长沙师范学校工程防洪评价报告改

　长沙县安沙镇半边街撇洪渠 长沙师范学校第二校区段 整治工程 防洪评价报告 （报批稿）

　株洲市水利水电勘测设计院 二○一三年六月

　 证书名称：水文、水资源调查评价证书 证书等级：乙级 证书编号：水文证乙字 180504 号 发证机关：湖南省水利厅 持证单位：株洲市水利水电勘测设计院

　 批

　准：

　审

　查 ：

　报告编制：宁斌武

　 分析计算：

　目 录

　 1 概述 ........................................................................................................................ 1 1.1 项目背景 .................................................................................................... 1 1.2 评价依据 .................................................................................................... 2 1.3 工作内容和技术路线 .............................................................................. 4 1.4 报告采用高程系统 ................................................................................. 4 2 基本情况............................................................................................................... 5 2.1 建设项目概况 ........................................................................................... 5 2.2 流域及河道基本情况 .............................................................................. 9 2.3 现有水利工程及其它设施情况 ......................................................... 12 2.4 水利规划及实施安排 ............................................................................ 12 3 河道演变............................................................................................................. 13 3.1 河道历史演变概况 ................................................................................ 13 3.2 河道近期演变分析 ................................................................................ 13 3.3 河道演变趋势分析 ................................................................................ 13 4 防洪评价计算 ................................................................................................... 14 4.1 流域概况 .................................................................................................. 14 4.2 水文气象特征 ......................................................................................... 15 4.3 设计洪水计算 ......................................................................................... 16 4.4 泄洪能力复核 ......................................................................................... 21 4.5 堤防稳定复核.......................................27 4.6 施工期影响分析计算.................................30

　5 防洪综合评价 ................................................................................................... 31 5.1 与现有水利规划的关系及影响分析 ................................................ 31 5.2 与现有防洪标准及有关要求的适应性分析 .................................. 31 5.3 对河道泄洪的影响分析 ....................................................................... 31 5.4 对河势的影响分析 ................................................................................ 31 5.5 对防汛抢险的影响 ................................................................................ 31 5.6 对第三人合法水事权益的影响分析 ................................................ 32 5.7 景观水位对上游堤防影响分析 ......................................................... 32 5.8 施工影响评价 ......................................................................................... 32 6 防治与补救措施 ............................................................................................... 33 6.1 法律法规依据 ......................................................................................... 33 6.2 防治与补救措施 ..................................................................................... 33 7 结论与建议 ........................................................................................................ 34 7.1 结论 ............................................................................................................ 34 7.2 建议 ............................................................................................................ 35

　 附图 1：长沙师范学校第二校区工程布臵图 附图 2：捞刀河流域水系图 附图 3: 长沙市水利水电工程分布图 附图 4：长沙师范学校第二校区撇洪渠断面布臵图 附图 5：长沙师范学校第二校区撇洪渠典型断面图 附图 6：半边街撇洪渠设计水面线

　1 1 概述 1 1.1 项目背景

　长沙师范学校为教育家徐特立先生于 1912 年创办的百年名校。新建第二校区位于长沙县安沙镇毛塘物流园内，距捞刀河北岸 2.3 公里，107 国道东侧，规划中的安沙物流大道以南、星沙大道北延线以西，面积为 800 亩（实际用地 650 亩）。规划地块东西宽约 960 米，南北长约 600 米。用地植被保持良好，中心地块地势平整，利于建设。用地西南局部有小型山丘，东北部为丘陵地带，垂直高差达到约 20米。一条底宽约 8 米的撇洪渠南北向贯穿新校园。

　新校区的规划突出以人为本的设计理念，创造与自然和谐发展，具有现代性、开放性、人性化、生态化、可持续发展特点的，个性鲜明的校园形象。规划方案力求在原生态的建设用地上亲善自然，在珍惜环境的前提下建设校园，以生态环保意识为指导，达到建筑与自然、人与自然的共生共存。加强校园环境景观设计，体现花园式、生态化的校园环境。

　场地内的撇洪渠水体经过艺术化的处理，与校园中的各功能组团有机结合，营造出校园中心区“曲水流觞”的生态园林。它穿插于各功能组团之间，使全校可以最大限度的享用此处的景观，是师生们休憩、早读、交往的场所，给人以恬静、愉悦的环境享受。

　校园规划拟将雨水收集后分四部分排入撇洪渠。雨水管径为d400-1000，坡降控制不少于 2‰，起点井埋深控制不小于 1.5 米。

　为评价长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程建设对防洪影响，受长沙师范学校建设项目部的委托，株洲水利水电勘测设计院承担对长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程进行防洪影响评价，并对工程造成的影响提出相应的补偿措施。

　2 1.2 评价依据

　1 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》，2002 年 10 月 1 日； (2)《中华人民共和国防洪法》，1997 年 8 月 29 日； (3)《中华人民共和国河道管理条例》，1988 年 6 月 10 日； (4)《中华人民共和国水文条例》，2007 年 6 月 1 日 (5)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》； (6)水利部办公厅办建管[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）； (7)湖南省实施《中华人民共和国河道管理条例》办法，1995 年 4月 6 日； (8)湘水电政（1992）第 06 号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》。

　2 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》(GB50201-94)； (2)中华人民共和国国家标准《水位观测标准》（GBJ138-90）； (3)中华人民共和国国家标准《河流流量测验规范》 （GB50179-93）；

　(4)中华人民共和国国家标准《河流悬移质泥沙测验规范》（GB50159-92）； (5)中华人民共和国国家标准《堤防工程设计规范》(GB50286-98); (6)中华人民共和国水利部《水利工程水利计算规范》（SL104-95）； (7)中华人民共和国水利部《水利水电工程设计洪水计算规范》 （SL 144-2006）； (8)中华人民共和国水利部《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002）； (9) 中华人民共和国国家标准《内河通航标准》（GB50139-2004）。

　3 1.2.3 有关规划和技术文件

　(1) 《湖南省洪水调查资料》 （湖南省水利水电厅，1986 年）。

　(2)《湖南省河渠糙率》(湖南省水文总站，1988 年)； (3)《湖南报汛站暴雨洪水特征值重现期查算手册》(湖南省水文水资源勘测局，1998 年 1 月)。

　(4) 《长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程初步设计报告》 （株洲水利水电勘测设计院，2013 年 5 月）； (5)《湖南省长沙市城市防洪初步设计报告》（水利部湖南省水利水电勘测设计研究院，1999 年 12 月）； (6)《湘江流域防洪规划报告》（水利部湖南省水利水电勘测设计研究院，1999 年 8 月）； (7)《湖南湘江长沙综合枢纽水库回水计算专题报告》（水利部湖南省水利水电勘测设计研究院，2009 年 12 月）。

　3 1.3 工作内容和技术路线

　1 1.3.1 工作内容

　根据长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程初步设计报告设计成果，对工程进行防洪影响评价。工作内容主要为：

　收集工程建设设计资料、水文资料、流域、区域相关资料等，分析各种频率的设计洪水，计算设计洪水条件下，工程设计对堤防安全影响，分析工程建设（包括施工）对防洪保安各方面的影响、对河势稳定的影响、对第三者权益的影响以及相应的防治和补救措施，最后提出防洪评价的结论与建议。

　2 1.3.2 技术路线

　1 1 、设计洪水计算：设计洪峰流量根据暴雨洪水查算手册，按推理公式法推求。设计洪水位采用《长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程初步设计报告》中各种频率设计洪水计算成果。

　在以上各项计算的基础上，对工程建设相关影响做出综合评价。

　1.4 报告采用高程系统

　本报告如无特别说明，高程系统均为 56 黄海高程系统。

　2 2 基本情况 1 2.1 建设项目概况

　2.1.1 名称与范围 名称: 长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程

　范围: 撇洪渠源起汤家坝，流入捞刀河,全长约 4.1km。上游汤家坝至场区入口 2300m，本次整治场区总长 620m，场区出口至捞刀河1180m。工程地理位臵见附图一。

　2 2.1.2 工程设计方案 1 1 、位臵：拟建的长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程位于长沙县安沙镇毛塘物流园内，距捞刀河北岸 2.3 公里，107 国道东侧，规划中的安沙物流大道以南、星沙大道北延线以西，工程位臵示意图见图 2.1-1。

　工 程位置 G107 京珠高速

　图 2.1-1

　长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程位臵示意图 2 2 、工程设计概况

　该撇洪渠为捞刀河支流水渡河高排渠，水渡河中游建有汤家坝，上游洪水经汤家坝拦截分流后，进入撇洪渠，再注入捞刀河。撇洪渠为梯形土质渠道，全长 4.1km，底宽 5.7～11.8m，进口渠底高程为36.75m、出口为 33.2m，堤顶高程 38.05～39.85m，边坡系数 1.05～2.02。

　设汤家坝进口桩号为 0+000，则进入长沙师范学校二校区上游口桩号为 2+300，下游口桩号为 2+920，场内长度为 620m。

　本次仅对场区内 620m 进行规划设计。在不影响渠道行洪能力和不淹没上游农田的基础上，满足生态景观需要。进口 2+300 至 2+725（420 米）为矩形明渠，采用复式断面，边墙顶高出正常蓄水位 1.0米，边墙顶设慢行游道，游道上设 0.5 米高护脚式挡墙，挡墙上设 1:2.0斜坡与地面相接。在明渠末端设抬水坝，亲水景观水位为 37.0m。2+920至 2+725 地面依次为主入口广场、南侧大门、校前区广场、潇湘广场，该段需要将撇洪渠进行覆盖，形成开阔的广场区间，拟建双孔箱涵。

　拟建抬水坝为活动钢坝，洪水过坝时逐步打开闸门，控制坝前水位 37.0m，直至闸门全开。洪水退去后，关闭闸门。

　1 ）箱涵工程

　拟建箱涵进口桩号为 2+725，底板高程 35.29m；出口桩号为2+920，底板高程 35.19m；全长 195m，涵顶覆盖填土，地面为南入口大门广场，标高为 40.0m，需通行载重汽车。箱涵为两孔，净空高×宽为 3.5×4.5m。

　钢筋混凝土箱涵结构设计：

　1、孔径及净空

　净跨径 L 0

　=4m，净高 h 0 =3.5m，孔数 m=2。

　2、设计安全等级

　 一级 结构重要性系数 r 0 =1.1 3、汽车荷载 荷载等级

　公路—Ⅰ级 截面尺寸拟定 (见图 L-01)

　顶板、底板厚度δ =0.5 m

　 C 1

　=0.3m 侧墙厚度 t=0.5m

　 C 2 =0.3m 横梁计算跨径 L P

　= L 0 +t =5m

　 L = 2L 0 +3t =10.5m 侧墙计算高度 h P

　= h 0 +δ =4m

　 h = h 0 +2δ =4.5m 基础宽度 B=10.5m 2 2 ）明渠工程

　明渠进口桩号为 2+300，底板标高 35.5m；末端为抬水坝，桩号

　为 2+715，底板标高为 35.29m；全长 415m，满足景观亲水需要，撇洪渠明渠段设计为复式断面，标高 38.0m 以下为矩形，底宽为 8m；38.0m 高程两岸设慢行道，亦为亲水平台，宽各 4m；以上为梯形断面，边坡 1:2。本次设计采用浆砌石挡墙结构防冲，明渠段底板铺设 0.2m厚鹅卵石，减缓枯水流速，以便水生动物栖息，达到景观效果。

　3 3 ）抬水坝工程

　拟建抬水坝位于撇洪渠桩号 2+715，箱涵进口前 10m。该区域为学校主要入口处，为满足规划要求，地面以上不能有影响景观的建筑，拟采用钢闸坝形式挡水，闸门型式为液压底横轴翻转式闸门，该闸门启闭设施位于左岸地面以下，对景观影响不大。设计抬水钢坝堰顶高程取渠道底部高程，门顶高程为景观水位 37.0m，门高 1.71m，宽 8m。启闭机型式为 1×250kN 液压启闭机，启闭方式为动水启闭。

　启闭房布臵在左岸，顶部与地面一致，高程为 41.5m,净宽 3m，净长 7m，高程 39.0m 以下为不透水密封结构。

　抬水坝下游设消力池，池深 0.6m，池长 10m。消力池后 5m 兼做扩散段，从 8m 宽扩散为 9.5m 宽，下接双孔箱涵。

　闸门底板砼厚度 1.2m，深入边墙，形成一道截渗墙。抬水坝底板、边墙以及启闭房、消力池均为 C 30 钢筋砼结构。

　3 3 、施工方案

　本工程施工总工期为 1 个枯水期跨 2 个年度，共计 6 个月。施工筹建期不包括在本进度计划内，工作内容包括征地拆迁、主体工程施工招标等筹建工作，要求在各段工程开工之前完成。

　主体工程为 11 月～次年 3 月。

　2 2.2 流域及河道基本情况

　1 2.2.1 流域概况

　捞刀河（又名捞塘河或潦浒河），为湘江右岸的一级支流，发源于湖南省浏阳市社港镇周洛洞的石柱峰下，流经浏阳市龙伏镇、北盛、永安、及长沙县春华镇、捞刀河镇，于涝湖垸与戴家河垸之间汇入湘江，全长约 140.5km。流域发育不对称，右岸集水面积大于左岸。流域总集水面积 2543km 2 ，河道平均坡降 0.78‰。捞刀河干流流经长沙县以后，河道在微丘平原区蜿蜒穿行，并逐渐加宽，坡降逐渐减缓到0.2～0.25‰。工程以上流域面积 2502km 2 ，河段长 119.3km。

　半边街干沟为湘江流域捞刀河支流水渡河撇洪渠，始于上游汤家坝，该坝控制集水面积4.3km 2 ，撇洪渠沿途拦截山坡雨水面积1.46km 2 ，其中师范学校场地及以上拦截山坡水面积 0.98km 2 ，合计场地以上撇洪集雨面积 5.28km 2 。汤家坝以上河道干流长度 4.1km，干流平均坡降2.25‰，流域内植被较好，属丘陵地区。

　2.2.2 2 工程河段概况

　拟建的长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程位于长沙县安沙镇毛塘物流园内，下距捞刀河 1.2 公里，工程处河道照片如图 2.2-1。

　半边街干沟为湘江流域捞刀河支流水渡河撇洪渠，始于上游汤家坝，该坝控制集水面积 4.3km 2 。根据城市发展规划，撇洪渠沿途拦截山坡雨水面积 1.46km 2 ，其中师范学校场地及以上拦截山坡水面积0.98km 2 ，合计场地以上撇洪集雨面积 5.28km 2 。汤家坝以上河道干流长度 4.1km，干流平均坡降 2.25‰，流域内植被较好，属丘陵地区。

　图 图 2.2- -1 1

　 工程处河道照片 现有撇洪渠河宽约 10~15m，现水面宽约 7~10m，一般平水期，水深约 0.2～0.5m，左岸靠山，右岸大部分为填筑土堤，渠道内外边坡均为土质边坡，未护砌，现杂草丛生，且渠底淤积严重，部分渠段出现倒坡，但边坡较为稳定，未出现大范围坍塌、滑坡现象，穿场地右渠堤顶现为交通道路，渠顶宽 3～5m。

　根据湖南省轻工纺织设计院 2013 年 5 月提供的《长沙师范学校第二校区（撇洪渠整治工程）施工图设计阶段工程地质勘探中间资料》，勘察外业工作于 2013 年 04 月 08 日至 2013 年 04 月 27 日进行，依钻孔揭露，场地上覆地层自地面向下依次为：①素填土、②粉质粘土、③中砂、④砾砂、⑤残积粉质粘土、⑥强风化砾岩。各岩土层性质描述如下：

　①素填土（Q ml ）:褐黄色，灰褐色，稍湿，松散～稍密，主要由粉质粘土和少量砾石组成，回填年限大于 5 年。该层全场地分布，层厚 0.50～4.70m，平均 3.21m。

　②粉质粘土(Q al+pl ):褐黄色，灰褐色，稍湿，硬塑状，局部可塑状态，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，局部地段含圆砾约 15%。该层全场地分布，层厚 3.50～9.00m，平均 5.25m。

　③中砂 (Q al+pl ):褐黄色、灰白色，湿，稍密状态，矿物成分以石英、长石为主，含少量粘粒，级配一般，局部为中细砂。该层场地内大部分地段可见；层厚 0.90～3.90m，平均 1.93m。

　④砾砂 (Q al+pl ):褐黄色，饱和，稍密～中密状态，不均匀混有20-30%卵石及少量圆砾，粒经 1-3cm，最大超过 5cm，磨圆度较好，分选性较差。该层全场地分布，层厚 3.00～12.50m，平均 7.69m。

　⑤残积粉质粘土(Q el ):紫红色，红棕色，系砾岩风化残积而成，原岩结构较清晰，湿，可塑状态，局部含砾石约 20%。该层全场地分布，层厚 1.90～4.90m，平均 3.28m。

　⑥强风化砾岩(E):紫红色，红褐色，砾状结构，中厚层状构造，砾石含量约 20-30%，成分以硅质为主，泥质胶结，胶结较紧密。岩石节理裂隙发育，岩石风化强烈，岩芯多呈碎块状。该层全场地分布，本次勘察揭露深度 6.00～13.40m。

　根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001，2008年局部修订版）和《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，拟建场地抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，可不考虑场地内粉细砂的液化问题。

　3 2.3 现有水利工程及其它设施情况

　根据现场调查情况，本次评价河段内，现有主要水利工程为过河简易桥梁，上游约 2300m 处为汤家矮坝，没有其他重要水利工程。

　4 2.4 水利规划及实施安排

　工程所处位臵为水塘垸，根据防洪规划，捞刀河大堤防洪标准为30 年一遇，目前还没有进行防洪堤的达标建设。根据水利工程规划，水渡河入捞刀河口将修建长青排渍泵站，以便洪水时排泄水渡河洪水。

　3 3 河道演变 1 3.1 河道历史演变概况

　工程河段地处水渡河下游,属于婉蜒弯曲型河流, 洪水期易受捞刀河回水顶托影响，当捞刀河水位较高，时以沉积作用为主，当捞刀河水位较低而撇洪渠来水较大时以冲刷作用为主，枯水期以沉积作用为主。河流坡降较缓，并经河道的弯曲调节，使水流更进一步的消能，历年来工程河段冲淤相间，总的趋势是淤积。河床由砂岩和淤泥组成，河槽中第四系覆盖层主要为细砂淤泥层，河势基本稳定。

　2 3.2 河道近期演变分析

　由于工程段属于城市规划范围，因此，工程河段将逐步规划为城市范围，随着城镇化水平的提升，将改变原有的水文特性，主要有峰量加大，汇流时间缩短等，势必加大河道冲刷，对撇洪渠产生不利影响。

　3 3.3 河道演 变趋势分析

　由于工程纳入城市范围后，将重新规划河段的设计，并对河段进行重新建设、改造，改造后的撇洪渠将逐步变为城市排涝为主的河道，将其进行渠化设计，由于堤防的约束，水流归槽，河道逐渐趋

　于稳定。

　4 4 防洪评价计算 1 4.1 流域概况

　长沙师范学校第二校区属捞刀河流域，捞刀河由浏阳市北乡永安市界碑桥进入长沙县境内的春华镇春华山乡横坑，经春华山、赤石河，于枫林港汇金井河来水，接水渡河与白沙河会合，经罗汉庄至捞刀河镇干嘴坨入长沙市区，属湘江水系。

　捞刀河集雨面积 2543km²，河长 141km，河流坡降 0.78‰，在长沙市洋油池注入湘江，为湘江一级支流。在长沙县境内流域面积为1301km²，河长为 51.5km，主要河床宽 100-150 米，落差为 110 米，河流坡降 0.78‰。长沙航电枢纽建成后捞刀河设计洪水水面线成果如表4.1-1。

　拟建场地位于湖南省长沙县安沙镇毛塘工业园内，场区内现有一撇洪渠南北向流经新建校区，当地人称半边街干沟。撇洪渠源起汤家坝，流入捞刀河,全长约 4.1km。上游汤家坝至场区入口 2300m，场区总长 620m，场区出口至捞刀河 1180m。

　撇洪渠属湘江流域捞刀河支流水渡河，始于上游汤家坝，该坝控制集水面积 5.66km2，右岸响塘支渠集水面积 1.14km2，左岸拦截山坡雨水及水塘乡林场支渠集水面积 2.89km2，师范学校场地雨水面积计0.4km2，合计场地及以上集雨面积 10.09km2。汤家坝以上河道干流长度 4.1km，干流平均坡降 2.25‰，流域内植被较好，属丘陵地区。

　捞刀河设计洪水水面线成果表

　表4.1-1 断面号 地点 累距 (km) 0.50% 1% 2% 3.33% 5% 10% 1 新河口 0 37.37 36.78 36.37 36.10 35.86 35.38 2

　0.314 37.39 36.78 36.37 36.10 35.86 35.38 3

　0.704 37.41 36.78 36.37 36.10 35.86 35.38 4 铁路桥1 1.036 37.44 36.78 36.37 36.10 35.86 35.38 5

　铁路桥2 1.216 37.51 36.79 36.37 36.10 35.86 35.38 6 网船湾 2.336 37.72 36.79 36.38 36.12 35.86 35.38 7

　 3.936 38.01 36.96 36.38 36.12 35.86 35.39 8

　 5.136 38.30 37.28 36.59 36.12 35.88 35.39 9 人渡下 7.136 38.75 37.74 37.03 36.39 35.90 35.39 10

　8.436 38.96 37.96 37.23 36.58 36.07 35.39 11

　罗汉庄 10.536 39.33 38.32 37.57 36.89 36.37 35.40 12

　 11.126 39.53 38.53 37.78 37.08 36.54 35.51 13 水渡河 12.3 39.7 38.7 37.95 37.25 36.7 35.6 2 4.2 水文气象特征

　捞刀河属亚热带季风性湿润气候区，春雨、夏热、秋燥、冬寒，四季分明，极端最高气温 43℃，极端最低气温-12℃，年平均气温16.9℃，月平均最高气温 30℃，多在 7、8 两月，月平均最低气温-5℃至 8℃，多在 12、1、2 月，年平均相对湿度 81%，年平均降水量1422.4mm，最大日降水量 224.5mm。冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南

　风，全年主导风向为西北风，年平均风速 2.5m/s。

　. 4.3 3 设计洪水 计算

　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国家标准《防洪标准》（GB50201-94），城市应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等级，各等级的防洪标准见表 4.3-1。

　城

　市

　防

　洪

　标

　准

　表 4.3-1

　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 本工程位于长沙县水塘垸，根据《长沙县水务综合发展规划》，工程范围堤防标准为 30 年一遇。根据城市发展规划，本工程河段将改为城市排水渠，因此，其设计应符合《城市排水工程规划规范》要求，其设计排涝标准为 5 年一遇。

　4.31 .1 按洪水查算手册 计算

　（1）由《暴雨洪水查算手册》计算设计暴雨 流域内无实测水文资料，设计暴雨查 1984 年湖南省水利厅编《暴雨洪水查算手册》。根据校区地理位臵查得流域中心 H 24 点＝100mm，查图得 Cv＝0.45 ，Cs=0.35Cv，查表得 Kp，设计暴雨成果见表 4.3-2。

　表 4.3-2

　 年最大 h 24h 设计暴雨成果表 P（%）

　5 10 20 33.3

　Kp 1.88 1.6 1.31 1.01 H 24 点 （mm）

　1 (2) 设计洪水推求

　 暴雨一致区号为 7，查图初损 I 0 ＝30mm，点面系数 a=0.996， 时段地表径流深：

　R上 ＝R a ×ψ(查表得ψ)； θ=L/（F 1/4 J 1/3 ）； m=0.145θ 0.489 ； Q m =0.278 F R t /t,；  1/3 1/40.278L 1mmj Q 计算参数和结果见表 4.3-3。为简化起见，撇洪渠沿途拦截山坡洪水面积与汤家坝集雨面积合并一起计算，流域参数为：集雨面积10.9km 2 ，干流长度 4.1km，干流坡降 2.25‰。

　洪水计算结果表

　表 4.3-3 设计参数 单位 P=10% P=20% P=33.3% 24 小时面雨量 H 24 面

　mm 160 131 101 暴雨衰减指数 n 2

　 0.708 0.721 0.740 暴雨衰减指数 n 3

　 0.775 0.749 0.761 1 小时内暴雨量 H 1

　mm 68.2 55.9 44.4 3 小时内暴雨量 H 3

　mm 94.8 75.9 59.1 6 小时内暴雨量 H 6

　mm 116.7 92.1 70.8 12 小时内暴雨量 H 12

　mm 136.3 109.6 83.5 径流比例系数 ψ

　0.7 0.7 0.7 总径流深 R 总

　mm 129.4 100.5 68.6 地表径流深 R 上

　mm 90.6 70.3 48.0 流域地理参数 θ

　17.56 17.56 17.56 流域汇流参数 m

　0.589 0.589 0.589 汇流历时 τ h 5.88 6.29 6.97 洪峰流量 Q m

　m³/s 36.7 27.8 18.2 洪水总量 W m

　万 m³ 130.97 101.81 71.54

　由计算结果可知，P=10%的洪量模数为 12.98 万㎥/㎢，洪峰模数为 3.64 ㎥/ｓ/㎢；P=20%的洪量模数为 10.09 万㎥/㎢，洪峰模数为2.76 ㎥/ｓ/㎢；P=33.3%的洪量模数为 7.09 万㎥/㎢，洪峰模数为 1.80㎥/ｓ/㎢。洪水计算成果较为合理。

　(3) 设计洪水过程线 洪水过程主要为地面径流过程，地面径流采用标准径流分配过程线法推求，由此而得的洪水过程线成果见表 4.3-4 和图 4.3-1。

　设计洪水过程

　 表 4.3-4

　单位：m 3 /s t (dt=1h) P(%) 10 20 33.3 0 0 0 0

　1 2.78 2.16 1.51 2 5.96 4.60 3.18 3 20.12 16.0 11.15 4 36.70 27.8 18.2 5 28.38 22.20 15.56 6 23.40 18.11 12.74 7 19.45 15.01 10.56 8 16.27 12.56 8.84 9 13.61 10.53 7.41 10 11.56 8.95 6.30 11 10.05 7.76 5.45 12 8.78 6.79 4.78 13 7.76 5.99 4.22 14 6.75 5.20 3.66 15 5.86 4.55 3.20 16 5.22 4.10 2.87 17 4.71 3.71 2.60 18 4.20 3.31 2.32 19 3.70 2.92 2.04 20 3.31 2.57 1.81 21 2.93 2.23 1.58 22 2.67 2.03 1.44

　t (dt=1h) P(%) 10 20 33.3 23 2.42 1.84 1.30 24 2.16 1.64 1.16 25 1.91 1.44 1.02 26 1.65 1.24 0.88 27 1.40 1.04 0.74 28 1.14 0.85 0.60 29 0.89 0.65 0.46 30 0.63 0.45 0.33 31 0.38 0.25 0.19 32 0 0 0.05 设计洪水过程线05101520253035400 10 20 30 40时间（h）流量（立方米/秒）10年一遇设计洪水过程5年一遇设计洪水过程3年一遇设计洪水过程 图 4.3—1 2 4.3.2 按城市排水计算

　(1) 暴雨强度 采用长沙市暴雨强度计算公式：

　0.863290(1 0.68lg )q( 17)Pt 式中：q——暴雨强度（L/（s〃h））。

　P——重现期，一般区域重现期取 P=1～3 年；重要干道、重要地区、广场或短时积水能引起严重后果的地区、主要排水渠，重

　现期取 P=3～5 年。取重现期为 3～5 年。

　t——汇流时间和渠道流行时间（min）。t=t 1 +mt 2， t 1 为地面集水时间，取 21.5 分；t 2 为管渠内雨水流行时间，取 2.13 分，m 为折减系数；汤家坝上游干流长度 4.1km，干流坡降 2.25‰；撇洪渠进口至项目区 2.3km，渠道底纵坡降 0.86‰。综合地面径流坡度＜1%。

　 （2）雨水流量

　根据《城市排水工程规划规范 》（GB 50318-2000），雨水流量公式为：

　Q=q〃ψ〃F

　式中：Q——雨水量（L/s）

　q——雨强度（L/（s〃h））

　ψ——径流系数，按下表取值：

　 区 域 情 况 径流系数ψ 城市建筑密集区（城市中心区）

　0.60～0.85 城市建筑较密集区（一般规划区）

　0.45～0.60 城市建筑稀疏区（公园、绿地等）

　0.20～0.45

　 F——汇水面积（ha）,F=1009 ha。

　(3)计算结果 撇洪渠汇水区面积 1009ha,重现期 P 取 3 年，综合径流系数 ψ 取0.7,计算结果如表 4.3-5。

　按城市排水计算结果

　表 4.3-5 工 况 重现期 P (年) 汇流历时 t （min）

　综合径流系数 Ψ 暴雨强度 q (L/s〃ha) 雨水流量 Q (m3/s) 建城后 3 23.6 0.7 92 41.4

　3 4.3.3 设计洪水成果

　根据以上计算结果，撇洪渠现状按 37.2 m 3 /s 复核，撇洪渠汇水区按规划建成后按 5 年重现期城市排水标准取按 41.4 m 3 /s 校核。

　4 4.4 泄 洪能力复核

　4.4.1

　现状水力计算

　撇洪渠现状为梯形土渠，左岸靠山，右岸大部分为填筑土堤，渠道内外边坡均为土质边坡，未护砌，现杂草丛生，且渠底淤积严重，部分渠段出现倒坡，但边坡较为稳定，未出现大范围坍塌、滑坡现象，穿场地右渠堤顶现为交通道路，渠顶较宽。本次复核采用实测断面，撇洪渠全长 4.1km，实测 23 个断面，汤家坝渠道进口桩号为 0+000，渠道出口（捞刀河左岸）桩号为 4+100。实测断面参数见表 4.4-1。

　表 4.4-1

　撇洪 渠现状断面参数表 序号 桩号 底高程(m) 底宽(m) 右堤顶高程(m) 边坡系数 m 备注 1 0+000 36.75 8.5 39.2 1.39 汤家坝 2 0+300 36.68 9.8 39.2 2.02

　3 0+480 36.61 7.2 39.33 1.76

　4 0+830 36.32 10.9 39.85 1.53

　5 1+050 36.25 8 39.47 1.58

　6 1+360 36.2 8.5 39.15 1.59

　7 1+630 36.1 8.3 39.18 1.59

　8 1+820 36.09 8 39.11 1.52

　9 1+950 36.02 7.3 39.47 1.45

　10 2+090 36.02 7.5 39.97 1.54

　11 2+300 35.5 9.1 39.3 1.66 项目区进口 12 2+450 35.06 8.4 39.14 1.32

　13 2+540 34.9 7.6 39.04 1.38

　14 2+630 34.82 6.6 38.89 1.50

　15 2+760 34.76 8.5 39.9 1.22

　16 2+860 34.56 7.7 38.84 1.47

　序号 桩号 底高程(m) 底宽(m) 右堤顶高程(m) 边坡系数 m 备注 16′ 2+920 34.53 7.7 38.81 1.47 项目区出口 17 2+960 34.48 32.8 38.85 1.57

　18 3+170 34.21 5.7 38.73 1.15

　19 3+340 33.91 9 38.55 1.35

　20 3+500 33.82 7.7 38.22 1.41

　21 3+700 33.70 11.8 38.12 1.32

　22 4+020 33.62 10.2 38.05 1.31

　23 4+100 33.20 8.9 39.15

　捞刀河右岸 由测量成果计算撇洪渠全长、项目区以下、项目区三种情况下的渠底平均宽度、渠堤平均高度、渠堤边坡系数、纵坡比以及 P=10%时泄洪水深如表 4.4-2。

　撇洪能力按明渠均匀流公式计算: = q AC Ri渠 式中：泄流量为 P=10%时渠道泄洪流量 q 渠=36.7(m3/s) A——过水断面面积(m2)； i——渠底纵坡降，按进出口高差计算； C——谢才系数 ， 161C = Rn

　n——渠道糙率，取 n=0.03；

　R——水力半径(m)，R=A/χ；

　χ——湿周(m)。

　撇洪渠过水能力复核结果如表 4.4-2。

　撇洪渠现状水力计算表

　表 4.4-2 渠段 纵坡降 i 平均底宽 (m) 平均边坡 系数 m 平均堤高(m) 设计流量 （m 3 /s）

　计算水深 h (m) 全长 0.000866 8.4 1.55 3.69 36.7 2.29 项目区以下 0.00128 8.4 1.39 4.1 36.7 2.08

　项目区 0.0005 8 1.43 4.17 36.7 2.75 从上表可知，当发生 10 年一遇洪水时，堤顶超高按 0.5m 计，现状堤顶高程满足排涝要求。

　拟建抬水坝位于撇洪渠桩号 2+715，箱涵进口前 10m。设计抬水钢坝堰顶高程取渠道底部高程，门顶高程为景观水位 37.0m，门高1.71m，宽 8m。建成后当发生 P=33.3%频率标准洪水时，不会造成雍水影响；当发生 P=10%，P=20%频率标准洪水时会造成一定雍水，但雍水高度不超过堤顶高程。

　2 4.4.2 拟建渠道水力计算

　拟建工程段桩号为 2+300～2+920，长 620m，2+300～2+725 为明渠段，2+725～2+920 为箱涵段。根据撇洪渠的现状，设计项目区进出口渠底高程按现状渠底高程确定，渠道纵坡降为 1/2000。设计明渠段进口底板高程为 35.5m，矩形渠道，底宽为 9.5m，渠底为鹅卵石，边墙为生态挡墙结构，渠道糙率取 0.025，末端设抬水坝和消力池；箱涵为双孔钢筋砼结构，出口底板高程为 35.19m，底宽 2×4.5m，糙率取 0.017。拟建渠道水力计算仍采用明渠均匀流公式，设计洪水流量 41.40 m³/s。各断面计算结果见表 4.4-3。

　撇洪渠各断面水力计算结果表（P=10%）

　表 4.4-3

　 桩号 底板高程(m) 底宽（m) 边坡系数m 糙率 n 计算水深(m) 设计流量（m 3 /s）

　水面线 （m) 2+280

　35.45 8 1.5 0.025 2.62 41.40 38.55 2+300

　35.5 9.5 0 0.025 3.1 41.40 38.6 2+450

　35.43

　9.5 0 0.025 3.1 41.40 38.53 2+540

　35.38

　9.5 0 0.025 3.1 41.40 38.48 2+630

　35.34

　9.5 0 0.025 3.1 41.40 38.44 2+715

　35.29

　9.5 0 0.017 2.4 41.40 37.69

　桩号 底板高程(m) 底宽（m) 边坡系数m 糙率 n 计算水深(m) 设计流量（m 3 /s）

　水面线 （m) 2+725

　35.29

　9 0 0.017 2.5 41.40 37.79 2+760

　35.27

　9 0 0.017 2.5 41.40 37.77 2+860

　35.22

　9 0 0.017 2.5 41.40 37.72 2+920

　35.19

　9 0 0.017 2.5 41.40 37.69 2+940

　35.12 9 1.5 0.025 2.5 41.40 37.62

　撇洪渠各断面水力计算结果表（P=20%）

　表 4.4-3 续表

　桩号 底板高程(m) 底宽（m) 边坡系数m 糙率 n 计算水深(m) 设计流量（m 3 /s）

　水面线 （m) 2+280

　35.45 8 1.5 0.025 2.3 27.8 37.75 2+300

　35.5 9.5 0 0.025 2.3 27.8 37.8 2+450

　35.43

　9.5 0 0.025 2.3 27.8 37.73 2+540

　35.38

　9.5 0 0.025 2.3 27.8 37.68 2+630

　35.34

　9.5 0 0.025 2.3 27.8 37.64 2+715

　35.29

　9.5 0 0.017 2.3 27.8 37.59 2+725

　35.29

　9 0 0.017 1.8 27.8 37.09 2+760

　35.27

　9 0 0.017 1.7 27.8 36.97 2+860

　35.22

　9 0 0.017 1.7 27.8 36.92 2+920

　35.19

　9 0 0.017 1.7 27.8 36.89 2+940

　35.12 9 1.5 0.025 1.7 27.8 36.82 撇洪渠各断面水力计算结果表（P=33.3%）

　表 4.4-3 续表

　桩号 底板高程(m) 底宽（m) 边坡系数m 糙率 n 计算水深(m) 设计流量（m 3 /s）

　水面线 （m) 2+280

　35.45 8 1.5 0.025 1.3 18.2 36.75 2+300

　35.5 9.5 0 0.025 1.35 18.2 36.85 2+450

　35.43

　9.5 0 0.025 1.35 18.2 36.78 2+540

　35.38

　9.5 0 0.025 1.35 18.2 36.73 2+630

　35.34

　9.5 0 0.025 1.35 18.2 36.69 2+715

　35.29

　9.5 0 0.017 0.8 18.2 36.09 2+725

　35.29

　9 0 0.017 1 18.2 36.29 2+760

　35.27

　9 0 0.017 1 18.2 36.27 2+860

　35.22

　9 0 0.017 1 18.2 36.22 2+920

　35.19

　9 0 0.017 1 18.2 36.19 2+940

　35.12 9 1.5 0.025 1 18.2 36.12 拟建明渠段为复式断面，岸坡设慢行道，路面高程为 40.0m，以上为坡度 1:2 的土质边坡，草皮护坡。慢行道路路面标高高于洪水位，满足要求，亲水效果较为理想。

　3 4.4.3 考虑捞刀河洪水

　一、按独立事件分析 1、捞刀河正常水位 长沙航电枢纽建成后，正常水位 29.7m，撇洪渠出口底板高程为33.2m，高出正常水位 3.5 米，此时撇洪渠出口不淹没，排涝不受影响。

　2、捞刀河洪水 捞刀河发生 50 年一遇洪水，撇洪渠出口洪水水位为 37.87m，此时撇洪渠无洪水，项目区渠堤均高于洪水位 0.5m 以上，满足防洪要求。下游出口段渠堤堤顶高程高于洪水位，但最低处高程仅 38.05m，渠堤超高不够，尚差 0.32 米，受洪水威胁，应考虑从加高加固。

　二、按遭遇几率分析 由于撇洪渠上游 2300m 和下游 1180m 不属于本工程范围，上下游渠道整治应与城区建设同步，捞刀河洪水顶托仅按现状进行分析。

　1、捞刀河 3 年一遇洪水与撇洪渠 10 年一遇洪水（查算结果）组合，遭遇几率 P=3.33%，高于撇洪渠防涝标准。由于捞刀河洪水位低于撇洪渠出口底板高程，不会发生洪水顶托，撇洪渠水面线未发生改变。

　2、撇洪渠 3 年一遇洪水（查算结果）与捞刀河 10 年一遇洪水组合，遭遇几率 P=3.33%。撇洪渠 3 年一遇洪峰流量为 18.2 m/s,出口处水位仅 34.18m，捞刀河 10 年一遇洪水位时撇洪渠出口处水位为35.6m，此时撇洪渠洪水受捞刀河洪水的顶托，水面线取两者的外包线，并计入水体阻力及能量损失，计算结果如表 4.4-4。

　撇洪渠 (P=3.33%) 捞刀河 (P=10%) 各断面水面线计算结果表

　表 4.4-4 桩号 底板高程(m) 堤 顶 高程（m）

　底宽（m) 边坡系数m 糙率 n 计算水深(m) 水面线 （m) 3+340 33.91 38.55 9 1.35 0.03 1.81 35.72 3+500 33.82 38.22 7.7 1.41 0.03 1.9 35.72

　3+700 33.7 38.12 11.8 1.32 0.03 1.49 35.19

　4+020 33.62 38.05 10.2 1.31 0.03 0.97 34.59 4+100 33.2 39.15 8.9 0.24 0.03 0.99 34.19 计算结果显示，壅水至 3+700，长度为 400m。洪水水位加超高0.5m 均低于渠堤堤顶高程，渠堤满足防洪要求。

　以上分析结论为工况 1：撇洪渠设计排涝标准情况下，捞刀河相应洪水，撇洪渠过水断面满足排涝要求；工况 2：捞刀河 10 年一遇洪水（与撇洪渠排涝标准同频率）壅水情况下，撇洪渠相应洪水，撇洪渠渠堤满足挡水要求。

　目前，撇洪渠两岸以及汤家坝上游均为农村，土质渠道杂草丛生，渠道不规则，底坡不顺畅，部分渠段阻水严重。根据水面线推算结果，明渠最大水深发生在项目区的上下游。下游桩号 3+170 处为一卡口，此卡口整治疏通后，撇洪渠水面线将大为降低，撇洪排涝能力大有潜力可挖。

　考虑到项目区撇洪渠进出口应与原渠道平顺连接，本次设计项目区的进口和出口，都与原撇洪渠高程吻合，因此不存在因为水面线的骤降或抬高，造成连接段的淤积或冲刷问题。

　4.4.4 4 景观水位

　撇洪渠进口为汤家坝，上游为天然溪沟，无防洪设施，两岸耕地地势较低，容易受涝。渠道进口底板高程为 36.75m，枯水流量不大，抬水坝拦截后，上游水位抬高不大，农田不会受淹没。根据长沙师范

　学校整体规划，确定景观水位 37.0m 较为合适。经计算，钢闸坝建成蓄水后，在上游汤家坝处，水位比原水位抬高仅 0.25 米。

　5 4.5 堤防稳定复核 4.51 .1 抗滑稳定分析

　墙高按 2.5m 和 1.5m 二种断面计算。根据 2001 年国家标准GB18306—2001 附录 D 关于地震基本烈度向地震动参数过渡的说明，工程所处地震基本烈度小于Ⅵ度，按照《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）的有关规定，水工建筑物的设计烈度为Ⅵ度时，可不进行抗震复核计算。因此，只计算正常情况（基本荷载组合）。

　堤防的抗滑稳定安全系数按下式计算：

　 PW fK c 

　式中：Ｋc — 抗滑稳定安全系数；

　ΣW — 作用在墙体上的全部垂直力的总和(KN）；

　ΣP — 作用于墙体上的全部水平力的总和(KN）；

　 f — 底板与基础之间的摩擦系数 堤防的抗倾安全系数按下式计算：

　HVoMMK

　 式中：

　Ko --- 抗倾稳定安全系数；

　 M V

　—— 抗倾覆力矩(kN.m）；

　M H

　—— 倾覆力矩(KN.m）。

　堤防基底应力按下式计算：

　σ max =∑W/A+6∑M/T 2

　σ min =∑W/A-6∑M/T 2

　式中：

　σ max 、σ min ——基底的最大和最小压应力(KPa）；

　∑W——作用墙上全部垂直荷载的总和（KN）； A —— 底板面积(m 2 ）；

　 ΣM ——荷载对底板形心轴的力矩(KN〃m）；

　 T——墙底宽(m）。

　堤防稳定应力分析计算成果见表 4.5-1。

　堤防 稳定应力计算成果表

　表 4.5-1 断

　面 安 全 系 数 最大压应力 (kPa）

　最小压应力 (kPa）

　备

　 注 抗 滑 抗

　倾 重力式 H=2.5m 1.13

　4.3

　57.4

　34.6

　 重力式 H=1.5m 1.06

　4.16

　66.6

　43.2

　 根据计算结果分析：

　各断面抗滑稳定安全系数均大于规范允许值 1.05，抗倾稳定安全系数均大于规范允许值 1.5， 满足规范要求。

　4.5.2 渗流稳定分析 渗流分析如下：撇洪渠 37 米水位正常运行时，下游无水，本次计算分析采用二维渗流有限元计算方法。计算软件为北京理正岩土系

　列软件。水渠土堤浸润线见表 4.5-2，渗流运行情况见图 4.5-1。

　表 4.5-2

　撇洪渠 正常运行时水位浸润线(37.0m)

　 X 79.2 84.4 89.6 94.8 100.1 105.3 110.6 115.8 121.0 126.2 Y 32.6 31.4 30.1 28.8 27.4 25.9 24.3 22.7 20.9 18.9

　 图4.5-1 根据《撇洪渠整治工程防洪评价施工图设计阶段岩土工程勘察报告》可知，水渠允许渗透坡降[J]为 0.35-0.42。由撇洪渠土堤渗流分析计算结果（详见可表 4.5-2 和图 4.5-1），可得出以下结论：在 37 米水位正常运行下，水渠的渗透坡降为 0.45 超出允许渗透坡降[J]范围，水渠的渗流性态不安全。

　为保证 37 米水位时土堤渗流安全，防渗措施建议如下：

　1）在堤身临水侧做粘土料或土工膜铺盖防渗以及前戗，以降低背水侧出逸比降。

　2）在土堤背水侧根据渗漏情况可选择做压渗、导渗沟、减压沟、减压井等措施。

　. 4.6 6 施工期影响分析计算 根据施工方案，主体工程施工期在枯期 11 月至次年 3 月为枯水期。根据罗汉庄雨量站降雨资料统计，11 月至次年 3 月最大日平均降雨量为 55.0mm。根据暴雨洪水查算手册，求得各频率设计流量成果，成果见表 4.6-1。

　表 4.6-1

　撇洪渠工程施 工期设计洪水成果表

　设计频率 P=20% P=33.3% 撇洪渠工程 3.75 2.50 根据计算成果可知，施工期设计流量小，相应水位较低高，工程施工不会对防汛抢险等产生较大影响。

　5 5 防洪综合评价 1 5.1 与现有水利规划的关系及影响分析

　长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程工程建设为城市规划一部分，工程建设对水利规划的建设无影响。

　2 5.2 与现有防洪标准及有关要求的适应性分析

　长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程设计防洪标准采用 30 年一遇，工程的设防标准满足该段堤防城市防洪标准，因此，工程的修建与现有防洪标准一致。

　3 5.3 对河道泄洪的影响分析

　撇洪渠整治工程的建设，充分考虑了河道行洪的要求，考虑到撇洪渠上下游应原渠道平顺连接，本次设计项目区的进口和出口，都和原撇洪渠高程吻合，因此不存在因为水面线的骤降或抬高，造成连接段的淤积或冲刷。根据计算成果可知，工程建设后，对上游河道水位基本无影响，不会对河段河道行洪能力产生影响。

　4 5.4 对河势的影响分析

　根据撇洪渠整治工程纵断面设计方案，工程建设将对河道进行渠化设计，有利于河势稳定，工程建设，将对该河段河势产生积极影响。

　5 5.5 对防汛抢险的影响

　长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程工程未占用河道两岸道路，工程建设不会对防汛抢险产生影响。

　6 5.6 对第三人合法水事权益的影响分析

　根据实地查勘，长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程工程所在河段无特殊水事，没有挖砂现象，工程的建设，不会对第三人合法水事权益产生影响。

　7 5.7 景观水位对上游堤防影响分析

　根据长沙师范学校整体规划，确定景观水位 37.0m，根据实测断面资料可知，整治河段上游河底高程在 36.0m~36.75m 之间，因此，按景观水位运行时，上游段水深一般在 1.0m~0.25m，不会对堤防产生大的影响，但应对上游堤身基础较差的河段进行加固处理，以免造成堤防塌踏等安全事故。

　8 5.8 施工影响评价

　由于施工期在枯期，水位不高，工程施工不会对防汛抢险等产生较大影响。

　 6 6 防治与补救措施 1 6.1 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、改建的建设计项目，对防洪有影响的均应采取工程补救措施。

　2 6.2 防治与补救措施

　根据前述计算分析成果可知，长沙师范学校第二校区撇洪渠整治工程工程对防洪主要影响为行洪安全影响。根据...