鞏向鋒,劉莉莉,王銳
(山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟南 250014)
煙臺港原油管道復(fù)線工程包括1 條干線和1條龍口注入支線,管道為保溫管道。干線起點為煙臺首站,終點為東營輸油站。管道全長約324 km,管道設(shè)計輸量2 000×104t/a;干線設(shè)置6 座站場,12 座監(jiān)控閥室,管徑為DN700,設(shè)計壓力為8.0 MPa。沿線途經(jīng)煙臺、濰坊2 個市,煙臺開發(fā)區(qū)、蓬萊市、龍口市、招遠市、萊州市、濰坊昌邑市、濱海區(qū)、寒亭區(qū)、壽光市9 個市(區(qū)),地形為平原、丘陵、山地。干線管道與一期管道長距離并行,并行長度約160 km。龍口注入支線的起點為龍口港區(qū)首站,終點為龍口輸油站。管道線路總長51 km,管道設(shè)計輸量為2 000×104t/a,沿線設(shè)監(jiān)控閥室1 座。管徑為DN700,設(shè)計壓力為8.0 MPa。龍口支線全線在煙臺市龍口市境內(nèi),地形為平原。
根據(jù)規(guī)劃的濰河岸線保護區(qū)范圍,選取3 個方案進行比選,分別為中線穿越方案(穿越規(guī)劃岸線保護區(qū))、北線穿越方案(北側(cè)繞避規(guī)劃岸線保護區(qū))、南線穿越穿越(南側(cè)繞避規(guī)劃岸線保護區(qū))。綜合周邊生態(tài)紅線保護區(qū)、相關(guān)規(guī)劃等情況,并考慮管道及周邊安全、工程投資等因素,確定采用中線方案。
中線方案管道穿越濰河位置位于大萊龍鐵路南側(cè),G18 榮烏高速北側(cè),從濰河岸線保護區(qū)中間穿過。管道從海眼村北側(cè)開始并行已建濟青二線天然氣管道敷設(shè),向西進入胡家道口村與張家寨村中間的干線8#閥室,管道出閥室后繼續(xù)向西定向鉆穿越濰河及兩側(cè)大堤后至濰河西岸,從北閆家車道村與中閆家車道村中間穿過進入9#閥室。線路總長約5.3 km,穿越工程等級為大型。
1)規(guī)劃范圍。濰河干流全長222.00 km。河源起點為山東省沂水縣富官莊鎮(zhèn)泉頭村,河口訖點為山東省昌邑市下營鎮(zhèn)。
2)規(guī)劃水平年?,F(xiàn)狀水平年2015 年;規(guī)劃水平年2030 年。
規(guī)劃范圍內(nèi)濰河臨水控制岸線總長度554.78 km,其中左岸臨水控制岸線長度249.21 km;右岸臨水控制岸線長度305.57 km?,F(xiàn)有工程占用岸線總長度30.15 km,新增建設(shè)項目占用岸線8.18 km,合計38.33 km,占濰河岸線總長度的比例為6.90%。
濰河共劃分為4 大類64 個岸線功能區(qū)。岸線保護區(qū)、岸線保留區(qū)、岸線控制利用區(qū)、岸線開發(fā)利用區(qū)數(shù)量分別為35 個、21 個、5 個、3 個;岸線保護區(qū)、岸線保留區(qū)、岸線控制利用區(qū)、岸線開發(fā)利用區(qū)長度分別為397.8 km、106.45 km、31.09 km、19.44 km,分別占岸線總長度的71.70%、19.19%、5.60%、3.50%。
濰河下游河道中泓樁號60+600~64+100 左右岸,因為河道束窄段,S320 省道、大萊龍鐵路、榮烏高速、榮烏高速廊道區(qū)等跨河設(shè)施集中劃為岸線保護區(qū),主要劃分依據(jù)為防洪保護區(qū)。工程于濰河下游河道中泓樁號61+800 處穿越河道兩岸,穿越處位于濰河岸線保護區(qū)。
1)穿越處設(shè)計洪水推求。工程穿越處在輝村斷面下約40.7 km處,區(qū)間無支流匯入,工程以上流域面積6 300 km2,其中峽山水庫、牟山水庫控制流域面積分別為4 210 km2、1 262 km2,區(qū)間流域面積為828 km2。經(jīng)分析,本次工程評價采用《濰坊市濰河昌邑段防洪治理工程報告》中推薦成果,50 年一遇河道內(nèi)洪峰流量分別為5 700 m3/s。
100 年一遇河道設(shè)計洪水推求,參考山東省水利勘測設(shè)計院有限公司編制的《昌邑市濰河防潮蓄水閘除險加固工程初步設(shè)計報告》,100 年一遇洪峰流量為14 500 m3/s。另外考慮到上游峽山水庫增容,根據(jù)《山東省濰坊市峽山水庫增容工程初步可行性研究報告》成果,峽山水庫興利水位由37.4 m 提高到38.0 m后,水庫100 年一遇下泄流量有所增加,因此綜合考慮峽山水庫增容,得到本次工程處100 年一遇洪峰流量為16 429 m3/s。
2)2018 年實測暴雨分析。2018 年8月,臺風(fēng)“溫比亞”肆虐山東。統(tǒng)計2018 年三里莊、墻夼、古縣站實測降雨資料,3 站最大72 h 降雨量分別為152.5 mm、127.0 mm、125 mm,皆沒有超過200 mm。受2018 年8 月暴雨影響,峽山水庫自8 月21 日13 時起,開啟溢洪道調(diào)洪泄水,泄洪流量僅為400 m3/s,經(jīng)對比分析,峽山水庫流域無論降雨量還是下泄流量均沒有超過歷史最大值,本次所采用成果計算過程中已將此量級洪水考慮其中。
3)2019 年實測暴雨分析。2019 年8月,臺風(fēng)“利奇馬”再次肆虐山東,降雨強度超過2018 年“溫比亞”強度,是1952 年有水文紀(jì)錄以來場次降雨最大值。經(jīng)分析,峽山水庫流域無論降雨量還是下泄流量均沒有超過歷史最大值,本次所采用成果計算過程中也已將此量級洪水考慮其中。
綜上分析,工程穿越濰河處設(shè)計斷面流域面積6 300 km2,設(shè)計頻率P=2%時,洪峰流量5 700 m3/s,設(shè)計洪水位9.01 m;設(shè)計頻率P=1%時,洪峰流量16 429(6 985)m3/s,設(shè)計洪水位9.90 m。
設(shè)計洪水均采用經(jīng)過批復(fù)實施的濰河治理工程設(shè)計成果,并考慮近期實測暴雨影響因素,設(shè)計洪水成果是合理可行的。
管道穿越濰河現(xiàn)狀斷面河槽部分一般沖刷計算結(jié)果見表1,河灘部分一般沖刷計算結(jié)果見表2 和表3。
表1 濰河河槽沖刷計算成果表
表2 濰河左邊灘沖刷計算成果表
表3 濰河右邊灘沖刷計算成果表
河道沖刷計算在水文分析計算基礎(chǔ)上,采用工程設(shè)計單位提供的土力學(xué)參數(shù),根據(jù)公路工程水文勘測設(shè)計規(guī)范公式計算求得,計算結(jié)果是合理的。
管道出土點距濰河現(xiàn)狀左岸外緣控制線垂直距離212.60 m,入土點距現(xiàn)狀右岸外緣控制線垂直距離124.63 m,距河道外緣控制線較遠,基本不會影響下一步濰河岸線的利用管理。管道頂在濰河現(xiàn)狀斷面沖刷線以下最小埋深20.10 m,埋設(shè)深度符合管頂位于河道沖刷線以下6 m 的規(guī)范規(guī)定,不會因為河床沖刷而暴露管道,阻礙行洪。管道采用定向鉆方式穿越濰河河道,在現(xiàn)狀條件下和規(guī)劃條件下對水流的流態(tài)和流勢無影響,不會改變河道的自然演變。管道在濰河大堤處管頂最小埋深23.0 m,出土點距現(xiàn)狀左堤外堤腳垂直距離217.60 m,入土點距現(xiàn)狀右堤外堤腳垂直距離129.63 m,在管道出、入土點附近管道周圍采取防滲漏處理措施,在定向鉆穿越段兩端與水平自然敷設(shè)主管道連接處做截流環(huán),基本不會對堤防及岸坡的穩(wěn)定造成影響。
按照《濰河岸線利用管理規(guī)劃報告》,濰河下游河道中泓樁號60+600~64+100段,因“河道束窄段,S320 省道、大萊龍鐵路、榮烏高速、榮烏高速廊道區(qū)等跨河設(shè)施集中”劃為岸線保護區(qū)。本工程位于濰河下游河道中泓樁號61+800處,采用定向鉆方式穿越濰河河道兩岸,不占用河道行洪斷面,未造成河道束窄,輸油管道建設(shè)不會對岸線保護區(qū)劃定因素造成不利影響,不會影響岸線保護區(qū)的防洪功能及管理規(guī)劃目標(biāo),不違背岸線利用的總體原則。
按照《濰河岸線利用管理規(guī)劃報告》中“岸線保護區(qū)”管理規(guī)劃目標(biāo)的“確需開發(fā)的,經(jīng)過重點論證并報省級及其以上水行政主管部門或流域機構(gòu)審批”要求,經(jīng)綜合論證,認(rèn)為該處濰河河段可進行定向鉆施工方式穿越河道。