貴州擺所河中小河流治理工程方案的探討

程孝昆

(貴州省長順縣水務局,貴州 長順 550700)

貴州擺所河中小河流治理工程方案的探討

程孝昆

(貴州省長順縣水務局,貴州 長順 550700)

摘要：結(jié)合貴州省長順縣擺所河擺所和云盤段治理工程，通過方案比較、優(yōu)化設計，提出合理、科學、生態(tài)的治理方案，達到節(jié)約投資、效益最大化目的。同時，為貴州山區(qū)類似中小河流治理方案提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：中小河流治理；設計方案比較

擺所河屬珠江流域紅水水系，為濛江中游(格凸河)一級支流，位于東經(jīng)106°11′～106°26′，北緯25°42′～26°12′，發(fā)源于貴州省長順縣廣順鎮(zhèn)抱野貓，在交麻鄉(xiāng)匯入格凸河，地處長順縣西部。河流集雨面積為470km2，河道總長為84km，多年平均流量為3.2m/s。

1小河流治理現(xiàn)狀分析

1.1設計治理河道范圍

設計擺所河河道治理河段共分為2段。一段位于擺所河中游，流經(jīng)擺所鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)的河段，治理起點為鎮(zhèn)區(qū)上游糧管所以下400m處，終點為鎮(zhèn)區(qū)下游新規(guī)劃農(nóng)貿(mào)市場，治理河段長為1440m，治理終點以上集雨面積為202.5km2，河流長度34.1km，加權(quán)平均坡降5.13‰;另一段位于擺所鎮(zhèn)下游直線距離約6.2km處的云盤鄉(xiāng)河段，治理起點為云盤鄉(xiāng)政府上游約1400m處，治理終點為公路橋下游約50m攔河壩處，治理河段長為1700m，治理終點以上集雨面積為230km2，河段長度為43.4km，加權(quán)平均坡降3.89%。在設計洪水標準內(nèi)，保護人口0.9萬人，保護農(nóng)田面積約1000hm2。

1.2治理河段地形地貌

擺所鎮(zhèn)河道沿線以峰叢洼地、槽谷溶蝕地貌為主。河流流向由北向南，治理河段河谷較寬闊，兩岸地形相對較緩(一般都在25°以下)，河床總體較平緩，高程1126.24～1127.98m。河床兩岸發(fā)育河漫灘和二級階地。河漫灘高出河水面0.5～3.0m，一般寬5～13m；一級階地高出河水面3～7m，總體平坦開闊；二級階地高出河水面20m左右。根據(jù)地形地貌特征，河堤多修在河漫灘和一級階地前緣。兩岸沖溝發(fā)育，地表水、地下水多匯集于沖溝，再向河流排泄。

云盤鄉(xiāng)河道沿線以峰叢洼地、槽谷溶蝕地貌為主。河流流向由北向南，治理河段河谷較寬闊，左岸地形相對較陡(一般為30°～50°)，右岸地形相對較緩(一般都在25°以下)，河床總體較平緩，高程1111.54～1114.50m。河床兩岸發(fā)育河漫灘和二級階地。河漫灘高出河水面0.5～3.0m，寬5～11m。一級階地高出河水面2～6m，總體平坦開闊；二級階地高出河水面20m左右。根據(jù)地形地貌特征，河堤多修在河漫灘和一級階地前緣。兩岸沖溝發(fā)育，地表水、地下水多匯集于沖溝，再向河流排泄。

1.3河道現(xiàn)狀及存在的主要問題

擺所鎮(zhèn)和云盤鄉(xiāng)境內(nèi)的擺所河河道橫斷面平均寬度25～35m，整治段河道古老，部分河坎垮塌、泥沙堵塞嚴重，沿河兩岸均為城鎮(zhèn)居民和良田，每逢雨水季節(jié)常引發(fā)洪澇災害，產(chǎn)生重大損失。擺所鎮(zhèn)和云盤鄉(xiāng)最新發(fā)展規(guī)劃新農(nóng)村建設民宅均沿河布置，大部分規(guī)劃區(qū)域高程較低，不能滿足10a一遇的防洪標準。

2設計防洪標準

擺所河河道治理工程，保護農(nóng)田約1000hm2，居民0.9萬人。根據(jù)《防洪標準》(GB50201-2014)中表2.0.1城鎮(zhèn)保護區(qū)的等級屬Ⅳ等，設計防洪標準為最少10a一遇，而《貴州省中小河流治理初步設計編制基本要求》中指出保護農(nóng)田按5a一遇的防洪標準，因此，本工程擺所鎮(zhèn)和云盤鄉(xiāng)境內(nèi)的擺所河段按10a一遇洪水設計，擺所鎮(zhèn)境內(nèi)治理河段設計最大流量363m3/s，云盤鄉(xiāng)境內(nèi)治理河段設計最大流量374m3/s。

3工程總體布置

工程治理河段為兩段，為云盤鄉(xiāng)和擺所鎮(zhèn)境內(nèi)的擺所河段，本次設計第一段，從擺所鎮(zhèn)糧管所以下400m位置開始，防洪堤起點(0+000)，沿原河道向下擺所規(guī)劃新區(qū)農(nóng)貿(mào)市場結(jié)束，治理河道總長1.44km；另一段為云盤鄉(xiāng)規(guī)劃新區(qū)，防洪堤起點(0+000)，沿原河道向下至云盤新橋結(jié)束，治理河道總長1.7km。由于農(nóng)田和民房沿河兩岸布置，地形較為平緩，遇洪水時，農(nóng)田將遭到淹沒，居民生命和財產(chǎn)安全也將遭到嚴重的威脅[1]。為保護群眾的生命和財產(chǎn)安全，擬定在沿河兩岸布置防洪堤，根據(jù)不同的堤岸地貌地質(zhì)條件采取相應的措施，堤型主要為兩種，一種是剛性防洪堤，采用漿砌石砌筑；另一種為生態(tài)防洪堤，采用預制網(wǎng)格鋪設草皮護坡。優(yōu)化堤防斷面結(jié)構(gòu)型式，盡量采用新材料、新工藝、新技術(shù)，采取合理措施同步實施。

3.1主要構(gòu)筑物設計

工程主要構(gòu)筑物由防洪堤和工程管理配套設施組成，防洪堤采用土堤加預制混凝土柵格草皮護坡和重力式擋土墻兩種型式。

3.2防洪堤設計

根據(jù)治理河段的地形、地質(zhì)條件，綜合村鎮(zhèn)總體規(guī)劃、占地、拆遷等，并結(jié)合已建好的防洪堤，分段擬定設計河段的整治堤型。擺所河治理工程總共有兩個工程點，一個是擺所鎮(zhèn)擺所河段，另一個為云盤鄉(xiāng)擺所河段。擬定設計河段可采取生態(tài)防洪堤和剛性防洪堤兩種型式[2]。

3.2.1生態(tài)防洪堤堤型

生態(tài)防洪堤采用碾壓式土堤結(jié)合正方形漿砌石格柵后草皮護坡，其主要型式為重力式M7.5漿砌石護腳+土石回填堤+格柵式草皮護坡。迎水坡面采用穩(wěn)定的邊坡系數(shù)，背水面根據(jù)地形采取一定穩(wěn)定的挖、填邊坡，在漿砌石格柵內(nèi)表層鋪設種植土進行草皮護坡。坡腳采用M7.5漿砌塊石護腳。為滿足沿河兩岸耕種要求，結(jié)合現(xiàn)有的機耕道，堤防側(cè)設置機耕道(兼作人行道)，并在人群聚集地的兩岸堤防設置下河踏步。

3.2.2剛性防洪堤堤型

剛性防洪堤采取M7.5漿砌石擋墻，為與原堤防工程保持一致，迎水坡面采用1∶0.1的邊坡，背水坡面采用1∶0.3的邊坡，為避免堤防基礎(chǔ)被河水淘刷，基礎(chǔ)嵌入基巖或持力層上。為滿足沿河兩岸的耕種要求，結(jié)合現(xiàn)有的機耕道，堤防側(cè)設置機耕道(兼作人行道)，并在人群聚集處的兩岸堤防設置下河踏步。

4堤型設計與方案比較

4.1堤型設計方案

根據(jù)治理河段的地形、地質(zhì)條件，綜合村鎮(zhèn)總體規(guī)劃、占地、拆遷等，擺所鎮(zhèn)境內(nèi)的擺所河段岸坡較陡，河岸靠近農(nóng)戶住宅的地段均采用重力式漿砌石擋墻，因為在該種河段由于地形限制，不適合采用生態(tài)防洪堤，該種河段不再進行方案比較。本次設計方案比較為云盤鄉(xiāng)境內(nèi)的擺所河段(0+000～0+380)選擇兩種比較結(jié)合實際的堤型布置方案進行比較，第一種是土堤加混凝土柵格草皮護坡(方案Ⅰ)；第二種是重力式漿砌石擋墻(方案Ⅱ)。兩方案堤線基本一致，行洪斷面方案Ⅰ>方案Ⅱ。

4.1.1土堤加預制混凝土柵格草皮護坡方案

云盤鄉(xiāng)境內(nèi)的擺所河0+000～0+380防洪堤軸線長380m，堤距27m，防洪堤采用碾壓式土堤加預制混凝土柵格草皮護坡，堤高5.7m，坡面采用1∶1.5的邊坡，并采用C15預制混凝土柵格加草皮護坡，混凝土柵格斷面尺寸0.3m×0.3m，間距2m，表層鋪設20cm的種植土[3]。土堤堤身全部采用河床開挖料，坡腳采用M7.5漿砌塊石護腳，護腳寬1.4m，高2m，迎水面采用M10水泥砂漿抹面，頂部采用5cmC10混凝土壓頂，左岸坡腳設置排污溝，斷面尺寸0.5m×0.5m，布置于漿砌石護腳之內(nèi)，頂板采用8cm厚C15鋼筋混凝土預制板。左、右岸護腳每隔10～15m設一條伸縮縫，縫寬2～3cm，內(nèi)用瀝青砂漿充填，為避免堤防基礎(chǔ)被河水淘刷，坡腳置于河床以下0.5m。為促進城鎮(zhèn)發(fā)展，結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃，左右岸堤頂2.0m范圍內(nèi)設置混凝土壓面過道。防洪堤堤頂沿線修建坡面截水溝，截水溝尺寸為0.2m×0.2m，底坡按1/1000設計。防洪堤每隔100m左右設一道下河梯步。

4.1.2重力式漿砌石擋墻方案

本方案設計時考慮盡量少拆遷和少占城鎮(zhèn)建設用地，使工程投資盡量最省。

重力式漿砌石擋墻方案：云盤鄉(xiāng)境內(nèi)的擺所河段0+000～0+380防洪堤軸線長380m，堤距27m，防洪堤采用重力式擋土墻，開挖見至灰白色黏土層即可，將其清平后在底部鋪設0.2m厚碎石墊層，然后砌筑漿砌塊石，墻體采用M7.5漿砌石砌筑，迎水面采用1∶0.1的坡度，背水面采用1∶0.3的坡度，墻頂寬0.8m，采用0.15m厚的C15混凝土縫，縫內(nèi)用水泥砂漿嵌縫，漿砌石防洪墻背坡采用河道開挖的黏土棄渣回填。沿墻體高度方向間隔1m梅花形布置φ50mm排水管，并在墻背設置反濾包囊，最下面一排排水管的出口高程與河道常年水位齊平。防洪堤堤背沿線修建截水溝，截水溝尺寸為0.3m×0.3m，采用M7.5漿砌石砌筑，采用砂漿抹面。沿截水溝每隔100m左右預埋排水管將水排入河道中。左岸坡腳設排污溝，采用漿砌石砌筑，斷面尺寸1m×1m，過水斷面為0.5m×0.5m，頂部采用8cm厚C15鋼筋混凝土預制板，底板采用0.1m厚C15混凝土，堤身及排污溝每隔10～15m設一條伸縮縫，縫寬2～3cm，內(nèi)用瀝青砂漿充填。

4.2方案比較

(1)優(yōu)點

方案Ⅰ(土堤加預制混凝土柵格草皮護坡)：施工技術(shù)相對簡單，工程直接投資相對較省，不存在城鎮(zhèn)內(nèi)澇問題。

方案Ⅱ(重力式漿砌石擋墻)：工程占地小，拆遷工作量小。保護城市面積大，總投資相對較省。

(2)缺點

方案Ⅰ(土堤加預制混凝土柵格草皮護坡)：填筑量大，工程占地大。

方案Ⅱ(重力式漿砌石擋墻)：施工技術(shù)要求相對較高，施工工期較長，同時形成城鎮(zhèn)內(nèi)澇，后期維護費相對較高。

通過表1中堤型優(yōu)缺點及單位長度工程投資的比較，不難看出，生態(tài)防洪堤比剛性防洪堤更優(yōu)。所以本工程以生態(tài)防洪堤為主，只在河岸地形條件、河道寬度受限的情況下使用剛性防洪堤。

表1　方案比較

5結(jié)論

河流域治理關(guān)系著地區(qū)生態(tài)化建設水平，加強中小流域治理方案設計與管理力度，有助于實現(xiàn)流域環(huán)境的優(yōu)化改造目標。現(xiàn)階段，需積極根據(jù)治理河段的地形、地質(zhì)條件，綜合村鎮(zhèn)總體規(guī)劃、占地、拆遷等，并結(jié)合已建好的防洪堤，分段擬定設計河段的整治堤型。

參考文獻：

[1]劉本義.黑龍江省中小河流治理方案存在的問題及改進措施[J].水利科技與經(jīng)濟，2014(7):76-77.

[2]皇甫全歡，曹建鄴，謝亞軍.洪澤縣中小河流治理重點縣綜合整治方案研究[J].中國水利，2014(14):29-30.

[3]肖衍.中小河流治理工程初步設計中需注意的問題分析[J].黑龍江水利科技，2013(5):208-210.

作者簡介：程孝昆(1974-)，男，高級工程師，主要從事水利工程規(guī)劃設計和建設管理工作。

中圖分類號：TV212.5+2

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)05-0092-03