新疆玛纳斯河 天然气管道穿越玛河防洪评价之研究

摘 要：结合新疆玛纳斯河天然气管道穿越玛河防洪评价项目，简要介绍了天然气管道穿越河道工程防洪评价的方法，在防洪分析计算的基础上，根据有关法律、法规进行了防洪综合评价，并对因天然气管道建设对河道防洪安全造成的影响提出了相应的建议。关键词：玛河 天然气管道 防洪评价

1.引言

新疆准噶尔盆地天然气承担着给中国石油天然气集团公司内部几家大型石油石化企业提供工业原料和燃料的重要任务。由于新疆油田天然气生产和利用的季节不均衡性以及准噶尔盆地的气候条件，决定了准噶尔盆地用气构成年度需求不均衡，冬季供给不足、夏季需求过剩。玛纳斯河气田的开发建设将有效缓解克拉玛依地区冬季用气紧张的局面，对于提高气田整体开发效益具有十分重大的意义。玛河气田输气管道工程，南起玛河气田站，北至704泵站，全长约43.7km。沿线穿越北疆铁路、乌奎高速公路、312国道、石莫公路（204省道）和克榆公路（201省道）四条主要公路各一次以及一些乡镇团场公路、水渠和玛纳斯河。

2.工程概况

2.1建设项目概况

玛纳斯河天然气管道穿越玛河段位于新疆省石河子市境内，玛纳斯大桥（石莫公路跨玛河大桥）下游约2km。工程规模为管沟挖深3.10m，穿越长度 95m，两岸陡坎、坎高2.4m左右，河床及边坡土质为含砂粘土，地下水位较高。根据地质情况及管道铺设深度，设计采用0.6m厚铅丝笼网箱压顶，上游放坡1：3，下游放坡1：3，由于河床土质较细且较为软弱，在铅丝笼箱底铺设无纺布，箱顶回填原状土。在东岸主流冲刷位置设置铅丝笼，西岸高度为2.4m，河床以下2m，铅丝笼下设0.1m砂砾石垫层，垫层下铺设复合土工膜，膜下0.3m砂砾石垫层。

2.2河道基本情况

本工程所属的玛纳斯河流域（简称玛河流域），位于新疆北部天山北坡经济带核心地区，流域面积1.98万km2。玛河流域夹河子水库至管道穿越玛河段的河道，为平原区河道，河道河床表层多为冲洪积砂层覆盖，河床深3～5m不等，河道宽50～100m，这一区域是玛河流域主要的农业生产区之一。

3.防洪评价计算

3.1评价标准确定

天气管道穿越玛河工程等级为大（Ⅱ）型，工程的设计洪水标准为50年一遇。参照《玛河气田外输气管道工程》（初步设计报告）和《防洪标准》进行评价分析。3.2各项计算及结果3.2.1设计洪水计算

因为玛河地区居民稀少，损失不大，所以历史上很少有洪水统计记录。通过调查已有数据，确定了玛河流域夹河子水库的设计洪水位为400.59m，相应库容为0.8915亿m3。使用典型洪水过程线的方法，以1996年洪水过程线做为设计洪水的典型线，并选用肯斯瓦特水文站1953年至2005年计52年洪水资料，进行频率计算。设计洪水过程线的缩放计算，采用同频率放大法。所得结果为：50年重现期的设计洪峰为1085 m3/s，K值为1.476；100年重现期的设计洪峰为1329m3/s，K值为1.808。

3.2.2 管道穿越处洪水分析

夹河子水库距管道穿越玛纳斯河处约11km，其间没有支流注入，又因该段河道内地层为粉土、粉质粘土、细砂、粉砂组成，渗漏损失小，故这段河流洪峰损失忽略不计，夹河子水库有东、西泄水渠进入灌区，设计流量共计100m3/s，经分析管道穿越玛纳斯河处50年一遇洪水经夹河子水库调节后的洪峰流量为343m3/s，100年一遇洪水经夹河子水库调节后的洪峰流量为405m3/s。

3.2.3 冲刷分析计算

采用《水力计算手册》上推荐的河道泄洪断面一般冲刷深度计算和水流平行岸坡时局部冲刷深度计算，将两者的计算深度叠加就得到洪水冲刷深度。对于岸坡与洪水成一定角度的情况下对岸坡的冲刷深度，冲刷深度不能由计算得到，考虑管道在此类地段与砂砾石地段有相同的埋置深度，所以对于洪水与岸坡有夹角时不作计算。经计算得到50年一遇设计洪水所对应的局部冲刷深度为1.15m，最大冲刷深度2.10m。3.2.4 溃坝洪水计算

溃坝水流属非恒定流。根据溃坝水流理论，采用适合于局部坝宽瞬时全溃的坝址处溃坝最大流量计算公式。在计算溃坝流量时，采用黄河水利委员会溃坝计算公式。带入现有资料中的已知数据，计算得到溃坝口宽度为426.52m，最大溃坝流量为4.47万m3/s。溃坝流量坦化到水库下游某断面处的溃坝流量计算，采用李斯特万公式。将上述最大溃坝流量带入计算，得到：9分钟后洪峰到达距离坝址3.3Km处，洪峰值为3.05万m3/s；1小时50分钟后洪峰到达距离坝址11.5Km（输气管线穿越玛河）处，洪峰值为1.70万m3/s。

4.防洪综合评价

4.1 与现有水利规划的关系与影响分析该河床内地形平坦，非洪水期基本没有流水。路线基本不受地形限制，对周围的自然地理状况不产生不良影响。该段管线穿越玛纳斯河，上距石河子市约有50km，根据项目可研，该项目在设计时已充分考虑了与城市规划相结合的原则，路线位置基本不对城市建设造成影响。

4.2与现有的防洪标准、技术要求和管理的适应性分析

夹河子水库以下防洪保护对象的防洪标准为10年一遇。经实地调查，目前夹河子水库以下堤防只能抵御150m3/s以下洪水，到2020年，按规划进行夹河子水库扩建、河道整治，结合上游红山嘴水利枢纽、大蘑引水渠和夹河子水库东、西方水闸的分洪能力，当堤防护岸工程完成后，下游河道安全行洪能力可以达到下泄10年一遇的洪水。而输气管道穿越玛河的水工保护设计按50年一遇的洪水设计，远高于河道本身的防洪标准，而采用的技术都是严格规范规定要求，管理是严格按照有关部门的河道管理办法执行。

4.3 对河道行洪安全的影响

本项目施工期是冬季，冬季对玛河来说是枯水季节，夹河子水库下游没有流水，也不会有洪水发生，所以，施工期对河道行洪没有影响。施工完成后，按照有关规定，河道内的不能有弃土、弃渣，管道开挖处夯实、填平，由于施工没有改变河道过水断面原状，所以对河道行洪基本没有影响。

4.4 对河势稳定的影响分析

玛河气田输气管道穿越玛纳斯河地段处，河床内地形平坦，平常河内无流水。在拟建工程上游修建有夹河子水库，该水库对河道河势的稳定起到了一定的作用。施工期在枯水期，使开挖处回填、夯实，施工结束后，恢复河道原貌。管道穿越段改变原河床的土质结构但不会改变河流的河势，对总体河势影响不大。

4.5 对现有工程的影响

输气管道穿越玛河处，几乎没有水利工程，对此没有影响。水工保护的设计标准远大于现有的防洪工程的设计标准，所以对河道整治没有影响。

5.结论与建议

穿越玛河段处重现期为50年一遇的设计洪峰流量为343m3/s；100年一遇的设计洪峰流量为405m3/s。根据本河段分析确定河床自然冲刷不予考虑，50年一遇设计洪水时最大冲刷深度可达2.10m，一般冲刷深度为0.95m，局部冲刷深度为1.15m；在100年一遇校核洪水时最大冲刷深度可达2.38m，一般冲刷深度为1.05m，局部冲刷深度为1.34m。

针对管道穿越河段可能对河势产生的影响，建议采取以下措施：第一，在管道穿越河段设计方面应尽量减少破坏主河槽，限制开挖和扰动宽度，同时尽可能恢复原貌。第二，切实做好水土保持工作，防止管道穿越河段建设过程中对两侧农田的破坏。加强施工期间的管理，禁止弃土、弃渣排入玛纳斯河河道。第三，管道穿越河段主要应注意做好环境保护、避免水体污染和不影响河道防洪、泄洪。

参考文献：

[1]董新美.穿河管道防洪影响评价研究[J].山东水利，2012年3月.

[2]高庆丰.浅议玛纳斯河西岸中段防洪工程措施[J].新疆水利，2008年第2期.

[3]孙庆磊.穿河管线防洪评价报告编制方法[J].水利规划与设计，2011年第2期.