河道治理規(guī)劃設(shè)計的有效對策

張 磊 李 豪 張建培

(貴州省遵義縣水務(wù)局 563100)

1. 引言

近幾年伴隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快以及人們生活水平的不斷提高，人們對于基礎(chǔ)設(shè)施的要求越來越高。如何改善河道的環(huán)境治理現(xiàn)狀、促進(jìn)河道的生態(tài)化建設(shè)是我國當(dāng)今基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一項重要內(nèi)容 。目前我國在河道治理方面已經(jīng)投入了大量的人力、物力、財力，大江大河蓄滯洪區(qū)和防洪控制型的防洪能力得到了顯著提高，但與此同時一些中小河流卻沒能得到妥善治理，對于各級水利部門來說中小河道治理任務(wù)依然十分艱巨。

2. 河道及堤防現(xiàn)狀

混子河治理工程（沙灣河段及毛石河段）是遵義縣兩河流段防洪體系的疏、排、堤工程，是構(gòu)成遵義縣沙灣鎮(zhèn)、毛石鎮(zhèn)防洪體系的重要組成部分。工程治理段主要是從沙灣集鎮(zhèn)上游大市壩至下游巖河口，屬赤水河水系混子河二級支流，總長2.2km，治理河段以上流域面積7.2 km2，河長6.0km。治理段處于河道平壩低洼地帶，河道彎曲，成 s形展布，局部較為順直，河床無堤坎及深槽較平坦，由于河道於淤積嚴(yán)重、局部過水?dāng)嗝妾M窄，加之常年河堤沖刷水毀嚴(yán)重，造成河道有時變遷寬窄不一，洪澇災(zāi)害偶有發(fā)生，對人民的生命和財產(chǎn)造成極大的威脅。

3. 河道治理規(guī)劃設(shè)計中存在的問題

3.1混子河兩河段河道淤積較嚴(yán)重，設(shè)計斷面以上沙灣河段不能抵御10年一遇洪水的侵襲。

3.2 狹

由于河道於淤積嚴(yán)重、局部過水?dāng)嗝?窄，加之常年河堤沖刷水毀嚴(yán)重，造成河道時有變遷寬窄不一，影響行洪安全。

3.3 防洪區(qū)河段地形較平緩，河床淺，地下水位高，河堤兩側(cè)局部存在低洼地勢，易產(chǎn)生浸沒等地質(zhì)問題。

3.4河道有多個跨河交通橋及人行橋，由于橋孔斷面小，對河道行洪均存在不同程度的影響。

4.河道治理規(guī)劃設(shè)計中的有效對策

4.1 設(shè)計洪水計算。

赤水河流域在遵義縣境內(nèi)無氣象站，由于鄰近的高橋、九節(jié)灘、觀音閣水文站實測流量測驗資料系列較短，所以僅供參考，湘江水文站雖然資料實測流量系列較長但由于其控制流域面積較大，所以其實測洪峰流量資料也僅作為參考。治理河段流域面積在30 km2以內(nèi)，設(shè)計流域面積較小，鄰近無小流域?qū)崪y水文資料，且其流域面積、降雨情況及下墊面條件等均與設(shè)計流域相近或相似，故洪水可以采用以下方法計算：

（1）采用《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》之“小面積簡化公式（二）”計算較合適。公式如下：

式中Qp－某設(shè)計頻率之洪峰流量（m3/s）；

r1－匯流參數(shù)；0.32

f－形狀系數(shù)；（F/L2，L—主河道河長）；

J－主河道平均坡降；8.0‰

F－流域面積；

C－洪峰徑流系數(shù)；

Sp－設(shè)計暴雨雨力；

H24p－某設(shè)計頻率最大24小時暴雨量；

在計算中，匯流系數(shù)r1根據(jù)流域情況取0.32，C取值范圍為0.73～0.80，設(shè)計洪水成果如表2.4—5。

第一段：樁號0+000～0+450段，河長5km; 流域面積6.0 km2；河道平均比降0.008。

第二段： 0+450～2+100段，河長6km; 流域面積7.2km2；河道平均比降0.008

第三段： 2+100～2+650段，河長0.55km; 流域面積13.4 km2；河道平均比降0.016，匯流系數(shù)0.35。

混子河（沙灣段0+000-0+450）各段頻率洪水計算成果如下表

見表1

頻率P（%） 20% 10% 5.0% 3.33% 2.0% 1.0% 0.50%設(shè)計洪峰流量（m3/s） 30.1 36.1 41.5 44.8 48.9 54.0 59.5設(shè)計洪量（萬m3） 64.3 73.4 81.0 85.8 91.4 98.3 106.0說明：由于設(shè)計流域內(nèi)主流區(qū)為河流行洪通道（主河控制段以上流域面積6.0km2）。

混子河（沙灣段0+450-2+200）各段頻率洪水計算成果如下表

見表1

頻率P（%） 20% 10% 5.0% 3.33% 2.0% 1.0% 0.50%設(shè)計洪峰流量（m3/s） 36.80 44.10 50.70 54.80 59.7 66.0 72.7設(shè)計洪量（萬m3） 75.5 86.10 95.10 101.0 107.0 115.0 124.0

說明：由于設(shè)計流域內(nèi)主流區(qū)為河流行洪通道（主河控制段以上流域面積7.2km2）。

混子河（毛石段）分三段進(jìn)行洪水計算如下：

第一段： 0+000～0+250段，河長 0.25km; 流域面積 4.8km2；河道平均比降0.0158，匯流系數(shù)0.35。

混子河（毛石段0+000-0+250）各段頻率洪水計算成果如下表

頻率P（%） 20% 10% 5.0% 3.33% 2.0% 1.0% 0.50%設(shè)計洪峰流量（m3/s） 33.3 39.9 45.8 49.6 54.0 59.7 65.7設(shè)計洪量（萬m3） 52.8 60.3 66.6 70.5 75.1 80.7 86.7

見表1說明：由于設(shè)計流域內(nèi)主流區(qū)為河流行洪通道（主河控制段以上流域面積4.8km2）。

第二段： 0+250～2+200段，河長1.85km; 流域面積6.3 km2；河道平均比降0.0158，匯流系數(shù)0.35。

由于積雨面積10≤F≤25km2。采用公式如下：混子河（毛石段0+250-2+200）各段頻率洪水計算成果如下表

見表1

頻率P（%） 20% 10% 5.0% 3.33% 2.0% 1.0% 0.50%設(shè)計洪峰流量（m3/s） 39.2 47.0 54 58.4 63.6 70.3 77.7設(shè)計洪量（萬m3） 51.8 59.1 65.2 69 73.5 79.1 87.3

說明：由于設(shè)計流域內(nèi)主流區(qū)為河流行洪通道（主河控制段以上流域面積6.3km2）。

第三段： 2+200～2+650段，河長0.55km; 流域面積13.4 km2；河道平均比降0.016，匯流系數(shù)0.35。

由于積雨面積10≤F≤25km2。采用公式如下：

見表1

頻率P（%） 20% 10% 5.0% 3.33% 2.0% 1.0% 0.50%設(shè)計洪峰流量（m3/s） 42.9 54.4 65.8 73.1 82.7 94.9 107.0設(shè)計洪量（萬m3） 69.4 93.7 116 129 145 166 186說明：由于設(shè)計流域內(nèi)主流區(qū)為河流行洪通道（主河控制段以上流域面積13.4km2）。

4.2 治理河段不良工程地質(zhì)的對策。

在勘察設(shè)計階段未發(fā)現(xiàn)兩河段有大的不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，但在施工階段應(yīng)加強施工地質(zhì)工作。如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、土洞、河流沖刷以及滲透變形等，它們既影響場地穩(wěn)定性，也對地基基礎(chǔ)、邊坡工程等具體工程的安全、經(jīng)濟和正常使用不利。軟弱土和液化土，巖溶地區(qū)溶洞和土洞的存在，所造成的地面變形甚至塌陷，對工程設(shè)施的安全也會構(gòu)成直接威脅。

工程區(qū)容易出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象有軟弱土和液化土，溶洞和土洞。如出現(xiàn)軟弱土和液化土，基礎(chǔ)要挖到中風(fēng)化基巖或老土，在用M7.5漿砌塊石襯砌。出現(xiàn)溶洞和土洞的幾率不大，即使出現(xiàn)溶洞和土洞，洞徑都不會超過2m，用塊石或M7.5漿砌塊石回填即可。

4.3 治理河段基坑抗沖刷的對策。

兩工程治理所在河段，河岸的凹岸逐年迎受水流沖刷，會使河岸不斷地坍塌。為保護(hù)河堤安全，須在凹岸修筑護(hù)岸。護(hù)岸的形式有直接防護(hù)和間接防護(hù)。直接防護(hù)是對河岸邊坡直接進(jìn)行加固，以抵抗水流的沖刷和淘刷。常用拋石、干砌片石、漿砌片石等修筑。間接防護(hù)適用于河床較寬或防護(hù)長度較大的河段，可修筑丁壩、順壩和格壩等，將水流挑離河岸。

兩工程治理河段河堤為M7.5漿砌塊石，基礎(chǔ)置于基巖或老土上，比降較緩，河水流速不大，完全可以抵抗洪水的沖刷。建議允許抗沖流速4m/s，沖刷系數(shù)K＞1.8。

4.4 堤身維護(hù)對策。

沙灣治理河段兩岸堤基覆蓋層較深，上部耕植土層結(jié)構(gòu)松散，不宜作持力層，沙灣河段建議將堤基置于婁山關(guān)群白云巖及角礫狀白云巖層上，基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計要求，在堤基開挖過程中如遇局部結(jié)構(gòu)松散段時，應(yīng)對其進(jìn)行夯實或深挖回填處理。

毛石河段兩岸多有砌石防洪堤，河段兩岸基巖多裸露，局部極少段為軟土，堤身多置于基巖上，但堤身不規(guī)整，變形損壞、開裂較嚴(yán)重。建議將堤基置于河道深泓線1.0m以下的基巖上上，基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計要求，但基礎(chǔ)應(yīng)采取合理結(jié)構(gòu)形式，在堤基開挖過程中如遇局部結(jié)構(gòu)松散段時，應(yīng)對其進(jìn)行夯實或深挖回填處理。

4.5 料場開挖對策。

兩河段所選料場為單面斜坡，地形邊坡較平緩，為順向坡，坡角與巖層傾角基本一致，在開采過程中有切層邊坡穩(wěn)定問題。故建議開采時作好合理的開挖方式，盡量利用現(xiàn)有已成的凹槽順坡向向山內(nèi)開挖出一個工作面，然后沿該工作面沿斜坡走向方向切層分級開挖，避免大范圍平行切層開挖方式，使之保持開挖后的邊坡自然穩(wěn)定。場地位于地下水位之上，易開采，受地下水影響小。

4.6 工程布置和主要建筑物。

對沙灣河段進(jìn)行適當(dāng)擴寬河床開挖，河道疏浚，新建漿砌石防洪堤墻和阻水建筑物改造、拆除，能增大河道的坡降，消減洪峰。設(shè)計河道斷面河寬為10 m，大部份與原河床寬度一致，土堤防上部1.5 m左右回填，方量少，工程占地較少，工程沿河治理易施工。

對毛石河段進(jìn)行適當(dāng)擴寬河床開挖，河道疏浚，新建漿砌石防洪堤墻和阻水建筑物改造、拆除，能增大河道的坡降，消減洪峰。對集鎮(zhèn)段河道約500m局部改造治理(樁號1+950-2+450)， 沿河段有3座橋(其中1座景觀石拱橋)，4座風(fēng)景攔河壩。

4.7 水生態(tài)修復(fù)對策。

兩河段工程建設(shè)過程中，將不可避免的帶來地表擾動、植被破壞等影響，對于整個水生態(tài)的修復(fù)需要從水環(huán)境保護(hù)、大氣環(huán)境保護(hù)、水土保持保護(hù)等幾個方面進(jìn)行。

4.7.1水環(huán)境保護(hù)方面。對施工期生產(chǎn)廢水的懸浮物采用絮凝沉淀法進(jìn)行處理；施工人員生活污水在施工營地設(shè)置廢水收集池，收集處理后用于周圍耕地灌溉；運行期間管理人員生活污水排放進(jìn)入規(guī)劃區(qū)排水系統(tǒng)。

4.7.2大氣環(huán)境保護(hù)方面。對施工公路進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)、維護(hù)、清掃；無雨日對工程施工范圍內(nèi)的簡易泥結(jié)石路面道路要有專門的灑水裝置定時灑水，在進(jìn)出口處保持路面濕潤；根據(jù)渣場的使用情況及時采取耕地復(fù)墾或林草恢復(fù)措施。

4.7.3水土保持對策。工程建設(shè)及水土流失防治措施必須嚴(yán)格實現(xiàn)“三同時”。

采取工程措施和植物措施相結(jié)合的方式，棄渣采取集中堆放為分散處理為輔的措施，臨時攔擋，植被恢復(fù)，綠化美化。

5. 結(jié)束語：

綜上所述，水利部門在進(jìn)行河道治理的規(guī)劃時要充分考慮當(dāng)?shù)氐娜罕姾偷乩憝h(huán)境，從地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)等多角度出發(fā)，不斷地拓寬治理思路，形成科學(xué)有效地治理措施，為人與自然的和諧相處邁出扎實的一步。

[1]陳雷.加強領(lǐng)導(dǎo)，健全機制，科學(xué)治理，扎實推進(jìn)中小河流治理工作[R].2011.7.

[2]李新芝，王小德. 論城市河道中直立式護(hù)岸改造模式［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2009( 6) : 60-63.

[3]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于完善大中型水庫移民后期扶持政策的意見[J].水利建設(shè)與管理，2007(1).131-134