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文献名称:北京市凉水河干流现状河道行洪能力及风险分析 凉水河作为北京市重要的分洪排水河道,发源于石景山区,沿途流经海淀区、西城区、丰台区、朝阳区、大兴区、通州区及亦庄经济开发区,干流河长68.41km,流域总面积695k㎡,是中心城区四大排水河道之一,防洪地位重要。凉水河上中游流经城市建成区,汛期上游支流及管网的大量淤积物入河,在干流河势较缓河段淤积,抬高了河道水位 。 1、思路与方法 1.1总体思路 本文总体技术路线(图1)是基于实测河道地形数据,考虑涉河水利工程(闸、橡胶坝)及主要阻水建筑物(暗涵、阻水桥梁、汀步)等影响河道洪水演进的各项因素,构建凉水河干流一维河道水动力学模型,并采用历史洪水资料对模型进行率定和验证,确保模型的精度。 ![]() 基于水动力学方法与最新河道实测地形,采用MIKE11构建凉水河干流一维河网模型,为开展凉水河干流河道行洪能力分析评价和阻水桥防洪影响分析提供技术支撑。 模拟范围从凉水河干流人民渠至凉水河入北运河口,河道全长68.41km。上游以人民渠为入流边界,下游以凉水河入北运河断面水位流量关系为边界,区间考虑水衙沟、新丰草河、马草河、小龙河、新凤河、大羊坊沟、通惠西排干、萧太后河等主要支流汇入,以及吴家村、槐房、卢沟桥、高碑店、小红门等主要再生水厂补水和地铁16号线施工排水等,断面采用2020年和2023年最新测量成果。 凉水河干流除下游通州段防洪标准能达到50年设计、100年校核之外,其他河段防洪标准均为20年一遇设计、50年一遇校核。因此模型水文边界条件按20年一遇、50年一遇2种频率洪水设定,以近年来发生的典型暴雨洪水2012年“7·21”和2016年“7·20”为假定场景。 2020年7月,凉水河管理处组织对干流河道断面重新进行高程测量。干流河道每隔100~200m布置1个测量断面,共获取400多个断面资料。2023年6月,凉水河管理处又组织对右外关厢桥至南五环桥河段淤积较严重的河段断面进行重新测量,共施测近40个断面。 一维河道水动力学模型主要参数为河道糙率。分河段、分水位设置河道糙率系数,上段、中段、下段断面综合糙率系数取值分别为0.035(低水位河槽取0.030)、0.030(低水位河槽取0.028)、0.030(低水位河槽取0.025)。 2、结果分析 2.1 河道水面线变化 20年一遇、50年一遇下的洪水计算水面线与设计值对比结果分别如图4、图5 所示。 ![]() ![]() 上述河道行洪能力减小导致马家堡东路桥下游至光彩桥下游、南四环桥下游部分河段发生20年一遇洪水时出现漫溢;洋桥橡胶坝下游至南四环桥下游、珊瑚桥下游至旧宫桥上游、灵秀桥上下游部分河段,以及张家湾闸桥上游部分河段发生50年一遇洪水时出现漫溢。 对比规划设计河底与2020年和2023年2次实测河底高程,发现河道行洪能力变化除与部分断面未实现规划断面、存在卡点等因素有关外,与河道淤积也有很大关系。 最大淤积处在马家堡东路桥下游50m,淤积深达到0.47m,其次是洋桥橡胶坝下游40m,淤积深达到0.44m。 2.2 阻水设施影响分析 凉水河上有多达84座跨河铁路桥和公路桥,其中部分桥梁治理时未按规划实施改造,形成卡口,桥梁阻水处河道行洪断面束窄,造成水位壅高。本次分析主要针对通州堤防段6处列入管理处隐患清单的阻水桥区进行分析。6处桥梁断面实际过水断面比规划断面减小15.5%~43.2%, 最严重的是通三铁路桥,断面束窄43.2%,并且桥梁上游左岸有巨型土堆,形成连续阻水建筑物。 图6为通州段有无阻水桥情况下20年一遇和50年一遇洪水位变化情况,可以看出6个连片阻水桥区叠加新河闸、张家湾闸两个闸区影响,显著抬高了河道水位。 ![]() ![]() 2.3 堤防漫溢风险分析 受征迁影响,对于通州区民俗博物馆段、回民公墓段和紧邻现状排水沟渠段等部分堤段,堤防治理工程无法按照设计要求实施,目前仍存在总计3.9km堤防不达标。另外,亦有多座桥梁因产权问题,未在桥区范围内实施河道工程,仅以顺接的方式维持现状,因此部分堤段堤顶高程不足。 2.4 堤防结构安全分析 对于通州区不达标堤防段,由于征迁等原因未进行放坡施工,导致堤身断面变窄、水流渗径变短,汛期河道高水位持续运行可能会诱发内坡渗水、漏洞和滑坡险情。堤防隐患段安全问题及规划现状情况对比如表2所示。 ![]() 根据堤防结构安全分析,现状通州不达标段断面堤防及堤基渗透系数和抗滑稳定安全系数满足规范要求,但安全裕度较低,极端情况下仍存在渗流破坏和边坡失稳的风险。 点击下载(划线学习版)
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