南水北調(diào)對(duì)城市防洪的影響處理方案

□ 李維東 □ 蘇衛(wèi)濤 □ 李延峰

（1河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司；2河南省防汛抗旱指揮部辦公室）

1 項(xiàng)目背景

南水北調(diào)中線工程是一項(xiàng)跨流域、跨省市的特大型水利工程，是優(yōu)化我國(guó)水資源配置的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。其輸水總干渠起自丹江口水庫(kù)的陶岔渠首，經(jīng)河南省的南陽(yáng)、平頂山、許昌、鄭州、焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽(yáng)及河北省的邯鄲、邢臺(tái)、石家莊，終至北京市頤和園的團(tuán)城湖，全長(zhǎng)1274km。焦作城區(qū)段作為南水北調(diào)唯一從中心城區(qū)穿越的地段，并且總干渠在焦作城區(qū)段為高填方渠道，建成后在城區(qū)形成一道堤壩，造成南水北調(diào)總干渠左側(cè)的排水由坡面流變?yōu)榱思谐隽鳎瑫r(shí)也切斷了中心城區(qū)的排水系統(tǒng)。每逢汛期，洪水受總干渠阻擋，發(fā)生橫向串流，造成內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生，不僅嚴(yán)重威脅著城區(qū)群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和總干渠安全，同時(shí)還會(huì)對(duì)南水北調(diào)中線工程的水質(zhì)造成威脅。

2 工程概況

為解除南水北調(diào)總干渠的建設(shè)對(duì)焦作市中心城區(qū)防洪安全造成的隱患，計(jì)劃在南水北調(diào)總干渠北側(cè)綠化帶內(nèi)新建截洪溝，以承接城區(qū)坡面排水和市政雨水管道來(lái)水，解決城區(qū)排水系統(tǒng)出路受阻問(wèn)題；同時(shí)整治城區(qū)內(nèi)與南水北調(diào)總干渠交叉的5條河道自西向東分別為白馬門(mén)河、普濟(jì)河、群英河、翁澗河、李河，以滿足城市防洪規(guī)劃要求，解決交叉斷面以下河道排水能力不足的問(wèn)題。

3 影響處理方案

3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《焦作市城區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告》，焦作市城區(qū)5條河流防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，新建的截洪溝按城市排澇10年一遇標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 處理范圍

根據(jù)焦作城區(qū)段總干渠防洪影響評(píng)價(jià)和現(xiàn)狀河道過(guò)流能力分析及存在問(wèn)題，按照《焦作市城區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告》確定治理范圍。

白馬門(mén)河處理范圍為從總干渠上游約200m至大沙河；普濟(jì)河、閆河、翁澗河、李河均為從總干渠上游約200m至新河。普濟(jì)河防洪規(guī)劃為入大沙河，從新河至大沙河段暫不列入本次處理范圍。

總干渠左岸截洪溝處理范圍為從白馬門(mén)河右岸至李河左岸。

焦作市城市防洪工程等別為Ⅱ等，城市防洪工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；本次規(guī)劃治理的5條河道白馬門(mén)河、普濟(jì)河、群英河、翁澗河、李河，堤防等永久性主要防洪建筑物級(jí)別為2級(jí)，護(hù)岸等次要防洪建筑物級(jí)別為3級(jí)，臨時(shí)性建筑物級(jí)別為4級(jí)；焦作市城區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。

3.3 處理措施

3.3.1 河道

3.3.1.1 河線布置

原則上遵循《焦作市城區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告》中確定的河線走勢(shì)，局部河段根據(jù)最新地形、地物和城市建設(shè)情況適當(dāng)調(diào)整。據(jù)此確定治理河長(zhǎng)為:白馬門(mén)河3.90km，普濟(jì)河2.90km，群英河3.09km，翁澗河3.13km，李河2.88km。

3.3.1.2 縱斷面確定

治理河道范圍內(nèi)河線布置基本與原防洪規(guī)劃一致，在河道與南水北調(diào)總干渠交叉位置及下游入河口位置河底高程已確定的情況下，根據(jù)河道治理長(zhǎng)度較短、縱穿城區(qū)的特點(diǎn)，為創(chuàng)造沿線良好的水流條件，營(yíng)造優(yōu)美城市景觀，河道縱坡采用一個(gè)坡度，不設(shè)變坡點(diǎn)。據(jù)此確定治理河道縱坡分別為:白馬門(mén)河1/593，普濟(jì)河 1/304，群英河 1/273，翁澗河 1/361，李河 1/427。

3.3.1.3 橫斷面形式

經(jīng)比選分析，河道斷面采用上緩下陡復(fù)式斷面，主槽基本滿足防洪設(shè)計(jì)水位不出槽，采用12°傾角（坡比1:0.21）的近矩形斷面，自嵌式生態(tài)擋墻護(hù)岸，兩側(cè)堤防原則上僅需滿足超高要求，堤防內(nèi)外邊坡坡比均為1:2.50，堤防與主槽之間設(shè)人行馬道。治理河道主要斷面要素見(jiàn)表1。

表1 河道主要斷面要素表

3.3.2 堤防

治理范圍內(nèi)河道防洪設(shè)計(jì)水位不出主槽，防洪設(shè)計(jì)水位以上兩側(cè)筑堤以滿足相關(guān)規(guī)范超高要求；對(duì)部分拆遷難度較大河道治理段，采用直立式防洪墻代替堤防；另外部分河段緊鄰道路，在滿足防洪超高要求的前提下綜合考慮以路代堤。

3.3.2.1 堤防頂高程

根據(jù)防洪設(shè)計(jì)水位推求成果，確定堤頂超高見(jiàn)表2。堤頂高程為防洪設(shè)計(jì)水位加相應(yīng)堤頂超高。

表2 堤頂超高成果表

3.3.2.2 堤防斷面

治理范圍內(nèi)5條河道堤防均為新筑土堤，堤防高度一般為1～2m，堤頂寬6m，采用單式梯形斷面，堤防內(nèi)、外邊坡均取1:2.50。

治理范圍內(nèi)局部河段采用防洪墻代替堤防以節(jié)約空間，防洪墻形式在保障墻頂高程和安全穩(wěn)定的前提下，可根據(jù)甲方要求結(jié)合城市景觀規(guī)劃統(tǒng)一設(shè)計(jì)。防洪墻采用漿砌石結(jié)構(gòu)，墻頂寬0.50m。

3.3.3 河道護(hù)砌

河道治理范圍內(nèi)護(hù)岸統(tǒng)一采用自嵌式擋墻形式，擋墻砌塊采用C30干硬性混凝土添加纖維和耐磨顆粒在高頻震動(dòng)下快速成型，具有良好的抗沖耐磨性能。

基礎(chǔ)和壓頂均采用C25混凝土現(xiàn)澆，斷面尺寸分別為0.50m×0.30m（寬×厚）、1.50m×0.50m（寬×厚）。

墻后排水層采用級(jí)配碎石，層厚0.40m。

自嵌式擋墻基礎(chǔ)埋深1.50m，設(shè)漿砌石護(hù)腳，護(hù)腳頂面向河道中心方向延伸長(zhǎng)度為2m，底部延伸長(zhǎng)度3.50m，護(hù)腳斜面坡比1:1，護(hù)腳前端埋深2m。

3.3.4 截洪溝

3.3.4.1 河線布置

根據(jù)方案比較結(jié)果擬將截洪溝設(shè)置在站南路人行道南側(cè)，距南水北調(diào)干渠中心線約100～140m。由于甕澗河以東段近期道路規(guī)劃設(shè)計(jì)無(wú)站南路，為在保證總干渠安全和綠化帶景觀效果的基礎(chǔ)上控制工程投資規(guī)模，擬將該段截洪溝設(shè)在綠化帶北邊緣內(nèi)。

3.3.4.2 斷面形式

截洪溝橫斷面型式以梯形斷面明渠為主，局部結(jié)合景觀要求采用圓管。明渠襯砌采用C20混凝土結(jié)構(gòu)，厚10cm，下設(shè)沙石墊層，厚30cm；圓管采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承插管，下設(shè)C15墊層，厚10cm。管道段每隔40m，設(shè)檢查井一處。

3.3.4.3 道路方案

截洪溝與現(xiàn)有及規(guī)劃道路交叉時(shí)，截洪溝為圓管型式的溝段，在保證道路安全及截洪溝自身運(yùn)行安全的情況下，仍采用圓管型式穿越道路；截洪溝為明渠型式的溝段，采用涵洞穿越交叉道路。擬修建過(guò)路涵4座，分別位于人民路、政一街、山陽(yáng)路及中原路。

4 結(jié)論

通過(guò)工程的修建，可消除防洪標(biāo)準(zhǔn)下的南水北調(diào)中線干線的建設(shè)對(duì)焦作市城區(qū)防洪的影響。一旦遭遇焦作市城區(qū)河道發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水，河道內(nèi)仍是主要的行洪通道，同時(shí)南水北調(diào)中線干線左岸會(huì)形成一定范圍的壅水，影響范圍和壅水時(shí)間有限。

焦作市南水北調(diào)防洪影響處理工程的實(shí)施，對(duì)保證總干渠的正常運(yùn)行，減免或減輕總干渠修建給當(dāng)?shù)卦斐傻牟焕绊懀篮榘踩[患有重要意義，使區(qū)域內(nèi)的村莊、耕地和公共設(shè)施的安全得到有效保障。

[1]梁春娣.城市防洪規(guī)劃中幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009（04）.

[2]李志強(qiáng),魏智敏,盧雙寶.南水北調(diào)沿線城市水環(huán)境建設(shè)的初步探討[A].2004北京城市水利建設(shè)與發(fā)展國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2004.