河道内水质监测站对河道防洪的影响分析

陈 昌，张明旭

（1.陕西渭河生态集团有限公司，陕西 西安 710068；2.陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西 西安 710016）

渭河咸阳水质监测站位于咸阳市境内渭河北岸堤防临河侧，测站现状地面高程为398.9 m，测站所在渭河左岸堤顶高程为401.5 m，水边高程为390.93 m。

该测站建设采用混凝土框架结构固定式永久性站房设计，长度为20 m，宽度为6 m，层高为5.4 m，总建筑面积为138.44 m2，基础采用独立柱形式，基础尺寸1.8 m×1.8 m，建筑设计使用年限为50 a，建筑耐火等级为二级，建筑抗震烈度为8 度。站房包括用于承载系统仪器、设备的主体建筑物和外部配套设施两部分。主体建筑物由仪器室、质控室和值班室组成，面积为138.44 m2，外部配套设施包括采水系统、排水系统、供水系统、通电、通讯和通路以及周边平整绿化等，测站平时有人值守。

1 河道演变分析

1.1 河道横向变化

渭河中游段地处广阔的关中平原西部，在漫长的地质年代里经过反复的堆积与侵蚀，两岸发育着多级阶地和漫滩，由于河槽宽浅，主流多变，加之丰枯流量相差悬殊，水位变幅较大，经常造成洪泛和塌岸，给两岸人民的生命财产造成巨大损失。为保证两岸工农业生产和人民生命财产的安全，1950 年以后逐步开展了防洪工程建设。1965 年陕西省水利厅主持制定了渭河中游综合治理规划，后因文化革命的影响，规划未能得到正确实施。1972 年陕西省人民政府主持修订、审定并下发了渭河中游治理规划，确定将洪水防护线与中水整治线合并，统一按防御“54”型（相当于20 a 一遇）洪水进行整治，截止目前，渭河中游两岸按此标准已建成各类堤防270.80 km，占河岸线总长的78.9%，河势基本得到控制，河槽单一归顺，平面摆动不大。若不出现太大洪水，估计今后不会出现较大平面摆动。

经现场查勘，测站所在渭河咸阳段两岸均建有堤防工程，河道横向只能在两岸堤防之间变化。从咸阳水文站1965 年以来汛前大断面套绘图和测站河段不同年份河势套汇图也可以看出，河床有冲淤变化，横向摆动距离为10 m～60 m，但是受两岸堤防控制，河道横摆动以后不会发生较大变幅。结合现场调查及走访当地村民，认为该河段平面变化受两岸堤防工程的控制已趋稳定。

1.2 河道纵向变化

1988 年，陕西省水电设计院曾在渭河中游（咸阳铁路桥以上至宝鸡林家村河段）实测了98 个横断面。1999 年在进行《陕西省渭河中游干流防洪工程可行性研究报告》编制时，在林家村至咸阳铁路桥又重新布设了202 个横断面，其中有98 个断面与1988 年实测断面是重合的。根据两次实测河道断面绘制沿程冲淤变化图，然后进行冲淤变化分析。

经分析可知，在1988 年～1999 年的12 a 中，渭河中游常兴桥以上河段以冲刷为主，仅魏家堡大坝上游约10 km 范围内以淤积为主，常兴桥至吕村区段以淤积为主；吕村以下咸阳市区河段以淤滩冲槽为主，就断面平均值而言，仍以冲为主，仅咸阳水文站断面上下出现淤积。究其原因，在1988 年～1999 年的12 a 里，中游段未发生过较大洪水，1990 年、1992 年和1993 年洪水就咸阳水文站而言，虽属于较大洪水，但其量级也只相当于或略大于造床流量，其它年份均不足造床流量的50%，系小水小沙系列年，在此水沙条件下是不可能出现较大冲淤变化的，按实测断面估算，1988 年～1999 年间该河段总淤积量为16 万m3。

另外套绘1988 年和1999 年实测河段深泓线后可知，常兴桥以上以冲刷为主；常兴桥～吕村段冲淤交替出现，但仍以冲为主；咸阳市区段以冲为主，水文站断面稍有淤积。这一结果同近年来的来水来沙情况基本相符，证明渭河中游段桥位河段多年来其纵向冲淤基本处于平衡状态。

1.3 河道演变趋势

从上述分析中可以看出，测站河段平面受两岸堤防的影响已趋稳定，今后也不会发生大的变迁，河势是稳定的。在河道内，由于目前河道为顺直河道，洪水时河道主流一般仍会沿主河道行洪。

河道冲淤变化从长时段讲，仍会保持冲淤相对平衡，略有冲刷的趋势。故在测站未来运行期间可以不考虑测站河段淤积和冲刷影响。

2 对防洪的影响分析

2.1 对河道行洪的影响

该水质监测站所在渭河30 a 一遇洪水位为400 m，河道壅水高度为0.01 m，壅水长度为15 m。根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013），工程所在河段防洪标准为30 a 一遇，堤防工程的级别为3 级，堤顶超高为1.5 m，加上壅水高度，经过复核，测站断面所在堤顶高程为401.51 m，现状左岸堤顶高程为401.52 m，两者基本一致，测站建成后现状堤防仍满足30 a 一遇洪水过洪要求。因此，该监测站的建设对渭河过洪能力影响较小。

水质监测站现状地面高程为398.9 m，30 a 一遇设计洪水位为400 m，现状地面以上1.1 m 被水淹没，威胁管理人员及站房安全。

2.2 对河势稳定的影响

渭河咸阳水质监测站位于咸阳市境内渭河北岸河滩地内，建成前30 a 一遇洪水标准过水面积为2851 m2，建成后阻水面积为22 m2，测站阻水面积占过洪断面比例不足1%。因此，测站对渭河河势影响很小。

2.3 对现有堤防、护岸及其他水利工程和设施的影响

根据《陕西省渭河防洪治理工程可行性研究报告》中渭河咸阳段河道冲刷计算结果，渭河咸阳段河道冲刷深度为2.52 m～7.41 m，根据《渭河左岸兴～秦段堤防整治实施方案设计报告》，渭河武功下游至咸阳段冲刷深度为4.5 m，通过计算可知该测段冲刷深度为4.23 m，位于上述两个报告冲刷范围内，说明现状渭河左岸堤防基础埋设较深，测站建设后洪水期对现状左岸堤防基础影响较小。

2.4 对防汛抢险的影响

渭河咸阳水质监测站河段左岸堤防堤顶宽度为20 m，有7 m宽的双车道和6.5 m 宽防汛路，均可作为防汛抢险交通道路。水质监测站位于渭河北岸河滩内，距离左岸堤防约190 m，不会对渭河的防汛抢险造成影响。

2.5 对防御洪涝灾害的影响

依据《陕西省渭河中游防洪工程可行性研究报告》《陕西省渭河防洪治理工程可行性研究报告》《渭河左岸兴～秦段堤防整治实施方案设计报告》，渭河咸阳段堤防防洪标准为30 a一遇，设计洪峰流量为7108 m3/s，该水质监测站防洪标准可参考渭河左岸堤防防洪标准。水质监测站现建于渭河原始滩面上，现状测站地面高程为398.9 m，测站四周修建有护栏，并未修建防洪工程，当渭河发生30 a 一遇洪水时，测站一楼可能被淹。

2.6 对第三人合法水事权益的影响

渭河咸阳水质监测站上下游一定范围内无取水工程，不存在对第三人合法水事权益的影响问题。

监测站上游2 km 建有兴鄠渭河大桥，由于30 a 一遇洪水时壅水长度为15 m，因此，对上游兴鄠渭河大桥不产生影响。

3 措施建议

（1）渭河咸阳水质监测站所在渭河堤防防洪标准为30 a一遇，洪峰流量为7108 m3/s，洪水位为400 m，水质监测站30 a一遇洪水时壅水高度为0.01 m，壅水长度为15 m，水质监测站对堤防影响很小。

该监测站所在渭河河道冲刷深度为4.23 m，根据《渭河左岸兴～秦段堤防整治实施方案设计报告》，渭河左岸咸阳段堤防基础埋深为4.5 m，高于本次计算的冲刷深度。因此，可不考虑测站建设对堤防影响的整改措施。

（2）渭河咸阳水质监测站已经建成运行，施工完成后，已将施工场地彻底清理完毕，并恢复了河道原貌。该段渭河30 a 一遇洪水过水面积为2851 m2，监测站阻水面积为22 m2，阻水面积占过洪断面比例不足1%。因此，可不考虑该监测站对河道行洪带来的不利影响。

（3）渭河咸阳水质监测站所在河段30 a 一遇设计洪水时冲刷深度为4.23 m，从水质监测站平面图和实地现状图可以看出，水质监测站距渭河主槽有50 m 左右，且测站现状地面比渭河主滩高6 m 左右，比主槽高9 m 左右，因此，洪水时冲刷基本不会对测站基础造成影响。但是渭河30 a 一遇洪水位比测站基础高1.1 m，会造成测站一楼被洪水淹没，威胁水质监测站及管理人员安全，建议建设单位在汛期将测站内管理人员及重要设备转移至安全地带。

4 结语

综上所述，渭河咸阳水质监测站还是存在一定的安全隐患，建议在后期的运行管理中，建设单位应做好汛期监测站度汛预案，在汛期来临时，建议由水利部门负责通知建设单位渭河洪水情况，及时撤离测站工作人员和水质监测设备，减少不必要的损失。建设单位应对管理人员人身安全负责，汛期禁止在测站内住人。