清原縣防洪工程現(xiàn)狀及工程總體設(shè)計(jì)方案探析

聶文歡

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003)

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清原縣防洪工程現(xiàn)狀及工程總體設(shè)計(jì)方案探析

聶文歡

(遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115003)

清原縣城段河長(zhǎng)約12km，現(xiàn)狀防洪工程多于1954年動(dòng)工修建，年久失修，大多堤防已失穩(wěn)，威脅城鎮(zhèn)安全。小山城攔河壩，位于清原縣城右岸防洪上邊界，由于其阻水嚴(yán)重，導(dǎo)致2005年汛期洪水漫過(guò)右側(cè)的沈吉鐵路進(jìn)入縣城內(nèi)，嚴(yán)重干擾了鐵路的安全生產(chǎn)運(yùn)輸，同時(shí)也是縣城防洪安全的極大隱患。文章以清原滿族自治縣發(fā)生的歷次洪水對(duì)該縣防洪所造成的影響進(jìn)行了分析，對(duì)存在的問題及排澇現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，提出了工程設(shè)計(jì)的總體方案及防御洪水的措施。

防洪工程；堤防；總體設(shè)計(jì)；措施；方案

1 自然地理現(xiàn)狀

清原滿族自治縣地處遼寧省東部山區(qū)，是清王朝的發(fā)祥地。縣城面積3921km2，總?cè)丝?5萬(wàn)人，下轄14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)?？h城所在地清原鎮(zhèn)居住人口10萬(wàn)人。有82.7%的山地,森林覆蓋率達(dá)72.2%，林木部蓄積量2283萬(wàn)m3。資源豐富,被譽(yù)為綠色屏障、四河之源、礦藏寶庫(kù)、天然藥園。

據(jù)調(diào)查，建國(guó)以來(lái)渾河清原縣城段發(fā)生10次較大的洪澇災(zāi)害，歷史洪水順序?yàn)椋?953、1960、1964、1971、1975、1985、1994、1995、2001、2005、2013年。洪水頻繁發(fā)生，平均10a發(fā)生一次較大洪水。

1953年前清原鎮(zhèn)段河道兩岸均為自然萌生柳樹叢林，抵御洪水沖刷能力較強(qiáng)，但防洪標(biāo)準(zhǔn)不高，當(dāng)年洪水很大，兩岸漫流致使全鎮(zhèn)受災(zāi)，鎮(zhèn)內(nèi)居民住房大面積倒塌，城東糧庫(kù)原址現(xiàn)在的化工廠段也被水淹，農(nóng)田過(guò)水遭災(zāi)減產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)損失慘重。

1960年洪水使河北岸城防的老一中段(即現(xiàn)在的職高段)、崗山橋段兩處決口，老一中段用砂袋子掛棵子堵住洪水，崗山橋段搶險(xiǎn)沒成功，打開后進(jìn)入鎮(zhèn)內(nèi)。河南的水田全部被洪水淹沒。

1995年7月24日至7月30日流域累計(jì)降雨900mm，尤其是7月18日至29日兩日降暴雨420mm，7月29日上午11時(shí)洪峰達(dá)最高值，清原鎮(zhèn)護(hù)城堤由于年久失修造成東方紅橋下420m堤防決口，放牛溝河口下游決口200m，洪水進(jìn)入清原鎮(zhèn)造成內(nèi)澇，河左岸的沈吉公路多處沖斷，再次淹沒南八家萬(wàn)畝水田，通訊中斷、鐵路中斷，據(jù)記載清原鎮(zhèn)直接經(jīng)濟(jì)損失10萬(wàn)元，九五年全縣范圍受災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)0.2億元。

2005年8月13日清原鎮(zhèn)出現(xiàn)瞬時(shí)暴雨天氣，自凌晨2時(shí)至清晨6時(shí)，4h降雨162mm，造成洪澇災(zāi)害，據(jù)測(cè)算洪水為50a一遇。8月13日早7時(shí)洪峰值最大，超過(guò)了城防的警戒水位，職高段決口，由于搶險(xiǎn)及時(shí)，堵住了洪水。下游的橡膠壩段當(dāng)時(shí)由于輸電線路中斷，橡膠壩不能靠電泵強(qiáng)制排水，雍高水位導(dǎo)致西堡段堤防決口。河南岸縣城段國(guó)道202線沖斷水田被淹，西堡段過(guò)水，水田及蔬菜大棚被淹。

2013年8月16日，清原縣全縣出現(xiàn)特大暴雨，縣城流量達(dá)到943m3/s洪水，達(dá)到20a一遇，雖未達(dá)到縣城堤防設(shè)計(jì)50a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，但由于縣城右岸前進(jìn)攔河閘閘上局部堤段堤防斷面不足而出現(xiàn)險(xiǎn)情，經(jīng)組織搶險(xiǎn)才得以保證縣城防洪安全，同時(shí)洪水導(dǎo)致右岸部分漿砌石擋墻段及左岸無(wú)防護(hù)段岸坡脫落，造成嚴(yán)重的影響。

2 防洪工程現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 防洪體系

清原縣城段河長(zhǎng)約12km，現(xiàn)狀防洪工程多于1954年動(dòng)工修建，年久失修，大多堤防已失穩(wěn)，威脅城鎮(zhèn)安全。

小山城攔河壩，位于清原縣城右岸防洪上邊界，由于其阻水嚴(yán)重，導(dǎo)致2005年汛期洪水漫過(guò)右側(cè)的沈吉鐵路進(jìn)入縣城內(nèi)，嚴(yán)重干擾了鐵路的安全生產(chǎn)運(yùn)輸，同時(shí)也是縣城防洪安全的極大隱患。

經(jīng)水力計(jì)算，當(dāng)發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)，現(xiàn)狀壩上水位達(dá)到256.89m，超過(guò)鐵路路基0.7m，防洪影響區(qū)域內(nèi)人口眾多，并且縣城自來(lái)水處理廠等公共設(shè)施位于其中，嚴(yán)重威脅縣城右岸上游防洪安全，同時(shí)對(duì)全縣的生產(chǎn)生活有嚴(yán)重的影響。

2.2 干流左岸堤防現(xiàn)狀

清原縣城左岸防洪主要依靠沿河的202線公路，采用堤路結(jié)合的形式，現(xiàn)狀路面高程較高，背水側(cè)堤高在1.5-4m之間，大部分2m左右，迎水側(cè)距河底高差在3-5m，大部分在4m以上，除樁號(hào)3+449-5+062左岸段較設(shè)計(jì)堤頂?shù)?.2-0.7m以外，其他段基本滿足50a一遇設(shè)計(jì)堤頂高程要求。

2.3 干流右岸堤防現(xiàn)狀

清原縣城右岸為縣城主城區(qū)，堤防建設(shè)歷史較長(zhǎng)，斷面型式較多，主要情況如下：

干流樁號(hào)0+881-1+865右岸段現(xiàn)狀堤防為均質(zhì)土堤，迎水側(cè)有護(hù)腳，但由于河道下切，急需加固，部分?jǐn)嗝娴添敻叱獭㈨攲掃_(dá)不到50a一遇標(biāo)準(zhǔn)。

右岸樁號(hào)1+865-3+479段現(xiàn)狀堤防為均質(zhì)土堤，采用混凝土板護(hù)坡，達(dá)到50a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

右岸樁號(hào)3+479-3+844段現(xiàn)狀堤防為均質(zhì)土堤，迎水側(cè)砌石砂漿護(hù)坡破損老化嚴(yán)重，并且邊坡不足1∶1.5，部分接近1∶1，且護(hù)腳受水流淘刷，需歷年維護(hù)；

右岸樁號(hào)3+844-6+176段現(xiàn)狀堤防為漿砌石擋墻+均質(zhì)土堤型式，此擋墻兼顧了河岸親水性和居民休閑場(chǎng)所，擋墻上混凝土欄桿以及背水側(cè)地面以理石板鋪筑。由于擋墻建設(shè)時(shí)間較早，受洪水、凍脹和橡膠壩運(yùn)行影響，現(xiàn)構(gòu)成擋墻的砂漿強(qiáng)度降低，砌體間空隙增大，墻體表面勾縫有脫落，局部段基礎(chǔ)沖刷裸露[1-3]。漿砌石擋墻建成后的十多年間，渾河清原縣城段發(fā)生過(guò)4次洪水，均超過(guò)10a一遇標(biāo)準(zhǔn)，依次是2001年、2005年、2010年和2013年，墻體有局部倒塌，洪水退落時(shí)倒塌更為嚴(yán)重，洪水沖刷使河床下切漿砌石擋墻基礎(chǔ)裸露。

2.4 支流堤防現(xiàn)狀

縣城有3條較大的支流，分別是放牛溝河、小山城河、古城子河。放牛溝位于縣城右岸，封閉至縣內(nèi)公路橋，河長(zhǎng)約200m，右岸為英額河大橋引道，高程滿足縣城防洪要求，右岸為混凝土面板防護(hù)堤防，設(shè)計(jì)高程滿足縣城防洪求；小山城河位于縣城左岸，英額河大橋上約400m，封閉至左岸高速公路橋，河長(zhǎng)約400m，左岸為瀝青道路，迎水側(cè)局部有防護(hù)，右岸下游約150m堤防水毀沖刷嚴(yán)重；古城子河位于縣城左岸，前進(jìn)攔河閘閘上200m，封閉至上游高速公路橋，河長(zhǎng)約440m，左右岸保護(hù)目標(biāo)均為居民區(qū)，左岸為瀝青道路，下游220m無(wú)防護(hù)，上游防護(hù)完整，右岸下游230m堤防水毀嚴(yán)重，上游為堤路結(jié)合，防護(hù)結(jié)構(gòu)完整。

3 排澇工程現(xiàn)狀

清原縣位于渾河右岸，現(xiàn)居住人口8萬(wàn)人，豐水年便會(huì)內(nèi)澇。城內(nèi)排水主要有兩處，①西郊橋上游排水口樁號(hào)7+000處，為板涵，寬3.5m，底板高程229m，頂面高程230.5m，同一斷面河底高程227.1m，以北的縣一中路面高228.8m，相距1.5km的三中路面高229.5m；②西卜村排水口，處于西郊排水口以下450m，為埋管式，管徑1.5m。管底高程228.02m，河床高226.9m。此處以北的溫室大棚高程229.39m，西卜村低洼處高228.7m，城郊林場(chǎng)院內(nèi)高230.2m。

城內(nèi)主要有燕家溝、胡家溝、礦山河、區(qū)間匯流總面積21km2。若發(fā)生10a一遇以下洪水，城內(nèi)可自排，內(nèi)澇較小。

4 工程總體設(shè)計(jì)方案

渾河上游為山區(qū)河道，河水汛期陡起陡落，流速較大，時(shí)常發(fā)生洪水沖毀護(hù)岸，摧毀農(nóng)田，嚴(yán)重威脅沿河居民賴以生存有限土地[4]。根據(jù)本河段的特點(diǎn)，針對(duì)重要保護(hù)目標(biāo)，整修加固堤防以完善防洪體系。

1)渾河干流清原縣城段主要以現(xiàn)有縣城兩岸堤防整修加固提高標(biāo)準(zhǔn)為主，堤線基本以現(xiàn)有堤線為主；支流以原堤加固為主，水毀堤防基本恢復(fù)至原有堤線。

在樁號(hào)右0+238(左0+285)位置河寬由120m縮窄至95m，且河道在此形成彎道，水流頂沖左岸。為保證汛期洪水正常宣泄，本次設(shè)計(jì)將此處上游120m，下游160m范圍右岸堤線向岸上偏移，最大偏移距離24m，以擴(kuò)大洪水期河道的過(guò)水面積已達(dá)到縣城規(guī)劃的要求。

2)現(xiàn)狀小山城攔河閘汛期阻水嚴(yán)重，且年久失修，是清原縣城防洪安全的一大隱患，本次設(shè)計(jì)改建小山城攔河閘為氣盾鋼板閘，拆除原滾水壩，保留其灌溉功能，并確保汛期順利泄洪[5]。

3)針對(duì)縣城內(nèi)汛期排水不暢問題，在4號(hào)橡膠壩附近修建強(qiáng)排站1座，擬將縣城排水連通，新建鋼筋混凝土排水涵，形成暗渠，加寬至3m，高1.5m。由縣糧庫(kù)引至西堡溫室大棚，新建強(qiáng)排站，解除縣城內(nèi)澇的困擾。

5 防洪影響分析及措施

5.1 防洪影響

渾河清原段為山區(qū)河道，本次規(guī)劃堤防均為在現(xiàn)有堤防基礎(chǔ)上整修加固，對(duì)行洪斷面影響不大，水面線計(jì)算中已考慮本次工程實(shí)施對(duì)河道的影響，且計(jì)算斷面河底高程按偏安全考慮；經(jīng)計(jì)算可知，小山城攔河閘的改建可以有效降低其洪水期壅水，壩上50a一遇設(shè)計(jì)水位下降1.21m，降低至255.68m，避免洪水越過(guò)鐵路進(jìn)入縣城，有利于洪水下泄。因此本次工程可以有效增強(qiáng)縣城的防洪能力，不會(huì)對(duì)防洪造成不利影響。

5.2 防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水措施

渾河清原縣城右岸為現(xiàn)狀主城區(qū)，城鎮(zhèn)人口密集，工商業(yè)發(fā)達(dá)；左岸有202公路經(jīng)過(guò)，為規(guī)劃城區(qū)，開發(fā)程度相對(duì)較低。防御超標(biāo)準(zhǔn)洪水，應(yīng)采取保右棄左的原則，在本次堤防設(shè)計(jì)中，已考慮防護(hù)對(duì)象的主次關(guān)系，右岸堤防超高普遍比左岸高，左岸的多段堤防堤頂做可越浪設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，對(duì)右岸采取積極的防御措施，保護(hù)堤防，防止洪水漫堤，左岸則不做漫頂防護(hù)，以分泄洪水，降低洪水位。應(yīng)充分利用洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，在超標(biāo)準(zhǔn)洪水到達(dá)縣城之前撤離左岸的居民和財(cái)產(chǎn)，通過(guò)縣城各跨河大橋退避到右岸。

[1]許文華.引水龍口及大橋段防洪工程現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江水利科技，2012(03)：98-100.

[2]鐘喜梅,康永輝,鄧麗萍.淺議防洪工程經(jīng)濟(jì)效益分析與評(píng)價(jià)[J].廣西水利水電，2011(04)：62-64.

[3]胡亞玲.對(duì)新疆河流防洪問題的認(rèn)識(shí)與思考[J].中國(guó)防汛抗旱，2009(06)：12-13.

[4]殷峻暹,陳守煜,梁國(guó)華.應(yīng)用模糊決策分析理論確定城市防洪標(biāo)準(zhǔn)研究[J].水電能源科學(xué)，2001(03)：101-104.

[5]李云玲.構(gòu)建完善的城市防洪體系[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2001(01)：45-46.

1007-7596(2017)03-0057-02

2017-02-10

聶文歡(1983-)，男，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，從事水文工作。

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