衣杖子河金杖子段河道設(shè)計分析

湯玉苓

(遼寧省朝陽市喀左縣水利勘測設(shè)計隊，遼寧朝陽122300)

1 工程概況

衣杖子河是大凌河西支二級支流，流經(jīng)喀左縣大營子鄉(xiāng)金杖子村、衣杖子村等、六官鎮(zhèn)，由六官鎮(zhèn)后墳村匯入大凌河西支。流域面積36.1 km2，河長11 km，平均比降29.7‰。水文分區(qū)屬Ⅵ3區(qū)。流域內(nèi)山多坡陡，石質(zhì)山較多，植被較差，水土流失嚴(yán)重，河水含砂量較大。水流急，洪峰大，歷時短。是一條典型的季節(jié)河，枯水期河道無水，汛期洪水泛濫。現(xiàn)無防洪措施，尤其是金杖子段受害最嚴(yán)重，每次洪水都給兩岸很大損失。此次治理段位于大營子鄉(xiāng)金杖子村，河道治理河長889 m。

2 工程建設(shè)任務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)

本工程流域內(nèi)山多坡陡，石質(zhì)山較多，植被較差，水土流失嚴(yán)重，河水含砂量較大。水流急，洪峰大，歷時短。是一條典型的季節(jié)河，枯水期河道無水，汛期洪水泛濫?，F(xiàn)無防洪措施，尤其是金杖子段受害最嚴(yán)重，每次洪水都給兩岸造成很大損失。為保護(hù)衣杖子河左右兩岸居民的生命及財產(chǎn)安全，建立和諧社會，適應(yīng)社會主義新農(nóng)村發(fā)展的需求，經(jīng)征求移民和原住村民的意見研究確定對衣杖子河進(jìn)行治理。按照規(guī)范GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)金杖子村的人口和耕地面積，工業(yè)化程度等多項指標(biāo)確定防洪等級為Ⅳ級，確定設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇。

3 工程設(shè)計內(nèi)容

衣杖子河左岸修建砂堤847 m，其中第一段167 m，第二段680 m;右岸892 m。砂堤堤頂寬3 m，被水坡坡比1∶2.5，迎水坡1∶1.5，采用10 cm厚 C20、F200、Φ4@15 cm鋼筋混凝土護(hù)坡，5 cm厚C10混凝土墊層，護(hù)坡伸縮縫設(shè)2.5 m一道伸縮縫;護(hù)腳采用漿砌石重力式擋土墻形式，墻身高1.2 m，墻頂寬0.5 m，坡比迎水坡采用1:0.5，被水坡為直立式，采用1個擴(kuò)展墻址臺階:墻趾、墻踵臺階寬0.2 m，墻趾、墻踵臺階高0.4 m，墻趾、墻踵臺階面坡為直立式。護(hù)腳設(shè)10 m一道伸縮縫。

3.1 堤線布置與堤距

3.1.1 堤線布置原則

堤線布置總原則是依據(jù)規(guī)范，結(jié)合河道現(xiàn)狀，從建筑物功能、造價、地質(zhì)、主次要矛盾等方面綜合考慮，盡可能使堤線確定達(dá)到方案最佳。衣杖子河金杖子段防洪堤線布置充分考慮衣杖子河河道現(xiàn)狀及上、下游實際情況確定的，堤線布置遵循以下原則:堤線應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行。堤線應(yīng)力求平順，各堤段平緩連接，不得采用折線或急彎。布置在占用耕地、林地較少的地帶［1］。

3.1.2 堤線確定

衣杖子河河道治理段堤線布置原則是依據(jù)規(guī)范，結(jié)合河道狀況，從建筑物功能、造價、地質(zhì)，遠(yuǎn)近效益，主次要矛盾等方面綜合確定考慮，盡可能達(dá)到最佳方案。起點是上窩鋪段砂堤銜接處(0+000)，終點是與金杖子村口處(0+889)。治理后河道行洪更為暢通，在保證堤防功能可實現(xiàn)的前提下，盡量爭取增加堤外土地利用面積。

3.1.3 堤距確定

衣杖子河治理段中無建筑，保證設(shè)計QP過水能力即可，兩堤間距基本依據(jù):①依此為堤距使得堤線坐落于河灘之上，不至于占用耕地良田;②堤線與公路結(jié)合布局顯得和諧美觀［2］。

3.2 水力計算

根據(jù)能量平衡方程式進(jìn)行計算，計算過程中考慮沿程水頭損失，一般采用均勻流沿程水頭損失的公式計算河道漸變流的沿程水頭損失，另外還有局部水頭損失，由于本河段內(nèi)堤線比較順直，無明顯突變堤段。故計算不考慮局部水頭損失。橋壅水計算采用鮑式公式［3］。在計算機(jī)中用電子表格進(jìn)行試算，最后得出水面線計算成果。

3.3 確定堤頂高程

按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》計算Ⅴ級堤的超高。依據(jù)公式計算，風(fēng)速資料采用喀左氣象站資料1959—2000年實測資料。計算風(fēng)速 V計=10.39 m/s×1.5=15.59 m/s。風(fēng)向多為南、西向。左、右岸堤防的超高計算成果見表1、表2。

表1 堤頂超高及堤頂高程確定計算表

表2 堤頂高程計算表

3.4 護(hù)腳沖刷深度的計算

本段河道按照平順護(hù)岸沖刷深度計算，安全超深t=0.5 m，經(jīng)過計算，護(hù)腳深度取1.2 m。

4 結(jié)語

通過各方面的分析可以看出本工程無論從移民生命財產(chǎn)安全的迫切性，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要性以及其本身所具有的可觀的社會、經(jīng)濟(jì)效益等幾方面來看，都是十分可行的，工程實施后將對大營子鄉(xiāng)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，及自然環(huán)境的改善帶來一個美好的前景。

［1］郝紅科，王海，黃夢琪.城市堤防工程規(guī)劃設(shè)計思路的探討［J］.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011(01):22-23.

［2］王洪霞，金德鋼.寧波市生態(tài)河道護(hù)岸初探［J］.浙江水利科技，2006(01):56-59.

［3］韓玉玲，邵利萍，章勝軍，王紀(jì).浙江省河流生態(tài)修復(fù)的實踐［J］.中國農(nóng)村水利水電，2008(08):29-32.