白云河干流河道整治方案及工程設(shè)計探討

景淑娟

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000)

白云河干流河道整治方案及工程設(shè)計探討

景淑娟

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000)

白云河是柳河一級支流，發(fā)源于草市鎮(zhèn)任家街，由南向北流經(jīng)清原縣草市鎮(zhèn)進(jìn)入吉林省東豐縣，至山城鎮(zhèn)匯入柳河干流。白云河沿岸除尖山子一帶較寬闊外，多呈窄深形狀，兩岸高山林立，河道迂回曲折，耕地較少，水能資源豐富，是清原的重點林區(qū)。根據(jù)白云河河道存在的問題，文章提出了白云河干流河道整治方案，以達(dá)到提高白云河防洪能力，并對縱橫斷面進(jìn)行了初步設(shè)計。

河道整治；工程措施；建設(shè)必要性；工程設(shè)計

1 工程概況

白云河是柳河一級支流，發(fā)源于草市鎮(zhèn)任家街，由南向北流經(jīng)清原縣草市鎮(zhèn)進(jìn)入吉林省東豐縣，至山城鎮(zhèn)匯入柳河干流。流程17.20km，流域面積104.6km2，多年平均徑流量2.543億m3。河道比降在2‰-3‰之間。白云河沿岸除尖山子一帶較寬闊外，多呈窄深形狀，兩岸高山林立，河道迂回曲折，耕地較少，水能資源豐富，是清原的重點林區(qū)。白云河干流河道治理長度3.55km，其中左岸格賓石籠護(hù)岸防護(hù)3.506km,右岸格賓石籠護(hù)岸防護(hù)3.542km。

白云河地處溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，大陸性氣候較為明顯，冬季寒冷降水量少，是我省東部高寒山區(qū)，夏季炎熱降水量多，根據(jù)清原氣象站資料分析，歷年極端最高氣溫為36.5℃，歷年極端最低氣溫-37.6℃，年平均氣溫5.2℃。相對濕度60%-70%，全年夏季最大濕度達(dá)80%左右。多年平均凍層深度1.40m，最大凍深達(dá)1.69m。年降水量770mm左右，多集中于6-9月份，約占全年降水量的70%-80%，其中7-8月份占全年降水量的50%以上。暴雨天氣多發(fā)生在7月下旬-8月上旬，產(chǎn)生大暴雨的天氣系統(tǒng)有華北氣旋，高空槽及低壓冷鋒等主要天氣系統(tǒng)。年最大風(fēng)速可達(dá)26.3m/s，年最大平均風(fēng)速14.30m/s。

2 社會經(jīng)濟(jì)概況

清原縣總面積3921km2，人口35萬人，其中農(nóng)業(yè)人口25萬人，轄14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，188個行政村，現(xiàn)有耕地3.82萬hm2，糧食作物以水稻、大豆、玉米為主。資源特點是“綠色屏障、四河之源、礦藏寶庫、天然藥園”，是全省四個國家級生態(tài)建設(shè)示范區(qū)之一。

白云河流域包括清原縣草市鎮(zhèn)。人口1.54萬人，面積152.53km2。舊時的清原縣草市以草聞名，今天的草市鎮(zhèn)卻以蟹肥、稻香著稱。改革開放以來，草市人加大了開荒造地和水利建設(shè)的力度，硬是將這里幾萬畝的荒草甸變成了豐收田。

過去在東北，“人參、貂皮、烏拉草”被譽為三寶，而烏拉草就是舊時草市的特產(chǎn)。其實，這個地方最早叫白云堡，后來又改作白銀河屯。白銀河屯水肥草美，特別是烏拉草吸引了不少外地客商來此販運，這里的草市場由此名揚百里。1926年，這里已成為買草賣草的集散地，而草市則成了這方土地的代名詞。據(jù)傳 1930年，此處正式更名為草市。

過去，這里幾乎年年都要開展“戰(zhàn)草荒”運動。土地聯(lián)產(chǎn)承包后，農(nóng)民開荒種地的積極性十分高漲，但是由于草市地勢偏高，嚴(yán)重缺水，農(nóng)民的收成很不穩(wěn)定。為了改變這一落后現(xiàn)狀，加快農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐，草市鎮(zhèn)在市、縣的大力支持下，逐年加大了水利設(shè)施的建設(shè)力度。到目前，由地方投入建設(shè)的水庫有20座，其中小一型水庫兩座，小二型水庫18座；擁有塘壩52座、方塘4座。有了水源的保障，草市鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)發(fā)展有了很大提高。該鎮(zhèn)新造水田402hm2，旱田改水田469hm2。目前，全鎮(zhèn)共有耕地3015hm2。草市鎮(zhèn)的耕地面積、糧食產(chǎn)量均在清原居于領(lǐng)先地位。近些年草市人還在稻田里養(yǎng)起了河蟹，種植有機水稻收入上千元，稻田養(yǎng)殖河蟹也可收入上千元，像這樣的一畝“雙千田”，草市鎮(zhèn)有20hm2。

3 工程建設(shè)必要性

近年洪水頻繁發(fā)生,在給我們帶來損失的同時也給了我們極好的經(jīng)驗和教訓(xùn)。白云河支流上甸子河大部分河道未進(jìn)行治理，具有游蕩性河道特征，河道不穩(wěn)定，主槽擺動頻繁，彎道發(fā)展快，洪水標(biāo)準(zhǔn)低，現(xiàn)狀堤頂高低不一、寬度不一，堤面狹窄，無硬防護(hù)，堤身矮小，每遇洪水襲擊，險情頻出，嚴(yán)重威脅堤防兩岸群眾生命財產(chǎn)安全。加之今年清原縣的建設(shè)步伐加快，在該區(qū)整體規(guī)劃的前提下，需要對白云河進(jìn)行綜合治理以配清原縣的發(fā)展需要，所以只有提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，整治河道，才能保證草市鎮(zhèn)及交通干道安全。綜上所述，進(jìn)行清原縣白云河綜合治理工程是十分必要和迫切的。

4 存在問題

白云河干流現(xiàn)狀主要以護(hù)岸為主，河道左岸為202國道，右岸為農(nóng)田。由于現(xiàn)狀兩岸為土坡無任何防護(hù)措施自身抗沖刷能力較差，兩岸堤坡沖刷破損嚴(yán)重，坡面凹凸不平，部分地段基本失去了防護(hù)能力。

白云河支流上甸子河河道現(xiàn)狀：草市村段為漿砌石結(jié)構(gòu)，左岸部分漿砌石墻，背水坡無回填土，墻體穩(wěn)定性差。草市村上游河道狹窄，大部分河段基本無堤。

5 白云河干流河道整治方案及工程設(shè)計

5.1 白云河干流河道現(xiàn)狀

本次設(shè)計護(hù)岸防護(hù)范圍為白云河干流樁號0+000-3+550。白云河干流左岸為202國道，右岸為農(nóng)田。河道現(xiàn)狀河道寬度10m-15m之間，平均比降1‰，河道兩岸為基本無堤，無任何防護(hù)措施，護(hù)岸多為砂礫料填筑，基礎(chǔ)為雜填土及砂礫料，河道內(nèi)有雜草、亂石等阻礙行洪，現(xiàn)狀河道達(dá)不到5a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 河道整治長度及整治標(biāo)準(zhǔn)

白云河干流護(hù)岸防護(hù)河道長度3.55km，左岸防護(hù)長度為3.506km格賓石籠護(hù)岸。右岸護(hù)岸防護(hù)長度為3.542km格賓石籠護(hù)岸。干流左岸樁號Z0+000-Z0+850、Z0+867-Z1+690、Z1+696-Z2+770、Z2+791-Z3+550、干流右岸Y0+000-Y0+841、Y0+860-Y1+697及Y1+703-Y3+567。

5.3 縱斷面設(shè)計

白云河干流河道治理范圍內(nèi)共有橋3座，攔河壩2座。橋梁分別坐落于樁號0+020、0+850和1+700處，攔河壩分別位于0+000和2+770處，設(shè)計比降按河道內(nèi)橋和攔河壩河底高程作為各河段的控制基點，河床已基本固定，其連成線所形成的河底即為設(shè)計河底線。

5.4 橫斷面設(shè)計

白云河干流護(hù)岸設(shè)計河段主槽寬度，最寬處15m，最窄處10m，由于左岸為202國道，右岸為農(nóng)田，因此各河段按現(xiàn)有地形圖的寬度及現(xiàn)有河道控制性工程的寬度確定，橫斷面形式充分利用左右岸原有護(hù)岸，迎水坡采用生物防護(hù)與格賓石籠相結(jié)合的防護(hù)形式。

5.5 糟率選擇

本河段河道橫斷面為復(fù)式斷面，主槽糙率參考《水利計算手冊》，經(jīng)綜合分析，本次設(shè)計河道主槽糙率值采用0.03，兩岸灘地采用0.04。

5.6 河道過水能力復(fù)核

經(jīng)計算白云河干流0+000處至0+195處10a一遇洪峰流量為253.95m3/s，0+195至3+550處有支流匯入10a一遇洪峰流量為321.78m3/s。

白云河干流現(xiàn)狀河道平均寬度10m，河道比降1.5‰，由于左岸為202國道路面距河底平均高差為3m，堤防超高為0.7m，河道過流水深按2.3m計算，河道現(xiàn)狀過流能力為57.58m3/s。因此白云河干流河道現(xiàn)狀不滿足10a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)發(fā)生10a一遇洪水時河道左右岸發(fā)生漫灘，本次設(shè)計對該段河道兩岸采用格賓石籠護(hù)岸防護(hù)，防護(hù)高度為1.5m常水位，格賓石籠以上為1∶2.0土坡種植灌木植物坡面高度沿用現(xiàn)狀護(hù)岸高度不對其進(jìn)行加高。

5.7 水面線推算

清原縣白云河綜合治理工程，兩岸采用格賓石籠防護(hù)，水面線計算方法采用逐段試算法，從下游向上游推算，起始斷面為樁號3+574，水深采用曼寧公式計算，當(dāng)水深達(dá)到3.76m時，洪峰流量為95.29m3/s，河道內(nèi)洪水漫過護(hù)岸頂流入農(nóng)田，該段河道內(nèi)最大流量為95.29m3/s水深3.76m。本次設(shè)計起始斷面水深采用3.76m最大水深計算。

公式如下：

1)水面線計算公式：

Δ=Z上-Z下=Q2[α/2/g(1+ξ局)×
(1/A上2-1/A下2)+L/K2]
K=AR2/3/n

(1)

式中：Q為河段流量，m3/s；L為河段長度，m；n為河段糙率；Δ為上、下游斷面水位差，m；Z上、Z下為上、下游計算斷面水位，m；A上、A下為上、下游斷面過水面積，m2；A為上、下游斷面過水面積平均值，m2；R為上、下游斷面水力半徑平均值，m；K為上、下游斷面流量模數(shù)平均值；α為修正系數(shù)；ξ局為局部水頭損失，m；g為重力加速度，m/s2。

樁號1+000-3+574水面線計算結(jié)果略,其中0+000-0+900計算結(jié)果見表1。

表1 白云河干流護(hù)岸水面線成果表 m

6 整治工程措施

根據(jù)河道特點、地形及地質(zhì)情況，并結(jié)合撫順市城市總體規(guī)劃，在確保防洪安全的前提下，綜合考慮綠化、景觀等因素，因地制宜，在充分考慮河道特點的基礎(chǔ)上，力爭做到人文景觀與自然的和協(xié)與統(tǒng)一。

在清灘、清障的基礎(chǔ)上，對護(hù)岸工程采用格賓石籠防護(hù)至常水位，常水位以上對坡面進(jìn)行整理。

白云河干流：整治河道長度為3.55km，本次采用格賓石籠護(hù)岸：設(shè)計河底以上1.5m范圍內(nèi)的岸坡采用臺階式格賓石籠防護(hù)，石籠頂寬為1.0m，層高為0.5m，相鄰層錯臺寬度為0.5m。石籠護(hù)坡以上坡面按1∶2.0整形，并采用灌木防護(hù)，灌木株、行距均為0.5m。坡腳采用格賓石籠防護(hù)，石籠頂寬1.0m，埋深1.0m，石籠頂高程與設(shè)計河底齊平。

7 結(jié) 語

白云河干流護(hù)岸防護(hù)河道長度3.55km，左岸防護(hù)長度為3.506km為格賓石籠護(hù)岸，右岸護(hù)岸防護(hù)長度為3.542km為格賓石籠護(hù)岸。在清灘、清障的基礎(chǔ)上，對不滿足設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)的堤防進(jìn)行加高培厚，對迎水面進(jìn)行護(hù)坡，以提高河道的防洪能力,對護(hù)岸工程采用格賓石籠防護(hù)至常水位，常水位以上對坡面進(jìn)行了整理。

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1007-7596(2016)12-0092-03

2016-11-24

景淑娟(1966-)，女，遼寧遼陽人，高級工程師，從事水文測驗、水文資料整編、水文計算、洪水調(diào)查等工作。

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