內(nèi)蒙古興和縣二道河治理工程設(shè)計

李鐵軍

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北張家口 075000）

內(nèi)蒙古興和縣二道河治理工程設(shè)計

李鐵軍

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北張家口 075000）

本文通過工程實例分析了內(nèi)蒙古興和縣前、后河和二道河的氣象水文工程地質(zhì)環(huán)境及其特點，對河道的治理進行了論述，提出了治理設(shè)計、施工技術(shù)要點，水土保持和環(huán)境保護的保障措施，得出投資概算與防洪效益是合理的結(jié)論。

河道治理;工程設(shè)計;水土保持;投資概算與防洪效益

改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的快速增長和人民生活質(zhì)量的不斷提高，我國地表水系河道的治理工程越來越多，城市的防洪工程凸顯重要。下面根據(jù)自己的工作實踐，對內(nèi)蒙古興和縣二道河治理工程做一介紹。

1 工程概況

本工程的主要任務(wù)是對前、后河和二道河靠近城關(guān)鎮(zhèn)段進行河道防洪，起到提高防洪標(biāo)準、保護城關(guān)鎮(zhèn)安全，兼顧改善水質(zhì)、美化環(huán)境、打造提高城市品位，改善人文和人居環(huán)境，整合前、后河和二道河兩岸資源條件，有效推進興和縣社會經(jīng)濟可持續(xù)有序發(fā)展。

2 氣象水文

興和縣地處中緯度內(nèi)陸，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受蒙古高壓大陸性氣團和西風(fēng)帶環(huán)流大氣運動控制，經(jīng)常遭受寒冷、干燥氣團襲擊。大陸性氣候特征十分明顯，主要表現(xiàn)為冬季寒冷而漫長，春秋季短，夏季炎熱，雨季集中，日照充足，光能豐富，晝夜溫差大，積溫高，蒸發(fā)強烈，降雨少，干燥多風(fēng)。

興和縣平均氣溫為4.2℃。年溫差33.7℃。0℃以下長達153d，20℃以上僅有46d。

興和縣干旱缺雨，年平均降水量為409.4mm，年降水日數(shù)平均83d。全年降水集中在6～8月份，夏季降雨占全年降水量的70%，春季降水量僅占全年降水量的12%，冬季雨雪稀少，而且日降水量又集中在少數(shù)幾天里，多為雷陣性暴雨，易形成山洪和內(nèi)澇，年均洪澇災(zāi)達5000km2。年平均蒸發(fā)量為2036.8mm，是年降水量的5倍。

前、后河為二道河上游的主干流，屬海河流域，本次河道防洪段上游前河流域面積為295.05km2，后河流域面積為1687.24km2。在興和縣城關(guān)鎮(zhèn)東二道河流域的十八臺村有興和水文站，所在位置經(jīng)度為113°56′，緯度40°53′，流域面積2019 km2，本站于1963年1月建站，由內(nèi)蒙古自治區(qū)水文總站管理。興和站實測資料系列為1964～2006年，主要觀測項目有水位、流量、含沙量、輸沙量等。治理工程斷面處多年平均天然徑流量6073.63萬m3。設(shè)計洪水采用值前河20年一遇洪峰流量222.9m3/s，后河20年一遇洪峰流量611.85 m3/s，二道河20年一遇洪峰流量690.05m3/s。

全河在石頭溝以上有間歇水，以下均有清水，該河大部分為丘陵區(qū)，在北水泉、灶火口、解放村附近有沼澤地，主要支流有馬家灣河、黃石崖河、鴛鴦河、前河、銀子河，另有團結(jié)、皂火口、友誼4座水庫。二道河境內(nèi)主流長度161.3km，境內(nèi)流域面積1697.5km2，河道比降7.3‰，多年平均流量1.017m3/s，多年平均徑流量5886.5×104 m3/a，出境后經(jīng)友誼水庫調(diào)節(jié)流入東洋河，東洋河為永定河一級支流。

二道河主流地處中部淺山丘陵地區(qū)，控制流域面積較大，河道長，汛期形成的洪水峰高浪大，歷時短，造成的洪水災(zāi)害原因較多，一是因河勢控制能力差，洪水走勢改變，淘刷河岸，毀壞農(nóng)田；二是因部分河段河床抬高，下游洪水排泄不暢，洪水泛濫，淹沒農(nóng)田和沖毀村莊現(xiàn)象時有發(fā)生；三是因河道廢棄物堆放數(shù)量較大，部分河段防洪標(biāo)準底，造成汛期洪水災(zāi)害發(fā)生次數(shù)頻繁，這種現(xiàn)象主要集中在二道河的城關(guān)鎮(zhèn)和張皋鎮(zhèn)境內(nèi)。

3 工程地質(zhì)

興河縣隸屬于集寧卓資地臺（Ⅰ）內(nèi)蒙古地軸（Ⅱ）陰山臺拱（Ⅲ）東緣，從構(gòu)造形跡來看，本區(qū)屬緯向構(gòu)造帶，復(fù)合有三個構(gòu)造體系，基底華夏系構(gòu)造體系，東西向構(gòu)造體系以及次級x型構(gòu)造體系。新生代未發(fā)現(xiàn)有顯著的構(gòu)造變形形跡，以北北東向沉積盆地為特征，新構(gòu)造運動以地殼的上升為主，伴隨有新生巖漿活動，在工作區(qū)未發(fā)現(xiàn)有大的區(qū)域性構(gòu)造帶，在區(qū)域穩(wěn)定性上屬于相對穩(wěn)定區(qū)。

工程位于前、后河和二道河河道及一級階地上，承載能力可以滿足該工程的設(shè)計要求，工程地質(zhì)條件較好。但地下水位淺，存在施工圍堰、導(dǎo)流和排水問題。

經(jīng)過勘探揭露，擬建場地10.0m深度范圍內(nèi)巖土層以粉土、細砂、粗砂、礫砂、碎石、強風(fēng)化玄武巖為主，描述如下:

粉土(Q4 ml) ①：土黃色，稍密，稍濕，以粉土為主，含碎石及植物根莖等，層厚0～0.41m。

細砂(Q4 al+pl ) ②1：褐黃色，稍密，濕，礦物成份以石英長石為主，砂質(zhì)均勻、純凈，本層分布于整個場地的上部，層厚0～0.71m。

粗砂(Q4 al+pl )②2：淺黃色，稍密，飽和；砂質(zhì)均勻、純凈，礦物成份以石英長石為主，顆粒級配差，最大層厚4.05m。

礫砂(Q4 al+pl )②3：黃褐，中密，稍濕；砂質(zhì)均勻、純凈，層厚1.84m左右。

碎石(Q4 al+pl )③：雜色，中密，飽和，粗顆粒呈棱角狀及次棱角狀，不均勻砂混土充填，2～20mm約占20%，大于20mm約占55%，級配較差，原巖多以玄武巖為主，層厚0.4m左右。

強風(fēng)化玄武巖（N2Z)④：棕褐色，氣孔狀構(gòu)造，局部致密狀隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)化裂隙較為發(fā)育，裂隙充填物為不均勻砂及粉土，巖體被切割成塊狀及碎塊狀,巖芯較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。本層在勘探深度內(nèi)未被揭穿，最大揭露厚度為6.4m。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）確定，工作區(qū)抗震基本設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，場地屬Ⅱ類場地，特征周期值取0.35s，屬設(shè)計地震第一組，抗震一般地段。

工程區(qū)域地表水和地下水對混凝土無腐蝕性。

在防洪堤各段基礎(chǔ)開挖深度內(nèi)，以細砂為主構(gòu)成的邊坡，水下邊坡坡度值：當(dāng)水深＜1m、流量＜0.5m3/s時，分別為1:1.75及1:1.50；當(dāng)水深1～2m、流量0.5～10m3/s時，分別為1:2.00及1:1.75。當(dāng)無地下水時時，邊坡為1:1.5。

工程所用的土石料均從泄洪槽底開挖拉運，使用的塊石和砼粗骨料在城關(guān)鎮(zhèn)西南4km處的石料場拉運，砼細骨料從后河砂場拉運，平均運距為5km。

4 工程布置及建筑物形式

（1）工程選址

根據(jù)《興和縣中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》，二道河防洪重點為前河與后河交匯處的城關(guān)鎮(zhèn)，依據(jù)前、后河和二道河與城關(guān)鎮(zhèn)的相對位置、地形地貌、地質(zhì)條件、城關(guān)鎮(zhèn)現(xiàn)狀及城區(qū)發(fā)展規(guī)劃，并參照建設(shè)單位和有關(guān)專家的建議，選擇本治理工程范圍位于烏蘭察布市興和縣城關(guān)鎮(zhèn)前、后河和二道河的接觸段，分別為前河治理工程段、后河治理工程段和二道河治理工程段；前河治理工程段從興和縣新城區(qū)西環(huán)路與南環(huán)路拐角處開始，樁號為Q0+000，到與后河匯流處止，末端樁號為Q9+100；后河防洪段從興和縣新城區(qū)西環(huán)路與北環(huán)路拐角處開始，樁號為H0+000，到與前河匯流處止，末端樁號為H2+991.21；二道河防洪段從前河與后河匯流處開始，樁號為E0+000，到拐向低山河谷區(qū)止，末端樁號為E0+900；治理工程范圍總長為12.99km。

（2）工程布置

工程總布置為前河防洪段由上游城前支溝段和前河主河槽段組成，上游城前支溝防洪段是Q0+000～Q3+685及從興和縣新城區(qū)西環(huán)路與南環(huán)路拐角處開始到與前河主河道相交止，長度為3685m。前河主河槽段是Q3+985～Q9+100及從上游城前支溝與前河主河道相交開始，樁號為Q3+685，到與后河匯流處止，末端樁號為Q9+100，長度為5415m；后河防洪段從興和縣新城區(qū)西環(huán)路與北環(huán)路拐角處開始，樁號為H0+000，到與前河匯流處進入二道河止，末端樁號為H2+991.21，長度為2991.21m；二道河防洪段從前河與后河匯流處開始，樁號為E0+000，到拐向低山較深河谷區(qū)止，末端樁號為E0+900，長度為900m。

①前河

本次初步設(shè)計前河主河槽治理工程段是Q7+780～Q9+100，根據(jù)地形條件、地理位置和溝道相鄰的南環(huán)路等特點，該段為城關(guān)鎮(zhèn)南環(huán)路與河道的結(jié)合段，將道路邊坡護砌與溝道治理工程有機結(jié)合起來布置。

在樁號Q7+780～Q8+710段一側(cè)為南環(huán)路，溝道與路基相鄰。

在樁號為Q8+710～Q9+100，該段與城關(guān)鎮(zhèn)南環(huán)路不相鄰。

②二道河

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院黨委書記楊培嶺以《節(jié)水灌溉技術(shù)的未來發(fā)展方向和趨勢》為題進行了精彩演講，他呼吁要深入基礎(chǔ)理論研究，加快節(jié)水灌溉科研成果的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的創(chuàng)新。要推廣自動化控制系統(tǒng)，加強節(jié)水灌溉設(shè)備質(zhì)量的監(jiān)管控制，加強水資源管理，合理確定水價，建立健全節(jié)水灌溉體系服務(wù)。

二道河防洪段從前河與后河匯流處開始，樁號為E0+000，到拐向低山較深河谷區(qū)止，末端樁號為0+900，長度為900m。

（3）主要建筑物型式確定

主要建筑物包括河道重力式漿砌石護岸工程、公路路基護坡工程、防沖潛壩工程和河道與河道入口交叉工程等。

① 重力墻式漿砌石護岸：漿砌石重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，頂寬為0.5m，內(nèi)邊坡系數(shù)為0.4，砌筑砂漿標(biāo)號為M7.5，勾縫砂漿標(biāo)號為M10，墻頂為200mm厚C20砼壓頂，墻后填筑頂寬為0.8m，外邊坡系數(shù)為1的碾壓式土石堤。基礎(chǔ)深度應(yīng)根據(jù)沖刷深度和底層地質(zhì)情況確定，應(yīng)將基礎(chǔ)底置于粗砂層，以滿足抗滑、防凍脹和承載力的要求。

② 防沖潛壩：泄洪槽每隔50m設(shè)置漿砌石防沖潛壩一個，壩頂寬0.5m，砌筑砂漿標(biāo)號為M7.5，壩頂為200mm厚C20砼壓頂。于潛壩后設(shè)置4m寬，0.5m后的鉛絲石籠防沖保護體系。其深度根據(jù)沖刷深度確定。

③ 河道入口交叉工程：為了防止河道交叉處的槽底沖刷破壞，在前、二道河的交叉處，設(shè)兩道防沖潛壩，與匯流河出口處的潛壩形成封閉面，該區(qū)間鋪設(shè)0.15m厚的干拋石，拋石下面鋪設(shè)0.3m厚的中粗砂。

④ 前河入口工程：為了將原河道與防洪段平順連接，在前河Q7+780處設(shè)入口連接建筑物，右岸設(shè)計為翼墻，左岸為八字墻，于八字墻前設(shè)4m寬的防沖鉛絲石籠，下面鋪設(shè)0.3m厚的中粗砂。

⑤ 二道河入口工程：為了將原河道與防洪段平順連接，在二道河E0+000處設(shè)入口連接建筑物，右岸和左岸均為八字墻，于八字墻前設(shè)4m寬的防沖鉛絲石籠，下面鋪設(shè)0.3m厚的中粗砂。

⑥ 兩岸溝道與護岸交叉工程：在工程范圍內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場勘測，共有1處較大溝道與護岸交叉工程，交叉工程位置是Q8+050，位于左岸。于交叉口處預(yù)留1000mm寬，1000mm深的進水口。溝道設(shè)3000mm長的入口渠道，與護岸夾角為45°。

（4）水力計算成果匯總

前、后河和二道河水力計算成果見表1。

表1 水力計算成果匯總

5 水土保持及環(huán)境保護

本項目區(qū)屬風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)，水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕強度均較強。

本工程計劃于2010年4月開工，2010年10月底完工。根據(jù)對工程所在區(qū)域的植被自然恢復(fù)情況進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該區(qū)內(nèi)地表擾動后的自然恢復(fù)期需2年，故確定其自然恢復(fù)期為2年，即某一施工單元的土建施工期再加上2年作為該區(qū)域水土流失的預(yù)測時段。

通過分析，本工程建設(shè)可能造成的新增土壤侵蝕，造成水土流失的重點區(qū)是建設(shè)期大量動用土方的擾動區(qū)。其間尤以填筑防護堤工程最為嚴重，為工程建設(shè)過程中產(chǎn)生水土流失的主要區(qū)域，是水土流失防治的重點區(qū)域。

前、后河是二道河的源頭，流域內(nèi)植被條件較好，人類活動主要以農(nóng)業(yè)為主。下游為友誼水庫。

工程建成后，主要有防洪效益，屬社會效益。防洪段內(nèi)防洪標(biāo)準可由目前的不足五年一遇提高到二十年一遇，既可美化當(dāng)?shù)丨h(huán)境，也可為下游河畔水土保持及防風(fēng)截沙工程創(chuàng)造有利條件。同時保護興和縣城關(guān)鎮(zhèn)7.8萬人口及十八家大、中、小型工礦企業(yè)的安全，改善下游友誼水庫入庫水質(zhì)，提高灌區(qū)灌水質(zhì)量，理順河道，改善環(huán)境、美化城市、消除洪水隱患，為烏蘭察布市興和縣城關(guān)鎮(zhèn)營造一片安全舒適的優(yōu)美環(huán)境。

6 投資概算與防洪效益

烏蘭察布市興和縣二道河治理工程建設(shè)投資為1266.92萬元，其中：建筑工程投資964.35萬元，占一至五部分投資的81.86%；機電設(shè)備11.95萬元，占一至五部分投資的1.01%；施工臨時工程52.45萬元，占一至五部分投資的4.45%；獨立費用149.8272萬元，占一至五部分投資的12.67%；基本預(yù)備費58.9萬元。工程靜態(tài)總投資為1236.92萬元，水土保持及環(huán)境保護投資為30.00萬元，工程總投資為1266.92萬元，

經(jīng)計算，該項目區(qū)治理工程的經(jīng)濟內(nèi)部收益率為9.04%大于水利行業(yè)的基準收益率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為1777.19萬元大于零，經(jīng)濟效益費用比1.35大于1。故該項目區(qū)防洪堤工程在經(jīng)濟上是合理的。

Engineering Design of Comprehensive Treatment for the Erdaohe River of Xinghe County, Inner Mongolia Autonomous Region

LI Tiejun

(The Third Geological Team of Hebei Bureau of Geology and Mineral, Zhangjiakou, 075000)

Based on the engineering examples of the Qianhe River, Houhe River and Erdaohe River in Xinghe County, Inner Mongolia autonomous Region, we have analyzed the meteorological hydrological engineering geological environment and the characteristics of the river management in this paper, and put forward the control design, construction techniques, soil and water conservation and environmental protection. The conclusion suggests that the protection measures of investment estimate and flood control efficiency are reasonable.

River engineering design; Water conservation; Benefit of investment estimate and flood control

（略）

X43,X141

B

1007-1903(2010)03-0039-04