文莱高速公路跨越富水河大桥防洪影响评价研究

董新美 王光辉 何文龙

提要 本文结合文莱高速公路跨越富水河大桥防洪影响评价项目，简要介绍了跨河大桥防洪影响评价的主要内容和方法，对因大桥建设对河道防洪造成的影响进行了防洪分析计算和综合评价，对影响河道防洪安全的问题提出了相应的建议和防治措施。

关键词 防洪评價 高速公路 跨河大桥 工程影响 富水河

1 工程概况

1.1 建设项目概况

山东省文莱公路是山东省“五纵四横一环八连”高速公路网中“连三”（荣成至潍坊）的组成部分，全长133.86km。本项目路线总体呈东西走向，东接荣成至文登高速公路，西连潍坊至莱阳高速公路，自东向西分别连接威青、烟海、龙青三条高速，依次经过威海市的文登、乳山和烟台市的海阳、莱阳，在胶东半岛中部腹地形成一条高速通道。

文莱高速公路沿线跨越河流较多，主要有昌水河、富水河、五龙河等。富水河大桥是文莱高速公路跨越富水河的公路大桥，位于富水河中泓桩号7+980处，桥址以上控制流域面积907.9km2。桥梁跨径布置为12×30m（孔数×跨径），全桥共4联，桥梁全长367m，路线前进方向与桥墩走向的右交角为110°，桥宽2×12.75m。桥梁上部结构采用预应力砼小箱梁，预制吊装施工；桥墩采用柱式墩，单排钻孔灌注桩基础，柱径1.6m，桩径1.8m。

1.2 河道概况

富水河是五龙河的主要支流之一，是莱阳市最东部的一条河道，具有防洪、农业灌溉和生态等综合功能。富水河发源于栖霞市牙山南麓上孙家垛崮山与海阳市盘石垛崮顶，流经山前店、万第、照旺庄3镇，全长95km，总流域面积1061.2km2。在莱阳市境内长75km，流域面积328.55km2。

根据《莱阳市防洪规划》，五龙河干流及各支流防洪标准均为20年一遇，莱阳市城区段为50年一遇。富水河大桥跨越河流富水河为五龙河的支流，防洪标准为20年一遇。根据规划资料，富水河大桥桥址处河道横断面采用复式断面，设计堤顶高程33.30m，滩地高程30.40m，左岸堤顶宽7m，右岸堤顶宽3m，临水侧边坡为1：2。设计主槽底宽133m，高2.5m，边坡1：1.5， 河底高程27.90m。

2 防洪分析计算

2.1 水文分析

团旺水文站位于五龙河流域五龙口附近，控制流域面积为2445km2。参照《莱阳市防洪规划》和《山东半岛流域综合规划》（2013.11），五龙河干流及支流根据团旺水文站的实测洪水资料、历史洪水资料及沐浴水库实测水文资料，采用水文比拟法推求设计洪水。

富水河大桥桥址以上洪水包括建新水库下泄的洪水和建新水库～富水河大桥桥址区间产生的洪水两个部分。根据建新水库除险加固初步设计报告，确定下游河道控制断面安全泄量、水库调洪的控制运用原则。将区间汇流单元的洪水过程与建新水库的下泄的洪水过程错时段叠加，求得富水河大桥桥址以上设计洪水。据此推算，富水河大桥桥址以上20年一遇设计洪水流量为1613.5m3/s，规划断面设计洪水位为32.67m。

2.2 壅水分析

富水河大桥建成后，受大桥桥墩的阻水影响，桥位处河道的行洪水力条件将会产生一定的变化，过水面积将会减少，从而造成桥梁上游洪水位产生一定的壅高。根据富水河大桥设计资料及桥址处防洪规划断面分析，在河道内布置了8排桥墩，每排4个桥墩，桥墩布置方向与水流方向夹角为4o，桥墩直径1.6m，阻水面积占河道过水面积的6.4%。经计算，桥位处发生20年一遇洪水时，桥梁上游壅水高度为0.036m，壅水长度为106.9m。

2.3 冲刷分析

河道上建桥后，由于桥梁压缩水流，致使桥下流速增大，水流挟沙能力增强，在桥下产生冲刷；随着冲刷的发展，桥下河床加深，过水面积加大，流速逐渐下降；待桥下流速降低到河床土质的允许不冲刷流速时，河道内达到新的输沙平衡状态，冲刷停止。河道冲刷包括一般冲刷及桥墩局部冲刷。经计算，富水河大桥桥址处发生20年一遇洪水时，桥下总冲刷深度为1.51m。

3 防洪综合评价

3.1 与现有水利规划的关系与影响分析

根据桥梁设计部门提供的资料，该大桥桥梁全长为367m，桥梁方向与水流方向夹角50°，桥址处河道沿桥梁方向的规划宽度为224.7m，桥梁长度满足堤肩距宽度要求，符合水利规划的要求。

3.2 与现有防洪标准的适应性分析

按照水利规划，富水河防洪标准为20年一遇。富水河大桥的设计洪水标准为100年一遇，高于河道防洪标准。

3.3 对河道泄洪的影响分析

桥墩布置于河道断面内，缩小了河道的有效行洪面积，致使水流在桥前受到压缩，发生壅水现象，对河道行洪安全产生一定的不利影响。因为新建大桥的壅水，河道治理时就要在壅水范围内考虑适当增加堤顶高程，以保证河道达到防洪标准。当发生20年一遇设计洪水时，桥位处水位壅高仅为0.036m，壅水长度为106.9m。

由于建桥后桥墩阻水减少了河道有效的行洪断面面积，必然会降低河道的行洪能力。经计算，建桥后桥墩阻水面积占河道过水面积的6.4%，对河道的行洪能力有一定的不利影响，但影响较小。

3.4 对河势稳定的影响分析

富水河大桥桥墩顺水流方向布置，建桥后由于桥墩的存在容易在桥头形成水袋而产生三角环流，不仅威胁桥梁安全，而且对河势会产生一定的影响。同时，在河道内建设大桥，将改变河道断面的原有状态，使水流的流态、流势发生变化，破坏天然河流已形成的动力平衡状态，促使桥址上游区段内发生泥沙淤积，桥下发生河道冲刷现象。经计算，富水河大桥桥址处发生20年一遇洪水时，桥下总冲刷深度为1.51m。

3.5 对堤防、护岸及其它水利工程和设施的影响分析

根据富水河大桥桥型布置图，在堤身断面内未布置桥墩和桥台，对堤防稳定和防洪安全无影响。但由于近岸流速、流向的变化情况，该项目建设对护岸工程的稳定有一定影响，应采取一定工程措施，加强对护岸的保护。对其它水利设施无影响。

3.6 对防汛抢险的影响分析

根据水利规划，河道整治规划工程实施后，堤顶作为防汛交通道路使用。按防汛抢险要求，堤顶净空高度应不小于4.5m。规划左、右岸堤上净空分别为5.70m、5.47m，满足防汛抢险、堤防管理等方面的要求。

4 工程影响防治措施

桥梁建设影响了桥址处河道堤防、护岸稳定和防洪安全，应采取规划断面实施、防汛道路整治工程、护岸固基工程等防洪影响防治措施。因建桥后堤上净空不再具备建筑施工条件，应在桥梁上部结构安装前，对河道按规划断面进行整治；建桥后，不能影响河道两岸防汛道路的交通安全，应做好桥梁与上下游堤顶的平顺连接；由于建桥后近岸流速、流向的变化，桥梁建设对护岸工程的稳定影响较大，应采取工程措施加强对护岸的保护。工程影响防治措施应委托具有相应设计资质的单位进行专项设计，所需资金列入桥梁工程建设投资。

5 结语

本文根据富水河大桥的设计资料和富水河的水利规划，依据有关的法律、规范和规程，对因大桥建设对河道防洪造成的影响进行了分析计算和综合评价，对影响河道防洪安全的问题提出了相应的建议和防治措施。当前，各地高速公路建设正在加速进行，为保证大中型河道的防洪安全，建设单位应重视跨河大桥的防洪评价，水行政执法部门要严格审批手续，以使工程建设顺利实施。

作者简介

董新美（1964—），女，工程技术研究员。