大桥行洪论证与河势稳定评价报告

广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告4.4.3桥梁基础复核4.4.3桥梁基础复核 23广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告2。3与既有涉河工程的关系2。3与既有涉河工程的关系 10目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 1\o"CurrentDocument"1。1项目背景 1\o"CurrentDocument"1.2评价依据 2\o"CurrentDocument".1有关法律、法规 2\o"CurrentDocument"1。2.2相关技术、规范性文件 2\o"CurrentDocument"1。2。3报告编制依据 3\o"CurrentDocument"1。3评价河段范围与防洪标准 3\o"CurrentDocument"。1评价河段范围 31。3.2防洪标准 3\o"CurrentDocument"研究路线及工作内容 4\o"CurrentDocument"1。4.1研究路线 4\o"CurrentDocument"1。4.2工作内容 4\o"CurrentDocument"1。5基础资料 4\o"CurrentDocument"2基本情况 6\o"CurrentDocument"2。1建设项目概况 6\o"CurrentDocument"2。1。1建设项目的名称、地点及建设目的 6\o"CurrentDocument"设计工程规模及布置 6大桥主要技术标准 6\o"CurrentDocument"桥梁设计方案 7\o"CurrentDocument"2。2河道基本情况 7流域概况 7\o"CurrentDocument"水文、气象、泥沙特征 8\o"CurrentDocument"河段地质条件 9\o"CurrentDocument"2。4有关规划和实施情况 11\o"CurrentDocument"3河道演变 12\o"CurrentDocument"3.1河道历史演变概况 12\o"CurrentDocument"3。2河道近期演变趋势分析 12\o"CurrentDocument"3。3河道演变趋势分析 12\o"CurrentDocument"4行洪论证与河势稳定计算 14\o"CurrentDocument"4.1水文分析计算 14\o"CurrentDocument"4。1.1水文测站基本资料 14\o"CurrentDocument"4.1。1.1测站分布 14\o"CurrentDocument"4。1。1。2测站及基本资料复核 144。1。2设计洪水计算 15\o"CurrentDocument"4。1.2.1采用暴雨推求设计洪水 15\o"CurrentDocument"4。1。2.2采用水文比拟法计算设计洪水 17\o"CurrentDocument"4。1。2。3设计成果合理性分析 18\o"CurrentDocument"4.1。2.4分期洪水计算 18\o"CurrentDocument"4。2控制断面水位流量关系成果 19\o"CurrentDocument"4.3壅水与行洪分析计算 20\o"CurrentDocument"1模型基本方程 20\o"CurrentDocument"4。3.2计算的基本资料 20\o"CurrentDocument"4.3.3计算结果与分析 21\o"CurrentDocument"4。4冲刷与淤积分析计算 211桥下一般冲刷 22\o"CurrentDocument"4。4。2桥墩局部冲刷 22广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告\o"CurrentDocument"堤脚冲刷计算 234。4。5建桥后河道冲淤演变规律 24\o"CurrentDocument"4。5项目建设对河段泄洪影响的分析计算 24\o"CurrentDocument"4。6河势影响分析计算 25\o"CurrentDocument"滩槽和河岸线变化 25\o"CurrentDocument"4。6。2河道稳定性分析计算 25\o"CurrentDocument"4。6。3对河势稳定的影响 27\o"CurrentDocument"5综合影响评价 28\o"CurrentDocument"与有关规划、标准、管理的关系分析 28\o"CurrentDocument"对河道泄洪的影响分析 28\o"CurrentDocument"对河势稳定的影响分析 28\o"CurrentDocument"对现有防洪工程、河道整治及其他水利工程设施的影响分析 28\o"CurrentDocument"5。5对防汛抢险的影响分析 29\o"CurrentDocument"对第三合法水事权益人的影响分析 29\o"CurrentDocument"6防治和补救措施 30\o"CurrentDocument"工程影响防治与补救措施 30\o"CurrentDocument"防治与补救措施的投资概算 30\o"CurrentDocument"7结论和建议 31\o"CurrentDocument"7。1结论 31\o"CurrentDocument"7。1。1河道演变规律、发展趋势及河势稳定的分析结论 31\o"CurrentDocument"7。1.2建设项目对各方面的影响评价结论 31\o"CurrentDocument"7.2建议 32\o"CurrentDocument"附件： 32\o"CurrentDocument"附图目录： 32广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥行洪论证与河势稳定评价报告# 0:大石镇龙洞碥〕2基本情况2。1建设项目概况2。1.1建设项目的名称、地点及建设目的建设项目名称：广陕、广巴高速大石互通连接线工程建设项目地点：建设项目位于广元市利州区大石镇快乐村,距南河出口约12Km。建设项目目的:改善大石片区交通环境。。2设计工程规模及布置广陕、广巴高速大石互通连接线工程南河大桥，起点K2+352起点坐标X=3587592236>Y=585224.67,3终点K2+605终点坐标X=358744094AY=585021818，桥梁总长253。1m，桥面宽22m桥墩采用三柱式桥瞬桥在南河北岸上跨滨河北路，跨滨河北路段采用现浇箱涵，整体性好,桥型美观;在南河南岸上跨滨河南路，设立辅道实现其与滨河南路互通，大桥与河道水流方向存在约10°夹角。新建南河大桥主跨上部结构使用梁高较小的采用装配式预应力混凝土小箱梁,上部梁片可工厂标准化制作，施工工期短,施工工艺简单，能有效控制施工质量。桥型简单美观，桥面视野开阔，施工难度小，投资相对较高.:万源2.雪峰］大桥主要技术标准南河大桥地理河北置图雪峰（2）设计荷载：城-A级。（1）安全等级:大、中桥安等级为一级;（3）设计洪水频率:大、中、小桥及涵洞1/100。下穿广旺铁路和国道212线国道212高速（4）地震设防：本地区场地地震动加速度峰值为0.1g,地震动反应谱特征周:万源2.雪峰］大桥主要技术标准南河大桥地理河北置图雪峰（2）设计荷载：城-A级。（1）安全等级:大、中桥安等级为一级;（3）设计洪水频率:大、中、小桥及涵洞1/100。下穿广旺铁路和国道212线国道212高速（4）地震设防：本地区场地地震动加速度峰值为0.1g,地震动反应谱特征周围噩南路桥址区抗震设防烈度为踵L （（5）结构设计（6）桥梁宽度：桥面标准横断高速连接线:大石镇〕宽度为0.5m（防撞护栏）+3.0m（人行道）+0.25m路缘带）+2X3.5m（车行道）+0滨5河南路下肇义25m车行道）+0.25m（路缘带）+3。0m（人行道）+0.5m（防撞护栏）一2。1。4桥梁设计方案本桥在南河北岸上跨滨河北路,在南河南岸上跨滨河南路，设立辅道实现其与滨河南路互通。新建南河大桥主跨使用梁高较小的装配式预应力混凝土小箱梁和预应力混凝土空心板梁，具体方案论述如下：本方案南河大桥在跨越南河段采用25m预应力混凝土小箱梁，上部结构布跨:(2x30)+(3x25)+(3x25)m预应力混凝土小箱梁+(18+18。102+20)m混凝土连续箱梁，桥梁全长253。1山。跨越南河主桥段采用7片预应力混凝土小箱梁组成桥面宽为22.0m的标准横断面。本方案桥墩采用三柱式桥墩，桩径1.5m，两侧桥台均采用U型台，扩大基础。主桥跨河道部分桥墩间距为25山，左岸跨河堤处桥墩间距18m,大桥桥墩与河道水流方向存在约10°夹角。本方案上部结构采用装配式预应力混凝土小箱梁，上部梁片可工厂标准化制作，施工工期短，施工工艺简单，能有效控制施工质量。桥型简单美观，桥面视野开阔，施工难度小，投资相对较高.桥型布置图

主桥横断面布置图河道基本情况2。2。1流域概况南河为嘉陵江中游广元至苍溪段左岸一级支流。发源于广元市城东北麻柳乡吴二包李家坪，流经利州区荣山镇、大石镇，于广元市主城区汇入嘉陵江，河道长75km，流域面积738km2。河口高程466m，天然落差894m，平均比降为6。28%°。该河道多为沙砾石河床，断面呈“U"型，天然稳定岸线上下段变化平顺，河宽一般介于120m〜260m之间，河道中边滩发育。南河水系发育,自上而下的主要支流有长滩河、缠龙河、小稻河等。南河属于嘉陵江中上段左岸支流,由于两河均处于我省川北深丘浅山地区，暴雨冲刷是河流泥沙的主要来源。近年来随着上游区植被的恢复，河道内泥沙情况处于逐渐减轻的趋势。工程以上流域面积约620km2,支流纵横,汇水面积较大，河床比降约3〜5%。，流量因季节变化波动较大,洪水陡涨陡落,冲刷力较强，为典型的山区性河流。工程项目所在地以上南河干流无大型水利工程,工程拟建位置上游约650米有曹家河汇入.2。2。2水文、气象、泥沙特征利州区属亚热湿润季风气候区，气候温和，光照适宜,四季分明。冬春季节,该区受北方冷空气影响，降水少。年内降水量多集中在夏季,常出现暴雨或大暴雨，引起山洪暴发,河水猛涨,造成洪涝灾害。其余的盛夏时间常为副热带高压控制，出现连晴高温天气，形成盛夏伏旱。进入秋季后，冷空气逐渐加强南下，而高原近地面仍为热低压控制,低压东侧的偏南气流与南下冷空气在盆周相持，因而成云致雨，造成秋涝.境内年均气温16。0℃，东西两侧山丘地区略低于嘉陵江干流沿岸地带。年内气温最高在7月份，月平均气温26。3℃；最低气温在1月份,月平均气温4。6℃.霜期变化情况由北向南渐减，年平均无霜期260天.年均降雨量1185.5mm,多年平均年降雨天数为153.4d,夏、秋季节（6至9月）受暖湿海洋气团控制，水气充足,降水显著增多；约占全年总降水时的75.6%，月降水以7月份最多,其中又以7月上旬为最大。冬季（11至3月）降水稀少,仅占全年总降水量的6％左右。降水年际变化较大，少水年不足丰水年的三分之一，易造成少水年大旱，丰水年多洪水。区内夏秋季节气候湿润；年平均相对湿度在70%左右，7至10月份均在75%以上，最高可达到76.7%；1至3月份最低为60。3%,多年平均年蒸发量1483。6mm（20cm蒸发皿观测值）。境内雾日在秋末冬初季节出现较多，年均雾日约在20d左右，主要发生在西南部的低山河谷地带。境内日照时数1389.1h,日照百分率为31%.区境内大风常出现在每年春秋季节转换交替阶段。多年平均风速1.7m/s,最大风速28.7m/s,有时山口河谷达8〜10级以上。每年3月至5月和10至11月，大风日数最多，持续时间一般16至18小时，最长时间3天.每年盛夏，雷雨常伴阵性大风，但持续时间较短。利州区气象特征值统计表月份项目二三四五六七八九十十-一十二年气温(℃)平均4。67.411.416.320.823.426。325.521。816.3116.616最高1.8。322.330.633.236。938.537。538。935。231。32620.138。9最低•—8.1—6.8-1。7—0.67.712.215.815.410.32.6—3.18。2—8.2相对湿度(%)平均6；0。362161.954。26568。476.776.176.17569.96568。5最小4552671616193482降水量(mm)平均5。39。323.459。996。5164。9310。6246.2174.666.627.151,185。5最大13.333.958.2232。3314.5824。7649。6576523.3172.69)3。81.8。91808.2最小004.418。624.119.2105.337。846。1140.90754。5蒸发(mm)平均74.876.91.26。7149.4189186。9174。2160。3113。286.716。868.81483.6水温(℃)平均5.47.311.615.717。620。121。721。917。915。310.86。914。3最高8。411817。421.522。52927.62724。420.514510.629最低2.51。35。510.88.5151317.511.511631。3风速(m/s)平均1.81.9221.91.51。31。31。51.41。61。61.7极大213215。326.425.426.428。72323。421。224。121.422928。7风向NENNNNWNENNEENWNNWNNNENENNE2)径流、洪水特征南河流域位于嘉陵江广元城区段左侧，集水面积较小，易受暴雨区笼罩,洪水主要由暴雨形成,洪水特性受下垫面和支流洪水影响，属陡涨陡落型洪水，加之该区属于我省川北大巴山暴雨区,暴雨量级大，峰型尖瘦，由此形成的洪水具有起涨快，陡涨陡落,与暴雨过程基本同步的特点.三川水文站紧挨着南河流域，水文地理环境与南河流域也极为相似,参照该站实测洪水资料分析，工程区洪水多由暴雨引发，多出现在6〜9月，一次洪水过程历时约1〜2d,洪峰过程为单峰，洪量多集中在1d内。3)泥沙特征河流水沙关系密切，沙量主要集中在汛期，具有大水大沙,小水小沙的特点。根据《四川省嘉陵江广元市城区防洪工程实施方案报告》中的设计成果，南河流域多年平均悬移质输沙量95.2万t,推移质泥沙输沙量4。8万t。2.2。3河段地质条件(1)地形地貌工程区位于四川盆地北部，川北浅〜中度切割的低山丘陵区，山脊高程500〜800m，区内以侵蚀堆积地貌为主，其次为构造剥蚀地貌。堆积地貌分布于南河两岸，主要发育有漫滩及I阶地，构造剥蚀地貌分布于南河两岸外围低山丘陵区，主要表现为单面山、不规则条形山脊等与侵蚀洼地相间分布的地貌形态。（2）地质构造工程区在区域大地构造上位于龙门山前陆逆冲楔和扬子地块分界线靠近扬子地块一侧，地处新华夏构造体系龙门山构造带的北中段附近的东侧,南侧紧邻四川拗陷，东邻巴中—-仪陇莲花状构造。而岷山断块和龙门山构造带又是青藏高原东缘与四川盆地分界的一部分，以此为界,东、西两侧的构造变形及其地震活动性出现明显差异，岷山断块和龙门山构造带以东的四川盆地断裂构造不甚发育,规模小，活动性弱，仅有一些零星的中强地震活动记载，是相对的稳定区。以西的地区，断裂规模大、活动性强，地震频发，尤其是6级以上强震主要集中于块体边界断裂上，是活动构造区。工程场地内无规模较大的区域性活动断裂，主要受外围中强地震的影响，根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及第1号修改单工程区地震动峰值加速度为0。10g,地震动反应谱特征周期为0。40s.另据工程区附近《广元昭化水电站工程场地地震安全性评价报告》地震动参数复核结果，在50年超越概率10％时，地震基本烈度为皿度,基岩水平峰值加速度100cm/s2.（3）不良地质现象据地表地质调查，桥址区不良地质现象不发育,无地质断裂及自然滑坡、崩塌、泥石流、采空区等不良工程地质现象,桥址两岸均建有河堤，岸坡整体稳定性较好。2。3与既有涉河工程的关系评价河段内有几处涉河项目，主要有：（1）左岸防洪堤南河大桥评价河道左岸南河大桥桥址上游堤防在建,下游堤防已建成，其设计防洪标准为50年一遇,该段河堤采用栏杆高代替超高。堤防采用半重力半生态护坡堤型，评价河段堤顶高493.88~491.44米。（2）右岸防洪堤南河大桥评价河道右岸有已建成的堤防，其设计防洪标准为50年一遇，该段河堤采用栏杆高代替超高。堤防采用半重力半生态护坡堤型,评价河段堤顶高493.84491。44米。（3）河道两岸穿堤排水涵洞河道评价范围内穿堤排水涵洞出口均布置于挡墙上，出口高程均低于河道50年一遇洪水位。桥址上游约30米左岸穿堤箱涵（上图）

桥址上游约200米左岸穿堤箱涵（上图）

桥址上游约520米左岸穿堤箱涵（上图）

桥址上游约650米左岸穿堤圆管涵（上图）（4）河道两岸管线设施南河左岸滨河南路正在建设，桥址处滨河南路还未施工，沿道路两边埋设有通信线、燃气管、雨水管、污水管、给水管、电力线管线埋深在3〜4米，管线平面布置距河堤堤顶外边线8〜34米。南河右岸沿堤顶已埋设有光缆线，距堤顶约2米（见下图）。2。4有关规划和实施情况（一）滨江北路根据《广元市城市总体规划》（2008〜2020）,南河右岸滨河北路正在规划设计阶段。（二）滨江南路南河左岸有在建的滨河南路,起点接在建的南河快乐大桥终点处，终点至荣山片区南河龙洞碥大桥处,道路总长6819。117米，道路宽度27米。3河道演变3。1河道历史演变概况拟建的南河大桥位于广元市大石镇下游,距雪峰约2公里,距南河出口约12公里,桥位上下游河道较为顺直，受河势条件控制，水流易淘刷凹岸，而在凸岸形成淤积边滩，但由于两岸受已建防洪堤的影响,河岸稳定。南河汛期由于上游来沙量较为丰富，工程河段由于受河床边界的约束，上游来沙不易在河床中落淤,一般均通过河床断面向下游输移，仅极少部分物质在两岸边滩附近淤积，河道呈现出年内冲淤变化大，但年际相对平衡的特征。根据现场观测和调查，河床冲淤基本平衡,河床冲淤变化小，河型河势较稳定。综合上述分析结果表明：评价河段目前基本能保持冲淤平衡，河型、河势及岸线等基本保持稳定。3。2河道近期演变趋势分析从现场查勘情况来看,河道断面有一定的冲淤变化，但变化很小，河道近期基本稳定。由于河道顺直，河道两岸均建有河堤,因此一般洪水主要表现为下切侵蚀。论证河道内，河床为稳定性较好的砂卵石,河段内地质条件较好.河道遇较大洪水时，两岸有一定的淤积，受河堤的制约，河道冲淤变化较小；发生一般性洪水时，河道断面基本没有变化，平面形态上，河道滩槽相对稳定，河势总体稳定。3.3河道演变趋势分析南河大桥工程主要由于桩式桥墩对水流的束窄阻水作用,使局部水流流态发生变化，引起相应的河床调整，这种调整主要表现为：在桥墩上游因桥墩阻水而产生壅水，流速减小,泥沙淤积；在桥墩之间因桥墩束水，水位降低，流速增大,造成局部冲刷；在南河大桥下游水流扩散,流速降低，再一次引起河道的泥沙淤积。同时由于桥墩分流和导流作用,可能引起水流流向的局部变化,也可能引起河床的演变。南河大桥的建设引起的流速分布的改变主要体现在桥墩附近的区域，其下游形成掩流带，其流速略有减小，这将使得南河大桥附近产生一定的边滩淤积现象,但由于流速减小幅度并不大，因此淤积现象不十分明显。根据桥梁所在河段的河道特点、工程布置情况,工程实施后，河道在汛期河流造床时，水流条件与天然情况相比,变化很小,河床可能发生局部、暂时、微弱的变形，但河道本身在较短的时间内能够自动调整到冲淤平衡状态。工程建成后,河流地质地貌条件、河床地层的组成均没有改变.根据对桥梁附近已建的大桥桥址河段的调查分析，大桥的建成对河道两岸的影响是很小的，影响较大的是对桥墩附近的冲刷。4行洪论证与河势稳定计算4。1水文分析计算4。1.1水文测站基本资料4。1.1.1测站分布南河流域内无水文站点。临近流域嘉陵江干流设有广元水文站（新店子水文站），雍河上有三川水文站，工程附近水文站资料情况见下表。广元周边水文站情况统计表河名站名站别集水面积观测资料项目及年限水位流量泥沙嘉陵江新店子水文253671941〜19431951〜19561962〜19651955〜19561964〜19671969〜19951966〜19681970~1996广元水文259671996〜至今1997〜至今1997~至今雍河三川水文3031967.5〜至今1969〜至今1970.6~至今4.1。1。2测站及基本资料复核（1）新店子水文站嘉陵江上游干流控制站，1952年水利部水文总站设朝天驿水位站，1957年撤消，1962年恢复，1963年5月1日将断面下迁180m,同年再次下迁400m改为新店子,1967年改名为先锋水文站,1975年恢复为新店子水文站,控制流域面积25367km2。测验河段河道呈S"型，基本断面设于弯道中央离上弯400m离下弯200m水位在480m以下右岸出现滩地，串沟，右岸漫滩后，滩地部分流向与基线有一夹角。河底由沙卵石组成,常有沙洲出现，河道冲淤变化比较大。主槽左右摆动，主流多偏于左岸。左岸为石灰石组成,右岸为易风化的破碎页岩组成，水位在480m以下比较稳定，下游2800m处左岸有一个支流加入。水位用黄海基面。流量测验以流速仪为主,流速仪多以常、简测法为主。高水个别测次采用浮标法，流速仪测速以一点法（0。2或0。6）为主，个别年份和部分测次也采用了3点法和5点法测速.布设垂线9~14条，布设合理，基本能控制断面流速分析.浮标测速一般投放浮标13个以上,浮标类型为草把，投放的浮标分布合理，能控制断面流速变化。（2）广元水文站广元水文站设立于1997年,由原新店子水文站下迁至广元市上西坝,东经105°50,，北纬32°27,集水面积25647km，域内河长395km,至河口距离745km。水位观测断面左岸自然状态缓坡，右岸上西河堤顶高04。98nl（高程系统为水文站假定高程）。测验河断顺直，控制条件较好，河床由沙卵石组成，有轻度冲淤变化,左岸中高水时有少量杂草和树木，为复式河床,中高水右岸滩地淹没。新店子、广元等国家基本水文（位）站的实测资料，历年来,分别经长江水利委员会、成勘院、省水利院、水电五局、绵阳市水电设计院等单位审查、复核。资料基本是可靠的,满足本次水文分析要求。（3）三川水文站三川水文站于1967年3月由四川省水文总站设立，嘉陵江中游左岸山丘地区小河代表站。于1969年5月正式测流。控制集水面积303km2.三川站测验河段顺直长度约500m左右，基本水尺断面设于顺直段左岸上部，河床为沙砾石,乱石组成，冲淤变化较小。该站有1957至今的实测水文资料,精度较高，可靠可用。在《四川省洪水调查资料》中查得1925年、1954年和1963年历史洪水调查资料，精度评价供参考。4.1。2设计洪水计算4。1。2.1采用暴雨推求设计洪水（1）设计暴雨工程所在南河流域内无水文站点，流域内仅有麻柳树,张坝两侧雨量站，均为国家水文站网的基本站点。雨量观测采用段次为汛期4段制观测。各站的观测资料证书可靠，并且所有资料均经过在站整编、初审、复审，以及汇编等记到工序，资料精度较高。本次洪水计算采用的流域重心点6小时和24小时点设计雨量根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》等值线图查询，流域面平均雨量设计值根据点面换算系数和修正系数法计算。根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中推荐的方法计算，采用推理公式推求南河大桥工程评价河段的设计洪水。经过计算,6小时综合校正系数为0.668,24小时综合校正系数为0.768，点面计算雨量成果如下表.南河流域设计暴雨成果表 （单位毫米）时段均值CVCs/Cvp=1%Ip=2% p=5% p=10%p=50%点设计雨量6小时790。53.527619115713167。924小时1120.533.532228223019094.6面设计雨量6小545。324小时24721717714672.7（2）洪峰流量计算推理公式的基本关系式为：=0.278力iF=0.278力F/上式适用于全面产流条件下的全面汇流和部分汇流两种情况：当全面汇流条件下：tW力=1一（口/S）n当部分汇流条件下：T>力二n（/）1—n=［（1—n）s/口］1/n式中：一一洪峰流量（m3/s）；力一洪峰径流系数；i——最大平均暴雨强度（mm/h）；--暴雨雨力，即最大1小时暴雨量（mm/h）；—-暴雨公式的衰减指数；F--集水面积（km2）;t--流域汇流时间（h）；L-—自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度（公里）；J--沿L的河道平均比降；——流域汇流时间（小时）;——当力=1的流域汇流时间（小时）；——产流历时（小时）；口--产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度（mm/h）；m—-汇流参数.公式各参数的确定：产流参数口据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》产流参数口二KF-0.19,得本工程设计流域的综合关系为：口=6F-0.19 Cv=0。15 Cs=305Cv汇流参数m采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，盆地山区区经验公式计算：。二1〜30时，m=0.4000.2040=30-300,m=0.09200.636流域特征参数0=L/（jl/3*Fl/4）注：雨量单位：mm推理公式： Q=0.278力FS/Tn式中：Q-最大洪峰流量（m3/s）力一洪峰径流系数F一集水面积（km2）S—暴雨雨力、即最大1小时暴雨量（mm/h）t—流域汇流时间（h）n一暴雨公式指数产流计算采用蓄满产流模型计算，汇流计算根据瞬时单位线转换为时段单位线进行计算.按照《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中推荐的地区综合参数计算洪水，采用推理公式推求本工程的设计洪峰流量成果见下表。工程河段设计洪峰流量成果表频率1%2%5%10%50%洪峰流量（m3/s）48804080313023607814。1.2.2采用水文比拟法计算设计洪水通过采用与南河流域地理位置、气候条件相近的三川水文站洪水设计成果，用水文比拟法计算工程河段设计洪水。公式：式中：Q-设计站流量（m3/s）1Q2-参证站流量（m3/s）F1-设计站集水面积（km2）F一参证站集水面积（km2）2n-校正指数，取2/3三川水文站集雨面积303km2,南河大桥处集雨面积620km2,计算流量转换

系数为1。612.工程河段设计洪峰流量成果表频率1%2%5%10%50%三川站洪峰流量（口3八）3260281022201760694工程河段洪峰流量（口3/$）526045303580284011204。1.2。3设计成果合理性分析根据上面两种方法计算结果对比分析，两种方法计算结果相差比较大，主要原因是用小流域推算大流域，导致计算结果偏大不够准确。查阅已评审通过的快乐大桥行洪论证中洪水成果、南河河堤设计洪水，其洪水成果基本与本次推理公式方法推求的设计洪水成果。综合各种因素考虑，确定该工程处的各频率设计洪水流量采用推理公式方法推求的设计洪水成果。项目计算方法各频率最大洪峰流量（m3/s）1%2%5%10%50%推理公式法4880408031302360781水文比拟法526045303580284011204.1.2.4分期洪水计算南河流域上无水文站点,其分期洪水设计拟采用位于南侧的紧邻水文站点三川站作为分期洪水参证站。三川水文站控制集水面积303km2,具有1969〜2005逐月最大洪峰系列。采用不跨期选择，按月分期,计有1月、2月、3月、4月、5月、10月、11月、12月共八个分期。并根据施工专业要求，按11〜4月、10〜4月、10〜5月三个不同时段进行分期统计和频率计算。计算成果见下表.三川水文站分期洪水设计成果表时间均值10%20%33%50%10.461.10.80。60.420.591。510.70.432。237。83.71.30414。2143.924。3123。95108.53386.7205.591。113.71086.06289。617190.128。11127。673.445.426。913.4120。962.41.40.80。511〜4月40.07108.872。345.823.910〜4月112.41339。1217。2129。757。710〜5月198。81546.8369.6238。2125.4根据三川站分期洪水频率计算成果,采用水文比拟法，计算南河控制断面分期设计洪水成果。移用面积比指数分别按5月、10月，11〜4月、10〜4月、10〜5月取n=0。8,其余枯期月份取n=1,主汛期6〜9月采用本河段设计成果，分期设计洪水成果见下表。工程河段分期洪水设计成果表时间均值10%20%33%50%11。122.681。951。460.9721。453。652.441。700。9735。4319。009。013。170.00434。61106。9259.1929。239.505221。23788.25418.89185.7027.9310175.42590.32348.57183。6657。281156.26149.6292.5454。8327.31122。335。853。411。951。2211~4月81.67221.78147。3893.3648。7210〜4月229。14691。22442。74264。38117.6210~5月405.261114。60753.40485.55255.624。2控制断面水位流量关系成果在实地测量、查看、分析的基础上，本着尽量能够反映河段实际行洪能力的前提下，结合实际工程将在河道内修建桥墩等建筑物，占用了过水断面，对河道行洪有一定的影响.本次设计利用实测的大断面资料，南河大桥工程评价河段下游控制断面的水位流量关系曲线拟采用水力学公式推算。公式为：式中：一一流量(m3/s);过水面积(m2);——河床糙率；水力半径(m);比降(％0)。(1)水面比降J的确定:高水水面比降参考南河"81.8”和“90.7”历史洪水比降，低水水面比降参考河床比降，最后确定拟建工程河段水面比降0。0015〜0.0027之间。(2)河床糙率n的确定：是根据目前国内外分析研究成果和编制的天然河流河床糙率表，结合实际河床地貌组成,岸边光洁度、水深变化、断面形状、河槽变化等因素，综合分析，最后确定该断面糙率0。035〜0。043之间.根据实测大断面，逐级计算过水面积、水力半径，最后推算出控制断面水位力量关系曲线,同时参考已经通过评审的相关资料，绘制光滑的水位流量关系曲线，CS7断面水位流量关系图见附图4.3壅水与行洪分析计算4。3。1模型基本方程建桥后,桥孔压缩水流，使桥位上游水面壅高,形成桥前壅水，天然水面以上壅起的高度，称为壅水高度。本次南河大桥的设计洪水计算，采用下游出口断面作为控制断面，采用伯诺里能量方程,分段计算方法，向上游分别推算出各断面的各种频率曲线。对于河道距离4L的渐变流段，能量方程式为：式中：、分别为断面1、断面2的平均水位；%、V2分别为断面1、断面2的平均流速；为两断面间的水头损失，等于沿程水头损失和局部损失之和。沿程水头损失可按水头线的平均水利坡度计算，即：式中：、、、分别表示两断面的水力要素的平均值。局部水头损失用两断面的流速水头和河道局部阻力系数的乘积表示，即值与河道的扩展程度有关。将和代入能量方程得：2计算的基本资料设计洪水计算成果根据水文分析计算成果，本河段100年一遇设计洪水为4880m3/s,50年一遇的设计洪水为4080m3/s。（2）河道地形与断面资料本次论证在评价河段选择了7个横断面（CS1〜CS7）,南河干流上布置断面CS1〜CS7。上游CS1断面为评价河道起始断面，下游CS7断面为整个评价河段的出口断面，CS4位于桥址处断面。根据CS7断面的水位流量关系曲线进行建桥前后设计洪水水面线计算.计算水文条件根据评价项目的情况，选用1％频率和2％频率的洪水。。3计算结果与分析桥孔压缩水流，使桥位上游水面壅高，形成桥前壅水。壅水高度一般跟水流进入桥孔的阻力、桥下水流的过水面积、河床糙率等有关。与天然河流的情况比起来，桥梁对河流的过流与行洪有一定的影响,本报告分析现有河道状态、现有河道状况下桥梁建成后两种情况下该河段的水位、流速、过流面积等水力条件的变化,进而分析河道行洪能力的变化情况以及对河势稳定的影响.根据上述工程布置方案，采用模型对P=1%、P=2%的设计洪水进行了水力要素分析计算.桥梁建设前后不同设计洪水各断面水位计算成果及变化情况见下表。设计洪水位成果表断面号里程P=1%P=2%堤顶高栏杆高(超高)桥梁最低点高程（距CS1）建前建后变幅建前建后变幅CS10494.28494。280493。48493。480493。88494。48495。5CS2420493.62493。620492.82492。820493。22493。82CS3650493。26493.440.18492。46492.610。15492.86493.46CS4(桥)750493。14493.430。29492。34492。590.25492。74493。34CS5820493。03493。170.14492。23492.350.12492.63493。23CS61070492.34492。340491.54491.540491.94492.54CS71250491。84491.840491.04491。040491。44492。04(1)从上述计算结果可以看出,当南河河段遭遇100年一遇洪水时南河大桥建成前桥梁处的水位为493。14m,建成后桥梁处水位为493。43m,水位壅高了0.29m,其壅水距离约193m,设计桥梁主桥的最低点在左岸其高程为495。5米,不会影响桥梁的自身安全。(2)从上述计算结果可以看出,当南河河段遭遇50年一遇洪水时南河大桥建成前桥梁处的水位为492.34m,建成后桥梁处水位为492.59m,水位壅高了0。25m,其壅水距离约167m,设计桥梁主桥的最低点在左岸其高程为495。5米，不会影响桥梁的自身安全。建桥后当南河河段遭遇50年一遇洪水时,桥梁处洪水水位低于已建河堤堤顶高程。冲刷与淤积分析计算南河大桥的修建,改变了河道桥下的水流形态,大桥桥墩占用了一定的过水面积。桥下由于束水作用，水流挤压,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；待达到新的输沙平衡状态,或桥下流速降低到河床质的允许不冲刷流速时，冲刷即行停止。4。4.1桥下一般冲刷桥位河床大断面为单一断面，采用《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2002）河槽一般冲刷公式64-2简化式计算，公式如下:hp=K1（A）0。90（）0。66hmax式中：当L0N50m时，K1=1.04,当L0<50m时，K1=1。08,L0为单孔净跨度。hp—-河槽一般冲刷后的最大水深（m）;Q2--河槽部份通过的设计流量（m3/s）;Qc——天然河槽流量（m3/s）,Bc—-天然河槽宽度（m）;B2——桥下断面河槽净宽度（m）；入—-设计水位下，匝道阻水总面积与过水面积的比值；口一一水流侧向压缩系数；hmax——桥下河槽最大水深（m）；A-—单宽流量集中系数,A=式中B和H都是造床流量下的河槽宽度（m）和平均水深（m），变迁、游荡、宽滩河段当A>1。8时，A值可采用1.8。此公式在实际运用中可以用来计算由桥墩压缩引起的冲刷,洪水时河槽的天然冲刷,集中冲刷,但只适用于非粘性土且有底砂运动的河槽。通过计算，南河大桥处河床50年一遇洪水的一般冲刷深度为1。52m,100年一遇洪水的一般冲刷深度为1.86m。4。4.2桥墩局部冲刷非粘性土河床的桥墩局部冲刷可按下式计算：（1）65-2式：当当式中：hb一支墩局部冲刷深度(m);—墩形系数；一支墩计算宽度(m);一一般冲刷后最大水深(m);V—一般冲刷后墩前行进流速(m/s);一河床泥沙起动流速(m/s),;一墩前泥沙始冲流速(m/s),;一指数，一河床泥沙平均粒径(mm)。经上述分析计算，50年一遇洪水局部冲刷深度为2。31m,100年一遇洪水局部冲刷深度为2。56m。4。4.3桥梁基础复核按《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30—2002)第7.6条规定，桥梁墩台基础埋深应取河床自然演变冲刷、一般冲刷、和局部冲刷的不利组合,且应有一定的安全余幅。经计算，南河大桥50年一遇洪水总冲刷深度为3.83m。100年一遇洪水总冲刷深度为4。42m,对于一般桥梁，基地埋深安全值要求为2.5m,因此桥梁的基底埋深至少应为6.92m。根据桥梁桥型设计图各墩台基底高程及河床高程，复核基底埋深均为20m,桥梁的基底埋深满足冲刷要求。4。4。4堤脚冲刷计算该本次冲刷计算选用《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)推荐的冲刷计算公式,按照规范可以用以下公式进行冲刷计算。(1)平顺护岸冲刷深度与按下式计算：h=H0义[(v/v)n—1]v=vX[2Xn/(1+n)]式中：hs-局部冲刷深度(m);H一冲刷处的水深(m);0vcp-近岸垂线平均流速(m/s);vc—泥沙起动流速（m/s）;v一行近流速（m/s）;n一与防护岸坡在平面上的形成有关，一般取n=1/4〜1/6；n—水流流速不均匀系数,根据水流流向与岸坡交角a查下表得。aW15。2Oo3Oo4Oo5Oo60。700800900n1。001.251.501.752.002.252.502。753.00经上述分析计算各频率冲刷深度见下表：洪水频率建桥前冲刷深度（m）建桥后冲刷深度（m）差值（m）1%2。973。250。282%2.582。820。24通过以上计算分析，由于桥墩与水流方向成约10°的夹角，南河大桥修建后的冲刷对下游右岸略有加剧。根据堤防设计规范，河堤基础埋深应在冲刷深度以下0.5〜1米，即两岸河堤基础埋深应为3.32〜3。82米才能满足50年一遇洪水冲刷要求。据南河河堤资料可知河堤基础埋深3.5m,基础埋深满足冲刷要求4.4.5建桥后河道冲淤演变规律河床的冲刷与淤积变化主要取决于水流挟沙力变化和泥沙起动流速。水流流速小于泥沙起动流速，河床将不会冲刷；水流流速大于泥沙起动流速,会引起河床的冲刷。输沙率增大将引起河道减淤或冲刷，输沙率减小将引起淤积或减冲；河道水动力条件的改变，会引起河槽发生相应的调整。由第三章河床冲淤演变分析可知，天然情况下工程河段基本处于冲淤平衡状态，河道稳定。建桥后,受桥墩束水的影响，桥孔中部及下游范围内水流流速增加，水流挟沙力增大，在理论上对河道主槽会产生一定的冲刷，但流速的增幅较小，伴随着冲刷的发展，该段河道将在新的边界条件和新的水流条件下，达到一种新的冲淤平衡状态。项目建设对河段泄洪影响的分析计算南河大桥修建后，南河的水力条件与原来比较,有一定的变化，但主流线不会变化.大桥修建前后河道对应防洪标准设计洪水泄洪指标对比结果见下表。过流面积计算成果表断面号里程（距CS1）P=1%P=2%建前建后变幅（%）建前建后变幅（％）CS101225.301225.3001079.601079。600CS24201173.901173。9001033。901033.900CS36501180.841206。042.131040。841061.842.02CS4（桥）7501194。001122.75-5.971054。00991。75-5.91CS58201169。001188.601.681029。001045。801.63CS610701156。401156.4001016.401016。400CS712501143。001143。0001003。001003。000上述计算结果可以看出，建桥前南河遭遇100年一遇洪水时，桥梁处(CS4)的过流面积为1194m2,建桥后为1122.75山2,缩减了5。97%；建桥前南河遭遇50年一遇洪水时，桥梁处(CS4)的过流面积为1054m2,建桥后为991.75山2,缩减了5。91％。因此,南河大桥的修建对于南河干流的泄洪造成影响较小,不会造成不利危害。河势影响分析计算4。6.1滩槽和河岸线变化河道滩槽分布以及河岸变化是影响河势的一个重要因素.拟建工程引起河道地形的变化，仅局限在工程附近水域。南河大桥的修建对河道岸线影响主要表现在：桥墩占用了一定的过水面积，部分改变了河道地形，导致桥墩附近局部水域水动力条件发生变化；由前面分析可知，桥墩占用河道行洪面积小，100年一遇洪水下仅为5.97％,10年一遇洪水下仅为5.91％，对整个工程河段地形影响小，不会造成不利危害。拟建工程河段两岸均建有防洪护岸工程,岸坡均较稳定,南河大桥的修建不会改变现有的岸线情况.由河床冲淤演变分析可知:天然河道情况下，工程河段河床基本稳定。工程后，该河段局部范围内水动力环境发生调整，对局部区域的冲淤有所影响，主要表现在：桥墩侧流速有所增大，水流冲刷能力有所加强。但从整个河道范围看,建桥对主流带位置影响较小，所引起的水流条件变化较小,且河床主要为沙卵石,且两岸节点控制较好,所需起动流速亦较大，因此，建南河大桥不会导致滩槽变化的水动力条件出现,目前的滩槽形势不会由于南河大桥的修建而发生改变。4。6。2河道稳定性分析计算(1)纵向稳定性计算河床纵向稳定性计算公式:式中:d-床沙平均粒径(mm)h一造床流量下的平均水深(m)j—水力坡度0值越大，表明河床越稳定。纵向稳定性指标计算成果河名Q(m3/s)d(mm)h(m)jK 1 南河781502。81。5%o11.9(2)横向稳定性计算河床横向稳定性计算公式：式中：b-造床流量下的河宽m)h一造床流量下的平均水深皿)j—水力坡度Q一造床流量(m3/s)£值越大，表明河床越稳定。横向稳定性指标计算成果河名Q(m3/s)B(m)jK 2 南河78187.41.5%1。17(3)综合稳定性计算河流平面河势的稳定性，即取决于河床纵向稳定，也取决于河床横向稳定，两种综合影响因素用综合稳定性指标K采用如下公式进行计算，即：K值越大，表明河床为稳定性河床.综合稳定性指标计算成果河名K1K 2 K南河11。91.1716。40由以上计算分析可知，纵向稳定性系数K1=11o9,说明当水沙条件改变时，河道纵比降和纵向流路的改变不大；横向稳定性系数K2=1。17,说明该河道河岸目前岸坡整体稳定性较好；综合稳定性指标K=16.4,说明该河段河床处于纵向和横向稳定时期。参考相关资料可知工程河段K1>0。27即属纵向稳定性较好河床;K2>0。60即属横向稳定性较好河床；K>0。235即属综合稳定性较好河床。由以上计算分析可知，南河大桥所在评价河段属纵向、综合稳定性较好河床。在上游来水来沙条件稳定的情况下，河床造床作用也相对平衡，因此，在不发生较大地质运动的情况下，桥区河段总体河势将保持较为稳定的状态。4.6.3对河势稳定的影响南河大桥工程位于南河下游，河道河型较为单一，没有明显的弯曲、游荡和分叉河段。南河大桥工程由于桥墩对水流的束窄阻水作用,使局部水流流态发生变化，引起相应的河床调整，这种调整主要表现为：在大桥上游，因大桥桥墩阻水而产生壅水，流速减小，泥沙淤积；在桥墩外侧因桥墩束水，水位降低，流速加大，造成冲刷；在桥位下游，则因水流扩散，流速降低，再一次引起河道的泥沙淤积.同时，由于桥墩阻水和导流作用，可引起水流流向的局部改变,也可能引起主流的摆动和河床的演变.由前述分析可知,南河大桥在100年一遇洪水和50年一遇洪水下占据的过水面积为分别为5。97%和5。91%，因此，其阻水作用不强。大桥附近水域的主流线在建道前后变化不明显，其余水域主流建道前后没有变化，且流速分布形态一致，基本不存在主槽易位和摆动等河势改变的水流动力条件。同样，由前述成果分析可知，建桥引起的流速变化主要集中于大桥附近河段,引起的岸线流速增加范围主要位于大桥两侧河段，其流速增加值幅度不大，且岸边有防洪堤保护，抗冲能力较强，同时防洪堤基础埋深均大于冲刷深度,基本不存在河岸坍塌、变迁等河势改变的水流动力和河岸边界条件。由以上分析可见，南河大桥工程的建设不会导致附近水域的滩槽和河岸线、平面流速及水动力轴线发生大的变化，工程建设对所在河道的河势稳定影响较小,不会造成不利危害.5综合影响评价与有关规划、标准、管理的关系分析该桥的建设列入了广元市“十二五”规划，与广元市的总体规划是一致的。从大桥的整体布局来看,桥址河段河道断面与两岸岸线稳定，目前两岸河堤已修建,右岸滨江北路正在规划阶段，左岸滨江南路已进入施工阶段，工程布置符合有关要求.该桥梁设计洪水标准为100年一遇，符合《防洪标准》(GB50201-94)及《公路工程技术标准》JTGB01—2003)。此外，本工程河段无其它水利规划.综上所述,本建设项目符合有关规划、标准和法律法规。对河道泄洪的影响分析南河大桥桥墩会占用行洪断面，工程建成后，对于100年一遇洪水，桥墩阻水使得河道的过水面积最大减小了5.97%,建桥引起的岸边水位最大壅高值为0.29m,水位壅高值相对于该河段洪水位陡涨陡落的自然变幅较小；从壅水范围来看，最大水位壅高长度约193m，其影响范围较小。故该工程建设对对河道泄洪影响较小，不会对拟建南河大桥及上游建筑物产生不利危害.对河势稳定的影响分析南河桥工程河段两岸已修建了防洪河堤，河势基本稳定。根据前述第4章的分析结果,拟建工程引起河道地形的变化，仅限于工程附近局部区域，对整个河道地形影响很小,不会形成不利危害。工程建成后仅大桥局部区域流速有所变化，其余河段的流速分布、主流线位置均无明显变化，水流动力轴线亦无变化，河道水流顺畅，流速、流态与工程建设前基本保持一致，对现有滩槽形势和河道演变趋势不会有明显影响。因此，工程的修建对所在河道的总体河势条件和局部河势稳定有一定的影响，但不会形成不利危害。5。4对现有防洪工程、河道整治及其他水利工程设施的影响分析根根据前述第4章的分析结果，南河大桥建设对两岸堤防有一定的影响，主要表现在桥墩的施工对堤防的破坏.对上下游的其他工程设施也不会产生影响。5。5对防汛抢险的影响分析广元市南河大桥工程位于大石镇，工程建成后使该河段的交通更加通畅，交通更为便利.工程建成后为防汛抢险提供便利通道。5。6对第三合法水事权益人的影响分析根据拟建南河大桥附近除两岸堤防外无重大涉水工程。大桥修建后，工程河段的流速和水位变化较小，对沿江取水等设施的影响亦相对较小，对施工范围内的管线设施影响较小，施工前应做好详细勘测及保护措施，故对堤防以外的第三人