安宁安温路至龙山立交段跨螳螂川桥梁工程洪.doc

安宁安温路至龙山立交段跨螳螂川桥梁工程安宁安温路至龙山立交段跨螳螂川桥梁工程 防洪影响评价报告防洪影响评价报告 建设单位 建设单位 编制单位 编制单位 1 目目 录录 1 概述 1 1 1 项目背景 1 1 2 评价对象 分析范围与评价范围 2 1 3 评价依据 2 1 4 技术路线及工作内容 3 2 基本情况 5 2 1 建设项目概况 5 2 2 自然地理 10 2 2 1 流域概况 10 2 2 2 项目涉及河流水系 12 2 3 现状水利工程 14 2 4 工程地质 14 2 4 1 地形与地貌 14 2 4 2 植被与土壤 14 2 4 3 区域地质 15 2 4 4 主要不良工程地质 16 2 4 5 地震 16 2 5 水文气象特性 16 2 6 暴雨洪水特性 17 2 6 1 暴雨特性 17 2 6 2 洪水特性 19 2 7 水利规划及实施安排 20 3 河道演变 21 4 评价成果分析计算 23 2 4 1 防洪标准 23 4 2 洪水分析 24 4 2 1 基础资料情况 24 4 2 2 基本资料综合评价 27 4 2 3 洪水计算方法途径 32 4 2 4 洪水分析 33 4 2 5 枯期洪水分析 45 4 2 6 成果合理性分析 47 4 3 水面曲线分析计算 47 4 3 1 计算公式 48 4 3 2 边界条件 49 4 3 3 合理性检查 58 4 4 冲刷与淤积分析计算 58 4 5 河势影响分析计算 59 5 防洪综合评价 62 5 1 项目建设与相关规划的关系及影响 62 5 2 项目建设与防洪标准 有关技术和管理要求的符合性 63 5 3 项目建设对河道泄洪影响分析 63 5 4 项目建设对河势稳定影响分析 64 5 5 项目建设对堤防 护岸和其它水利工程及设施的影响分析 65 5 6 项目建设对防汛抢险的影响分析 65 5 7 建设项目防御洪涝的设防标准与措施的适当性 65 5 8 项目建设对第三人合法水事权益的影响分析 66 6 防治与补救措施 67 7 结论与建议 68 3 7 1 结论 68 7 2 建议 69 附图一 320 国道改扩建工程螳螂川新大桥桥位平面图 附图二 螳螂川新大桥桥型总体布置图 附图三 河堤挡墙布置示意图 1 1 概述概述 1 1 项目背景项目背景 安楚高速基本位于同一走廊带内 串接了太平镇 安宁城区 草铺镇 禄脿镇等市域重要经济节点 是目前东西方向城区对外及沿线乡镇相互联 系的主要通道 随着安禄一级公路的建成通车 龙山立交改造工程的实施 昆楚高速公路交通的日渐饱和 320 国道沿线目前交通负荷较重 过境和 城市内部通勤交通相互叠加 交通功能和构成较为复杂 已成为交通出行 的瓶颈路段 一定程度上抑制了城区对外的交通出行 造成了安宁城区进 出城交通经常性阻塞 同时也对滇中产业新区各县市之间及对外交通联系 产生了不利影响 为适应安宁市在滇中产业新区中的战略地位 改善安宁城区对外出行 条件 充分发挥国道功能和作用 安宁市将实施 320 国道沿线道路改造工 程 即石安公路 正在规划设计 320 国道和平村立交至安温路段 正 在规划设计 320 国道安温路至龙山立交段 即本项目 安禄一级公 路 已建成通车 的改造 云南省安宁市 320 国道安温路至龙山立交段改 扩建工程是 320 国道的组成部分 建成后和 320 沿线其他道路一起 对改 善安宁市东西通道的通行能力和服务水平 增强滇中产业新区尤其是西区 的综合交通运输能力 进一步强化安宁城区对外出行能力 安宁工业园与 城区及太平新区的交通联系都具有重要的意义 本次道路改扩建工程在 K4 332 段有一座桥梁 螳螂川新大桥 横跨 螳螂川 且需要进行改造 螳螂川系安宁区域重要防洪河道 对昆明城市 及安宁市防洪安全具有至关重要的作用 为合理确定河道行洪能力以及运 行管理需要 依照 水法 防洪法 和 河道管理条例 的有关规定 需研究螳螂川流域 含海口河 西园隧洞 洪水特征量 洪水位等问题 故开展 320 国道 安温路至龙山立交 2 段 跨螳螂川桥梁工程的洪水分析评价工作十分必要 基于此 受安宁市交通运输局委托 我单位承担安宁市 320 国道 安 温路至龙山立交段 跨螳螂川桥梁工程防洪影响评价专题研究 2015 年 10 月 12 日由安宁市水务局组织省 市水利专家对该报告评审 通过 并就报告中存在的不足 已按专家意见和建议进行了补充 修改和 完善 在此基础上形成了报批稿 1 2 评价对象 分析范围与评价范围评价对象 分析范围与评价范围 评价对象 螳螂川新大桥工程 分析范围 根据本项目所涉及桥梁工程和流域情况确定本次防洪评价 的分析范围蔡家村水文站以上区域 5163km2 评价范围 连然闸至 320 国道跨螳螂川新大桥以上一段距离 长度 415m 1 3 评价依据评价依据 一 国家有关法律 法规及有关规定 一 国家有关法律 法规及有关规定 1 中华人民共和国水法 2 中华人民共和国防洪法 3 中华人民共和国河道管理条例 4 云南省防洪条例 5 昆明市河道管理条例 6 河道管理范围内建设项目管理的有关规定 水政 1992 7 号 7 水利部关于加强洪水影响评价管理工作的通知 水汛 2013 404 号 8 云南省滇池管理条例 二 国家有关技术标准 技术 二 国家有关技术标准 技术 规范规范 3 1 防洪标准 GB50201 2014 2 城市防洪工程设计规范 GB T 50805 2012 4 水利水电工程设计洪水计算规范 SL44 2006 5 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL 252 2000 6 堤防工程设计规范 GB 50286 2013 7 河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则 试行 三 有关技术报告 三 有关技术报告 1 安宁市 320 国道 安温路至龙山立交段 改扩建工程可行性 研究报告 华杰工程咨询有限公司 2014 年 9 月 2 安宁市 320 国道安温路至龙山立交段改扩建工程水土保持方 案可行性研究报告书 报批稿 3 安宁市 320 国道安温路至龙山立交段改扩建工程 一期工程 施工图设计 2015 年 7 月 4 昆明城市防洪总体规划 2012 1 4 技术路线及工作内容技术路线及工作内容 一 技术路线 一 技术路线 评价报告以本次桥梁工程为研究对象 以工程涉及螳螂川流域为中心 围绕中心以现状河系调查 野外测量成果和螳螂川流域历年水文气象资料 为基础 以法律 法规和技术规程 规范以等为依据 分析桥梁工程所在 河段设计洪水 洪水位及防洪标准相应的过水能力 在洪水分析和水利计 算成果的基础上 对桥梁工程的防洪问题综合评价 针对可能存在的影响 问题提出补救措施和建议 二 工作内容 二 工作内容 该工程主要涉及螳螂川 根据项目可研报告及现场调查 主要工作内 4 容归纳如下 1 组织相关人员对桥梁工程平面布局 与其相关河流水系进行实 地调查 对工程涉及河段进行纵横断面测量 2 收集与本工程相关的水文气象 带状地形测量等基础资料 对 收集的基础资料整理 收集滇池下泄流量 海口水文站 西园隧洞 等相 关资料 3 分析所涉及区域及其邻近地区各水文气象站资料的可靠性 一 致性和代表性 主要控制断面流域特征参数确定 包括河道长度 河道平 均坡度 汇水面积 4 分析论证桥梁工程防洪标准 5 对区域暴雨洪水特性以及暴雨空间分布规律分析 论证区域洪 水估算方法途径 6 控制断面设计洪水分析 包括海口河及西园隧洞下泄 区间洪 水 洪水地区组成 7 桥梁工程所在河段水面曲线及河床冲刷分析计算 8 根据桥梁设计方案所提出的关于本次改造桥梁的最低控制性标 高和最小跨径进行综合分析 针对可能存在的影响问题提出补救措施和建 议 9 编制本建设项目桥梁工程防洪影响评价报告 5 2 基本情况基本情况 2 1 建设项目概况建设项目概况 项目名称 项目名称 安宁市 320 国道安温路至龙山立交段改扩建工程 工程地点 工程地点 安宁市 建设单位 建设单位 安宁市交通运输局 项目性质 项目性质 道路改扩建工程 工程总投资 工程总投资 工程总投资 57633 万元 其中土建投资 38726 53 万元 本项目法人是安宁市交通运输局 施工工期 施工工期 工程计划于 2016 年 9 月开工 建设工期 2 年 其中桥 梁在 2016 年枯水季节 12 月 次年 5 月 施工 道路情况 道路情况 云南省安宁市 320 国道安温路至龙山立交段改扩建工程 位于安宁城区以北 属于老 320 国道 昆畹公路 改扩建工程 工程线 路起点 K4 000 交于安温路 地理坐标北纬 24 55 43 东经 102 29 31 路线自东向西布置 止点 K8 748 184 位于龙山立交 与安禄一 级公路对接 地理坐标北纬 24 55 32 东经 102 26 54 道路工程按照 城市主干道标准进行改扩建 路线总里程 4 748km 全线设计速度 60km h 其中安温路至金方路段 K4 000 K4 900 改建为双向八车道 路基宽度为 60m 金方路至龙山立交段 K4 900 K8 748 184 改建为 为双向六车道 路基宽度为 44 5m 经统计 项目新建路段 K6 300 K6 900 0 60km 其余 4 148km 均为拼宽改扩建段 桥梁情况 桥梁情况 320 国道在本次道路工程的 K4 332 处跨越螳螂川河 并设置有现状螳螂川桥 称为新大桥 新大桥原属 320 国道 原桥为 3 跨 13m 的拱桥 桥长 52 6m 后因城市道路改造 在原桥两侧修建了 两幅空心板桥 与拱桥跨径相同 桥长一致 形成总桥宽 27 5m 的城 6 市干道桥梁 近年来由于重型车辆的增多 桥梁已成为有较多病害的危 桥 虽经过多次加固改造 桥梁安全隐患却依然存在 需要改造 桥梁 现状见图 2 1 图图 2 1 螳螂川新大桥 现状 螳螂川新大桥 现状 本次螳螂川新大桥桩号为 K4 317 75 K4 366 85 桥梁全长 50m 改造方式为保留原拱桥 原滇甸公路构造物 具有一定历史价值 拆 除拱桥两侧桥梁 新建两幅 1 42m 跨径小箱梁桥梁 单幅桥宽 22m 桥 梁改造完成后总桥宽为 56m 双向 8 车道 同时把原拱桥宽度 12m 作为中央分隔带宽度 设置大型景观绿化 两侧新建桥作为行 车 行人桥梁 22m 宽度新建桥梁横断面布置 单侧行车道宽 14 5m 单向 4 车道 非机动车道宽 2 5m 人行道宽 4m 附属设施宽 1m 上部结构采用 1 孔 42m 变高度预应力现浇箱梁 简支结构 下部结 构为薄壁台 桩基础 建成后原拱桥宽度上设景观绿化 不通行车辆 7 车辆 行人通行新建桥梁 新建桥梁面积 2200m2 景观绿化面积 600m2 桥梁桥型里面图见图 2 2 新大桥地理位置见图 2 4 考虑到螳螂川的防洪和防汛要求 箱梁建议采用少支架施工方案 跨河采用钢管接贝雷架的支架施工方案 施工上构前 对支架需进行 115 超重预压 以消除支架的非弹性变形及弹性变形 支架预压时间不 宜少于 10 天 24 小时变形不大于 4mm 随着混凝土的浇筑 分批撤离 等重量的压重荷载 箱梁混凝土全部浇筑完毕后 并且混凝土强度达到 90 设计强度且混凝土龄期不小于 7 天 方可施加预应力 12m 宽度老拱桥保留 拆除梁桥部分 建议采用分块切割法 按先 中跨再两边顺序进行 避免对保留拱桥部分造成破坏 两侧桥梁建成之后需对桥下挡墙及河堤进行恢复 保证河道堤岸的 连续性 并对新建桥梁桩基进行保护 减小冲刷 表表2 2 桥梁工程情况表桥梁工程情况表 中心桩号 桥面宽 度 幅 m 孔数及孔径 孔 m 桥梁全长 m 构造类型 K4 332 000561 4250 预制预应力砼箱梁 桥梁相关技术标准 桥梁相关技术标准 桥梁荷载 城 A级 同时满足公路 级要求 桥梁设计基准期 100年 桥梁设计环境类别 I类 桥梁设计安全等级 一级 桥面横坡 2 桥上最大纵坡 0 3 8 图图 2 2 螳螂川新大桥桥型布置图螳螂川新大桥桥型布置图 9 2 2 自然地理自然地理 2 2 1 流域概况流域概况 本次桥梁工程所涉及河流为螳螂川 属于普渡河流域 本次河段控 制面积为 4202km2 普渡河属长江上段金沙江右岸一级支流 由于滇池水域分割 将普 渡河划分为三段 即滇池以上为上端 习惯称为滇池流域 滇池海口以 下至富民永定桥段为中段 称之为螳螂川 富民永定桥以下至金沙江交 口段成为普渡河 普渡河流域位于昆明市西 北部 地理位置 东经 102 09 103 05 北纬 24 28 26 18 之间 分属于昆明市大部和楚雄州 小部分 普渡河发源于昆明市嵩明县西侧梁王山北麓阿子营乡朵格村附近喳 啦箐白沙坡 高程 2600m 自北向南蜿蜒 经嵩明县阿子营乡后进入 官渡区小河乡 接纳自东北向南左支甸尾河后随即进入松华坝大 二 型水库 出库后续向南纵穿昆明市城区所在盆地 并于官渡区洪家大村 处注入滇池 自西山区海口由东南向西北经安宁市 再由南转向北以与 上游段相反的流向经富民 禄劝县境 最终于禄劝县小河坪子东北附近 再汇入金沙江 普渡河全流域面积为 11751km2 主河道全长 364km 河 道平均坡降 4 5 流域内水系呈不对称发育 其中滇池以上流域主要 有盘龙江 宝象河 洛龙河 捞鱼河 梁王河 大河 柴河 东大河 古城河 运粮河 新河 老河等数十条 呈向心状注入滇池 中 下游 主要有鸣矣河 富民大河 木板河 掌鸠河 九龙河 洗马河等十余条 呈枝状汇入普渡河干流 普渡河流域水系图分布见图 4 1 普渡河流域属中山地形 地貌 分水线高程一般在 2200 2800m 之 间 地势总体自东南向北倾斜 其范围北起东川区拱王山 嵩明县梁王 10 山脉 为与同一水系的牛栏江分水岭 东至呈贡县梁王山余脉 为长江 与珠江流域的分水岭 南至晋宁县六街照碧山 为与红河流域分水岭 西由禄劝 武定县境三台山与同水系龙川江流域相隔 流域土壤类型复 杂多样 分布有棕壤 红 黄 棕壤 红壤 紫色土等 在高程 2400 2800m 地带发育有棕壤和红棕壤土 丘陵山地及坝子的土壤为山 原红壤和紫色土 流域内植被类型十分丰富 既有滇中地区代表性的青 岗栎树和石栎树为主的常绿阔叶林和云南松为主的针叶林 也有森林破 坏后形成的各类次生植物群落 区域内地质条件较为复杂 既有玄武岩 也有三叠纪栎岩及中生界区厚的砂页岩 泥岩 泥灰岩等透水性不良的 岩层为主 地下水补给条件较差 局部区域 如宝象河 则有岩溶地貌 水流呈明暗交替现象 地下水补给条件好 流域内人类活动影响较为频繁 主要集中在上 中游地区 其中上 游的滇池流域 是云南省政治经济文化中心 人口稠密 经济发达 且 流域内水利工程较多 主要河流上已建 8 座大 中型水库 其中总库容 3 387 亿 m 兴利库容 1 796 亿 m 控制面积 964 7km2 而滇池已改 变为具有工农业用水 调蓄 防洪 旅游 航运 水产养殖 调节气候 等多种功能湖泊 中游 海口以下至富民永定桥的螳螂川一段 工矿 企业集中 供用水量大 富民永定桥以下流域基本为山区 除目前支流 掌鸠上游有已建的云龙大 二 型水库外 其余地区基本保持自然风貌 人类活动影响相对较小 近年来 森林植被率正在逐年提高 河流泥沙 量不大 且相对稳定 2 2 2 项目涉及河流水系项目涉及河流水系 螳螂川 如前述 螳螂川为普渡河中游 当地人习惯又将中游的螳 螂川分为上 下两段 其中 上段为滇池出口至石龙坝电站取水口 11 15 7km 河段 成为海口河 区间面积 127km2 基本属山丘区 流域呈 扇形形状分布 两岸支流水系呈枝状发育 主要有山冲箐 小黑箐 桃 树箐 柳树箐等 8 条 其上游建相继建有山冲 小黑箐 桃树阱 三汁 箐 4 座小坝塘 但因库容小 对洪水拦蓄作用不大 干流河段现状河道 宽浅相间 断面形式有 U 不规则矩形等 其宽度在 30 120m 之间 平均坡度为 1 9 下段为石龙坝水力发电厂至富民永定桥 称为螳螂 川 区间面积为 2151km2 基本属山丘区 流域呈扇形状分布 两岸支 流水系呈枝状发育 主要支流有鸣矣河 双河 马料河 沙河 县街河 禄裱河 甸尾箐河 律则河等 干流河段在乃母庄以下虽建有多个径流 式水电站 但拦蓄作用小 项目流域水系分布见图 2 5 12 马料河 光明水库 大菜园 丰收厂 富安 清水河 哨山梁子 羊角村 石甸口 珍泉镇 皇坟梁子 渡船房 杨柳庄 小汉营 大凹子 小白坟 安宁市 同车坝 祁家庄 鸣矣河 平顶山 江头坪 北 图例 河流 村 镇 县 市 螳 螂 川 项目位置 沙河 图图 2 5 流域水系图流域水系图 13 2 3 现状水利工程现状水利工程 本次桥梁工程所涉及螳螂川河段为普渡河中游 海口闸 富民永定桥 按行政区划涉及昆明市西山区 晋宁县 富民县和滇中产业新区安宁 市等县 市 区 该区域也属水资源匮乏地区 人均水资源量为 1264m3 约为全省平 均水平的 1 4 为充分利用水资源 已兴建了大批水利工程 截至 2012 年 已建成车木河水库 张家坝水库等 2 座中型水库 24 座小 1 型 水库 161 座小 2 型水库 962 座塘坝 总库容 1 66 亿 m3 兴利库 容 1 38 亿 m3 引水工程 73 件 提水工程 726 处 水井工程 35 件 2012 年各类水利工程总供水量 4 01 亿 m3 在桥梁下游有一座连然闸 为 5 孔闸 闸宽 5 6m 中墩 4 个 宽 2 1 3m 和 2 1 6m 目前运行状况良好 经现场踏勘 在桥梁上游河堤两侧布有众多圆形雨水口 雨水口管 径不等 底部标高最小的雨水口位于桥梁上游 10m 处的左岸挡墙上 雨 水口底部最小标高为 1828 76m 2 4 工程地质工程地质 2 4 1 地形与地貌地形与地貌 桥址区所在地貌单元属岗丘区河谷地貌 桥址处河谷顺直 老桥地 面标高在 1833 58 1833 64m 之间 现河谷宽 36 8m 现状岸坡为已建挡 墙 处于稳定状态 总体桥址区地形有起伏小 地势平坦 河床底部与 两岸的地面相对高差约 5 3m 左右 2 4 2 植被与土壤植被与土壤 植被属于滇中亚热带常绿阔叶林区 植被主要是以山毛棒科为主的 14 半温性常绿阔叶林 分布在 1800 2600m 中低山区多为森林植被 间 有草地灌木从 主要树种有云南松 华山松 滇油衫林 旱东瓜 栎类 萌生灌丛 经济林 桉树等 耕作区的植被多为果树和农作物 安宁市属高原红土壤区 土壤成土母质 以石灰岩为主 间有云武 岩和紫色砂页岩 坝区多为砂页岩 半山区多为石灰岩 山区多为云武 岩和紫色砂岩 安宁市共有四个土类 七个亚类 十四个土属 五十个 土种 它们是红壤 紫色土 红色石灰土 水稻土 红壤主要分布在 2400m 以上的地区 紫色土主要分布在海拔 1800 2200m 的坝子边缘及 中山缓坡地带 红色石灰土主要分布于一六乡龙洞地区 水稻土集中分 布在海拔 1800 2000m 以下的膛螂川 鸣矣河沿岸 以及禄裱 草铺 太平等山间平坝和半山区 2 4 3 区域地质区域地质 古生代前 安宁地区为海水淹没 在中生代侏罗纪 白垩纪时期 地壳升降频繁 海水在地壳长期上升中 逐渐退去 出露的地层 有老 至 20 亿年的中元古昆阳群地层及新近沉积的第四系全新统地层 项目所在地层主要为下古生界石炭系 中生界侏罗系及新生界的第 四系 地表出露旧岩石较少 多为红土 灰和灰褐色粘土 砂质粘土及 淤泥层 下层以石灰岩 页岩 砂砾岩为主 坡地多为残坡积红土 灰 粘土夹砂砾岩 沿线地区植被以常绿阔叶林为主 局部为水稻 藕地和 玉米地 桥梁工程地质 桥址区两岸土体稳定 未见变形迹象 场地稳定 适宜建桥 第四系人工堆积层 Q4me 厚度小 工程强度低 物理力学 性质较差 第四系全新统冲洪积 Q4al pl 卵石夹土层 层位较稳定 工 程性能一般 具有较差的压缩性 工程强度高 物理力学性质好 桥梁 15 墩台建议采用桩基础 以中风化泥质砂岩作为桥墩基础持力层 2 4 4 主要不良工程地质主要不良工程地质 经调查 拟建线路区未发现滑坡 泥石流 地下洞穴等本工程无不 良地质作用 2 4 5 地震地震 根据 建筑抗震设计规范 GB 50011 2010 附录 A 中国地 震动参数区划图 GB18306 2001 和 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 国家标准第 1 号修改单 2008 年 6 月 11 日 本 工点所在区域抗震设防基本烈度为 8 度 设计基本地震动加速度为 0 2g 地震动反应谱特征周期为 0 45s 设计地震分组为第三组 根据 公路桥梁抗震设计细则 JTG TB02 01 2008 表 3 1 2 规定 该桥 梁抗震设防类别为 B 类 按照 JTG TB02 01 2008 表 3 1 4 1 规定 该桥抗震设防措施等级为 9 级 2 5 水文气象特性水文气象特性 道路工程区涉及河流为螳螂川 属普渡河流域 水文气象特性由此 从普渡河流域来描述 从普渡河流域来看 普渡河流域处于滇黔高原湖盆亚区 而上段滇 池流域以浅丘缓坡地势为主 河谷切割相对浅 属中 低山地貌 西北 梁王山及西部哀牢山分水线高程介于 2825 3143m 之间 对西南暖湿气 流有抬升或部分屏障作用 东部乌蒙山高程介于 2358 3100m 之间 能 阻滞北方寒冷气流入侵 对偏东部暖湿气流起抬升作用 致使区域较温 和和湿润 根据云南省气象农业气候区划 该区域的气候属北亚热带 是典型的高原季风气候区 夏秋季主要受来自印度洋孟加拉湾的西南暖 16 湿气流及北部湾的东南暖湿气流控制 在每年 5 10 月构成全年的雨季 湿热 多雨 冬春季则受来自北方干燥大陆季风控制 但受东北面三台 山 拱王山 梁王山等山脉的屏障作用 直驱南下的寒冷空气难以入侵 流域上空 区域天气晴朗 降雨量减少 日照充足 湿度小 风速大 少雨的特点 总体而言 本区域具有年降雨量集中程度高 光热资源条 件好 降雨量中等偏丰 干湿季分明的特点 2 6 暴雨洪水特性暴雨洪水特性 2 6 1 暴雨特性暴雨特性 从普渡河流域来看 普渡河流域处于哀牢山自然分界线以东的滇东 高原湖盆亚区 属亚热带气候区 水汽来源于西南孟加拉湾及东南暖湿 气流 雨季主要受季风环流控制 具有明显季节性 造成暴雨的天气系 统主要是冷锋切变 冷锋底槽 底涡等 其洪水只要由高空低涡或切变 与地面锋系相伴出现形成 降雨一般自 4 月下旬后 西风带南支急流逐渐减弱 太平洋副热带 天气系统位置逐步北移 开始有暴雨和洪水出现 量级一般都不大 5 月底或 6 月初 太平洋副热带高压逐渐开始北移 普渡河流域常有暴雨 出现 多呈自东向西部 北部移动性过程 持续时间一般较短 但受局 部地形影响导致小范围气候异常 仍会出现局部的较大暴雨洪水 如 1964 1975 1993 1999 年 出现暴雨洪水几率约 32 7 8 月份太 平洋副热带高压加强 高空西风槽 低涡特别活跃 地面低压锋系出现 频繁 又正值西南或东南暖湿气流加强北上 流域进入强盛雨季 常形 成阻塞性大暴雨过程 构成全年主要汛期 即夏汛洪水 强度大 历时 长 雨区可遍及全流域 一次暴雨持续时间可达 3 5 天 流域相继出现 17 大暴雨过程 如 1966 1998 年 出现暴雨洪水机率约 55 8 月下旬至 9 月上旬 因太平洋副高逐步减弱 该地区出现短暂伏旱 暴雨次数和 量级减少 此时降雨又多呈现移动过程 洪水不大 处于相对低谷期 但每当遇到阻塞性暴雨时也会产生大洪水 如 1954 2001 年 出现 暴雨洪水机率约 8 10 月后西风带南支急流开始出现 副热带天气系 统减弱难南退 通常 10 月上中旬一般会出现一定量级降雨量 进入秋 汛洪水季节 降雨 洪水量级一般相对要小 但若遇特殊的天气系统 也会出现大暴雨天气过程 从而也会产生年最大洪水 如 1953 1961 1967 1975 1986 2006 年 出现暴雨洪水机率约 5 11 月份以后为西风环流控制 西风带南支急流建立 副热带天气 系统南退 降雨强度明显减弱 暴雨洪水出现的机会较少 直至汛期结 束 从安宁小区域来看 夏季 6 9 月 为安宁地区暴雨高发期 暴雨 的形成主要受两个天气系统的影响 受东路切变冷锋的影响在安宁市 形成大范围的中强度降水过程 西南低涡是安宁产生大暴雨的主要系 统之一 此外 山地地形对暴雨的产生也有一定的影响 当暖湿气流遇 到山脉和丘陵时 被迫抬升 形成降水 最大雨量多数会出现在海拔 500 1000m 的迎风破上 尤其是面向暖湿气流的喇叭形山口 它既有地 形抬升 又有气流辐合上升 往往出现暴雨 地形还可以起到触发作用 抬升运动使潜在的不稳定能量得到释放 安宁多山地和丘陵 当西南暖 湿气流受到山地阻挡被迫抬升时 将在迎风破面产生降水过程 受地形 影响形成的暴雨强度小 范围小 持续时间短的特点 2 6 2 洪水特性洪水特性 从区域水文气候条件和暴雨成因的分析表明 普渡河洪水由暴雨产 18 生 洪水时空分布与暴雨基本一致 由此引起的洪水即可发生在主汛期 6 9 月 亦可发生在主汛后期 10 11 月 从洪水组成情况看 包括本次涉及到的螳螂川控制断面在内的海口以下河道洪水都是由上游 滇池的下泄洪水与控制断面至海口闸区间洪水组成 对于滇池洪水来说 洪水由流域内水库群的溢 泄洪水 水库至滇 池周边的区间洪水和湖面暴雨直接形成的洪水共三部分组成 由于流域 下垫面情况较复杂 加之周边入湖河道平缓且呈网络状分布 陆面暴雨 产生的洪水需由水库和河槽调蓄后经一定历时才缓慢入湖 因此 在滇 池洪水的分区组成中 前两部分明显滞后于湖面洪水 其中湖面洪水距 洪水过程前段 路面洪水居主洪峰稍偏后段 致使洪水过程呈前段尖瘦 而后段偏肥胖型 次洪历时一般在 30 日左右 又由于流域河槽调蓄能 力大 大部分年份的第一个洪水过程历时至 15 日后有第二 三次洪水 与其汇集 从而出现滇池入湖洪水的连续多峰型过程 由于滇池调蓄作 用 其下泄洪水过程相对较为平缓 螳螂川洪水由滇池的下泄洪水与区间洪水两部分组成 从海口 蔡 家村站实测洪水资料统计 海口站目前最大出流量仅 140m s 其量对 蔡家村站的影响不大 经分析 海口站洪水量级在蔡家村站实测洪水的 比重变幅在 10 20 之间 其中主汛期比重约 10 汛后期 10 11 月 约占 20 由于所涉及河段位于普渡河中段 河道狭长 河槽调蓄作用 对大洪水影响较为明显 洪水过程涨落缓慢特点 洪水历时一般在 15 日左右 一次洪水以双峰型为主 主峰居前 单峰型次之 连续多峰 型最较少 19 2 7 水利规划及实施安排水利规划及实施安排 普渡河是昆明市境内重要的防洪河道 为了抵御洪水 将洪涝灾害 造成的损失降至最低 各级政府高度重视 先后实施了河道综合整治工 程 截止目前 在普渡河掌鸠河交口以上至海口闸段 97 6km 范围内 已完成了西园隧洞中水资源化利用及排洪工程 海口闸迁建工程 50 年 一遇 滇池出口至下游 12 5km 河段水环境综合整治工程 50 年一遇 复式断面 宽度在 30 120m 之间 普渡河安宁市段昆钢协作桥至温 青闸下游牧羊村段河道整治工程 20 年一遇 矩形断面 宽度在 28 32m 之间 且恢复重建温青闸 普渡河富民县永定桥至肖家营 4km 河段治理工程 20 年一遇标准治理 矩形断面 宽 45m 50m 1992 年修建了麦竜闸 目前 这些已整治完毕的工程运行状况良好 本次螳螂川新大桥工程涉及河段处于螳螂川治理工程中的城区段 桥梁下游有一座连然闸 该闸为 5 孔闸 闸宽 5 6m 中墩 4 个 宽 2 1 3m 和 2 1 6m 多年来运行状态良好 而且河道自 1998 年治理工程 完成后 这十几年来水流通常 河道稳定 随着安宁市经济社会的快速发展以及人口的增加 将来河道的防洪 标准提高的可能性较大 但根据与相关单位了解 拟建桥梁所在河段在 今后一定时期内仍将维持现有的设防标准 20 年一遇 20 3 河道演变河道演变 历史河道演变 普渡河自黄塘村进入安宁市 流经昆钢 安宁市区 连然镇 温泉镇 青龙镇 在马鹿塘进入西山区 安宁市境内全长 59 7km 自 1998 年至今 普渡河安宁整治段为昆钢协作桥下 150m 至温 青闸下游 200m 共计 11 8km 占安宁市全部段的 19 8 其余河段均 未进行过系统 有效的治理 1998 年 以安宁市城区段为重点进行整治 起点为昆钢协作桥下 150m 终点至昆畹公路桥下 200m 总长度为 2896m 按 20 年一遇防洪 标准设计 设计流量为 320m3 s 河道断面宽 28m 设计水深 4 8m 底 坡 1 1500 采用浆砌石重力式护岸挡墙的矩形断面 温泉段右岸治理从 龙凤桥以下单边长 1000m 设计流量为 330m3 s 2001 年 10 月 对普渡河安宁段进行第二次整治 整治段为昆畹公 路桥下 200m 温青闸下 1km 扣除原来已整治的温泉段 实际整治 9 246km 该段采用复式断面 下部为浆砌石重力挡墙 河道底宽 32m 挡墙迎水面高 3m 基础埋深 1m 顶宽 0 6m 底宽 2 6m 迎水 面呈 1 0 3 的斜坡 硬砌断面设计过流量 160m3 s 上部为梯形断面 底宽 39 4m 高 3m 边坡 1 1 8 上口宽度 50 2m 可满足 P 5 设计 洪水 330m3 s 的过流要求 河道演变趋势预测 根据调查 项目所在河段位于螳螂川城区段 昆钢协作桥 连然闸之间 自 1998 年治理工程完成后 这十几年 来水流通畅 河段较为顺直 大洪水时水流相对快 桥梁工程上下游已 治理断面均为矩形断面 宽度在 28m 32m 之间 变化不大 流速分布 变化也不大 河堤对主流线 深槽 洲滩 岸滩影响小 按照目前螳螂 21 川河道治理总体平面布局 项目所涉及河段河势将维持现状走向不变 在将来也将是一条稳定的重要防洪河道 4 评价成果分析计算评价成果分析计算 4 1 防洪标准防洪标准 根据 安宁市城市总体规划 2008 2020 制定的防洪标准 规 划区内防洪标准为 50 年一遇 根据 安宁市 320 国道 安温路至龙山立交段 改扩建工程可行性 研究报告 螳螂川新大桥为 1 42m 预应力混凝土箱梁桥 桥梁改造后 为双向八车道 根据现行行业标准 公路桥梁设计通用规范 JTG D60 的规定 确定本次桥梁规模为大桥 表 4 1 根据 防洪标准 中交 通运输设施的第 6 2 1 条公路各类建筑物 构筑物的防护等级和防洪标 准 表 4 2 按其重要性 跨河建筑物 构筑物防洪标准采用 100 年 一遇 安全加高值取 0 5m 本次新大桥工程施工临时水工建筑物为土石结构 工程规模为 5 级 防洪标准为 10 5 年一遇 表 4 3 为确保施工安全 本次施工期洪 水采用 10 年一遇 综上所述 本次桥梁工程防洪标准采用 100 年一遇 较河道防洪标 准相比要高 跨河构筑物防洪标准按就高原则 本次螳螂川新大桥桥梁 工程防洪标准采用 100 年一遇 施工期枯期洪水采用 10 年一遇 表表 4 1 公路桥涵分类公路桥涵分类 桥涵分类多孔跨径总长 L m 单孔跨径 Lk m 特大桥L 1000Lk 150 大桥100 L 100040 Lk 150 中桥30 L 10020 Lk 40 小桥8 L 305 Lk 20 涵洞 Lk 5 22 表表 4 2 公路各类建筑物 构筑物的防护等级和防洪标准公路各类建筑物 构筑物的防护等级和防洪标准 防洪标准 重现期 年 隧道防 护 等 级 公 路 等 级 重要性 路基 特 大 桥 大 中 桥 小 桥 涵洞 及小 型排 水建 筑物 特 长 隧 道 长 隧 道 中 短 隧 道 高 速 专供汽车分向 分车道行驶并应全部 控制出入的多车道公路 年平均日交 通量为 25000 100000 辆 I 一 级 供汽车分向 分车道行驶 并可根据 需要控制出入的多车道公路 年平均 日交通量为 15000 55000 辆 100300100100100100100100 II 二 级 供汽车行驶的双车道公路 年平均日 交通量为 5000 15000 辆 5010010050501005050 II I 三 级 供汽车行驶的双车道公路 年平均日 交通量为 2000 6000 辆 25100502525505025 I V 四 级 供汽车行驶的双车道或单车道公路 双车道年平均日交通量在 2000 辆以下 单车道年平均日交通量 400 辆以下 1005025 502525 表表 4 3 临时性水工建筑物洪水标准临时性水工建筑物洪水标准 重现期 年 重现期 年 临时性水工建筑物级别 临时性建筑物类型 345 土石结构50 2020 1010 5 混凝土 浆砌石结构20 1010 55 3 4 2 洪水分析洪水分析 4 2 1 基础资料情况基础资料情况 根据本次桥梁工程所涉及的河流的特点及所掌握普渡河流域站点分 布情况 结合洪水分析的方法途径 确定本次分析采用的站点 本次工程位于螳螂川安宁段 所处河段介于海口至蔡家村水文站之 间 基于螳螂川 普渡河 干流水文站实测资料能够体现该河段的洪水 量级 洪水特性的特点 螳螂川洪水分析以干流控制站为主要依据 从 站点分布情况看 涉及海口 小菜园 蔡家村 3 个水文站 包括西园隧 洞 综上所述 将所需站点资料情况列于表 4 4 表表 4 4 项目周边水文 气象资料成果一览表项目周边水文 气象资料成果一览表 23 资料项目 站名站别面积资料时间 水位流量降水 备注 海口水文29201948 2010 1949 1953 1955 1956 年无资料 小菜园水文41881956 1965 雨量资料为 1955 1995 年 蔡家村水文51631953 2010 1992 年无资料 在表 4 4 中所列的各水文站 水位站资料均由云南省水文水资源局 昆明分局负责观测 整编 统一由云南省水文水资源局复审 西园隧洞 出流资料由滇池管理局西园隧洞工程建设管理处负责观测 其出流曲线 由昆明分局率定 普渡河流域水文气象站点分布图见图 4 1 24 蔡家村 温泉 鸣矣河 矣 云龙水库 安宁 富民 县街 草铺 螳 武定 阿子营 海口 马金铺 池 二街 河 晋城 白邑 昆明市 鸣 川 螂 碧鸡 西山 矣六 滇 呈贡 官渡 洛羊 勤劳 谷律 海联 团结 沙朗 大营 河 散旦 松华坝水库 双哨 厂口 江 龙 大板桥 马 柯渡 河 崇德 渡 赤就 禄劝 河 普 款庄 盘 东村 三江口 团结 鸠 茂山 者广 掌 中屏 龙 鸡街 河 九龙 九 渡 大哨 嵩明 马街 牛街 河 转龙 普 洗 联合 省会 县 区 乡 镇 水文站 流域分水线 湖泊 水库 图 例 图1 1 普渡河流域水系分布示意图 三岔河 元塘 海口 图图 4 1 普渡河流域水文气象站点分布示意图普渡河流域水文气象站点分布示意图 25 4 2 2 基本资料综合评价基本资料综合评价 按照现行设计洪水计算规范的要求 对所涉及各站历年观测资料需 进行可靠性 一致性和代表性分析 对其简述如下 一 可靠性 一 可靠性 雨量站 雨量站 从实地调查和掌握的情况看 海口 小菜园的观测场地布 设较为规范 且观测场地固定 四周开阔 从仪器设备情况看 均配有 自记和人工观测仪器 设备性能良好 从观测记录结果看 自记与人工 相结合的降雨过程对应性好 且过程控制较为完整 从单站分析情况看 降雨量随历时加长而增大 符合降雨的统计特性 从各站历年同期最大 1d 及年雨量资料进行对照 短时段雨量出现时间多数同步 时段及年雨 量分布与地形变化 移动路径 走向基本一致 从整编成果看 各站均 按现行规范要求制作 因此 海口 小菜园雨量站历年各时段暴雨资料 可靠 水文站 水文站 将各水文站从测验条件 方法 河道特性及整编等方面加 以分析 认为测验方法基本符合 河流流量测验规范 GB50179 93 要求 从各站历年水位流量关系定线 推流 水位流量关系曲线衔 接 综合水位流量关系曲线变化规律方面检查 除海口站因受下游附近 石龙坝水电站取水坝节制闸启闭影响 造成测流及整编资料精度相对低 外 其余各站水文资料整编符合 水文资料整编规范 SL247 1999 要求 从上下游测站水量平衡及其过程对照比较 均未发现明显 不合理现象 从各站降雨径流过程对照 除海口站出流量受滇池调蓄影 响 对应性较差外 其余各站彼此对应较好 西园隧洞出流量是根据入口闸门开启度与湖水位关系以及隧洞出口 的太平断面水位流量关系综合而得 其精度取决于开启度和闸门出流系 26 数 关于闸门的出流系数 管理单位曾先后于 1997 年 10 月和 2005 年 12 月两次委托昆明分局进行了率定 其中第一次分析结果是同级水位 水位介于 1886 9 1887 1m 之间 的流量较原设计流量大 7 75 14 5 第二次水位介于 1886 0 1887 2m 之间时 同级水位的流量 与第一次接近 认为经两次率定的系数是具有一定的精度的 历年出流 量系采用经率定的水位 开启度 流量关系推流 其中最大出流量为 40m s 因此 观测整编成果是可靠的 从现状海口站历年实测洪水资料统计 海口站目前最大出流量为 80m s 平均为 50m s 其量对普渡河 螳螂川 干流三岔河 三江 口站洪水影响甚微 蔡家村 三岔河 三江口站洪水可视为主要由区间 产生 对蔡家村站的影响变幅在 20 25 之间 其中主汛期海口站洪 水占蔡家村站洪水的比重约 20 可视影响不大 汛后期 10 11 月 洪水比重约占 25 存在一定的影响 枯期 12 月至 5 月 20 日洪水影 响比重超过 25 存在明显的影响 随着海口河整治工程实施 下泄洪 水量级将较现状会有明显的增大 届时 对蔡家村站实测资料影响显著 从各站实测年限和历史洪水调查资料情况看 蔡家村 三岔河 三 江口站均有历史洪水调查成果 海口 蔡家村站实测资料最长 其系列 长度均已超过 50 年 三岔河 三江口站实测年限较短 不足 20 年 综上所述 除了海口站观测 整编资料精度有限外 其余各站实测 期水文资料基本可靠 能满足本次洪水分析要求 因受滇池调蓄影响 海口站洪水资料不具有 天然 特征 蔡家村 三岔河 三江口站受上游 影响相对较小 可视基本具有一致性 海口 蔡家村站实测系列长度满 足现行 水利水电工程洪水计算规范 所要求的 30 年以上系列的规定 27 小菜园站因实测年限甚短 其实其样本系列不具有代表性 但若加入历 史洪水调查资料 在一定程度上可增强和提高代表性 二 一致性 二 一致性 尽管随着昆明城市化进程加快 滇池周边局部地区 热岛效应 日趋 明显 导致局部气候突变 使得前后段雨量存在微量的变化 但就整个 滇池流域来说 降雨的主要因素 如气候成因 地形 地貌 不会因局 部 热岛效应 而影响到整个区域 彼此间可视为基本处于一个相对稳 定的状态 因此 对滇池流域内固定站点而言 在相对地质年代很短的 时期内 影响降雨的因子具有连续和一致性的特点 在具有相同气候成 因条件下 各站雨量样本系列前后段具有一致性 对各水文站实测流量资料而言 其水文要素属于气候 地面汇集综 合影响的结果 其样本的一致性随流域下垫面条件改变 人类活动影响 程度的变化而变化 从本次涉及的站点情况看 海口 小菜园 蔡家村 站流量资料受滇池节制闸影响 其样本必然不具备 天然 的一致性 综 上所述 本次所涉及水文站点中的海口 小菜园 蔡家村站流量资料样 本不具备一致性 在分析过程中续作进一步分析处理 三 代表性 三 代表性 对暴雨样本系列而言 其代表性分析从如下两个方面进行 即单站 长短样本系列统计参数稳定性分析比较 多站统计参数的面分布规律分 析 从目前研究理论水平看 当用统计推断的方法推求某一指定频率的 暴雨和洪水时 为了减少计算的抽样误差 一般要求其样本系列应具有 充分长 但从数理统计角度看 再长的实测系列也仅为总体的一个样本 根据现行 水利水电工程设计洪水计算规范 SL 2006 规定 实测 28 或插补的暴雨或洪水样本系列长度不应少于 30 年 按此要求 除小菜 园站实测洪水系列不足 30 年外 海口 蔡家村站实测暴雨洪水系列均 超过 30 年 且在观测时期内已随机地分布有大暴雨 暴雨和一般暴雨 说明该系列中已包含有大 中 小暴雨量 因此定性认为 除小菜园站 实测洪水系列外 其余站点洪水及一日暴雨系列长度基本满足计算要求 众多分析结果表明 实测年限长并不能充分说明统计参数一定有代 表性 还应分析统计参数趋于稳定而又包含周期的最短年限作为最短代 表段 基于设计流域处于普渡河中段 暴雨成因与普渡河相似的特点 选择系列较长的海口 蔡家村站作为代表性分析的代表站 分别逆时序计算海口 蔡家村站最大 1 日暴雨系列的累进均值 累 进 Cv 并绘制相应过程线 见图 4 2 4 3 图图 4 2 海口站最大海口站最大 1 日暴雨累进均值及累进日暴雨累进均值及累进 Cv 曲线图曲线图 29 图图 4 3 蔡家村最大蔡家村最大 1 日暴雨累进均值及累进日暴雨累进均值及累进 Cv 曲线图曲线图 由图 4 2 4 3 可看出 暴雨均值在系列长度超过 20 年后基本稳定 但 Cv 值需超过 35 年后才稳定 表明各站暴雨洪水系列长度需达到 40 年以上才具有代表性 按矩法公式计算海口 蔡家村站 1 6 24h 及 1d 暴雨统计参数 结果见表 4 5 表表 4 5 各代表站统计参数成果表各代表站统计参数成果表 统计参数 序号站名系列时段 均值 mm CvCs 1h31 70 343 5Cv 6h57 30 43 5Cv1965 2010 24h76 90 43 5Cv 1952 2010一日64 20 43 5Cv 1海口 1973 2010一日66 50 423 5Cv 1h29 70 343 5Cv 6h48 70 343 5Cv1969 2010 24h67 30 363 5Cv 1945 2010一日58 60 363 5Cv 2蔡家村 1973 2010一日60 50 383 5Cv 3小菜园1955 1995一日60 70 383 5Cv 从表 4 5 中可以看出 本地区各历时最大雨量变差系数在 0 34 0 42 之间变化 其中海口 蔡家村长短系列均值 Cv 值均有一定差异 但 30 相差均在 6 以内 由此说明 本地区暴雨系列长度超过 35 年以后 统 计参数基本稳定 从表中亦可看出 各站最大 1 日暴雨 Cv 值较为接近 彼此相差甚小 且 Cv 值随历时增大而增大 将海口 蔡家村站 1 6 24h 暴雨量 Cv 值与 云南省暴雨径流查算图表 中 Cv 等值线图 相比 Cv 随历时的变化趋势与图表中的一致 从数理统计学的角度而 言 样本系列越长 统计参数更具相对稳定 同时长系列统计参数能较 好反应总体特征 综上所述 海口 蔡家村站 1 6 24h 1d 暴雨系列长度超过 35 年后 各历时最大雨量长短系列均值 Cv 值趋于稳定 表明其统计参 数基本具有一定代表性 对洪水资料而言 根据 水利水电工程设计洪水计算规范 SL44 2006 规定 为减少短系列所带来的较大抽样误差 计算设计 洪水时 在充分利用已有实测资料