平魯區(qū)大沙溝市區(qū)段河道治理實(shí)踐及效益分析

康振生

（朔州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 朔州 036002）

1 工程概況

大沙溝是源子河最大的一級(jí)支流，發(fā)源于平魯區(qū)阻虎鄉(xiāng)的蘆草洼，經(jīng)鳳凰城鎮(zhèn)的店坪、西水界鄉(xiāng)的小路莊村、雙碾鄉(xiāng)的大有坪，過井坪鎮(zhèn)、向陽堡鄉(xiāng)，在榆林鄉(xiāng)回回溝匯入源子河。流域面積523.75 km2，工程控制流域面積460.35 km2。該河上游支溝清水流量較為豐富，常年不斷流，一般年份清水基流可達(dá)0.75 m3/s，除部分滲入河床形成潛流外，在匯入源子河干流處有基流0.15～0.28 m3/s。每年9月—次年6月平均徑流量為391萬m3。根據(jù)平魯區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃年產(chǎn)值規(guī)模，該區(qū)段大沙溝河道洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

2 水文氣象條件

大沙溝河河道長(zhǎng)55.4 km2，河道平均比降7.2‰，河床糙率0.025～0.04，為蜿蜒型河道。流域總體為西北高、東南低，海拔在1000～1650 m之間，最高點(diǎn)為中爐洼山，海拔1844.2 m。

大沙溝河沒有水文站資料。本次河道洪水計(jì)算參照《山西省朔州市東石湖水庫(kù)可行性研究報(bào)告》中的洪水計(jì)算方法，利用桑干河上游干流羅莊水文站長(zhǎng)系列洪水資料進(jìn)行頻率分析計(jì)算，然后采用源子河臘壑口斷面與桑干河上游干流羅莊斷面洪峰間的山區(qū)面積指數(shù)，推算大沙溝市區(qū)段河道洪峰流量。同時(shí)采用《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》中無實(shí)測(cè)水文資料地區(qū)有關(guān)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法及洪峰流量經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算比較。運(yùn)用水文比擬法計(jì)算大沙溝河改河段設(shè)計(jì)洪水。

3 地質(zhì)情況

區(qū)內(nèi)發(fā)育地層由老至新為古生界奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組；石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組；二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組；新生界第三系靜樂組；第四系中、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)，大地構(gòu)造單元為山西臺(tái)背斜的云崗—平魯向斜，該向斜核部為中生界侏羅系，至兩翼為古生界三疊、二疊、石炭奧陶系地層。其軸向近北東，并向南西傾伏，東南翼較陡，西北翼很緩，為一平緩開闊兩翼不對(duì)稱的斜歪向斜。北起大同云崗，向西延伸至平魯縣向陽堡附近，軸向由北東轉(zhuǎn)為北北西，并向南南東傾伏于朔縣盆地中。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》及《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，工程區(qū)震峰值加速度值為0.10 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.40 s，地震基本烈度為7度。

4 工程建設(shè)必要性和可行性分析

4.1 必要性分析

一是城市防洪的需要。本治理段安全隱患較多，為保障沿河兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)施本工程十分迫切。二是改善生態(tài)環(huán)境的需要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，河道內(nèi)垃圾堆積如山，違章建筑較多，植被毀壞殆盡，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。修復(fù)治理段河道的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性可持續(xù)發(fā)展，是本工程實(shí)施的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

4.2 可行性分析

實(shí)施平魯區(qū)大沙溝市區(qū)段河道環(huán)境整治工程，可極大地拓展市區(qū)綠地范圍、明顯改善城市生態(tài)環(huán)境，對(duì)城市發(fā)展具有重要意義。

一是國(guó)家對(duì)水利事業(yè)的高度重視，為把平魯區(qū)打造成以水域?yàn)橹行牡默F(xiàn)代化、生態(tài)化城市提供了政策支持。二是平魯區(qū)城區(qū)環(huán)境“臟、亂、差”，隨著如意湖生態(tài)景觀工程的建成運(yùn)行，可大大改善城區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境。三是平魯區(qū)經(jīng)濟(jì)保持快速發(fā)展，區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)力穩(wěn)步提升，為項(xiàng)目實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。四是交通、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施完善，為該工程的建設(shè)提供了基礎(chǔ)條件。

5 工程任務(wù)及規(guī)模

本工程建設(shè)的主要任務(wù)是上游段河道攔沙防洪、中心段河道環(huán)境整治、道路交通。

防洪：市區(qū)河道治理段的上游段河道修建攔沙工程并對(duì)堤防進(jìn)行加固，河道進(jìn)行疏浚、清障等。

環(huán)境整治：為改善市區(qū)河道生態(tài)環(huán)境，在中心段河道兼顧防洪安全的基礎(chǔ)上建設(shè)鋼閘壩蓄水景觀工程，并在河道兩岸設(shè)置綠化帶，改善局部小氣候。

道路交通：為改善市區(qū)道路交通狀況，滿足河道搶險(xiǎn)任務(wù)，在河道兩岸綠化帶外側(cè)設(shè)置濱河路。

平魯區(qū)大沙溝市區(qū)段河道環(huán)境整治工程全長(zhǎng)6.067 km。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，本工程河道位于平魯市區(qū)段內(nèi)中煤平朔公司礦區(qū)上游，其防護(hù)對(duì)象為平朔公司及平魯城區(qū)，防護(hù)對(duì)象等級(jí)為Ⅱ等，防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，堤防工程等別為Ⅱ等，其工程級(jí)別為2級(jí)，上游攔沙固河溢流壩工程及鋼閘壩工程等別為Ⅳ等，其建筑物級(jí)別為4級(jí)。

6 工程主河道縱橫斷面設(shè)計(jì)

結(jié)合實(shí)際縱斷面測(cè)量結(jié)果，按照治理段大沙溝起始點(diǎn)及末端入?yún)R點(diǎn)溝底高程控制河道縱坡，以此確定主河道縱坡為1/200。1+000—2+100段河道底寬確定為30 m，2+600—6+067段河道底寬確定為12 m，2+100—2+600段河道底寬由30 m漸變?yōu)?2 m，依據(jù)規(guī)范要求，橫斷面邊坡系數(shù)確定為1.5，河道綜合糙率取0.025。橫斷面形式為復(fù)式梯形斷面，疏浚段在高5.5 m處設(shè)戧臺(tái)，戧臺(tái)寬度2.0 m，以上為超高部分，高2.5 m，邊坡1∶1.5，景觀蓄水段在高3.0 m處設(shè)戧臺(tái)，戧臺(tái)寬度2.0 m，以上為超高部分，高5.0 m，邊坡1∶1.6，堤頂兼作搶險(xiǎn)道路。

6.1 攔沙疏浚段河道設(shè)計(jì)

0+000—2 +600段為攔沙疏浚段河道，為減少下游景觀蓄水段洪水淤積，在上游大有坪設(shè)兩道攔沙固河溢流壩，壩體采用M10漿砌石砌筑，溢流面為現(xiàn)澆C25混凝土，厚25 cm，配直徑8 mm、間距20 mm×20 mm的溫度筋，直徑20 mm、間距50 mm×50 mm的錨筋深入壩體50 cm，呈梅花狀布置。溢流壩壩高3.0 m，1號(hào)溢流壩壩長(zhǎng)75 m，位置樁號(hào)0+000；2號(hào)溢流壩壩長(zhǎng)60 m，位置樁號(hào)0+768。

6.2 景觀蓄水段河道斷面設(shè)計(jì)

大梁村至北坪循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)3467 m（樁號(hào)2+600—6+067段）為景觀蓄水生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)治理段。根據(jù)實(shí)地勘測(cè)計(jì)算，按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)斷面為梯形復(fù)式斷面，設(shè)計(jì)底寬12 m，下部為12 m×3 m的矩形槽，矩形槽采用C20鋼筋混凝土懸臂墻結(jié)構(gòu)，底板采用C20混凝土結(jié)構(gòu)，厚20 cm。經(jīng)水力計(jì)算，該段河道下部矩形槽最大行洪流量可達(dá)237.7 m3/s；下部懸臂墻復(fù)式矩形斷面在放倒鋼閘壩的情況下最大行洪流量可達(dá)362.2 m3/s，滿足10年一遇洪水（320 m3/s）標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語

本工程屬社會(huì)公益事業(yè)，工程實(shí)施后具有顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，下面對(duì)治理效益進(jìn)行分析：

防洪效益：通過對(duì)河道疏浚、河堤加固，使治理段河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇，對(duì)保護(hù)平魯區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用。

生態(tài)修復(fù)效益：治理段內(nèi)生物多樣性的形成，為該區(qū)域的生態(tài)平衡創(chuàng)造了條件，通過在治理段范圍內(nèi)植樹、種草，給各種水生陸生生物提供了一個(gè)適宜生存的環(huán)境。

環(huán)境效益：工程實(shí)施后將增加3.84萬m2的水面，使城市局部區(qū)域的空氣得到凈化，同時(shí)可起到防風(fēng)固沙的作用，對(duì)改善當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和人居環(huán)境起到積極作用。

社會(huì)效益：河道治理后，將形成集人性化、生態(tài)化、趣味性為一體的公園，供市民休息、娛樂、晨練、健身，極大地提高了人們的生活質(zhì)量和生活水平，為市民提供了與自然和諧相處、健康發(fā)展的空間。

旅游效益：生態(tài)環(huán)境的改善，必將給平魯區(qū)帶來無窮活力，使豐富的旅游資源成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，從而促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。