河勢變化有較小影響。但會對已成黑河、滈河兩岸堤防、在建浐河、灞河左岸堤防局部造成一定損毀。

擬建的黑河、倒虹、倒虹上游峪口以上均有多座水庫，倒虹施工期應選擇在枯水期(11月—翌年4月)，此時河流來水少、上游水庫處于存蓄水狀態(tài)，河道下泄水量較小。工程施工過程中，應注意對工程的管護，工程附近嚴禁違法采石、采砂活動，以保證河道順利行洪，也確保工程自身安全。施工結束后，應對損毀部分進行恢復，盡快恢復河道、河灘地原貌，避免對防汛搶險影響。穿河位置上下游河段，設置保護標志，保證穿越工程的安全。對河道穿越段輸水設施在洪水期加強監(jiān)測，確保工程安全運行。