呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程跨越大黑河添密梁大桥防洪评价报告.doc

呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程跨越大黑河添密梁大桥防洪评价报告

目 录
1 概述 1
1.1项目背景 1
1.2评价依据 6
1.3技术路线及工作内容 8
2 基本情况 10
2.1建设项目概况 10
2.2河道基本情况 12
2.3大黑河防洪工程现状及其它设施情况 15
2.4大黑河干流添密梁大桥所在河段防洪规划 15
3 河道演变 17
3.1河道历史演变情况 17
3.2河道近期演变分析 17
3.3结论 18
4 防洪评价计算 19
4.1水文分析计算 19
4.2桥位所在河段设计洪峰流量的确定 19
4.3添密梁大桥所在河段水面线的推求 24
4.4泥沙 27
4.5冲刷计算 27
4.6壅水分析计算 30
4.7对拟建大桥过流能力的复核 32
5 防洪综合评价 34
5.1建设项目对河道行洪及河势的影响分析 34
5.2建桥后对堤防、护岸的影响 35
5.3大桥的建设对第三人合法水事权益的影响 35
5.4大桥对堤顶交通的影响 35
5.5桥梁施工对防洪的影响 36
5.6建桥对环境的影响 36
5.7冲刷对大桥的影响 36
6 结论与建议 37

附:
1、内蒙古自治区发展和改革委员会文件 内发改交运字[2005]1608号《关于某某市2006年农村公路建设工程可行性研究报告的批复》
2、路线平面缩图
3、添密梁大桥跨越大黑河平面布置图
4、添密梁大桥桥位平面图
5、添密梁大桥桥型布置图 （1/3～3/3）
6、添密梁大桥桥位地质剖面图
7、大黑河桥位所在河段横断面图（1/4～4/4）
8、大黑河桥位所在河段纵断面图

1 概述
1.1项目背景
1.1.1项目建设的必要性
(1)支援军工企业发展的需要
某公司是隶属于国防科工委大型军工企业，曾为我国国防航天事业做出了巨大贡献，但由于近几年大环境影响，某公司处于资金短缺状态，至使飞机场至黄合少镇公路（某公司基地通往自治区首府某某市的一条专用三级公路，路面已严重破损）远不能满足日益增长交通量的要求，在这种条件下，党中央发出了支援军工企业的号召，为了落实这一号召，改善现有公路的通行能力，建设飞机场至黄合少镇农村公路势在必行。
(2)现有公路已不能适应社会经济发展的需要
飞机场至黄合少镇农村公路是某公司基地通往自治区首府某某市的一条专用线，全长23km。起于飞机场高速连接互通匝道终点处，穿越坝堰、白塔开发区、舍必崖、保素、五路、添密湾、添密梁、南地村、黄合少镇、某公司，终于新脑包村。此公路是某公司及沿线各乡镇与外界沟通的纽带，起着非常重要的作用。现有飞机场至黄合少镇公路为三级公路，路面上层为沥青砼。现有的路面宽度已远不能适应现有的交通量。经常发生交通事故，因路面宽度所限，且车速较慢。现有的路况严重影响交通运输及社会经济的发展，同时为适应本路段交通量快速增长的现状，建设飞机场至黄合少镇公路成为必然。
(3)有利于促进某某市及沿线社会经济发展
某某市是内蒙古自治区首府，距国家重点能源基地准格尔大型煤田120km，距钢都包头市150km，是东北亚经济圈和环渤海经济区城镇体系中的重要“增长点”之一，具有技术经济辐射的战略传递作用，是我国北方沿边开放地区的中心点和加快我国北部边远少数民族地区开发战略实施依托的中心城市之一，是内蒙古自治区对外联系和交往的重要门户，与包头市、鄂尔多斯市共同形成了内蒙古资源富集的“金三角”地区。由于其得天独厚的资源条件和地理条件，该段公路的建设，对增强某某及历史文化名城的知名度和对外开放联系，对加速国家战略西移、促进和带动我国中西部地区的经济发展，都具有非常重要的意义。
另外，公路沿线地处某某东郊，白塔高新技术开发区和黄合少镇。呼市东郊属平原微丘区，地处土默川平原，土壤及生态环境良好，沿线经济欠发达。随着国家西部大开发战略思想的出台，“十五”期间，更要重视中西部地区经济的发展，逐步加大工作力度，缩小地区差距，切实解决乡镇居民致富之路。本项目的实施，会对促进沿线地区的商品流通和居民脱贫致富有重要作用。
(4)是实施某某市公路网规划实现农村公路改造工程的重要举措
该公路与国道主干呼包高速公路、国道209线、省道102线、103线104线、县道大添公路等直接或间接相连，形成四通八达的城镇公路网络。该段公路的建设，对沿线乡镇连接与发展实现农村公路改造工程，对加快自治区及某某城镇交通建设，完善自治区及某某的城镇公路基础设施条件等方面都有重要的现实意义。
(5)是实施内蒙古自治区旅游开发需要
内蒙古自治区地处边疆，区域辽阔，自然生态环境保持良好，民族风情浓郁，历史文物古迹众多，旅游资源丰富。内蒙古旅游主要有九大景观，即草原、森林、沙漠、湖泊、温泉、冰雪、古迹、名俗、边境线，合理开发和利用旅游资源，必将带动本地区经济、社会的全面发展和进步。按照内蒙古自治区旅游业开发计划发展五大旅游区，六条旅游线路，形成内蒙古自治区“五区六线”旅游发展格局。
白塔旅游开发区与该公路相邻，此旅游区以其悠久的历史，名誉海内外，每年吸引着各方游客。该公路的建成势必加快了白塔旅游区的发展，给内蒙古的旅游业带来新的前景。
(6)本项目的建设是实施国家西部大开发战略的需要
西部大开发作为我国“十五”规划的重要战略之一，是中国面向新世纪做出的重大决策。实施西部大开发， 首先要发展基础设施建设。交通要以公路为重点，全面加强铁路、机场建设，进一步完善路网布局，提高登记和标准，增强综合服务功能，形成连接区内东西部，辐射西北、华北、东北的干线运输网络，畅通“联疆达海”出区通道和口岸运输国际通道。尽快改变交通落后状况，是实施西部大开发的当务之急和长远大计。
内蒙古作为中西部地区，与东部地区的发展差距有逐渐拉大的趋势。从公路交通来看，很多指标低于全国平均水平，归纳起来有“五低”。一是路网密度低，适应能力差；二是公路技术等级低，“九五”以前二级以上公路占通车里程的比重为4.9%，低于全国12.5%的平均水平。一级路占通车里程的比重更是严重低下，公路等级低，抗灾能力比较弱，通行能力比较低，对经济发展的“瓶颈”制约现象比较突出；三是高级、次高级路面占整个通车里程的比重是19.8%，低于全国40.9%的平均水平；四是公路通达深度低；五是晴雨通车里程低。
在西部大开发的伟大事业中，无论是资源开发转化，还是商贸行为往来，旅游出行所有的经济行为和社会需求，都要求运输业提供安全舒适、快捷、价廉的优质服务。加快交通基础设施建设，提高路网通行能力，提供优质服务，是西部大开发最根本和最迫切的需求。本项目的实施对于贯彻落实中央西部大开发战略，加快西部大开发的步伐，促进内蒙古自治区公路交通发展，带动经济发展都具有极其重要的现实意义和深远的历史意义。
1.1.2项目前期情况
（1）内蒙古自治区发展和改革委员会《关于某某市2006年农村公路建设工程可行性研究报告的批复》（内发改交运字[2005]1608号
2005年某某市公路勘测设计院有限公司承担了《某某市飞机场至黄合少农村公路改造工程可行性研究报告》的编制工作。
2005年9月某某市公路勘测设计院有限公司承 担《某某市飞机场至黄合少农村公路改造工程》一阶段施工图设计。于9月份完成了外业测量，10月份完成了一阶段施工图设计及编制工作。
2005年11月由自治区发改委批准立项，该项目计划在2005年开工建设，2006年竣工，工期二年。
2006年5月受某某市公路工程局的委托，某某市科兆丰水业勘测设计有限公司承担呼市飞机场至黄合少镇公路，跨越大黑河添密梁大桥洪水影响评价工作。通过现场实地勘查、实测资料分析计算，就大桥建设后可能对大黑河产生的影响进行了分析评价，同时对设计洪水对大桥的影响进行了分析计算，提出了消除这些影响应采取的措施和建议。
1.1.3项目建设的地理位置

呼市飞机场至黄合少镇公路改造工程是改善某某市农村牧区交通条件，落实国家“十一五”农村公路建设目标的工程之一。拟建公路起点位于呼市机场路连接匝道处，途径巴彦镇、太平庄乡、黄合少镇，终点为黄合少镇新脑包村。路线全长23公里，路线走向呈南、北向。它是某某市开发沿线资源、促进地区经济社会发展的重要通道和经济干线。项目建设的地理位置详见飞机场至黄合少农村公路改造工程路线平面缩图。
1.1.4项目建设规模及防洪标准
（1）公路等级
公路等级：Ⅱ级
限制坡度：6％，路线最大纵坡3.3％。
路段行车速度：80km/h。
预测2010年小客车日用量为：3047辆/日
（2）大桥规模
添密梁大桥桥梁全长240m，桥跨组成为12孔×20m，桥墩深24m，桥前设计水位为1090.25m，详见添密梁大桥桥型布置图。
根据《公路桥涵设计通用规范》JTJ－89确定，规模属大桥（100m＜L＜500m）。
（3）防洪标准
根据《防洪标准》GB50201－94及《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》，同时结合现状情况，本次的防洪标准近期为100年一遇（按不建库方案），添密梁大桥桥位处相应洪峰流量为4299m3/s；远期为200年一遇（按建红吉水库方案），相应洪峰流量为3363m3/s。
1.2评价依据
1.2.1国家法律、法规
（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）《内蒙古自治区水工程管理保护法》
（5）《水利部办公厅文件》办建管（2004）109号。
1.2.2规程、规范
（1）《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行）；
（2）《城市防洪设计规范》（CJJ50-92）；
（3）《堤防工程技术设计规范》（GB502086-98）；
（4）《防洪标准》（GB50201-94）；
（5）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）。
1.2.3相关设计报告及文件
（1）《某某市中小河流及重要城镇防洪规划》（2000年10月）
（2）《内蒙古自治区某某市城市防洪工程可行性研究报告》（内蒙水设院2001年12月）
（3）《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》（内蒙水设院2004年5月编制）
（4）《大黑河干流防洪工程可研报告》（呼市水设院2000年8月）
（5）某某市水利勘测设计院2006年5月实测工程所在位置的河道纵横断面资料。
（6）地质资料采用呼市交通设计院提供的地质报告
1.3技术路线及工作内容
1.3.1技术路线
添密梁大桥位于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路K11+659.495桩号处，位于大黑河美岱水文站下游约5km。评价工作利用《内蒙古自治区某某市城市防洪工程可行性研究报告》（内蒙水设院2001年12月）、《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》（内蒙水设院2004年5月编制）的基本资料，根据某某市水利勘测设计院2006年5月实测工程所在位置的河道纵横断面资料，对桥位河段的设计流量、设计水位进行分析评价。根据大黑河1：10000地形图，结合河道纵横断面的实测资料进行河势分析。
根据《内蒙古自治区某某市城市防洪工程可行性研究报告》、《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》中有关堤防与河道的规划设计，对《飞机场至黄合少镇农村公路改造工程可行性研究报告》添密梁大桥轴线与河道洪水主流方向的夹角、桥墩的布置形式、桥墩的结构尺寸、大桥布置与防洪堤的关系、防洪抢险等进行防洪影响评价分析。
1.3.2工作内容
分析建设项目对河道行洪及河势的影响；
分析建设项目对堤防、护岸及其它水利工程的影响；
分析建设项目的建设对第三人合法水事权益的影响；
分析建设项目对堤顶交通的影响；
分析建设项目施工对防洪的影响；
分析设计条件下洪水对建设项目的冲刷影响；
分析河道摆动对建设项目的影响；
结合评价并提出消除或减轻影响的措施以及建议。

2 基本情况
2.1建设项目概况
某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路起点位于呼市机场路连接线匝道处，途经巴彦镇、太平庄乡、黄合少镇，终点为黄合少镇新脑包村。路线全长23Km，路线走向呈南北向。
原添密梁大桥规模为10×22孔，始建于1963年，本身的承载力已不能适应现有的交通状况，而且大桥现有的过流能力不足以下泄百年一遇的洪水，拟建的添密梁大桥位于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路K11+659.495桩号处，位于原添密梁大桥上游11米，在上游157.4米处有某专用铁路桥，本次农村公路改造工程在新添密梁大桥建成后，就将原添密梁大桥拆除。
本次防洪评价的主要对象是呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程跨越大黑河拟建的添密梁大桥（以下称添密梁大桥）。
2.1.1建设项目名称、地点和建设目的

（1）建设项目名称
呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程（添密梁大桥）。
（2）建设项目地点
某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路起点位于呼市机场路连接线匝道处，途经巴彦镇、太平庄乡、黄合少镇，终点为黄合少镇新脑包村。路线全长23Km，路线走向呈南北向。添密梁大桥位于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路K11+659.495桩号处，根据某某市公路工程局提供桥位处两岸堤防坐标为：左（17349.484，40290.456），右（ 17568.882，40293.653）。
（3）建设目的
由于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路是一条三级公路，路面已严重破损，现有的路面宽度已远不能适应现有的交通量，导致经常发生交通事故。同时改善现有公路的通行能力，是实施西部大开发战略的需要，有效的实现了公路网的改造，可大大促进某某市及沿线的社会经济发展，带动旅游业的发展，可提高人民生活水平，为实现地区经济协调持续发展具有重要的意义。
同时，由于原添密梁大桥本身承载力已不能适应现有的交通状况，而且大桥现有的过流能力不足以下泄百年一遇的洪水。
2.1.2建设项目的规模、防洪标准
（1）添密梁大桥规模
拟建的添密梁大桥桥梁全长240m。
根据《公路桥涵设计通用规范》JTJ－89确定，规模属大桥（100m＜L＜500m）。
（2）防洪标准
根据《防洪标准》GB50201－94及《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》，本次的防洪标准按近期为100年一遇，远期为200年一遇。
2.1.3大桥主要特征指标
呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程的原添密梁大桥为11孔×20m（宽），拟建的添密梁大桥桥梁全长240m，为12孔×20m（宽）。
大桥上部构造为12×20m的装配式部分预应力混凝土连续箱梁，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系；下部构造的桥墩采用双柱式墩、钻孔灌注桩基础，桩深24米。
2.1.4工程施工
箱梁施工为先预制主梁，混凝土达到设计强度的90%后，压注水泥浆并及时清理箱梁底板通气孔，设置临时支座并安装永久支座，逐孔安装主梁。2005年11月由自治区发改委批准立项，该项目计划在2005年开工建设，2006年竣工，工期二年。

2.2河道基本情况
2.2.1流域概况
呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程路线的主要河流就是大黑河，大黑河是黄河水系中28条主要支流之一，发源于内蒙古西部乌兰察布市卓资县境内的骆驼脖子坝顶村。大黑河流域东北、西南分别与黄旗海、岱海流域相邻，西至美岱沟流域分界线；北以阴山分水岭为界，南至蛮汉山分水岭。流域范围地理坐标介于东经110°15′～112°41′与北纬40°10′～41°20′之间。全流域涉及乌兰察布市的察右中旗、卓资县、凉城县，某某的武川县、新城区、赛罕区、回民区、玉泉区、土左旗、和林格尔县、托克托县和包头市的土右旗，共12个旗县区。干流由东北向西南流经乌兰察布市卓资县、某某市的赛罕区、玉泉区、土默特左旗、托克托县五个旗县区，于托克托县的河口镇汇入黄河，全长225.5km，流域面积15911km2,总落差550m。
2.2.2水文气象
大黑河流域属温带干旱半干旱大陆性气候。
山丘区多年平均降水量406.1mm，多集中在七八月的的雨季，多以暴雨形式出现：年平均蒸发量1600～2000mm，是降水量的4～5倍；年平均气温2.0℃，7月份最高气温达32℃，1月份最低气温为-35℃，全年无霜期90～120天；干燥多风是本区气候的一个显著特点，全年主导风向为西北风，冬春两季风大，最大风速可达14m/s。
平原区多年平均降水量410.1mm，降水的时空分布极不均匀，年内降水主要集中在6～9月份，其降水量约占全年降水量的77%以上，降水量年际变化大，变化范围在155.1～929.7mm间（1965年、1959年）；年平均蒸发量1783mm，为年降水量的4.13倍；年平均气温5.6℃,极端最高气温38.0℃，极端最低气温为-29.9℃；平均无霜期133天；最大风速28.0m/s；最大冻土深1.56mm。
2.2.3桥位河段干流河道概况
拟建的添密梁大桥位于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路K11+659.495桩号处，大桥所在河道段属于美岱下游段，公路沿线地形特点为平原微丘区，地下水位较深，两侧为部分建筑物、农田耕地、人工树林。桥位处河段开阔，河槽均为季节性河流，平时无水或有区段性的少量常流水，只有雨季发生洪水。
2.2.4桥址处工程地质
（1）地层岩性与承载力
主要由第四纪全新世-上更新世冲洪积沉积层和中更新世湖相沉积层组成，从整体上看，上部土层水平分布较复杂，呈现小夹层多的特点，下部分布比较稳定均匀。
本次勘察场地内根据地层结构特征，共划分为二大层，自上而下岩性与各层承载力为：
①圆砾：黄色、黄褐色，稍湿～饱和，稍密-中密-密实，层厚23.40～26.70m，σ0=500kpa；
①1砾砂：黄色、黄褐色，饱和，稍密-中密，层厚2.80～4.60m，
σ0=450kpa；
②亚粘土：深灰、灰黑色，含有有机质，可塑，顶板埋深23.40～26.70m，该层没有揭穿，最大揭露厚度11.60m，属中压缩土，
σ0=220kpa。
（2）土壤最大冻结深度：1.56m
（3）水文地质特征
由于勘察地为大黑河河床，浅层地下水为潜水。地下水埋深为1.50～2.90米，地下水主要赋存在圆砾、砂砾及卵石层中，主要来源于地面降水入渗补给，地面降水对混凝土无侵蚀性。
（4）桥址处地震动峰值加速度为0.2g，地震基本烈度：Ⅷ。据钻探资料显示：勘察场地在地表下15.00m深度范围内，没有可液化的土层，设计时可不考虑场地土的液化性。
2.3大黑河防洪工程现状及其它设施情况
拟建的添密梁大桥位于某某市飞机场至黄合少镇某公司专用公路K11+659.495桩号处，位于原添密梁大桥上游11米，在原大桥上游157.4米处有某专用铁路桥，本次农村公路改造工程在新添密梁大桥建成后，就将原添密梁大桥拆除。
拟建的添密梁大桥所在河段，现状沿河两岸有部分堤防，大桥与铁路桥之间左右岸堤防为浆砌石堤，现状防洪标准仅为5~10年一遇，现有堤防标准严重偏低。河道比降为1/350，堤距250~900 m。
2.4大黑河干流添密梁大桥所在河段防洪规划
（1）堤防设防标准
依据《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》中成果，添密梁大桥所在河段按城市防洪标准为近期100年一遇、远期200年一遇。
（2）设防流量
根据《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》，防洪标准按不建库方案时，近期100年一遇大桥桥位处洪峰流量为4299 m3/s，远期200年一遇桥位处洪峰流量为5096m3/s；防洪标准按建红吉水库方案时，近期100年一遇大桥桥位处洪峰流量为2990m3/s；远期200年一遇大桥位处洪峰流量为3363m3/s。
（3）桥位附近河段两岸防洪堤情况
本次拟建的添密梁大桥位于大黑河美岱水文站下游5.025km处，近期防洪标准为100年，远期200年一遇。规划桥位处堤距为350m，左右岸堤顶宽8m，内边坡为1：3，外边坡为1：2.5。

3 河道演变
3.1河道历史演变情况
大黑河是黄河水系中28条主要支流之一，发源于内蒙古西部乌兰察布市卓资县境内的骆驼脖子坝顶村，于托克托县河口镇汇入黄河。因大黑河属季节性河流，上游山区出现大暴雨，便会山洪暴发，致使中下游河道改道，据有关资料记述：“清朝嘉庆8年（公元1830年）五路修起大渠将村南逐步淤平垦植，使大黑河向南移了2里多。”“在民国22年（公元1933年），一场洪水淤平河闸，导致大黑河改道，使民丰渠成了大黑河的主道，青冢（昭君坟）由大黑河北岸变为大黑河南岸。大黑河改道民丰渠后，下游河道水分几股，流向多变，解放后，为保护萨、托二县数万亩耕地，开挖了泄洪渠，1958年大黑河出现有史以来特大洪水，美岱实测流量达2190m3/s，泄洪渠和堤防多处决口，使许多村庄受灾，但水过之后淤出数万亩好地，1959年，为了防治水害，大黑河下游重新改道，由托县东湾村经白家营村及河口镇西入黄河。
3.2河道近期演变分析
大黑河干流美岱以上为上游段，美岱以下为下游段。上游段为山区，是主要产流区；下游段为平原区，是主要的用水消散区。地形特点为平原微丘区，地下水位较深，两侧为部分建筑物、农田耕地、人工树林。桥位处河段开阔，河槽均为季节性河流，平时无水或有区段性的少量常流水，只有雨季发生洪水。大黑河的泥沙主要来源于蛮汗山，蛮汗山气候条件恶劣，植被差，一有降雨，泥沙很容易流入大黑河，根据美岱站1951～1998年的实测资料计算，多年平均悬移质输沙量为413万吨。
由于沉积在河段的泥沙不易确定，美岱以下为下游段，地形相对平坦，是大黑河刚流出山区的河段，山区洪水刚进入平原地带，携带的泥沙会淤积下来，本次防洪评价根据某某市水文局1998年实测大黑河添密梁大桥位附近河道的横纵断面资料和我公司2006年5月实测的部分横纵断面比较分析，主河槽的平均河底高程变化不大，说明河道冲淤变化不大。
3.3结论
通过以上分析拟建桥位主流摆幅不大，通过对河道历史演变概况与近期演变并结合桥位附近河道横纵向变化，认为现状河势基本稳定，本河段主槽比较稳定。

4 防洪评价计算
4.1水文分析计算
（1）流域特征
呼市飞机场至黄合少农村公路改造工程路线的主要河流就是大黑河，大黑河干流由东北向西南流经乌兰察布市卓资县、某某市的赛罕区、玉泉区、土默特左旗、托克托县五个旗县区，于托克托县的河口镇汇入黄河，全长225.5km，流域面积15911km2。拟建添密梁大桥位于大黑河干流美岱站下游约5.025km。
（2）水文站概况
在大黑河干流旗下营站下游29.6km处，于1950年7月设立美岱水文站；1963年1月该站下迁170m，为美岱（二）站；1963年3月迁移至乾通渠道进水口处，改名美岱（三）河道水文站。
4.2桥位所在河段设计洪峰流量的确定
4.2.1大黑河美岱站设计洪水计算
大黑河干流上设有美岱（二）水文站，本次收集到至2001年内蒙水文总局的资料。2001年以后没有大的暴雨，对成果影响不大。大黑河美岱历史特大洪水摘自内蒙水文总局洪水调查结果，美岱站1929年洪峰流量调查值为3660m3/s，1934年洪峰流量调查值为3200 m3/s。
大黑河美岱水文站因上游有取水口需要进行洪水还原计算，美岱站以上引洪渠道多数无水文站，只有乾通渠引水口处于1963年3月设站，本次采用干流与乾通渠引水两个水文站实测洪水过程线叠加的方法进行还原计算，以便推求美岱站合成洪峰和24小时洪水资料系列。大黑河美岱站天然洪水系列见表4.2-1。

表4.2-1 大黑河美岱站天然洪水系列表
年份
Qm(m3/s)
W24(万m3)
年份
Qm(m3/s)
W24(万m3)
1929

3660

9948
1976
865
3256
1934

3200
8662
1977
235
137
1951
280
708
1978
573
542
1952
925
2622
1979
1214
2902
1953
124
259
1980
205
350
1954
382
938
1981
479
694
1955
397
613
1982
235
307
1956
488
657
1983
372
758
1957
607
1324
1984
350
528
1958
2222
6460
1985
822
2610
1959
1280
4200
1986
358
418
1960
130
369
1987
200
178
1961
1672
4160
1988
1147
1001
1962
274
1034
1989
552
703
1963
358
603.4
1990
616
2063
1964
1106
2950
1991
586
1044
1965
267
239.5
1992
952
3507
1966
1032
3386
1993
282
389
1967
1866
4244
1994
1899
5167
1968
239
450
1995
412
863.9
1969
216
570
1996
495
1070
1970
434
988
1997
589
1149
1971
527
468
1998
1771
4317
1972
238
849
1999
309
433
1973
176
464
2000
200
472
1974
634
1120
2001
218
228
1975
644
1500

41
某某市科兆丰水业勘测设计有限公司

大黑河美岱站历史特大洪水重现期按73年考虑，实测洪峰、洪量系列按不连续系列进行频率计算。适线见频率曲线图。
经适线计算大黑河美岱站的洪水成果见表4.2-2。

表4.2-2 美岱站洪峰流量频率计算成果表
站名
项目
频率曲线参数
各频率设计值
均值
CV
CV/CS
P=5%
P=2%
P=1%
P=0.5%
美岱
（二）站
洪峰流量
（m3/s）
719
1.24
2.5
2500
3540
4360
5200
洪量
（104m3）
1709
1.4
2.5
6426
9427
11820
14280

4.2.2大桥桥位处设计洪峰流量的确定
大桥所在位置距美岱水文站约5.025Km，根据某某市水文勘测局1998年所作《河道测量及水文调查成果报告》（大黑河美岱—河口段）中成果，洪水沿程蓄减系数约为9.51～28m3/s/Km，从美岱到添密梁大桥段洪峰沿程自然总衰减47.8～140.7m3/s，洪水演进采用加里宁不稳定流洪水演进方法进行计算。该方法的原理是将不稳定的长河段分割为近似流的短河段（即特征河长），以此特征河长求得反映调蓄作用的传播时间。本次洪水计算是按照《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》不建库方案通过洪水演进计算得添密梁大桥所在位置100年一遇的洪峰流量4299m3/s。
4.3添密梁大桥所在河段水面线的推求
4.3.1水面线的推求
纵横断面资料采用某某市科兆丰水业勘测设计有限公司于2006年5月实测的成果。高程为黄海高程系统。自下游向上游推求，计算方法采用伯努力能量方程。

式中:

ΔZ——上、下游水位差（米）
Z上、Z下——上、下游断面的水位
Q———计算河段的流量（m3/s）
α———动能修正系数
L————河段长度
n———糙率
依据《给水排水设计手册》第七册，天然河道糙率选用表，大黑河添密梁段的河道糙率选用n=0.027。
本次防洪评价按照《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》中堤防设计成果，桥位处规划堤距为350米，结合规划堤线及现状实测的横纵断面资料，采用伯努力能量方程进行水面线推求。按照拟建大桥（桥长为240米）结合规划堤线进行水面线推算，得出大黑河添密梁段的设计洪水水面线成果（见表4.3-1）。

表4.3-1 大黑河添密梁段水面线推算成果P=1%
起始水位1087.668 m Q=4299m3/s n=0.027
桩号
水位
（m）
过水面积
（m2）
水面宽
（m）
水力半径
（m）
流速
（m/s）
堤距
（m）
备注
0+000
1092.836
1280.3
426.1
3.149
3.32
450

0+428.2
1091.615
1081.9
361.3
2.954
3.97
350

0+627.7
1091.130
1008.8
358.4
2.758
4.26
350
铁路桥
0+7106
1091.120
987.2
362.5
3.357
4.34
350

0+785.1
1090.950
797.4
242.7
2.851
5.38
240
添密梁大桥
1+083.0
1088.949
1105.7
454.8
2.424
3.89
450

1+520.9
1087.668
1143.5
416.4
2.734
3.76
450

注：该表为复核拟建大桥水面线成果

4.3.2添密梁大桥桥址处设计洪水成果
本次洪水计算是按照《内蒙古自治区大黑河流域干流修订规划报告》不建库方案通过洪水演进计算得添密梁大桥所在位置100年一遇的洪峰流量4299m3/s，经水面线推算求得，拟建的添密梁大桥（桥宽240米）桥址处设计洪水位为1090.950m。
4.4泥沙
大黑河的泥沙主要来源于蛮汗山，蛮汗山气候条件恶劣，植被差，一有降雨，泥沙很容易流入大黑河，根据美岱站1951～1998年的实测资料计算，多年平均悬移质输沙量为413万吨，多年平均含沙量为60.2Kg/m3，多年平均水蚀模数为1230吨/平方公里，输沙主要集中在7～8月份，7～8月份输沙量占全年输沙量的90%。
根据美岱站1951～1998年的实测资料计算，多年平均悬移质输沙量为413万吨。由于沉积在河段的泥沙不易确定，美岱以下为下游段，地形相对平坦，是大黑河刚流出山区的河段，山区洪水刚进入平原地带，携带大量的泥沙会淤积下来，所以每年也会补充一定量的泥沙。
4.5冲刷计算
建桥后，桥墩引起河床变形，即由于束窄河床引起的一般冲刷和桥墩阻水改变水流结构引起的局部冲刷，考虑桥墩埋深必须考虑桥渡引起的河床变形。
依据《大黑河流域干流修订规划报告》中不建库方案考虑，大桥所在的大黑河段近期（2010年）防洪标准为100一遇，设计洪峰流量为4299 m3/s。在分析计算中采用《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）中推荐的冲刷计算公式。
（1）一般冲刷
桥位附近由于束窄河床，流速加快，水流挟沙能力大，引起河床普遍冲刷，直至恢复原有输水平衡，冲刷才会停止。
非粘性土河床的一般冲刷，计算公式为：

式中：hp——桥下一般冲刷后的最大水深（m）
Q2————桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s）
Ad——单宽流量集中系数，Ad=（）0.15 =1.0
 u——桥墩水流侧向压缩系数，取0.98
Bcj——河槽部分桥孔过水净宽（m），
hcm——河槽最大水深（m）
hcq——桥下河槽平均水深（m）
——河槽泥沙平均粒径（mm）
E——与汛期含沙量有关的系数
经计算，桥位处一般冲深为2.98m。
（2）局部冲刷
桥渡冲刷的产生是由于桥墩阻碍了水流，使水流形态发生变化，一般在墩前两侧发生集中现象，引起动能增加；另一方面水流受阻后部分动能转化为位能，由于水流形态变化，桥墩附近水流冲刷能力加大，在桥墩处产生冲刷坑。
非粘性土局部冲刷计算公式为

式中：——桥墩局部冲刷深度（m）
——墩形系数，取1.0
——桥墩计算宽度（m），为1.2 m
——河床泥沙平均粒径（mm）
——一般冲刷后水深（m），
——一般冲刷后墩前行近流速（m/s）。

——指数
——河床颗粒影响系数
——墩前泥沙始冲流速（m/s）

——河床泥沙起动流速（m/s）

经计算，桥位处冲刷计算成果见表4.5-1
表4.5-1 冲刷深度计算成果表
大桥名称
一般冲刷（m）
局部冲刷（m）
总冲深（m）
添密梁大桥
2.98
4.63
7.61

4.6壅水分析计算
4.6.1 桥墩壅水分析
在分析计算中采用《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）中推荐的壅水计算公式。

——桥前最大壅水高度（m）
式中：——桥下平均流速（m/s）；
——天然状态下桥平均流速（m/s）；

——天然状态下桥下通过的设计流量（m3/s）；
——桥下过水面积（m2）；
——桥下平均流速（m/s）；

——桥下净过水面积（m2）；
——设计流量（m3/s）；
——考虑河床冲刷而引入的流速折减系数，可表达为：

——河床粒径系数，
——按质量计50%都较它为小的粒径（mm）；
——冲刷系数, ；
——桥下需要的过水断面面积（m2），(m2)；
——设计流速，可用河槽平均流速（m/s）；
——水流方向与桥轴法线方向的夹角（o）；
——壅水系数；

其中， =1m
——定床壅水系数，取=1.5m
——修整系数。
经计算，=0.42m
4.6.2壅水长度计算

式中：I——水面比降计算取I=1/350,其余符号意义同前；
经计算得，100年一遇设计洪水桥前壅水长度294m。
壅水高度及壅水长度值见表4.6-1。
表4.6-1 桥前壅水计算成果表
大桥名称
壅水高度（m）
壅水长度（m）
添密梁大桥
0.42
294

4.7对拟建大桥过流能力的复核
拟建添密梁大桥桥梁全长240m，桥跨组成为12孔×20m，桥墩深24m，根据《水力计算手册》中桥孔流量计算式对大桥的过流能力进行复核。
公式为
式中 ——桥孔过水总面积（m2）
——上游壅高水头，
——水面壅高值（m）
——上游渠道行近流速水头
——流量系数
经计算，拟建的添密梁大桥过流能力为3560m3/s。
由于桥位处100年一遇的洪峰流量为4299 m3/s，可见拟建大桥不能满足行洪要求。本次结合大黑河干流规划，经水面线推算（成果见表4.7-1），建议在拟建大桥基础上再扩4孔×20m，这样大桥总长为320m，规模为16孔×20m。
表4.7-1 大黑河添密梁段水面线推算成果P=1%
起始水位 1087.668m Q=4299m3/s n=0.027
桩号
水位
（m）
过水面积
（m2）
水面宽
（m）
水力半径
（m）
流速
（m/s）
堤距
（m）
备注
0+000
1092.819
1275.5
421.2