李 磊，周慶鵬，王譯旋

（青島水文水資源勘測局，山東 青島 266071）

萊西市小沽河大橋工程，位于鄉(xiāng)道Y192萊西市日莊鎮(zhèn)院里西村，跨越小沽河。原橋在2009年6月受強降雨影響，河流水位上升，被洪水沖毀。新橋為12×20 mC50后張法預應(yīng)力簡支空心板結(jié)構(gòu)，對應(yīng)干流樁號18+700，橋下現(xiàn)狀斷面平均河底高程64.75 m，河道寬約240 m，左岸高程68.26 m，右堤高程69.50 m。流域內(nèi)共有大型水庫1座，中型水庫3座，橡膠壩1座，工程所在河段治理標準按照20年一遇。

1 設(shè)計洪水計算

小沽河大橋斷面以上總流域面積373.8 km2，北墅水庫以上控制流域面積301.0 km2，本次將斷面以上流域分為北墅水庫以上和水庫以下區(qū)間兩個單元，將水庫的設(shè)計出庫洪水經(jīng)過河道匯流演算到斷面處疊加區(qū)間洪水得到計算斷面的設(shè)計洪水。

1.1 區(qū)間設(shè)計洪水

北墅水庫以下區(qū)間面積72.8 km2，干流比降0.001 35。區(qū)間洪水采用由暴雨推求設(shè)計洪水。

1）設(shè)計面雨量計算。北墅水庫以下區(qū)間內(nèi)有南墅雨量站，流域附近有黃同雨量站。本次計算，區(qū)間的平均面雨量采用這兩站的算術(shù)平均值。計算成果見表1。

表1 北墅水庫以下區(qū)間設(shè)計雨量成果表

2）產(chǎn)流計算。暴雨的日程分配按照《山東省大、中型水庫防洪安全復核洪水計算辦法》中的相關(guān)規(guī)定計算。首先進行前期影響雨量計算，然后由流域所在的水文分區(qū)、流域面積，按照《山東省水文圖集》查相應(yīng)的P+Pa～R關(guān)系線，依據(jù)P+Pa值查找凈雨值。

3）設(shè)計凈雨時程分配。凈雨時程分配按照《山東省大、中型水庫防洪安全復核洪水計算辦法》中提供的大中型水庫保安全1 h型雨型進行分配，確定各設(shè)計頻率下的凈雨過程。

4）瞬時單位線匯流演算。根據(jù)《山東省水文圖集》中給定的山丘平原混合地區(qū)瞬時單位線參數(shù)公式，求得兩水庫以下區(qū)間不同頻率的設(shè)計洪水。

1.2 北墅水庫出庫洪水

本次設(shè)計洪水采用青島市水利勘測設(shè)計研究院提供的《北墅水庫除險加固工程初步設(shè)計報告》中的設(shè)計成果。

1.3 洪水組成

將北墅水庫各頻率的出庫洪水進行河道匯流演算，至橋址斷面和區(qū)間洪水疊加，組成橋址斷面處的設(shè)計洪水。經(jīng)過計算，小沽河大橋斷面處50年一遇設(shè)計洪峰流量為1 465 m3/s，20年一遇設(shè)計洪峰流量952 m3/s。

1.4 河道防洪能力復核

1）設(shè)計水位計算。采用曼寧公式計算橋址處未建橋時的設(shè)計水位。計算結(jié)果為：小沽河大橋橋址處發(fā)生50年一遇標準洪水時，水位為67.24 m；發(fā)生20年一遇標準洪水時，水位為66.67 m。

2）堤頂超高。根據(jù) 《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286—1998），堤頂高程按設(shè)計洪水位加堤頂超高確定。經(jīng)過計算，堤頂超高為1.583 m，取用1.6 m。

3）防洪復核。橋下斷面河底高程為64.75 m，右岸堤頂高程69.50 m，左岸堤頂高程68.26 m。

發(fā)生50年一遇洪水時，設(shè)計洪水位為67.24 m，計算需要的堤頂高程為68.84 m?，F(xiàn)狀條件下，右岸堤防能夠滿足防洪要求，左岸堤防不能夠滿足防洪要求。

發(fā)生20年一遇洪水時，設(shè)計洪水位66.67 m，計算需要的堤頂高程為68.27 m?，F(xiàn)狀條件下，右岸堤防能夠滿足防洪要求，左岸堤防不能夠滿足防洪要求。

2 壅水分析

1）壅水高度計算。由于橋梁的建設(shè)導致過水斷面收縮，使橋上游水位升高，產(chǎn)生壅水。根據(jù)小沽河現(xiàn)狀特點及汛期河道行洪要求，通過計算發(fā)生50年一遇標準洪水時，小沽河大橋上游河道最大壅水高度為0.21 m；發(fā)生20年一遇標準洪水時，小沽河大橋上游河道最大壅水高度為0.18 m。

2）橋面高程復核。根據(jù)《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》（JTG C30—2002），不通航河流的橋面最低高程公式計算；經(jīng)計算，按照50年一遇標準洪水復核，計算橋面最低點高程70.96 m；按照20年一遇標準洪水復核，計算橋面最低點高程70.36 m。根據(jù)《萊西市小沽河大橋工程項目建議書》，小沽河大橋左岸橋面高程71.557 m，右岸橋面高程71.731 m，設(shè)計橋面均高于本次復核值，符合規(guī)范要求。

3 沖刷分析

根據(jù) 《公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范》(JTG C30—2002)中的有關(guān)規(guī)定，及非黏性土河床的一般沖刷公式計算知：發(fā)生50年一遇標準洪水時，橋下一般沖刷后的最大水深為3.42 m,河槽最大水深為2.49 m，橋下斷面的一般沖刷深度為0.93 m；發(fā)生20年一遇標準洪水時，橋下一般沖刷后最大水深為2.63 m，河槽最大水深為1.92 m，橋下斷面的一般沖刷深度為0.71 m。

4 防洪綜合評價

1）項目建設(shè)與現(xiàn)有水利規(guī)劃的關(guān)系影響分析。經(jīng)復核：工程所處河段河道能夠安全通過20年和50年一遇的洪水，但是由于漫水，橋阻礙了行洪通道，給兩岸帶來了防洪壓力。因此，小沽河大橋的建設(shè)對后期小沽河治理規(guī)劃會產(chǎn)生一定的影響，在下一步河道治理規(guī)劃時要充分考慮已建跨河建筑物對防洪產(chǎn)生的影響。

2）與現(xiàn)有防洪標準的適應(yīng)性分析。目前小沽河的治理標準按照20年一遇，橋梁設(shè)計洪水標準與河道防洪標準相適應(yīng)。

3）項目建設(shè)對河道泄洪的影響分析。小沽河大橋工程將原橋拆除，新建簡支板橋，增大了原橋的跨徑，增高了橋面凈空，增加了橋梁處過流斷面，相比較更有利于河道行洪和兩岸堤防的安全。

根據(jù)計算，當發(fā)生50年一遇洪水時，橋上游斷面水位抬升21 cm；發(fā)生100年一遇洪水時，橋上游斷面水位抬升18 cm。

工程施工期間會占用河道，這也會對河道行洪安全造成不利影響。因此在汛期來臨之前，要修復受損堤防，清理河槽及灘地施工區(qū)內(nèi)一切臨時建筑物，以便恢復河道過流能力。

4）項目建設(shè)對河勢穩(wěn)定的影響分析。橋址上游建有北墅水庫，近年來洪水資源化利用程度在逐步加大，北墅和產(chǎn)芝聯(lián)調(diào)，使得北墅水庫下泄洪水量很小，橋址斷面洪水，如若不發(fā)生流域性大洪水，基本是由北墅以下區(qū)間形成的，河道洪水量小。此外，新橋的建設(shè)相比漫水橋，增加了洪水的過水面積，由于河道比較寬，因此新橋的建設(shè)不會引起橋上下游河槽發(fā)生新的沖刷及水流折沖現(xiàn)象。

橋梁建成后，水流形態(tài)與未建橋時比較，將發(fā)生變化：樁墩上游，由于壅水的影響，致使水面比降變緩，水流的挾沙能力降低，造成上游回水區(qū)淤積；在橋下由于河道斷面縮小，導致流速加大，會加重對橋下游河道的沖刷。據(jù)計算，發(fā)生50年一遇洪水時，橋下河槽的總沖刷深度為3.40 m；當發(fā)生20年一遇洪水時，總沖刷深度為2.68 m。

5）項目建設(shè)對堤防、護岸和其他水利工程及設(shè)施的影響分析。據(jù)計算，當發(fā)生50年一遇洪水時，最大壅水高度為21 cm，壅水長度為311 m；當發(fā)生20年一遇洪水時，最大壅水高度為18 cm，壅水長度為267 m。當發(fā)生50年和20年一遇標準洪水時，洪水均能夠通過河道。由于北墅水庫與橋址斷面距離比較遠，因此項目建設(shè)不會對其他水利工程及設(shè)施產(chǎn)生影響。

6）項目建設(shè)對防汛搶險的影響分析。該項目建設(shè)不占用搶險通道，將不會對防汛搶險產(chǎn)生影響。

7）項目建設(shè)對第三人合法水事權(quán)益的影響分析。項目建設(shè)范圍內(nèi)無河內(nèi)取水口、碼頭等設(shè)施，亦無地下水源地，因此，萊西市小沽河大橋的建設(shè)將不會對第三方合法水事權(quán)益產(chǎn)生不利影響。