延安主城区河道行洪能力分析

发布时间：2023-03-16 21:33:47

第１期　２０１８年１月　陕西水利　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｗｌａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｎｏ．１　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１８　文章编号：１６７３—９０００（２０１８）Ｏｌ一００８１—０３　延安主城区河道行洪能力分析　宋　兵　（延安市水利水电工程勘测设计院，陕西延安７１６０００）　［摘要］在收集延河实测水文资料的基础上，分析延安主城区段河流的设计洪水，推求３０年一遇洪水水面　线，通过对比水面线成果与堤顶高程的高低关系，结果得出：延河干流分析段发生３０年一遇设计洪水时，左岸约　７０％的堤段、右岸约６０％的堤段可以满足行洪要求；西川河分析段堤防基本满足３０年一遇设计洪水的行洪要求，　部分河段堤防安全超高不足；南川河分析段在发生３０年一遇设计洪水时，部分堤段的堤顶高程不够行洪要求。分　析成果为后期城市防汛、河道整治、绘制淹没图提供依据。　［关键词］设计洪水；水面线；行洪能力　［中图分类号］Ｐ３３３　［文献标识码］Ｂ　延安是中国革命的圣地和国家历史文化名城，是陕北政　２０１３）及《延安市城市防洪总体规划》、《延安市城市防洪工程初　治、经济、文化的中心，改革开放以来，经济建设取得了令人瞩　步设计报告》等有关规范和主管部门批复防洪规划成果，延安　目的成就。经济的飞速发展，为延安的城市建设注入了活力，延　城区延河干支流段近期按３Ｏ年一遇洪水设防，远期于干流上　安市区地处延河之滨，凤凰山、清凉山、宝塔山三山环抱，受地　游安塞真武洞修建以防洪为主的龙安水库，提高延安城区段延　理条件限制，城市发展多沿河流川道进行，加之近多年来延河　河干流的防洪标准至１００年一遇洪水标准。　上新建了大量的桥梁、堤防、河滨公园等涉河工程，原有的河床　河貌发生了变化，致使城区河道行洪能力也相应发生改变。因　３行洪能力分析范围　此，搞清现状下延安主城区河道行洪能力是非常必要的。　本次延河主城区河道行洪能力分析范围涉及延河干流、西　ｌ延河概况　川河和南川河，具体范围为：延河干流杨家湾大桥至罗家坪　大桥段，长约９．２７　ｋｍ；西川河邓家沟桥至延河入汇口段，长约　延河为黄河右岸一级支流，发源于陕西省靖边县天赐湾乡　２．２　ｋｍ；南川河干流高苑桥至延河人汇口段，长约２．５　ｋｍ。　周山南麓，经安塞县镰刀湾乡杨石寺村附近进入延安境内，自　西北流向东南。经安塞、宝塔、延长等县（区），于延长南河沟乡　４设计洪水　凉水岸汇人黄河。延河全长２８６．９　ｋｍ，流域面积７７２５　ｋｍ　，平均　延河干流延安城区段设有延安水文站，控制流域面积　比降３．３‰。市内河长２４８．５　ｋｍ，市内面积７３２１　ｋｍ　，主要支流　３２０８　ｋｍ２，有１９５９～２０１５年共５７年的洪水资料。支流西川河设　有杏子河、坪桥川、西川河、南川河、蟠龙川等。　有枣园水文站，控制流域面积７１９　ｋｍ　，有自１９７１—２０１５年共　根据河谷发育形态，延河可以划分为三段：上游段，河源至　４５年实测洪水系列。　化子坪，河谷狭窄多呈Ｖ形，河床最窄处宽度近１０　ｍ左右，最　延河干流延安城区段设计洪水计算工作因规划设计和工　宽处不过８０　ｍ，河道平均比降６．７％一，河道弯曲度较大；中游　程建设需要，以往曾进行过多次。２００３年陕西省水利电力勘测　段，化子坪至甘谷驿，长１１４．８　ｋｍ，为延河主要河段，河谷明显　设计研究院编制《延安市城市防洪工程初步设计报告》，对该段　展宽，平均宽度达６００　ｍ；下游段，甘谷驿至河口，长１１０．４　ｋｍ，　设计洪水进行了详细分析论证，并由黄委会批准实施。２０１３年　在火焰山至河口的２０　ｋｍ内，河谷陡然变窄，河宽仅３０～１００　ｍ，　我院编制的《陕西省重要支流延河防洪治理工程（延安城区段）　形成典型的陡壁峡谷。　初步设计报告》中，在省院２００３年计算成果的基础上，再次对　２延安城区防洪标准　延河干流延安城区段设计洪水进行了补充分析，该报告中计算　成果通过了水利部水规总院、陕西省水利厅的审查。鉴于延河　依据《防洪标准））（ＧＢ５０２０１—２０１４）、《水利水电工程等级划　延安城区段设计洪水涉及延河规划、堤防建设和河道管理等多　分及洪水标准｝（ＳＬ２５２－２０１７）、《堤防工程设计规范》（ＧＢ５０２８６—　方面因素，为保持前后时期设计洪水成果的统一，本次计算该　［收稿日期】２０１７—１２—０５　［作者简介］宋兵（１９８１－），男，陕西蒲城人，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。　·　８１　·　
第１期　２０１８年１月　陕西水利　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｎｏ．１　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１８　段设计洪水仍采用我院２０１３年“延河防洪治理初设”成果。延　河干流延安城区段不同频率设计洪水成果详见表１。　等　等＋　＋　式中：ｚ为断面水位，ｍ；Ｖ为断面平均流速，ｍ３／ｓ；ｏ￣为动能修正　系数；　，、　分别为沿程水头损失和局部水头损失，ｍ。　５．２计算依据　（１）计算断面　西川河、南川河段设计洪水以枣园站为参证站，按面积比　拟法计算，其中南川河集水面积为扣除上游林区的面积。成果　详见表ｌ。　表１　延安主城区段延河干支流设计洪水成果表　计算断面采用实测的河道横断面资料。根据河道实际情　况，断面布设主要遵循：考虑水面线的变化，尽量使分段内水面　坡度接近一致，避免断面的大小、形态发生急剧变化；布置断面　时要结合桥梁的位置和特点，设置桥前断面。　（２）河道糙率　河道糙率与河道形态、河床质组成、植被、河道流量、河道　中是否有阻水建筑物等有关。本次计算河道糙率通过试糙法对　实测洪水进行拟合得到，经分析，延河干流糙率变化在０．０２４～　０．０３３之间，支流糙率变化在０．０３～０．０３５之间，城区段河道已基　本“渠槽化”，堤线顺直，断面规则，不存在严重阻水现象，河道　糙率延河干流取０．０３０，支流取０．０３３。　５水面线计算　５。１计算公式　５．３水面线成果　本次水面线计算根据确定的计算参数，利用美国陆军工程　兵团水文工程中心开发的ＨＥＣ—ＲＡＳ水面线计算程序，从下游　起始断面逐断面进行推算，得到城区各河段天然水面线。各分　析段水面线成果见表２～４。　表２延河干流段水面线成果表　采用河道恒定非均匀流能量方程式进行计算河道天然水　面线。计算公式为：　·８２·　
第１期　２０１８年１月　陕西水利　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｎｏ．１　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１８　。一　。。。。。。。　７　７　７　７　６　６　６　６　６　５　５　６河道行洪能力分析　延安市城区段河道上修建了众多的桥梁工程，这些桥梁对　河道行洪存在一定程度的影响，根据相关规范，一般来说桥梁　的防洪标准要高于河道堤防的防洪标准，延安市区跨河道桥梁　的防洪设防标准一般不低于五十年一遇，发生三十年一遇设计　标准洪水时，桥梁会产生一定壅水，但壅水高度很小，本次行洪　线　位　堤项　堤项　里程（ｍ）　图２西川河段水面线与堤顶高程对比图　一能力分析不考虑桥梁壅水的影响。　在进行河道行洪能力分析时，通过点绘三十年一遇洪水水　９７　删９７　惺　９６　９６　线　位　面线和河道左右岸堤顶高程线套图，对比分析水面线高程与堤　顶高程的高低关系得出相应河段是否能通过三十年一遇洪水　的结论。堤防超高延河干流按１．０　ｎ／计，支流西川河和南川河　按Ｏ．８　ｎｌ计。延河干流、西川河、南川河分析河段３Ｏ年一遇洪　堤项　堤顶　９５　９５　里程（ｍ）　水水面线与河道左右岸堤顶高程线对比图详见图１　图３。　一图３南川河段水面线与堤顶高程对比图　从水面线与堤顶高程线对比图中可以看出：　９８　９８　嚣。　９７　９６　９６　９５　９５　项　顶　（１）延河干流分析段发生３０年一遇设计洪水时，左岸约　７０％的堤段、右岸约６０％的堤段可以满足行洪要求，部分堤段　不满足行洪要求，河道总体防护能力偏低。　（２）西川河分析段右岸多为天然山体，左岸为堤防工程，本　段堤防基本满足３Ｏ年一遇设计洪水的行洪要求，部分河段堤　９４　９４　里程（Ｉ１１）　防安全超高不足。　（下转第８５页）　·　图１　延河干流段水面线与堤顶高程对比图　８３　·　

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