芜湖市弋江路袁泽桥工程防洪影响评价报告项目（朱）20080331（报(6)

经计算，υ为97.5。纵向稳定性系数值越大，反映河床泥沙运动愈弱，河床愈不易变形，反之，泥沙运动愈强，河床愈易变形。根据《桥渡水文》中我国各类河段的稳定程度表判定标准，本河段纵向是稳定的。

（2）河床横向稳定性分析

河床横向稳定性分析采用的经验公式为：

β=B1/2/H (2)

式中：β——河床横向稳定系数；

B ——平滩水位（造床流量）时的河宽（m）； H ——平滩水位（造床流量）时的平均水深（m）。

经计算，河床横向稳定系数β为2.01。β值愈大，河槽愈宽浅，河床愈不稳定，反之，愈稳定。根据《桥渡水文》中我国各类河段的稳定程度表判定标准，本河段横向也属稳定的。综上所述，工程河段河床属稳定性河段。

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4 防洪评价计算

4.1 水文分析计算

4.1.1暴雨洪水特性

青弋江洪水主要由暴雨形成，集中发生在5～7月。个别年份由于台风暴雨形成的洪水出现在9、10月份，如1961年，其径流特性与降水基本一致。由于上游为山地暴雨多发区，加之上游山区山高陡峻，河流坡度大，河槽调蓄能力小，降雨汇流迅速，所以洪水频繁并具有洪峰高、历时短的特点。一次洪水历时一般为3d，多则7d，其中1d洪量约占3d洪量50％左右，3d洪量占7d洪量和7d洪量占15d洪量约70％左右。流域洪水年际变幅较大，年最大洪峰、洪量变差系数CV值均在0.5以上。下游河网交织，互相影响，泄流不畅，加上目前青弋江出口直接与长江相通，尚无控制工程，常出现江水顶托甚至倒灌现象，青弋江洪水若与长江洪水遭遇，极易形成防汛工作中最艰巨的“龙虎斗”局势，对青弋江行洪极为不利，加重了本流域下游广大圩区洪水灾害，如1983、1996、1998和1999年洪水。

4.1.2设计洪水

（1）设计水位

青弋江中下游地区水网串通，河口受长江洪水顶托或倒灌影响，洪水组成十分复杂，水文要素序列统计分析中的―三性‖（代表性、一致性、可靠性）很难得以完全保证，不宜直接采用某一频率洪水进行分析计算，宜参照防洪标准选择洪水代表年进行分析。芜湖市是长江中下游地区重点防洪城市，其防洪标准按照《长江流域综合利用规划报告（1990年）》中所规定，以长江中下游整体防御1954年型洪水，作为芜湖市的防洪标准。根据此标准，《安徽省芜湖市城市防洪工程初步设计报告》（水利部天津水利水电勘测设计研究院，2002年1月）已推算，袁泽桥断面处设计洪水位为11.72m。

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（2）设计流量

由于项目建设区位于青弋江下游，为了和芜湖市城北片的城市防洪标准相衔接，根据《安徽省芜湖市城市防洪工程初步设计报告》（水利部天津水利水电勘测设计研究院，2002年1月），采用1954年型长江洪水位11.485m与青弋江西河镇水文站洪峰流量3940m3/s的遭遇，作为典型年进行洪水演算，经演算此河段经过综合治理后最大洪峰流量为700m3/s，故河段设计流量采用700m3/s。

4.2壅水分析计算

依据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》1.5条内容，壅水分析计算采用经验公式计算。

4.2.1 桥下过水面积计算

设计方案桥梁与河道正交(cos?=1)，桥墩轴线与水流方向一致，根据《桥渡水文》，桥下过水面积采用下式计算：

Qpω需= (3)

?vpcos?ω供=ω需-ω墩 (4) P=ω需/ω供 (5)

式中 ω需——桥下需要过水面积，等于天然河道设计水位下过水断面面积

（m2）；

ω

供

——桥下供给面积，为设计水位以下河床以上扣除桥墩投影挡水

部分的净过水面积（m2）；

ω墩——桥墩阻水投影面积总和；

Qp、vp——设计流量（m3/s）、设计流速（m/s）；

μ——桥墩水流侧向压缩系数，查水流压缩系数μ值表，本桥取1.0；

P——冲刷系数。

桥下过水面积及冲刷系数计算结果见表4.2。

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表4.2 袁泽桥桥下过水面积及冲刷系数计算表

设计水位（m） 11.72 桥下需要 过水断面面积ω需(m2) 995 桥下供给面积ω供 (m2) 966 冲刷系数P 1.03 允许冲刷系数 1.2 从表4.2计算结果可知，袁泽桥建桥后遇设计洪水，桥下冲刷系数均小于允许冲刷系数1.2，说明本桥梁跨径设计、桥墩布置符合冲刷相关技术规定要求。

4.2.2壅水高度计算

（1）桥前最大壅水高度

建桥后由于桥墩减少了过水面积，压缩水流使桥前水位壅高，桥前最大壅水高度采用下式计算：

?Z?KKNyKKy?2g0.5?v2?vom (6) M2?v (7)

MgN?0.12 (8)

?vvM?1om (9) /???0.251?0.5d50?vM?1??v??c?式中： △Z ——桥前最大壅水高（m）；

Mv?v/MKKvv积；

M/My——修正系数； ——定床壅水系数；

N——冲刷后桥下平均流速（m/s）；

——冲刷前桥下平均流速（m/s），为设计流量除以桥下净过水面

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v

om

——天然状态下桥孔部的平均流速（m/s）；

； v——河槽平均流速（m/s）

cd

50

——河床质中值粒径（mm），可按表4.3换算，根据地基物理力

学指标设计参数表空隙比为1.067，本报告取3。

表4.3 粘性土换算粒径d50

天然空隙比e 换算粒径d50 （2）桥下壅水高度

1根据《桥涵水文》，桥下壅水高度一般情况下取?Z即可。

2>1.2 0.15 1.2～0.6 3 0.6～0.3 10 0.3～0.2 50 4.2.3壅水曲线长度计算

壅水曲线长度近似估算式为：

L=2△Z / I (10)

式中 I ——计算河段天然河底比降，取0.513‰；

△Z——桥前最大壅水高度（m）。

袁泽桥桥前最大壅水高度、桥下壅水高度和壅水长度计算结果，详见表4.4。

表4.4 袁泽桥壅水高度、壅水曲线长度计算成果表

设计工程设计洪 前面vom 流量 水位 积 （m/s） (m3/s) (m) (m2) 11.72 700 966 0.74 vM (m/s) 0.72 桥前最工程桥下壅大壅水后水水高度 高度 位 △Z/(m) (m) △Z(m) 0.03 0.02 壅水 长度L(m) 11.75 116.9 4.3 冲刷与淤积分析计算

在河道上修建桥梁后，桥下水流受桥墩的阻壅作用，河道中单宽流量增加，局部水面比降和流速加大，导致河床产生一般冲刷，同时在桥墩附近形成复杂的

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