中小河流治理工程設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問(wèn)題

羅 超

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510635)

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中小河流治理工程設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問(wèn)題

羅 超

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510635)

根據(jù)山區(qū)中小河流的特點(diǎn),借鑒近幾年全國(guó)中小河流治理的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合廣東省山區(qū)五市中小河流治理項(xiàng)目合規(guī)性審查、初步設(shè)計(jì)審查中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題,從平面布置、橫斷面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)3個(gè)方面提出了中小河流治理的設(shè)計(jì)技術(shù)方案以及需要注意的幾個(gè)問(wèn)題,對(duì)類(lèi)似中小河流的治理的設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。

中小河流治理；設(shè)計(jì)方案；河道斷面

1 概述

廣東省集雨面積在200～3 000 km2之間的河流共262條,在廣東省境內(nèi)的總集雨面積為11.49萬(wàn)km2,占廣東省國(guó)土面積的64.5%,廣泛分布于粵東、粵西、粵北和珠江三角洲幾大區(qū)域。由于中小河流兩岸水土資源條件相對(duì)優(yōu)越,分布著眾多的城鎮(zhèn)、村莊、工礦和灌區(qū),一直以來(lái)是區(qū)域防洪保護(hù)的重點(diǎn)地區(qū)。但是,與大江大河相比,中小河流的治理仍處于總體滯后的局面,洪澇災(zāi)害頻繁,治理需求迫切。本文以龍川縣鐵場(chǎng)河設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出幾點(diǎn)看法。

鐵場(chǎng)河是韓江的二級(jí)支流,流域總面積為526.2 km2,主河道長(zhǎng)54.7 km,天然落差120 m,平均坡降2‰,其中龍川縣境內(nèi)集雨面積為463.3 km2,河道長(zhǎng)51.5 km,平均坡降2‰。

鐵場(chǎng)河主河道彎段較多,沿線(xiàn)鎮(zhèn)區(qū)、村莊較為密集,河道淤積現(xiàn)象嚴(yán)重,部分護(hù)岸有被淘刷現(xiàn)象,河道整體行洪能力不足兩年一遇,部分位置曾經(jīng)決堤。部分河道淤積嚴(yán)重,過(guò)流斷面縮窄,岸坡崩塌,阻水嚴(yán)重,需要進(jìn)行清淤拓寬行洪通道及岸坡防護(hù)。

鐵場(chǎng)河屬山區(qū)河流,根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)及《廣東省山區(qū)中小河流治理工程設(shè)計(jì)指南》(試行),同一條河流可根據(jù)不同區(qū)域的保護(hù)對(duì)象分區(qū)分段確定防洪標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于山區(qū)河流,保護(hù)農(nóng)田區(qū)的河段治理宜以岸坡防沖、疏通和穩(wěn)定河槽為主要目的,允許洪水在農(nóng)作物耐受時(shí)間內(nèi)淹浸農(nóng)田,村莊人口集中區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)取5～10年一遇；農(nóng)田因地制宜,按照5年一遇以下防洪標(biāo)準(zhǔn)或不設(shè)防考慮[1]。

2 設(shè)計(jì)的技術(shù)方案

河道設(shè)計(jì)技術(shù)方案主要從平面布置 、橫斷面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)3個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 河道平面布置

河道平面設(shè)計(jì)盡量順應(yīng)天然河勢(shì),隨彎就彎,寬窄相宜。對(duì)過(guò)度彎曲河道裁彎取直,應(yīng)進(jìn)行充分的分析論證,避免由于過(guò)度干預(yù)河道自然形態(tài)產(chǎn)生沖刷、淤積而使洪水情況下災(zāi)害更加嚴(yán)重。應(yīng)盡可能保護(hù)天然河道自然形成的邊灘和河心灘,對(duì)影響行洪的灘地按河道行洪斷面適當(dāng)清除,以便行洪順暢,避免過(guò)度切灘。

岸坡應(yīng)統(tǒng)籌考慮土地利用、沿河綠化等,盡量少占耕地,拆遷房屋,減少征地拆遷費(fèi)用。鐵場(chǎng)河沿線(xiàn)隨意傾倒垃圾現(xiàn)象明顯,因此平面設(shè)計(jì)圖中應(yīng)標(biāo)明河流左右岸邊線(xiàn),在河道管理范圍內(nèi)設(shè)置界碑,防止居民隨意向河道傾倒垃圾,保持河道及兩岸環(huán)境清潔衛(wèi)生。河心灘段治理示意如圖1。

圖1 河心灘型河段清淤控制示意

2.2 河道橫斷面設(shè)計(jì)

河道橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮河道功能、征地拆遷、護(hù)岸結(jié)構(gòu)等因素。河道橫斷面按其是否需采取護(hù)岸措施可歸納為天然河道斷面、人工河道斷面等。護(hù)坡護(hù)岸以“安全實(shí)用、便于維護(hù)、生態(tài)親水”為原則,盡量避免對(duì)河道自然面貌和生態(tài)環(huán)境的破壞。護(hù)岸的高度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)洪水成果確定,偏小將造成工程失事,偏大則造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。

1) 為保持河水與兩岸土體之間的自然交換,同時(shí)為水生植物和魚(yú)類(lèi)提供有利的生存條件,鐵場(chǎng)河設(shè)計(jì)斷面多采用生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸技術(shù)[2]。如格賓石籠、生態(tài)格網(wǎng)、三維植被網(wǎng)、生態(tài)混凝土、聯(lián)鎖式護(hù)坡磚、拋石等,局部采用埋石砼擋墻與漿砌石擋墻等。

2) 鐵場(chǎng)河河道淤積以粉質(zhì)黏土、粉土為主,含有少量砂卵石。清淤土料根據(jù)類(lèi)型可用于土方回填、護(hù)坡填筑等；砂卵石層經(jīng)篩選后可用于埋石砼澆筑、格賓石籠石料填充、卵石路面、機(jī)耕路、路面碎石墊層等,既可加快施工進(jìn)度,同時(shí)也可以減少造價(jià)且低碳環(huán)保。

石籠結(jié)構(gòu)具有易于施工、適應(yīng)地基不均勻沉降,抗沖能力強(qiáng)、透水性強(qiáng)等特點(diǎn)[3]。在迎流頂沖段多采用格賓石籠擋墻固腳,局部采用埋石砼擋墻,設(shè)計(jì)水位以下護(hù)坡多采用生態(tài)格網(wǎng),設(shè)計(jì)水位以上多采用植草護(hù)坡。其中草類(lèi)應(yīng)選擇以生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)功能優(yōu)先、鄉(xiāng)土植物為主、抗逆性、經(jīng)濟(jì)適用性為原則,充分發(fā)揮植物的護(hù)坡作用和生態(tài)效應(yīng)[4]。由于山區(qū)河流沖刷較為嚴(yán)重,需特別重視抗沖刷問(wèn)題,因此河流沖刷深度計(jì)算應(yīng)根據(jù)其歷史沖刷深度進(jìn)行復(fù)核。河道治理典型斷面見(jiàn)圖2～3。

圖2 鐵場(chǎng)河固腳護(hù)岸典型斷面1

圖3 鐵場(chǎng)河固腳護(hù)岸典型斷面2

3) 鐵場(chǎng)河由于上游山高、坡陡,加上中下游人類(lèi)活動(dòng)的影響,造成中下游河床多處淤堵,對(duì)防洪安全造成較大的不利影響。根據(jù)河道現(xiàn)狀及水面線(xiàn)計(jì)算成果,從防洪標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、投資等角度考慮,確定清淤斷面的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于主河道清淤,以一定的河底高程進(jìn)行控制,清淤時(shí)應(yīng)根據(jù)河道斷面,清理出河道主槽。以恢復(fù)或提高河道行洪、排水能力。清淤疏浚中應(yīng)注意分析河道演變趨勢(shì),不宜改變整治河段的河道比降。

4) 鐵場(chǎng)河屬于典型山區(qū)性河流,洪水陡漲陡落,河道治理以防沖護(hù)岸措施為主。由于新建堤防及其配套工程需征用較多的土地、投入較大的資金,也需增加后期運(yùn)行管理費(fèi)用,因此盡可能少采用或不采用。對(duì)于民房較稀少、分散且數(shù)量較少、地勢(shì)相對(duì)較高時(shí),考慮山區(qū)洪水影響時(shí)間短,易漲易退,可通過(guò)洪水預(yù)警等非工程措施,在洪水來(lái)臨之前及時(shí)轉(zhuǎn)移受影響居民到安全地帶避洪,解決防洪安全問(wèn)題,盡可能少采用建設(shè)堤防的方案。對(duì)于部分村莊人口集中區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到防洪要求,確需新建堤防時(shí),不得將洪水淹沒(méi)水深大的近岸河灘地和低洼地納入堤防保護(hù)范圍,綜合考慮堤線(xiàn)順直、上下游協(xié)調(diào),與原有堤防平順銜接等因素,同時(shí)應(yīng)根據(jù)排澇標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核排澇設(shè)計(jì)方案。

5) 排水溝渠出口、匯水口處應(yīng)增設(shè)橋涵和排水涵管。應(yīng)根據(jù)河岸地形、排水量復(fù)核涵管位置、數(shù)量和管徑。做好管周防滲設(shè)計(jì),同時(shí)應(yīng)根據(jù)排澇標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核排澇設(shè)計(jì)方案。

6) 對(duì)于水陂、橋梁等攔(跨)河建(構(gòu))筑物,為了水流銜接的需要,應(yīng)在水陂(橋)上、下增設(shè)橫斷面。

7) 為方便岸坡交通及日常巡查、群眾生活需要,在河道岸坡適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置交通道路?？刹捎盟槭访婊蚰嘟Y(jié)石路面,主要用于岸坡交通及村莊機(jī)耕道路。

8) 橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),在滿(mǎn)足行洪安全的前提下盡量保留岸邊竹林、樹(shù)木,在防止堤岸崩塌、維護(hù)河道形態(tài)的基礎(chǔ)上維護(hù)建設(shè)生態(tài)岸線(xiàn)。另外,在城鎮(zhèn)河段兩岸,結(jié)合工程措施適當(dāng)設(shè)置一些便于后期維護(hù)管理的景觀,包括岸邊綠地、休息座椅、親水平臺(tái)、親水臺(tái)階、休閑小徑等。為附近居民提供一個(gè)休閑娛樂(lè)的去處,也為鎮(zhèn)區(qū)改善和美化周邊環(huán)境提供示范與基礎(chǔ)。

親水平臺(tái)宜設(shè)置在常水位變幅小于0.5 m的人口聚集地河段,親水臺(tái)階宜設(shè)置于常水位變幅在0.5～2.0 m之間的河段,親水平臺(tái)與親水臺(tái)階周?chē)鷳?yīng)設(shè)置安全護(hù)欄,親水平臺(tái)高程略高于設(shè)計(jì)常水位高程。

2.3 河道縱斷面設(shè)計(jì)

1) 河道縱斷面應(yīng)根據(jù)河道現(xiàn)狀縱坡擬定,盡量不出現(xiàn)反坡。但對(duì)河道深槽應(yīng)予保留。

2) 對(duì)于上游河道,由于河道比降大,洪水來(lái)去快,流速大,水流對(duì)岸坡沖刷嚴(yán)重并攜帶大量砂石使下游河道產(chǎn)生淤積,嚴(yán)重的可能產(chǎn)生泥石流等災(zāi)害。

對(duì)于此類(lèi)河道,除適當(dāng)建設(shè)護(hù)岸外還應(yīng)修建一些格柵壩和攔砂壩等,攔截砂石的基礎(chǔ)上減緩河道比降,改善河道水流。

由于河道上游多數(shù)在山區(qū)內(nèi),一般情況下格柵壩和攔砂壩在洪水期對(duì)水位的壅高不會(huì)對(duì)防洪對(duì)象產(chǎn)生不利影響,為降低投資,選擇比降大、河床基礎(chǔ)條件較好且較狹窄處修建。

圖4 格柵壩、攔砂壩修建位置平面示意

對(duì)于中下游河道比降大、水流湍急,下切比較嚴(yán)重的河段,為保證河床穩(wěn)定,應(yīng)修建攔砂壩攔截泥沙,回淤河道,防止河床進(jìn)一步下切,避免危及兩岸邊坡安全。如鐵場(chǎng)河中游駱歧石碑下村段鐵場(chǎng)河支流石龍水河道沖刷嚴(yán)重,石龍水河道水位逐年降低,原主槽河床大片裸露變?yōu)闉┑?與鐵場(chǎng)河匯合后,鐵場(chǎng)河干流石龍水匯入口至駱歧水口大橋段也呈沖刷趨勢(shì)。為減緩河道下切,此處新建攔砂壩如圖5。

圖5 鐵場(chǎng)河駱岐石碑下村處攔砂壩斷面(單位：mm)

3 結(jié)語(yǔ)

中小河流治理是一項(xiàng)惠澤民生、造福人民的公益性工程,工程建成后對(duì)防洪減災(zāi)、改善民生具有重大意義,通過(guò)以上設(shè)計(jì)工作的總結(jié),為以后的設(shè)計(jì)工作和需要注意的一些問(wèn)題提供參考,以期科學(xué)合理地開(kāi)展中小河流治理工作。

[1] 水利部. 防洪標(biāo)準(zhǔn)：GB 50201—2014[S]．

[2] 李志光,陳群,李秀慧. 河流生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào),2009(9)：40-41．

[3] 趙小利. 格賓網(wǎng)在陜西省浐河、灞河生態(tài)治理工程中的應(yīng)用[J].設(shè)計(jì)與施工，2006(6)：50-52．

[4] 韓玉玲,岳春雷. 河道生態(tài)建設(shè)——植物措施應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社,2012．

(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)

Attentions in Small and Medium River Design Engineering

LUO Chao

(Guangdong Hydropower Planning & Design Institute, Guangzhou 510635，China)

Based on the characteristics of small and medium rivers in mountainous area, in references of the whole country’s governance experience in recent years, and combined with some problems found in the project review of the compliance and primary design of five mountainous cities in Guangdong Province small and medium river treatment work, some problems should be paid highly attention on, and design scheme of the project are proposed in terms of plane layout, cross section design and profile design. This study can be provided as references for future studies on small and medium rivers treatment.Key words: small and medium river treatment； design scheme

2016-05-10;

2016-06-05

羅超(1987),男,本科,助理工程師，從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。

TV85

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1008-0112(2016)05-0099-04