堤防安全加高.docx

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1、堤防安全加高我国城市根本分散布置于沿海、沿湖、沿江及山区河谷盆地，洪涝水害较为严峻。为治理城市洪涝灾难，保障人民生命财产安全和社会经济的可持续进展，应大力兴建城市防洪工 程。城市防洪堤是城市防洪工程的重要组成局部。为保证堤防安全，堤防必需高出设计洪水位肯定的超高值，但由于堤防主要分布于城区，过高的防洪堤不仅影响工程投资，而且对城市的环境、交通和景观等影响很大。因此，对关系城市防洪堤高度的重要因子之一，堤顶超高问题进展争论很有必要。二、规程标准关于堤顶超高的有关规定近年来，国家和有关部门制定和公布了各项规程标准，对堤防的工程等别、堤顶超高、安全加高等有关技术参数作了规定，主要的规程标准有：1、防

2、洪标准GB50201-94该标准由国家技术监视局和建设部于1994 年 6 月 2 日公布。防洪标准第2.0.1条对城市的等级和防洪标准作了明确规定，依据城市的重要性或非农业人口的数量将城市分为四个等级。具体规定见表 1。表 1城市的等级和防洪标准等级重要性非农业人口万人防洪标准重现期 年特别重要的城市150200重要的城市150 50200 100中等城市50 20100 50一般城镇2050 202、堤防工程技术标准SL51-93该标准由水利部于 1993 年 4 月 10 日公布。堤防工程技术标准SL51-93 对城市的堤防级别、防洪标准及安全加高的规定见表2。表 2城市堤防工程级别及安

3、全加高堤 防 级 别项目1234城镇重要程度特别重要城市重要城市中等城市一般城镇城市非农业人口万人150150 5050 2020防洪标准重现期 年100100 5050 3030 20安全加高 m1.00.80.70.6该标准的 5.2.1 和 5.2.2 条对堤顶高程作了如下规定：“5.2.1 堤顶高程应按设计洪水位加堤顶超高确定： 堤顶超高按5.2.1确定Y=R+e+A5.2.1式中 Y堤顶超高m R设计波浪爬高m e设计风壅水面高m A安全加高m”“5.2.2 当土堤临水面设有稳定、结实的防浪墙顶，高程可视为设计堤顶高程。但堤身顶高程应高出设计水位 0.5m 以上。”3、堤防工程设计标

4、准GB50286-98该标准由国家技术监视局和建设部于1998 年 10 月 8 日联合公布。堤防工程设计标准对堤防工程的安全加高值的规定见表3。表 3堤防工程的级别及安全加高值100100 且5050 且3 030 且2010011.0150 50200 10050 20100 5020.8二主要城市三中等城市50 20100 5020 1050 2030.6四小城市2050 2010 52040.5该标准的 5.1.4、5.1.5 条对堤顶和防浪墙顶高高程作出了如下规定：“5.1.4 堤顶和防浪墙顶标高按下式确定Z=ZP+he+= ZP +H式中 Z堤顶或防浪墙顶标高m； ZP设计洪(潮)

5、水位m；he波浪爬高m；安全超高(m)；H设计洪潮水位以上超高m。”“5.1.5 当堤顶设置防浪墙时，堤顶标高应不低于设计洪潮水位加0.5m。”经比较上述各项标准，可以看出：堤防工程设计标准、堤防工程技术标准和城市防洪工程设计标准主要区分在于：（1） 堤防工程设计标准分别规定了不允许越浪和允许越浪堤防的安全加高值。允许越浪堤防的安全加高值可适当降低；（2） 堤防工程设计标准特别规定了1、2 级堤防堤顶超高不应小于 2.0m。以上规程标准中，由于防洪标准和堤防工程设计标准属国家标准，公布时间又 相对较晚。因此，城市防洪堤工程的规划设计建议按这两个标准的规定执行。各项标准分别有安全超高或安全加高的

6、不同说法，建议统一承受“安全加高”。三、*省局部城市堤防工程状况调查*省各地的城市防洪工程建设已全面开放，防洪规划已根本完成，局部城市已做好防洪工程的设计工作。经对局部城市防洪工程规划和设计的调查，列出调查状况见表5。表 5城市防洪堤工程规划、设计调查表名称(重限期年)级别出地面高宽度(含防浪高度爬高加高超高备注度(m)(m)墙)(m)(m)(m)(m)(m)*5026680.72.0规划*5033-464-50.90.70.71.4可研*5043.5560.91.4初设*5024-555-60.90.20.81.0规划*5033840.80.8初设*502.5-5.53-60.7规划*503

7、0.541.00.5-1.0可研*5033740.90.430.71.13初设*504-575-61.1规划*10030.30.50.2可研*5030110.30.71设计城市防洪标准堤防洪水位高堤顶堤防高度防浪墙 波浪安全堤防从调查资料看,所调查的城市根本为中等城市，防洪标准除*市为 100 年一遇外，其它均为 50 年一遇。但堤防工程级别差异很大，如：*和*为 2 级堤防，*为 4 级堤防，其它城市为 3 级堤防；堤防超高的差异也较大，最高的达 2.0m*，最低的仅为 0.2m*。存在同一种标准，不同级别；同一级别，不同安全加高，甚至高一级别堤防安全加凹凸于低 一级别堤防安全加高的现象，没

8、有统一的说法和合理确实定方法。这对规划、设计和审查带 来了不必要的麻烦。表中消灭的状况，据分析，其主要缘由：一是各设计单位所选用的标准 不全都；二是对标准中规定的上下限取法不一；三是对城市所处的地理位置因素考虑不一。因此，如何依据所确定的防洪标准，来确定城市防洪堤的级别和安全加高，以标准工程规划 设计已显得格外必要。从表 5 中可以看出：（1） 堤防超高值与堤防高度及挡水的水头有肯定的关系。堤防高度及洪水位高出堤后 地面高度越大，堤防超高也越大，反之较小。如*市*江设计洪水位高出城市地面 6m， 堤防高度达 8m，堤顶超高取 2m；*市河道洪水位高出地面高程 34m，堤高 45m，堤防超高 1

9、.4m。而*市属平原河河网地区，河网设计洪水位仅高出城市地面高程0.3m， 堤防高度仅 0.5m，堤防超高0.2m；*市设计洪水位高出地面高程 00.5m，堤防高度1.0m，堤防超高 0.51.0m。（2） 堤防超高与堤防断面尺寸大小有关。堤防断面尺寸大的堤防安全超高相对较小，如*堤防高度达 56m，洪水位高出地面高程 45m，但其堤防承受路堤结合的断面型式，一般堤顶宽度都在 7m 以上，因此堤防超高为 1.1m，比*等城市低。（3） 堤防超高与洪水位变幅有关。如*市因处平原河网地区，河网最高洪水位 100年一遇为 5.29m，50 年一遇为 5.16m，两者相差仅 0.13m，变幅较小，因此

10、其堤防超高较小。（4） 堤防超高与近远期工程结合程度有关。如*市城市防洪规划近期堤防工程达20 年一遇防洪标准，远期通过上游兴建流域性防洪掌握工程水库，下游河道疏浚等工程措施到达 50 年一遇防洪标准，其堤顶高程依据以下三种状况的大者选定：1、规划近期 20 年一遇洪水位+1m 超高；2、规划远期 50 年一遇洪水位+0.7m 安全超高；3、规划百年一遇洪水位。这样选取，既保障了该城市肯定标准的防洪安全，又考虑了城市所处的特别位置适当降低了堤防高度。三、关于城市堤防堤顶超高的建议一堤防工程级别按国家有关规定、省政府意见并参考水利部规划总院、中国国际询问公司在评估和审查*江干堤加固工程工程时的意

11、见，建议省内的县级城市防洪标准一般承受50 年一遇， 地市级城市防洪标准一般承受 100 年一遇。建议*省的一般县城以上城市除*、* 外防洪堤工程定为 3 级建筑物。二堤顶超高堤顶超高由风浪爬高、风壅水面高度及安全加高值三者组成见图。城市堤防堤顶超高Y 的计算应按堤防工程设计标准第6.3.1 条执行，即堤顶超高应按下式计算Y=R+e+A式中 Y堤顶超高mR设计波浪爬高me设计风壅水面高mA安全加高m三安全加高堤防工程设计标准条文说明第2.2.1 条对安全加高值有如下说明：“2.2.1在堤防工程设计中，由于水文观测资料系列的局限性、河流冲淤变化、主流位置转变、堤顶磨损和风雨侵蚀等，设计堤顶高程需

12、有肯定的安全加高值。考虑到堤防高度较土坝低，加上堤防加高一般比水利枢纽或土坝简洁，本标准承受比土坝低一级的数值安全加高”城市防洪工程设计标准条文说明的第2.3.1 条对堤防安全超高说明如下：“2.3.1防洪建筑物的安全超高是指防洪建筑物挡水局部的顶标高高出设计水位加上风浪爬高后的充裕高度，安全超高是考虑由于洪水位计算中可能存在的误差；泥沙淤积造成水位的临时抬高；以及其它因素可能消灭的水位抬高。总之是为了避开各种不利因素对防洪安全的影响，而实行的一种措施”“防洪建筑物的安全超高应较不允许过水的土坝、堆石坝为小，因其事故后的危害也较水库大坝事故造成的危害小”从这两个标准的条文说明可知，堤防安全加高

13、主要是由于一些不能考虑的因素引起水位抬高或计算误差引起水位的抬高所留的安全余度，总之是由水位不能准确计算所致。而且安全加高的规定参考了土坝设计标准的土坝安全超高值，认为堤防高度比土坝低，失事后造成的危害比土坝小，因此取比土坝低的安全加高值。依据以上分析及*省局部城市防洪堤设计的堤防超高调查分析可得出如下结论：1、堤防安全加高值与堤防失事后的危害程度有关。堤防越高，失事后的危害越大，堤防的安全加高宜取大值；堤防越低、失事后的危害较小，堤防的安全加高可适当降低。如平原河网堤防，设计洪水位高出地面有限，堤防安全加高可取小一些。2、堤防安全加高与堤防断面构造的安全度有关。假设堤防高度较高，而堤身较薄弱

14、的土堤，洪水位一旦超过堤顶高程，堤防即会因漫顶溃决，则堤防的安全加高值应取大值；假设 堤防堤顶宽度较大如堤路结合堤防，或堤后地面路面高程较高或堤防背水坡较缓， 即使洪水位超过堤顶也不会造成堤防溃决，则堤防安全加高值可适当减小。3、堤防的安全加高值与设计洪水位的精度有关，一般相邻两个级别防洪标准所计算的洪水位差值大，洪水位确实定计算误差一般较大，堤防的安全加高应取大值；而一些平原城市堤防的设计洪水位与高一级标准洪水位相差不多，则洪水位的计算确定误差一般不会很大，因此安全加高值可适当降低。依据以上分析结论，结合有关的堤防设计标准，建议我省城市堤防安全加高值2 级堤防按表 6 选用，三级堤防按表 7

15、 选用。Z0.5% -Z 1%表 6城市堤防安全加高建议值单位：mh注：1表中Z0.5%、Z1%、Z2%分别为 200 年、100 年、50 年一遇标准洪水位。2h 为设计洪水位与堤后地面高程的差值。假设堤后紧贴有宽度不小于10m 的填高道路，计算 h 值时堤后地面高程可取道路路面高程。表 6 建议的城市堤防安全加高值从表中看与两个因素有关。一是堤防挡水的高度，随着堤防挡水的高度降低，失事后的危害程度减小,堤防安全加高值也逐步减小,这与有关的标准条文说明符合；再是与比堤防设计洪水位高一级标准的设计洪水位与该堤防的设计洪水位差值有关,Z 越小,一般计算的设计洪水位确定误差越小，其安全加高值也可取

16、小,这也符合有关标准的条文说明。0.80.8 且0.30.330.80.70.53 且1.50.60.40.31.5 且0.50.40.30.20.50.30.20.2hZ1% -Z 2%表 7城市堤防安全加高建议值单位：m0.80.8 且0.30.330.70.60.53 且1.50.50.40.31.5 且0.50.40.30.20.50.30.20.2(四)堤防安全加高值选用的几点说明1、对于一些特别宽的堤防、堤路结合防洪堤，其路面宽不小于10m 的，或堤防背水坡缓于 1：5 的防洪堤，由于堤防断面较大，不易溃决失事，其堤防安全加高值可取低一些，建议取用低一档 h 的安全加高值。如堤后有

17、宽度大于10m，高出地面的道路，在计算h 时，堤后地面工程可取道路路面高程。2、表 6、表 7 适用于堤防设计水位由洪水掌握的城市堤防，对于设计水位由潮位控制的海塘，建议按海塘技术标准取用。3、对于平原圩区地区，建议城市防洪堤的安全加高值比农村圩堤高0.3m 以上。4、表 6、表 7 的安全加高值A 为不允许越浪的堤防工程的安全加高值。堤防工程设计标准规定允许越浪的三级堤防工程安全加高值比不允许越浪堤防安全加高值低0.3m。由于*省的一般城市防洪堤波浪爬高值较小，假设按标准执行，安全加高值偏小。允因此，建议对于允许越浪的城市防洪堤安全加高A 仍按表 6、表 7 选用，而堤顶超高Y按下式计算：允

18、Y =R+e+A式中 当 R0.3m 时，R=0 当 R0.3m 时，R=R-0.3即当波浪爬高 R0.3m 时，允许越浪堤防堤顶超高不计波浪爬高；当波浪爬高R0.3m 时，计算允许越浪堤防的堤顶超高时，波浪爬高R按计算的波浪爬高 R 减 0.3m 考虑。五关于对波浪爬高和风壅水面高计算建议意见波浪爬高和风壅高度值的大小也直接关系到堤防超高值的大小。因此，在城市防洪堤设计中对这两项值的选取也应引起重视。由于城市所处的特别位置，波浪爬高和风壅高度值的计算有肯定的不准确性。为此，提出建议意见如下：1、计算一般承受堤防工程设计标准的附录 C“波浪计算”规定的堤防波浪计算的方法和公式。2、在设计洪水位时，对于河道流速较大的河段，同样的风力使水面产生横向波浪爬高比静止水面要小，实际计算中无法考虑此因素，计算值会偏大，建议对于流速大于2.0m3/s 的河段，取用时适当减小。3、对于非感潮河道，由于风壅水面高很小，在堤防设计时，可以无视不计。4、对于局部处于河道弯道凹岸的堤防,在计算设计洪水位时,应计算凹岸设计洪水位的壅高值,并计入河道设计洪水位中。