污水處理廠防洪評價分析
時間:2022-10-16 08:52:39
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[摘要]根據(jù)華縣城南新區(qū)水處理廠所在河段水文資料,采用統(tǒng)計分析,結(jié)合地區(qū)實用水文手冊,分析項目建設(shè)可能給河道防洪、河岸防護、安全度汛、工程管理等方面造成影響。結(jié)果表明:河段兩岸防護能夠抵御施工期的洪水沖擊,滿足行洪要求;工程區(qū)河道行洪暢通,在設(shè)計洪水標準下,防洪墻頂高于設(shè)計洪水位,不會對污水處理廠和上下游居民造成威脅;工程區(qū)所在河段設(shè)有防洪墻,不會出現(xiàn)河槽擺動現(xiàn)象,沖淤相對平衡,河道平面形態(tài)相對穩(wěn)定;工程區(qū)河道存在施工棄渣堆砌現(xiàn)象,棄渣抬高河床,縮窄河道,影響河流穩(wěn)定,建議對其進行清除,保障河道行洪安全,維護河流穩(wěn)定。
[關(guān)鍵詞]石堤河;污水處理廠;防洪影響;評價分析
華縣城南污水處理廠建設(shè)可解決工業(yè)園區(qū)企業(yè)排污問題,減少園區(qū)企業(yè)污水對石堤河和渭河流域水質(zhì)的污染,具有極大的環(huán)境效益和社會效益。本文就華縣城南污水處理廠建設(shè)進行防洪影響評價分析,通過洪水計算、水面線推算、防洪墻穩(wěn)定復(fù)核、防洪墻高程計算分析,沖刷分析計算,系統(tǒng)進行防洪評價,提出補救措施,并給出建設(shè)性意見。
1防洪評價
1.1設(shè)計洪水計算。華縣城南新區(qū)污水處理廠及配套管網(wǎng)工程位于渭河一級支流石堤河以東,工程區(qū)以上河道長23km,比降為57.9‰,流域面積為86km2。石堤河?xùn)|北方向25km羅夫河峪口處設(shè)有羅夫堡水文站,控制流域面積122km2,該站具有完整的實測水文資料系列。按照《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》(SL44-2006)要求,采用矩法估算統(tǒng)計參數(shù),經(jīng)驗適線,得到羅敷堡水文站各頻率設(shè)計洪峰流量。工程區(qū)設(shè)計洪水計算以羅敷堡水文站為參證站,通過水文比擬法計算,同時采用經(jīng)驗公式法和推理公式法等分別計算工程區(qū)處的設(shè)計洪峰流量,并對各種方法計算所得成果進行合理性分析,最終選取水文比擬法計算成果。即工程區(qū)處20年、50年一遇設(shè)計洪峰流量分別為194m3/s、301m3/s。1.2設(shè)計洪水位分析。根據(jù)河床比降、河道橫斷面情況,本項目在工程區(qū)及下游共實測了24條河道橫斷面,平均間距50m,測量河段長度1304m。水面線以項目區(qū)河段下游約806m的平順河床斷面為控制斷面分段計算,所選起始斷面處20年一遇洪峰流量為194m3/s。通過對實際測量資料的分析和計算,起始斷面處的平順河段比降為6.7‰。根據(jù)曼寧公式計算該斷面的水位~流量關(guān)系,計算得起始水位為363.78m。根據(jù)糙率、起始水位、實測斷面以及計算方法,從下游向上游采用能量守恒方程逐斷面進行現(xiàn)狀水面線計算。在水面線計算過程中,從下游到上游分別有公路橋、隴海鐵路和310國道橋梁,由于橋梁橋墩占據(jù)了一定的過水面積,在橋梁斷面處會產(chǎn)生壅水,因此在各個橋梁處要加橋梁壅水高度,再以此橋梁斷面為起始斷面進行分段推算。1.3防洪墻穩(wěn)定復(fù)核。根據(jù)計算,防洪墻抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、基底應(yīng)力計算結(jié)果均在規(guī)范允許范圍內(nèi),基底最大應(yīng)力小于地基的允許承載力130kPa,說明防洪墻的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定及基底應(yīng)力均滿足規(guī)范要求,防洪墻是安全的。1.4防洪墻頂高程分析。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013)要求,防洪墻頂高程為設(shè)計洪水位加超高值確定。通過超高計算,確定防洪墻超高為0.8m。根據(jù)現(xiàn)場勘查、實際測量成果與20年一遇洪水水面線加超高后對比,防洪墻高度滿足防洪要求。1.5沖刷分析根據(jù)沖刷計算,工程區(qū)沖刷深度為0.99m~1.31m,結(jié)合河道斷面演變情況分析及平順段沖刷深度計算結(jié)果,考慮基礎(chǔ)的安全埋深,綜合確定防洪墻基礎(chǔ)埋置深度位于深泓點以下1.8m處較為合理。根據(jù)現(xiàn)場勘查以及與防洪墻施工圖對比,項目區(qū)的堤防基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)埋深在0.84m~1.75m之間,并且含有0.77m(0.37+0.4)厚的灰土墊層,防洪墻基礎(chǔ)不滿足抗沖刷要求。
2防洪綜合評價
2.1對防洪規(guī)劃的影響。城南新區(qū)污水處理廠工程的建設(shè)基本不影響《陜西省防洪規(guī)劃》、《陜西省華縣縣城防洪規(guī)劃》等文件中確定的總體要求與整治目標。2.2對現(xiàn)有防洪標準、技術(shù)要求的影響。根據(jù)《防洪標準》(GB50201-94)、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013),綜合分析后確定,污水處理廠的防洪墻的防洪標準采用20年一遇,相應(yīng)防洪防洪墻的建筑物級別采用4級是合理的。2.3對行洪安全的影響。工程建設(shè)對工程河段及上下游的行洪安全沒有實質(zhì)性影響。2.4對河勢穩(wěn)定的影響。本次防洪墻的平面布置在樁號k0+184處有一突出的折角,將會對行洪水流產(chǎn)生擾動,引起折角上下游洪水紊亂和頂沖,造成折角上下游的左右岸產(chǎn)生不同程度的沖刷。并可能在折角斷面及以下的K0+184~K0+241斷面之間形成河床下切,因K0+241斷面以下的河寬增加、流速降低,下切深度和影響范圍將不會很大,不會影響整段河道的比降調(diào)整。因此,在對該頂沖段進行一定的防護處理后,河床比降將會基本穩(wěn)定,不會對原有河床比降造成總體影響。2.5對防汛搶險的影響。從20年一遇洪水水面線計算成果來看,工程區(qū)的防洪墻高度能夠滿足過洪要求。本段河道左岸為派爾森化工有限公司,從現(xiàn)有廠區(qū)布置來看,未在河岸邊預(yù)留防洪通道;根據(jù)華縣城南新區(qū)污水處理廠平面布置圖,也未明確的預(yù)留防洪通道。因此,本工程的建設(shè)對防汛搶險有一定的影響。2.6對第三人合法水事權(quán)益的影響。工程區(qū)處建有310國道橋梁,按100年一遇洪水標準設(shè)防,橋梁板底高程為383.40m。本工程的建設(shè)地處310國道上游,防洪墻位于橋頭以外,未占用橋梁行洪斷面,河底高程未被人為抬高。因此,本工程的建設(shè)不會影響到310國道的行洪。
3工程影響防治及補救措施
(1)工程區(qū)新建的防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當?shù)膯栴},建議對在建的漿砌石防洪墻采取堤腳加固補救措施。(2)防洪墻基礎(chǔ)處理采用的灰土料墊層不妥。考慮防洪墻已在建,建議對已施工部分灰土墊層的處理方案進行專題研究,提出安全、經(jīng)濟的處理措施。(3)本工程防洪墻高度5.5m~6.0m段的基礎(chǔ)寬按經(jīng)驗值偏小,圖紙中也未對墻后回填土提出要求,存在穩(wěn)定風險。建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強的材料回填,以增加墻身穩(wěn)定性。(4)在施工過程中,應(yīng)保護好已建的防洪工程、防汛搶險道路、通訊設(shè)施和其它管護設(shè)施。(5)華縣城南新區(qū)污水處理廠總平面布置中未明確沿河防汛通道,建議結(jié)合該區(qū)域的城市規(guī)劃總布置,合理解決該段河道防汛搶險交通問題。
4結(jié)論建議
4.1結(jié)論。在復(fù)核污水處理廠的建設(shè)規(guī)模、防洪標準、安全性的基礎(chǔ)上,通過對工程區(qū)河段的河床演變規(guī)律分析,以及項目建設(shè)對原有河勢影響評價和防洪影響評價,形成以下主要結(jié)論:(1)根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)、《防洪標準》(GB50201-94)及《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013)的有關(guān)規(guī)定,綜合確定污水處理廠防洪墻的防洪標準為20年一遇,主要建筑物級別為4級。工程區(qū)河段兩岸已進行了必要的防護,能夠抵御施工期的洪水沖擊,滿足一般行洪要求。(2)根據(jù)河道水面線計算、橋梁壅水計算成果的復(fù)核,工程區(qū)的河道行洪比較暢通。在設(shè)計洪水標準下,防洪墻頂高于設(shè)計洪水位,不會對污水處理廠和上下游居民造成威脅。(3)工程區(qū)所在河段都修筑了防洪墻,洪水在河槽內(nèi)暢泄,不會出現(xiàn)河槽擺動現(xiàn)象,沖淤基本相對平衡,河道平面形態(tài)不會發(fā)生大幅擺動。(4)工程區(qū)河道存在施工棄渣堆砌的現(xiàn)象,棄渣抬高河床,縮窄河道,影響河勢穩(wěn)定,建議對其進行清除,保障河道行洪安全,維護河勢穩(wěn)定。4.2建議。(1)建議對防洪墻存在基礎(chǔ)埋深不足及基礎(chǔ)處理措施不當?shù)膯栴}采取堤腳加固補救措施。(2)建議墻后回填采用砂石料或石渣料等內(nèi)摩擦角大、透水性強的材料回填,以增加墻身穩(wěn)定性。(3)建議對工程區(qū)所在河段左岸防洪墻基礎(chǔ)采取必要的防護措施,以確保安全。(4)施工單位在汛期前應(yīng)及時恢復(fù)河道,保障行洪暢通。(5)污水處理廠在施工期間應(yīng)嚴格執(zhí)行經(jīng)編制的防汛防洪應(yīng)急預(yù)案,以確保順利施工和安全度汛。汛期在防洪墻護岸外側(cè)備足沙袋等抗洪搶險物資,遇大洪水時及時疏散工作人員,撤離零星物品,盡量減小甚至避免洪災(zāi)損失。
作者:劉旭晶 李剛 單位:西安景天水利水電勘測設(shè)計咨詢有限公司
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