曾发钟
广东正方圆工程咨询有限公司 510000
摘要：跨河桥梁施工会在很大程度上影响河道防洪的安全性，而壅水影响因为不具备较强的直观性，因此在很多工程中并不被重视。本文借助九州江流域已建与待建跨河桥梁的壅水状况和河道整治规划减小的洪水位展开比较分析本文借助九洲江流域已建与待建跨河桥梁的壅水状况和河道整治规划减小的洪水位展开比较分析，能够比较客观反映跨河桥梁壅水对河道防洪的实际影响，并制定切实有效的处理措施，使得河道防洪的效果达到预期，保障河道行洪安全。
关键词：桥梁；壅水；防洪；影响
1跨河桥梁壅水影响
跨河桥梁工程竣工之后，因为桥墩存在束窄及阻碍水流的影响，使得河道过水断面减少，并且水流流经桥墩时要克服桥墩阻力，进而使得局部能量流失，这就能够在桥墩前产生一定水位壅高及水头损失的问题。因为壅水值相对较小，再加上桥梁壅水原型的观察及测定存在一定的难度，基于各省、市河流中一些已建及待建跨河桥梁的壅水估算成果，其分析结果显示跨河桥梁在设置洪水位的时候壅水高度均值约2cm，减少流量在设计流量中所占比重达约7%。
2河道整治与降低水位对比
为了能够更好地阐述桥梁壅水在河道行洪过程中所发挥的作用及影响，本文借鉴安徽省淮河航道整治工程成熟的案例进行分析，阐述减小河道洪水位和水利投资之间的关联性，如下表1所示。淮河干流蚌埠闸下宋家滩段河道整治项目是借助国债推行的治淮重点项目，项目总投资约9367万元，并且最终目标就是使得河道行洪断面得到增加，并且保障主河槽河势的顺畅性。项目竣工验收之后，在设计基础上能够适当减小蚌埠闸下水位10cm。怀洪新河项目是“八五”阶段中治淮骨干项目及国家重点项目，项目总投资约23.82亿元，工程主要为防洪及排涝工程[1]。严格地进行分析及测算之后得出，怀洪新河分洪后能够减小蚌埠闸上河段水位的具体值在60cm左右。寿西湖行洪堤退建与涧沟口切岗项目在淮河中游干流整治项目中具备极其重要的地位，项目投资约26579万元，主要就是为了能够使得淮河干流正阳关以下河道的泄洪性能得到强化，减小淮河干流水位的实际值。项目竣工并且投入运营之后，在设计流量的条件下，能够减小正阳关水位9cm。淮河干流疏浚项目非常关键，项目总投资约4950万元，主要就是为了能够使得束水严重河段得到扩宽，减小淮河干流水位。项目竣工之后，在硖山口到灯草窝上口段经过100OOm3/s设计流量的时候，能够减小硖山口水位6cm；倘若经过7000 m3/s的中等洪水，就能够减小硖山口水位4cm。
表1 投资与降低水位关系表
分析上表能够得出，虽然各个河道条件及项目施工方式存在一定差异，并且每降低1cm水位要耗费非常大的经费，可是基于上面这几个河道整治项目进行分析，每减小1cm水位，要耗费2000万元以上。鉴此，以一座桥梁造价分析来看应尽可能避免桥梁壅水对河道产生任何负面的影响，为此需在水利方面投资超过4000万元/座。
3桥梁壅水计算及补救措施方面存在的问题
3.1桥梁壅水计算公式与参数无明确规定
现今，国家相关水利部门还没有制定涉河桥梁有关壅水计算的标准，只是在《导则》中声明要基于建设工程的结构型式、河道特点选择最佳的经验公式，而目前壅水计算大部分是运用相关的经验公式，例如D'aubuioson公式、实用水力学公式、Henderson公式、陆浩公式、曹瑞章公式等，并且所有公式都存在一定优势及不足，在计算跨河桥梁壅水过程中，存在非常明显的误差，如表2所示。现今，因为D'subuioson公式在我国发展的时间相对较长，在《铁路工程水文勘测设计规范》（TB10017-99及《公路桥位勘测设计规范》中是重点推介的公式，这个公式存在下面几点优势：形式简洁，参数选取的难度相对较小，会考虑到各种因素，具有非常好的适用性，鉴于此，在跨河桥梁壅水的实际运用中非常普及，可是这种公式中的阻力系数，就对取值的规范性有非常严格的要求，而桥下平均流速计算的方式相对粗略，参数取值存在非常大的不确定性及随意性，这就会使得壅水计算最终得到的数据同样存在很大的不稳定性[2]。
表2 徐州至明光高速公路五河高速公路壅水计算成果表
3.2补救方案难以达到预期效果
目前，运用切滩或河道疏浚的方式，使得壅水不会在很大程度上影响跨河桥梁，这就能够使得由于建桥而减少的河道行洪断面得到很好的补偿。但基于河势环境、河道地形情况以及地质等各方面的因素，这两种方式都无法恢复河道原本的行洪性能，主要是因为河道整治其实是特异性地针对阻水严重河段进行有效的扩宽，但是跨河桥梁断面补偿区域通常被桥梁局部河段所限制，切滩或疏浚会使得切滩岸线或疏浚河槽出现平顺度达不到要求的现象。
4关于跨河桥梁壅水问题的对策
4.1严把审批关，尽量减少桥墩的阻水面积
在跨河桥梁的涉河审核过程中，应该根据相关科学理论，完善河道桥墩的设计，使得桥墩跨度加大，并且在实际经济条件允许的基础上，运用跨越性能相对较强的索桥或拱桥等，减少河道内特别是主河槽的桥墩，并且选择流线型桥墩设计，承台设计在河床面下方，桥墩轴线设计尽可能与水流方向一致，减小行洪断面面积，使得水流的顺畅性得到保障。
4.2积极推行“占补平衡”制度
河道行洪性能缺乏是威胁防洪安全的关键性因素，在河流上修建桥梁，一定要始终秉承“占补平衡”的基本原则，倘若行洪断面被占用，桥梁建设单位应运用切实有效的手段完成补偿，进而使得原本的行洪性能得到恢复[3]。施工企业要把相关项目经费归纳到项目概算中去，进而得到很好的落实。
4.3抓紧研究跨河桥梁壅水方面技术问题
政府水利部门应该深入开展跨河桥梁壅水课题的相关调研，并且切实进行模型试验及现场观测手段，运用其他部门的经验公式，编制并且统一跨河桥梁的壅水计算公式，使得相关参数真正实现规范化。另外，一定要不断优化、完善跨河桥梁壅水的补救方式及要求。
5结论
本文以实际案例为研究对象，深入分析跨河桥梁的壅水情况和河道整治规划降低的洪水位进行比较分析，进而得出切实有效的改善措施，以期类似工程提供参考及借鉴，保障社会及人民的生命财产安全。
参考文献
[1]骆文广，陆晶，赖昊，范杨臻.近距多座并行桥梁墩前壅水研究[J].四川大学学报（工程科学版），2015，47（4）：6-13.
[2]季日臣，何文社，房振叶.斜交桥壅水试验研究与理论探讨[J].水科学进展，2007（04）：504-508.
[3]张细兵，余新明，金琨.桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟[J].人民长江，2003（04）：23-24.
论文作者:曾发钟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/16
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