垣曲縣亳清河橡膠壩防洪評價分析

李曉娟

（運城市水利勘測設計研究院，山西 運城 044000）

1 工程概況

垣曲縣亳清河治理段起始位置位于歷山路橋上游270m處，終點至新建人民醫(yī)院處，全長2.1 km，呈南北向展布，規(guī)劃寬度70～80m。根據(jù)現(xiàn)有河道縱坡，為滿足防洪蓄水要求，設計2座蓄水的橡膠壩，間隔200m，水深0.3～3.3m，蓄水總長度 0.4 km，蓄水面積2萬m2。每座橡膠壩長度均為50m，壩高3.3m。

工程建成后，將形成4.2 km的岸墻，總蓄水量達到3.6萬m3，水面景觀2萬m2，總綠化面積6.5萬m2。

2 防洪評價計算

2.1 河道過流能力計算

河道水面線采用灘槽不同糙率的一維恒定非均勻漸變流方程推算，經(jīng)計算，主槽糙率取0.035，灘地取0.04。

河堤超高采用《堤防工程設計規(guī)范》中相關公式計算，3級堤防按允許越浪考慮安全加高值取0.7m，計算風速采用歷年汛期最大平均風速15m/s平均值的1.5倍，經(jīng)計算，波浪爬高為0.152m，風壅水面高度為0.0014m，堤超高0.8533m，設計采用0.9m，以滿足防洪要求。

根據(jù)實測資料，治理段河道縱坡15.6‰～26.2‰，河床較陡，屬急流，自上而下逐斷面推算河道水面線，計算河道過流能力。依據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》，堤頂高程按設計洪水位加堤頂超高確定。經(jīng)計算，本治理段通過30年一遇洪水時，兩岸堤防均滿足超高要求。

2.2 橡膠壩壅水分析計算

根據(jù)《防洪標準》，亳清河城區(qū)段防洪標準為30年一遇，洪峰流量為519.6m3/s，橡膠壩枯水季節(jié)充水升壩擋水，汛期塌壩泄洪。按河道宣泄30年一遇洪水分析該工程對河道洪水的影響，即橡膠壩工程壅水分析。

2.2.1 橡膠壩塌壩運行

按主槽滿槽驗算河道過水能力，治理段河道縱坡為15.6‰～26.2‰。塌壩后橡膠壩的過流能力按寬頂堰過流公式計算。根據(jù)壩下水位假設不同的壩前壩頂以上水深，使過流能力滿足30年一遇洪峰流量。經(jīng)試算，當發(fā)生30年一遇洪水時，壩前水深為3.3m。

據(jù)計算結果可知，現(xiàn)狀橡膠壩處主槽高度4.2m，超高0.9m，橡膠壩塌壩運行不會對泄洪產(chǎn)生影響。

2.2.2 上游壅水情況

橡膠壩塌壩上游的壅水曲線采用分段求和法進行。根據(jù)橡膠壩塌壩水深向上游推算水面線，經(jīng)計算，橡膠壩塌壩向上游壅水28m即可與河道水位銜接。

2.2.3 沖刷分析計算

水流平行于岸坡沖刷深度，采用《河道整治設計規(guī)范》相關公式計算，經(jīng)計算，水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷深度為1.15m，設計采用堤岸沖刷深度1.5m，滿足要求。

2.3 橡膠壩對河勢影響分析

2.3.1 防洪影響分析

河道斷面型式為復式斷面，由布置在中間的主槽和兩側(cè)景觀平臺組成。主槽寬50m，行洪能力為10年一遇洪水，兩側(cè)平臺寬5～15m，當超過10年一遇洪水標準時，參與泄洪。景觀平臺外側(cè)為現(xiàn)狀防洪大堤，滿足30年一遇設計防洪標準。

橡膠壩平時立壩壅水，洪水時塌壩泄洪。橡膠壩采用動力充排，考慮到山區(qū)河道源短流急，每座壩按0.5 h塌壩。當2座壩同時塌壩時，各蓄水池疊加后的下泄流量為20m3/s，當洪峰較大時，加之上游來水會對下游產(chǎn)生影響，此時河道流量達到539.6m3/s。

當河道通過設計洪水與橡膠壩塌壩流量達到539.6m3/s時，樁號0+400處堤防能通過539.6m3/s流量，但其超高不滿足要求，其他斷面均滿足超高要求。因此需對0+400處橡膠壩鋼筋混凝土鋪蓋段和橡膠壩段堤防進行加高，加高0.05m。

2.3.2 河勢影響分析

本次設計河堤采用格網(wǎng)石籠重力式岸墻，河道主槽采用格網(wǎng)石籠護底，并采用土工膜（兩布一膜）進行防滲，非汛期立壩蓄水，汛期通過設計洪水時，塌壩運行，對河勢影響不大。

3 結論及建議

3.1 結論

橡膠壩平時立壩壅水，洪水時采用全塌泄洪，經(jīng)計算，在壩袋塌壩運行時，可滿足河道正常泄洪，且不影響兩岸堤防安全。

修建橡膠壩后，局部會產(chǎn)生少量淤積，主槽岸墻采用格網(wǎng)石籠重力式岸墻，對河勢的整體穩(wěn)定及變化沒有大的影響，該工程建成后僅會引起局部河勢發(fā)生微小變化，但其影響范圍極小。

亳清河縣城河段河底采用土工膜防滲，主槽兩側(cè)親水平臺下鋪設截滲管，橡膠壩蓄水后不會對地下水位及兩岸建筑物造成影響。

橡膠壩工程區(qū)沒有其他用水設施，工程只是蓄水形成水面景觀，不消耗來水量，且不污染水質(zhì)，對河道徑流沒有影響，也不會影響下游其他水利工程設施，因此不會對第三人合法水事權益產(chǎn)生影響。

3.2 建議

第一，橡膠壩塌壩運行時，0+400處橡膠壩堤防超高不滿足要求，建議對鋼筋混凝土鋪蓋段和橡膠壩段堤防進行加高。第二，建議主管部門建立水情信息處理系統(tǒng)，制定防汛調(diào)度預案，根據(jù)上游降雨情況，形成統(tǒng)一的預報預警系統(tǒng)，編制亳清河橡膠壩工程洪水預報方案和防御洪水預案，以滿足工程防洪需要。第三，施工期安排在非汛期，施工時應嚴格按照施工組織設計要求堆放物料，盡量避免侵占河道，保證亳清河行洪斷面不受影響。第四，工程正常運行后，在非汛期要定期塌壩拉沙清淤，定期不定期對壩下游河床進行檢查，發(fā)現(xiàn)較大沖刷坑應及時進行整治。