渭河扶風段河道整治工程優(yōu)化設計分析

馮東興 賀高良

（1.扶風縣河道管理站 陜西 扶風 722299；2.扶風縣水政水資源管理站 陜西 扶風 722299）

1 引言

由于受季風氣候影響及特殊的自然地理條件，我國洪澇災害頻繁，然而絕大多數(shù)河流尚不具備抵御常遇洪水的能力，大部分大江大河主要支流尚沒有進行系統(tǒng)治理，蓄滯洪區(qū)建設滯后，難以及時有效運用[1]。河流洪澇災害多，防洪問題十分突出，對廣大城鎮(zhèn)和農(nóng)村的防洪安全構成嚴重威脅，難以適應城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展和社會主義新農(nóng)村建設的要求。河流堤防發(fā)生漫堤、潰堤等嚴重險情和災情，嚴重的洪澇災害暴露出河流防洪能力低、病險率高等問題，已成為造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的重要因素[2]。加快推進河道整治對于保障人民群眾生命財產(chǎn)安全，有效減輕洪澇災害損失，改善民生和維護社會穩(wěn)定，支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用[3-4]。

2 工程概況和基本要求

渭河扶風段長12.6km，岸線長27.3km，其中：北岸12.6km，南岸14.7km。縣境內(nèi)流域面積121.3km2，常年流量147m3/s，年徑流量38.8億m3。渭河扶風段位于寶雞轄區(qū)最下游，境內(nèi)兩岸地勢平坦，海拔高程470m～443m，南岸有西沙河、湯峪河、東沙河相繼匯入，河床上窄下寬。項目區(qū)位于關中盆地的西部，渭河干流中游起始段，地形地貌為河流階地區(qū)。地貌單元主要為渭河漫灘，局部為一級、二級、三級階地，漫灘與一級階地帶狀分布，漫灘地形平坦，坡降1.25%。上部覆蓋5m～18m亞砂土，下部為亞砂土與砂、礫石互層。

渭河扶風段上游比降較大，下游河心灘密布，加之近年區(qū)域內(nèi)基礎項目多，河道采砂頻繁，河道灘內(nèi)堆料嚴重，沙坑遍地，主流擺動，河勢不穩(wěn)，具有游蕩型河段的特性，行洪期毀崩農(nóng)田嚴重。為使渭河扶風段防洪標準進一步提高，河道得到系統(tǒng)治理，防洪減災體系薄弱環(huán)節(jié)的突出問題得到有效解決，防洪減災體系進一步完善，對河道進行整治迫在眉睫。

3 河道整治工程設計

3.1 河道整治的基本措施

河道整治治理方案是為了防止河床和河岸的沖刷或者防止泥沙在河床的淤積，以此穩(wěn)定河道、保護堤岸，因此都必須采用相應的措施來改善河道邊界條件，規(guī)順水流。一般以修建相應的河道整治工程為主、裁彎和疏浚為輔的綜合整治措施，另外還有一些以展寬河道、灘地治理等相關措施。河道整治工程一般分為護堤工程和護灘保堤工程，常見的有長丁壩、短丁壩、順壩、護岸、垛、磯頭等工程形式。截彎是直接把連續(xù)彎曲河道截直。疏浚是指利用挖泥船或其它挖掘方式疏通河道，浚深或拓寬河床，使河道水位達到一定標準的一種工程措施。堵汊是堵塞串溝或支漢，以加強主流，增加航深的整治措施。灘地是河道的重要組成部分，在防洪中也占有重要的地位。灘區(qū)具有很大的滯洪削峰作用，可減輕河道的防洪負擔。

3.2 渭河扶風段河道整治工程的多方案比選優(yōu)化設計

根據(jù)該河段所存在的問題以及工程主要特點，設計初期對該工程擬定了三種不同的整治方案。

方案1擬定的整治措施是以整治工程為主，以截彎、疏浚為輔，整治中采用單岸控制，僅在彎道凹岸修建工程。具體設計內(nèi)容為：在河道的凹岸設計10道丁壩，進行以彎導流。本次設計丁壩采用非淹沒的下挑設計，丁壩長6m，壩軸線與水流流向的夾角為45°。丁壩壩頂寬度5m，上下游坡比分別為1∶1.5，護砌厚度取0.8m。同時沿流河段在堤岸破損嚴重不利泄洪的部位修建護岸，護岸采用漿砌石設計，控制坡度為1∶0.8，護岸的修建總長度大約為5km，主要用于保證順利過流防止河岸沖涮。方案1在修建整治工程建筑物的基礎上，輔以一定的截彎和疏浚，只在2處特別彎曲河道以及1處淤積嚴重河段進行截彎和疏浚。

由于河道內(nèi)淤積較為嚴重，方案2主要采用疏浚的方式對河道進行整治，該方案擬定對主河道的淤積和兩岸雜物障礙進行清除，保證泄洪的通暢。在本次疏浚方案工程設計中，需對河道疏浚以達到設計標準。由于渭河扶風段整體淤積相對較為明顯，需要對整個河段進行疏浚處理，形成人工河槽斷面增加過洪能力，以降低該河段的設計洪水水位。河道的總體疏浚的平均淤積深度為1.2m，疏浚的主要對象是河道的淤積以及部分強風化的土層，疏浚后基本要求河道底部達到裸露較為新鮮的顆粒相對較大的砂礫石。本方案初步估算清淤工程量約為2578萬m3。

表1 渭河扶風段河段整治工程不同方案對比分析

考慮到該工程規(guī)模較小，河流徑流量也相對較小，下游的河心灘密布，工程項目內(nèi)基礎項目多，河道的采砂較為頻繁，河道灘內(nèi)堆料嚴重，沙坑遍地，主流擺動具有游蕩型河段的特性等工程的具體特點，方案3主要采用截彎取直和灘面治理的工程措施，具體是對若干彎曲河段進行截彎取直處理，而對典型灘面進行退灘還河以及灘面復平處理，同時配合以拆除礙洪橋和違章建筑物以及規(guī)范采砂等工程措施。本方案下截彎取直主要涉及10處進行截彎，開辟主河道，而退灘還河涉及5出規(guī)模較大的河灘面。該方案退灘還河項目中將處理土方276.0萬m3，在灘面復平中將處理土方97.0萬m3。對三種方案的工程投資、工期以及優(yōu)缺點進行歸納總結列于表1所示。

根據(jù)表1可知，方案1雖然河道整治效果最為理想，但是它的工程投資較大，設計較為復雜，多適合用于大型河道的整治上，而方案2雖然工程投資少，施工較為降低，見效較快，但是由于渭河扶風段工程的復雜特點，容易受挖槽和拋泥區(qū)的影響，同時方案2由于施工工期相對較長也不便采用。方案3的工程投資和施工工期均較為合理，工程總投資相對于方案1減小541.11萬元，工期相對于方案2減小1個月。雖然該方案可能引起河道淤積和演變加快，由于主要由三方面工作組成，協(xié)調(diào)工作量也相對較大，但是該方案滯洪削弱作用較為明顯，結合本工程的基本特點，足以達到基本要求，適合本工程心灘密布，河道灘內(nèi)堆料嚴重等的基本實際情況，通過比選最終選擇方案3作為最終河道整治方案。

3.3 最優(yōu)方案下的主要工程建設內(nèi)容

最優(yōu)設計方案下渭河扶風段灘區(qū)清障整治工程主要對渭河流經(jīng)扶風縣境內(nèi)的12.6km河道灘區(qū)進行退灘還河，扶風段河道灘區(qū)礙洪橋、違章建筑物的拆除，灘面復平，采砂點秩序規(guī)范等工作。本次工程以2011年為設計水平年，工程總投資2313.13萬元，計劃施工期60天，在渭河主汛期前全面完工。

項目區(qū)中主要存在有5座礙洪橋，3處違章建筑。設計方案分別對渭河扶風段灘區(qū)內(nèi)5座分別長50m～100m，寬5m～6m的礙洪橋進行拆除，同時拆除工程區(qū)房建10間180m2，圍墻2000m以及前進沙場房建3間60m2。礙洪橋的拆除工程總共拆除橋體砼60m3，1m3挖掘機挖土達1.70萬m3。而房屋建筑一般主要為磚砌體，本設計為節(jié)省成本對違章建筑采人工和挖掘機聯(lián)合使用的方式進行拆除，將拆除的建筑垃圾進行外運、掩埋。本工程人工拆除磚砌體1272m3，其余主要工作由挖掘機完成。

工程區(qū)主要包括9個不平灘面，這些灘面由于長時間暴露在外以及外界不規(guī)則的破壞出現(xiàn)了一些明顯的沙坑，其中一些沙坑還有惡化的趨勢。設計工程采用挖掘機和推土機聯(lián)合作業(yè)的方式，對沙坑進行回填復平。工程區(qū)由于砂料資源豐富，共有多處采砂點，一定程度上威脅灘區(qū)的泄洪安全。設計河道整治工程對13處采砂點秩序進行整頓清理、規(guī)范采砂秩序，嚴格按照規(guī)定的禁采期和禁采區(qū)進行采砂作業(yè)。同時對河床中的篩料臺進行必要清除，灘內(nèi)堆料和護堤地堆料進行外運、規(guī)范。主要對6處沙場河灘內(nèi)堆料7處護堤底內(nèi)堆料進行清運。清運采用挖掘機和推土機聯(lián)合作業(yè)的方式進行。

本項工程根據(jù)實際情況對渭河扶風段11.5km，寬60m的河床區(qū)進行退灘還河，同時在離渭河堤防左岸100m外河床開挖新主河道，截彎取直，根除現(xiàn)有河道緊靠渭河左岸堤防，直接沖刷堤防的隱患。使扶風段主河道由靠近北岸轉到河中心，以保護堤防。

4 工程實施效果評價

在設計河道整治工程實施后，預計可增加達標防洪面積8135畝，增加河道的泄洪能力，防洪排澇年效益達254.61萬元；同時，增加旱澇保收田6128畝，按每畝糧食增收100kg計算，可年增產(chǎn)糧612.8t，按現(xiàn)行糧食價格1.92元/kg計算，可年增加經(jīng)濟收入117.66萬元?？梢蕴岣吆拥赖姆篮?、排水和滯蓄水能力，充分發(fā)揮各類工程應有的效益，改善渭河沿岸群眾居住點和近萬畝良田的安全條件得到保證，提高渭河扶風段防洪保安和排澇抗災能力。

5 結語

本文詳細介紹渭河扶風段灘區(qū)的基本工程概況，分析灘區(qū)的基本特點和進行河道整治的必要性和基本任務。通過三種河道整治方案的比選分析認為，根據(jù)渭河扶風段灘區(qū)的基本特點，采用退灘還河，灘區(qū)礙洪橋、違章建筑物的拆除，灘面復平，采砂點秩序規(guī)范等工程措施可以使渭河扶風段河道泄洪能力進一步增強，取得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。陜西水利

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[4]馮志東.基于河道整治的環(huán)境影響分析[J].黑龍江水利科技,2014,42(9)：251-252.