◎ 劉慶 江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司
吉安贛江特大橋位于贛江中游段,工程處于河道管理范圍內(nèi),大橋的建設(shè)可能對(duì)所在河段的河勢(shì)及防洪產(chǎn)生一定影響,根據(jù)《中華人民共和國(guó)防洪法》、原國(guó)家計(jì)委、水利部《河道范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理的有關(guān)規(guī)定》、《江西省河道管理?xiàng)l例》以及江西省水利廳《關(guān)于規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目報(bào)審工作的通知》等法律、行政法規(guī)和有關(guān)文件規(guī)定,對(duì)河道管理范圍內(nèi)的項(xiàng)目,必須對(duì)其進(jìn)行防洪影響評(píng)價(jià)分析研究。
擬建的吉安贛江特大橋位于吉安市吉州區(qū)樟山鎮(zhèn)和吉水縣文峰鎮(zhèn)境內(nèi),大橋主要為跨越贛江、國(guó)道G105和京九鐵路而設(shè)。吉安贛江特大橋共設(shè)置了76個(gè)實(shí)體圓端形墩橋墩,橋墩長(zhǎng)6.0~13.90m,寬2.9~3.8m,其中1#~9#橋墩布置在贛江左岸山丘上,10#~60#橋墩布置在贛江河道內(nèi)(10#~33#橋墩布置在贛江主河槽內(nèi),34#~60#橋墩布置在右岸灘地上),61#~76#橋墩布置在右岸坡地上。布置在贛江河道內(nèi)的51個(gè)橋墩中10#~49#橋墩軸線與水流方向基本平行,50#~60#橋墩與水流方向呈不同程度的夾角。
(1)洪水依據(jù)站選取。橋位附近河段無水文站,水文部門在其上游約33km處的贛江干流上設(shè)有吉安水文站、下游約32km處的贛江干流上設(shè)有峽江水文站。根據(jù)水文測(cè)站的分布及資料情況,選取吉安站、峽江站作為計(jì)算橋位處設(shè)計(jì)洪水的依據(jù)站。峽江水文站自1957年至今具有50余年的實(shí)測(cè)流量資料,1953~1956年具有實(shí)測(cè)水位資料;吉安水文站具有1953~1961年6月和1964年至今50余年的實(shí)測(cè)流量資料和1961年7月至1963年的實(shí)測(cè)水位資料。
(2)橋位斷面設(shè)計(jì)洪水。橋位斷面設(shè)計(jì)洪峰流量依據(jù)吉安站和峽江站設(shè)計(jì)洪峰流量成果采用水文比擬法計(jì)算,各設(shè)計(jì)頻率公式中面積比指數(shù)依據(jù)兩水文站相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量成果與集水面積分析計(jì)算。橋位斷面設(shè)計(jì)洪峰流量成果見表1。
(3)橋位斷面設(shè)計(jì)水位。橋位斷面設(shè)計(jì)水位采用推水面線的方法求得。1994年峽江站實(shí)測(cè)最大洪峰流量為17800m3/s,略高于峽江站10年一遇設(shè)計(jì)流量17400m3/s,從本次推求的橋位斷面設(shè)計(jì)水位看,在調(diào)查洪痕處,設(shè)計(jì)水位與洪痕水位基本重合,說明本次推求的橋位斷面設(shè)計(jì)水位基本合理。成果見表2。
吉安贛江特大橋工程附近及其以上影響區(qū)域的防洪工程、排澇工程以及其它設(shè)施的現(xiàn)狀與規(guī)劃防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)為10~50年一遇,大橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,因此,本次防洪評(píng)價(jià)對(duì)P=1%、P=2%、P=5%和P=10%四種頻率洪水進(jìn)行水面線分析計(jì)算。經(jīng)過計(jì)算,吉安贛江特大橋建橋后,100年一遇洪水時(shí)最大水位壅高值為0.07m,50年一遇、20年一遇和10年一遇洪水時(shí)最大水位壅高值分別為0.07m、0.06m、0.06m,影響河段長(zhǎng)31.17~29.09km。即:吉安贛江特大橋建橋后,對(duì)贛江干流附近約31km河道的洪水位產(chǎn)生了一定的壅高,但壅高值較小,50~20年一遇洪水最大壅高水位為0.07m。
表1 峽江站、吉安站年最大洪峰流量頻率分析計(jì)算成果表
表2 吉安贛江特大橋橋位斷面設(shè)計(jì)水位成果表
根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG C30-2015)推薦的經(jīng)驗(yàn)公式和參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。經(jīng)分析計(jì)算,當(dāng)贛江遭遇100年、50年、20年一遇洪水時(shí),橋位斷面河槽最大沖深分別為1.53m、1.69m和1.72m,橋位斷面河灘最大沖刷深分別為0.10m、0.35m和0.64m。
吉安贛江特大橋橋址上游贛江左岸的贛西堤與右岸的梅林堤規(guī)劃對(duì)其行延長(zhǎng)加固,使贛西堤和梅林堤防洪能力達(dá)到50年一遇。大橋位于贛西堤和梅林堤的下游,防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,與堤防的水利規(guī)劃并不矛盾。但當(dāng)遭遇50年一遇洪水時(shí),大橋上游贛西堤和梅林堤河段的壅水高度為0.06~0.04m,因此這兩條堤防今后的加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮大橋壅水的影響。
依據(jù)大橋孔跨的布置資料,贛江主河槽內(nèi)布置有10#~33#橋墩,右岸灘地上布置的橋墩為34#~60#,由于橋墩橋臺(tái)擠占了一定的河道,從而導(dǎo)致水面寬度縮窄、河道行洪斷面面積減小。根據(jù)分析計(jì)算,當(dāng)遭遇50年一遇洪水時(shí),橋位斷面水面寬減小了8.4 0%,河道行洪面積減小了10.88%,橋位以上河段最大壅水高度為0.07m,壅水影響范圍為31.17km,大橋的興建將對(duì)橋位以上河段的行洪產(chǎn)生一定的影響。
吉安贛江特大橋所在河段主要受兩岸低丘和高地的制約,現(xiàn)狀河道平面形態(tài)基本穩(wěn)定。大橋橋墩位于河灘地上,河灘地較開闊且高程較高,灘地分流比很小,相應(yīng)流速較小,根據(jù)初步分析50年一遇洪水的平均流速為0.56m/s,因此灘地上的橋墩對(duì)水流導(dǎo)向作用帶來的不利影響較小。另外,由于橋墩擠占了行洪面積,導(dǎo)致斷面平均流速增加。經(jīng)計(jì)算,50年一遇洪水的斷面平均流速建橋后為1.29m/s,比建橋前的1.15m/s增加了12.21%,平均流速的增大會(huì)加大橋位斷面及其下游河段的沖刷,但工程前、后動(dòng)力軸線不會(huì)有明顯變化,因此對(duì)工程所在河段河勢(shì)穩(wěn)定影響較小。
通過以上計(jì)算分析,吉安贛江特大橋建成后,當(dāng)遭遇100年一遇洪水時(shí),工程上游河段水位的最大壅高值為0.07m,壅水范圍長(zhǎng)約31.17km,壅高值及影響范圍相對(duì)較小。整個(gè)工程建設(shè)對(duì)行洪以及河勢(shì)的穩(wěn)定影響也較小,項(xiàng)目的實(shí)施與現(xiàn)有的水利規(guī)劃無矛盾,不會(huì)影響流域的防洪形勢(shì)。