河道采砂防洪影响评价报告

XX砂场

防洪评价报告

附图部分

1 概述

1.1项目背景

为了加强河道采砂的统一管理和监督检查，维护河势稳定，保障行洪及通航安全，XX市决定对X江X段及城区河段砂石开采、砂石经营进行规范化管理，严格规范河道采砂及沿岸砂场生产作业许可。

根据X《关于加强X江X河段及各支流城区河段采砂与砂场管理的通知》（X政发［2005］27号）文件要求，凡X江X段及城区河段沿岸砂场都要按照分级管理的原则办理砂石开采、砂石经营行政许可和防洪影响评价。

X水文水资源勘测局依据《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）对XXXX砂场进行防洪影响评价，为河道管理单位和水行政主管部门审批河道采砂及砂场生产作业许可提供科学依据。

1.2评价依据

1.2.1国家有关法律、法规及有关规定

(1)《中华人民共和国水法》；

(2)《中华人民共和国防洪法》；

(3)《中华人民共和国河道管理条例》；

(4)水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》；

(5)水利部(办建管[2004]109号)《河道管理范围内建设项目防洪影响报告编制导则》(试行)；

(6)X省实施《中华人民共和国河道管理条例》办法；

(7) 《X关于加强X江长沙河段及各支流城区河段采砂与砂场管理的通知》（X政发［2005］27号）。

1.2.2有关技术规范和技术标准

(1)中华人民共和国国家标准《防洪标准》；

(2)中华人民共和国国家标准《水位观测标准》；

(3)中华人民共和国国家标准《河流流量测验规范》；

(4)中华人民共和国国家标准《河流悬移质泥沙测验规划》；

(5)中华人民共和国国家标准《堤防工程设计规范》；

(6)中华人民共和国水利部《水利水电工程设计洪水计算规范》。

1.2.3有关规划和技术文件

(1)《X省X湖区X市城市防洪工程初步设计报告》(X水利水电设计研究院,1999年12月)；

(2)《XXX河渠糙率》(XXX水文总站，1988年)；

(3)《XXX洪水调查资料》(XXX水文总站，1987年)；

(4)《XX报汛站暴雨洪水特征值重现期查算手册》(XX省水文水资源勘测局，1998年1月)；

(5)《XXX河流特征》(XX省水文水资源勘测局编，1977年10月)；

(6)《水力学》，成都科学技术大学水力学教研室编，1979年3月；

(7)《水利动能设计手册—防洪分册》；

（8）X砂场平面图

1.3 技术路线及工作内容

本防洪评价报告通过收集水文、气象和砂场地形地貌资料，运用水文、水利及相关的经验公式对X湾砂场所在湘江断面的设计洪峰流量、设计洪峰水位、壅水、冲淤和河势变化进行分析计算和防洪评价。

评价主要依据水利部(办建管[2004]109号)《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》(试行)和X水洞管[2001]18号《河道管理范围内建设项目防洪影响报告编制大纲》进行。防洪评价的主要内容包括：

（1）对砂场地理位置、规模、地形地貌、运行方式和基本情况进行调查和测量存档，对砂场所处河段进行设计洪水分析、工程阻水壅高计算和河势分析；

（2）分析和评价砂场的建设和运行对河道行洪、蓄滞洪、堤防安全、交通航运的影响；

（3）防洪综合评价及补救措施分析。

1.4 高程系统

本报告如无特别说明，高程系统均为国家1985黄海基面高程。

2 基本情况

2.1项目概况

2.1.1 砂场建设情况

X砂场位于X村，X江X河段右岸的X有限公司码头下游约120m，砂场所处X江大堤堤顶高约36m（黄海高程，下同）。大堤外侧为河漫滩，地形较平坦。

砂场沿X江大堤布置，占地面积近10000m2。砂石由X江大堤外侧（湘江右岸河漫滩）架空皮带机（长30-50m），并通过封闭天桥（高5.5m）横跨堤面后，分两组皮带线8台皮带运输机，4个区圆筒筛运输和筛选砂石堆放在场内。场内设有沉淀池和排水管道排放生产用水。计划砂石年生产能力为30万吨。X砂场平面分布示意图详见附图1。

2.1.1 所涉堤垸情况

该工程河段范围内仅有两岸的防洪大堤，没有较大的水利工程。工程位置处右岸防洪大堤高程在35.0～35.9m之间，堤顶宽约4～5m。堤内地面标高一般在30.0-48.0之间，为水塘、农田、果园和山地。工程位置上游200m为一小山，沿河宽度约100m，标高在36-57m之间。工程位置下游约100m也为一小山，标高在35.5-71.4m之间。

2.2 河道基本情况

2.2.1 河流特性

X江发源于广西临桂县海洋坪的龙门界，经兴安、全州至下江圩斗牛岭，进入湖南省东安县，再经冷水滩、祁阳、衡阳、衡山、株洲、湘潭、长沙至湘阴的濠河口分两支注入洞庭湖，全长856Km，湖南省境内670Km，占全长的78.2%，流域面积为94660Km2，湖南省境内85383Km2，占总面积的90.2%，河流平均坡降为0.134‰，是洞庭湖水系中最大的河流，也是长江七大支流之一。

湘江流域内南部的南岭山地和东部的罗霄山脉，海拔一般在1000m以上，其它丘陵地多在500m以下。湘江流域地层复杂，从震旦纪到第四纪岩层多有出露。流域内水系发育，5Km以上的河流有2157条，两岸支流为不对称形，右岸支流比左岸发育，流域面积大于5000Km2的支流有五条，其中消水、耒水、米水三条支流都在10000Km2以上。左岸支流由于多发源于衡邵丘陵区，流域面积均不大，仅涟水流域面积在5000Km2以上，其余多短小，水量也不及右岸支流丰富。湘江干流在永州市萍岛的消水汇合口以上为上游，萍岛至衡阳为中游，衡阳至濠河口为下游。

2.2.2 气候特性

湘江流域地处亚热带湿润气候区，春夏之间，降水量集中，秋季多旱，暑热期长，具有性气候特点：

气温：湘江两岸各城市年平均气温在17-19摄氏度之间，一年中1月份气温最低，三月后增长最快，7月份气温最高，9月后又明显下降，气温由南向北逐渐降低，各地温差不大。

降水量：湘江流域内植被良好，河网发育，降水充沛。湘江水资源的主要来源是降水。流域多年平均年降水量为1472.9mm,水汽主要来源于太平洋西部的南海和东海,以及印度洋的孟家拉湾。因受太阳辐射，季风环流和地理、地形因素的影响，流域内降水表现出明显的季节性和地域性。春夏之间，降水量集中，秋季多旱，暑热期长。4-6月多暴雨洪水，降雨量一般占全年降水量的40%以上，7-9月炎热干旱，所以洪涝、干旱灾害频繁。降水量在地域上的分布，总的趋势是山区大于丘陵，丘陵大于平原。湘江流域各站多年平均水面蒸发量在800mm-1000mm之间，地区和年际变化不大。

水资源量：湘江流域水资源丰富，流域多年平均径流深为766mm,折合水量665亿m3。年径流量的年际变化和年内分配与年降水量相应，汛期4-9月径流量占全年径流量的70%左右。年最大流量多出现在五、六月份；最枯流量一般出现至次年一月间。

2.2.3 流域内水文勘测

在湘江流域，国家建设了一套功能完整的水文测报站网，监测干支流水情变化、水资源的动态变化，积累了大量的观测系列长，项目齐全的水文资料。在湘江干流上自上游至下游，设有全州、老埠头、归阳、衡阳、衡山、株洲、湘潭等水文站，在长沙、湘阴设立了水位站，在各主要支流上均设有控制性水文站或水位站。本次防洪评估采用了湘潭、长沙、湘阴等水文（水位）站实测资料。

2.2.4砂石场河段附近已建涉河工程概况

砂石场河段的主要涉河建筑物有：拟建砂场上游上游约900m建有丁白渡口。上游约120m建有X公司丁字燃油码头。

2.2.5 防洪、通航标准

2.2.5.1防洪标准

根据1994年6月2日由国家技术监督局和中华人民共和国建设

部联合发布，1995年1月1日起实施的中华人民共和国《防洪标准》（GB50201-94），城市根据其社会经济地位的重要性或非农业人口的数量分为四级，各等级的防洪标准如表2.2.5.1-1。

表2.2.5.1-1                     城市防洪标准

等级	重要性	非农业人口（万人）	防洪标准 重现期（年）
Ⅰ	特别重要的城市	>150	>200
Ⅱ	重要的城市	150-50	200-100
Ⅲ	中等城市	50-20	100-50
Ⅳ	一般城镇	<20	50-20

望城县丁字湾砂场位于望城县丁字镇，湘江右岸丁字镇防洪标准为30年一遇，左岸为望城县同福垸，其防洪标准为50年一遇。依据《长沙市城市防洪工程初步设计报告》（HND/A701c-1-005）的规定，确定本次防洪评价望城县丁字湾砂场所处河段按50年一遇防洪标准进行评价分析。

2.2.5.2通航标准

该砂场输砂带断面处湘江河段是长沙市的重要通航枢纽，河流全程处于通航状态。

2.3 现有水利工程及其他设施情况

该工程河段范围内仅有两岸的防洪大堤，没有较大的水利工程。

2.4 流域防洪规划情况

根据湖南省水利水电勘测设计院1999年12月编制的《长沙市城市防洪工程初步设计报告》（HND/A701c-1-005），望城县丁字湾砂场所处湘江河段暂未编制防洪规划。

3 防洪评价计算

3.1 水文分析计算

3.1.1输砂带断面设计洪峰流量、水位计算

在长沙市城市防洪工程可行性研究和初步设计阶段对湘江干流设计洪水做了大量分析研究工作，并在《长沙市城市防洪工程初步设计报告》中提出了湘江干流设计洪峰流量成果，其成果见表3.1.1.1。

表3.1.1.1   湘江干流设计洪水成果表

                                                单位：m3/s

河（站）名	流域面积 (km2)	频率P(%)
		0.5	1	2
湘江（长沙）	83020	26200	24600	22800

望城县丁字湾砂场断面位于湘江右岸，砂场所处湘江河道断面与长沙水文站间有浏阳河和捞刀河两条大支流加入，区间面积9100m2，占9.9%，取《长沙市城市防洪工程可行性研究报告》的成果，按面积比的2/3次方移用到砂场断面,其成果见表3.1.1.2。

表3.1.1.2   望城县丁字湾砂场场输砂带断面设计洪水计算成果表

内    容	流域面积 （km2）	设计洪峰流量（m3/s）		设计洪峰水位（m）
		1％	2％	1％	2％
《长沙市城市防洪工程初步设计报告》	88710	200	26800	35.84	35.51

3.1.2近岸流速计算

天然河道的流速横向分布与断面的几何形状相似，同时岸边流速与河道断面的平均流速有如下关系：

V岸=αV平                 

式中： V岸——近岸部分的平均流速，m/s；

V平——断面平均流速，m/s；

α——岸边流速系数。

根据上述原理，依据湘潭和长沙（三）水文站实测资料进行分析，求得岸边流速系数（α）。利用本次实测的砂场所处河段的大断面成果及求得的断面平均流速，结合实地调查情况，推求输砂带断面处近岸平均流速，见表3.1.2.1。

表3.1.3.1   砂场输砂带断面处断面流速横向分布特征及近岸流速成果表

断面

名称	流速横向分布特征	岸别	50年一遇洪水
			断面平均流速（m/s）	近岸平均流速（m/s）
输砂带断面	中泓略偏于左岸，流 速横向变化有波动。	右岸	2.35	1.26

3.2壅水分析计算

水位壅高计算的目的是推算阻水工程阻水引起的水位壅高变化和壅水长度。目前所采用的主要方法有水面曲线法（即通过工程前后水面曲线的比较，计算壅水高度和壅水长度）和经验公式法。本项目阻水壅高计算采用经验公式法。

3.2.1 经验公式法

    阻水壅水高度计算的经验公式较多，本项目主要采用以下经验公式。

曹瑞章公式：

阻水建筑物上游水面壅高是水流动能转化成位能的结果，比较建设建筑物前后的断面单位比能变化，即可建立阻水建筑物建设前后的断面单位能量变化关系式。应用纵向动力平衡方程、横向动力平衡方程和连续方程联合求解得出阻水建筑物上游壅水计算公式：

                

式中：

Vm——兴建建筑物后平均流速；

V0m——天然状态下平均流速；

kn ，kv——壅水系数；

    

3.2.2 计算成果

    根据望城县丁字湾砂场提供的有关资料及评价河段内实测大断面成果资料，计算出设计频率下阻水建筑物的阻水面积、断面平均流速及近岸流速的变化。计算成果见表3.2.2.1。

表3.2.2.1 望城县丁字湾砂场输砂带建设后阻水面积要素统计表 

                             

位置	设防标准	设计 水位（m）	原    状			输砂带建设后			阻水面积占百分比 (%)	近岸流速变化百分比 (%)
			面积（m2）	河宽（m）	断面平 均流速（m/s）	面积（m2）	河净宽（m）	断面平 均流速（m/s）
输砂带断面	2%	35.51	11400	826	2.35	11344	820	2.36	0.49	0.30

根据上述经验公式，并考虑其阻水产生的壅高主要在左岸，求得阻水建筑物在设计频率下水位壅高值为5mm。

3.2.3 壅水范围

    本次采用壅水长度经验公式计算壅水范围，即：

         （4.3-8）   

式中：L——阻水建筑物前壅水长度（m）

  Z——阻水建筑物最大壅水高度（m）

   S——水面比降

利用以上壅水长度公式计算得出望城县丁字湾砂场输砂带阻水壅高影响长度为湘江河段上游165m。

4防洪综合评价

4.1与现有水利规划的关系及影响分析

根据望城县丁字湾砂场所提供的相关资料分析，该砂石场的建设短期内与湘江河段的流域规划、流域防洪规划及城市防洪规划等水利规划基本上没有冲突，但要注意砂场的各项工程建设与水利规划的近期或远期目标相衔接。

4.2对河道行洪安全的影响分析

砂场输砂带的建设和运行，对湘江右岸的水流流态产生了影响，从壅水分析计算成果可知，50年一遇设防标准下洪水壅水长度为165m，最大壅水高度为0.005m。减小行洪面积56.0m2，占河道行洪面积的0.49％，降低了河道行洪能力，必须采取相应的补救补偿措施。

4.3工程对河势的影响分析

    因砂场输砂带的建设和运行，对河段产生了壅水影响，并导致近右岸部分流速增大0.32％，加大了右岸的冲刷。从长远看，因流速增加幅度不大，在砂场建设和运行过程中，右岸会发生局部的冲淤变化，工程对河段河势有一定的影响，但通过河床的自动调整将会使河段的河势和形态达到一种新的平衡。 

4.4对堤防安全的影响分析

望城县丁字湾砂场输砂带建在湘江右岸岸坡上，在砂场输砂带建设时应考虑对输砂带所在的堤岸进行护坡加固处理。特别是在高水时，由于运砂船只停靠和输砂的需要，将对大堤产生冲刷及震动影响，在考虑补救补偿措施时应考虑对输砂带附近的右岸上下游险工险段进行护坡加固，减小由于运砂船只停靠时产生的波浪对大堤的冲刷，避免产生陡坑崩塌，危及岸坡和临水建筑物的安全。

5防治与补救措施

5.1法律法规依据

遵照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》，以及水利部、国家计委水政[1992]7号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》，湖南省实施《中华人民共和国河道管理条例》等法律法规，凡在河道管理范围内新建、扩建、改建的涉河工程建设项目，对防洪有影响的均应采取补救措施，以消除工程对河道行洪的影响，确保沿江两岸堤垸的防洪安全。

5.2防治与补救措施

根据防洪评价技术要求和防洪评价壅水分析计算，望城县丁字湾砂场的建设和运行使湘江发生50年一遇设防标准洪水时湘江洪水位抬高0.005m，壅水长度为165m，砂场输砂带阻水面积占河道行洪面积的0.49％，近左岸部分流速增大0.30％，加大了对湘江右岸的冲刷。

从上述防洪影响评价分析结果来看，望城县丁字湾砂场的建设和运行，对湘江防洪产生了一定影响，应采用综合治理的方式进行补救：

一是由水利部门每年对砂场附近河段河道清障疏浚，凡河道上阻水的违章建筑物和无开发利用价值的阻水沙洲、暗礁等，要逐步清除。

二是要对输砂带近河底部分上下游险工险段进行护坡加固，减小由于运砂船只停靠时波浪的冲刷，避免产生陡坑崩塌，危及岸坡和临水建筑物的安全。

三是考虑砂场的建设和运行抬高了水位，对排渍造成一定的影响，两岸堤垸的排渍需增容，每年适当增加运行费用。

四是当长沙水文站水位达36.00m（吴淞、警戒水位）以上时，砂场应停止采砂和输砂作业，安排专人看护采砂场上、下游100m范围的河堤，确保防洪安全，采砂船只在防汛部门指定的地点停泊。

经估算，按上述综合治理的方式进行补救、补偿，每年需补救、补偿经费3.0万元。

6结论与建议

6.1结论与建议

经过上述防洪影响评价，得出如下结论和建议：

1、望城县丁字湾砂场属涉河工程，砂场建设和运行将对湘江防洪产生一定的影响。根据《长沙市关于加强湘江长沙河段及各支流城区河段采砂与砂场管理的通知》（长政发［2005］27号）文件精神的要求，望城县丁字湾砂场必须按要求办理砂场经营的行政许可，并按期交纳砂石生产的相关规费。

2、砂石场建设工程必需按照国家有关水利工程标准建设，不得影响大堤防汛安全，跨堤输送带确保堤顶通行净高大于4.5m。

3、为了确保大堤的安全，砂石场不得在防汛堤防上任意开设码头，不得在距离堤脚200m范围内挖井取水。

4、经防洪评价计算，当湘江发生设防标准的洪水时，输砂带产生的阻水面积占行洪面积的0.49％，右岸流速增大0.30％，产生壅高最大0.005m，影响长度165m，砂场的建设和运行，对湘江的防洪产生了一定影响，但其防洪影响不是很大，不宜单独采取补救措施，应采用综合治理的方式进行补救。

经估算，按综合治理的方式进行补救、补偿，每年需补救、补偿经费3.0万元。

5、砂场必须服从防汛指挥卵石储备的统一安排，负责本堤段的防汛工作，遇到特大洪水需要应急处险时必需承担所分配的防汛处险工程经费。

6、砂场的生产不得妨碍生产范围内堤防稳定及防汛道路畅通，在生产过程中保障堤面平整，不能堆放杂物，及时清除河道内岸坡漏淤砂石，定期清除野生树木，杜绝冲筛污水直接冲刷堤身和直接排入河道。要对砂场运砂船只的进出、停泊及输沙带运行进行严格管理，科学调度，避免发生危及湘江防洪安全的责任事故。在禁采期，砂场应停止砂石传送带的作业，禁止运砂船只通行，运砂船在防汛部门指定的地点停泊，并服从当地防汛指挥部门的指挥。

7、外河堤坡上的皮带运输机需采用活动型式，遭遇到高洪设计水位时，输砂设备应提高到洪水位以上，以利最大限度的减少行洪影响；同时砂场生产过程中必须服从当地水管及防汛机构的指挥，汛期特殊水情发生时，河道中的所有阻洪设备必须无条件的自行拆除，不得影响防洪保安工作的顺利进行。

 望城县丁字湾砂场必须服从水行政主管部门安排和水利建设需要。