平房河道治理規(guī)劃理念及河道整治設(shè)計(jì)探析

劉昊宗

(遼寧省大連水文局， 遼寧 大連 116021)

1 概述

平房村是雙塔區(qū)長寶營子鄉(xiāng)最南部的一個(gè)山區(qū)村。本村自然條件差，經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，是一個(gè)剛剛脫貧的省級(jí)貧困村，本村有9個(gè)村民組，1 107口人，耕地2 800畝，果園6 000畝，全部是土質(zhì)瘠薄的坡耕地。平房河汛期水流急，洪水對(duì)居民、耕地、果園、畜禽小區(qū)造成嚴(yán)重危害。為鞏固剛脫貧的脫貧成果，本次治理平房河長度為833 m，石籠護(hù)岸873 m，漿砌石護(hù)岸174 m。河道平整443.5 m，為穩(wěn)定河勢，過水路險(xiǎn)工段防護(hù)1處。本次治理段為平房河中游段，河道海拔高程為252.8～264.2 m。治理段河道平均比隆為14.23‰。河寬在8 ～36 m之間。本次治理段0+000樁號(hào)在馬架子村上游為一條土質(zhì)橫穿河道過水路，已將河床抬高，洪水將超過公路，超出養(yǎng)殖場進(jìn)入村內(nèi)，路面高程為264.22 m。上下游已形成高差1.62 m的陡坡，河道左岸為朝巴線縣級(jí)公路路堤。公路為填方公路，公路右側(cè)為保護(hù)公路的漿砌石擋墻，公路漿砌石擋墻基礎(chǔ)深為1.2 m。左岸0+030-0+183.7段為通往馬架子村的村級(jí)公路，為漿砌石護(hù)岸。馬架子村級(jí)公路在樁號(hào)0+183.7-0+241段為過水路面，0+241為過水路面的河道中心線，過水路為15 cm厚砼，路兩側(cè)為漿砌石基礎(chǔ)，漿砌石寬0.35 cm、深1.2 m。右岸為土質(zhì)岸坎，岸坎高度在1.4 m至1.6 m之間。右岸以上為坡耕地。耕地里有一些零星的果樹，耕地面積約350畝。在樁號(hào)0+115處為一眼飲水井，距岸邊約6 m。0+000-0+241段右岸很不規(guī)則，形成曲線、折線。河床寬度7～14 m之間，是由于人為采砂所造成的。在樁號(hào)0+241處，右岸馬架子?xùn)|溝河、南溝河交匯入平房河，此處是三條河流匯合處，形成一個(gè)三角型河漫灘。平房河在馬架子上游集水面積為7.9 km2，馬架子?xùn)|溝河和南溝河集水面積為3.75 km2，三流匯合后集水面積為11.65 km2。河道在樁號(hào)0+407-0+431處為3號(hào)過水路面。

2 河道存在的問題及建設(shè)的必要性

2.1 河道存在的問題

本次項(xiàng)目區(qū)內(nèi)河道存在的問題主要有以下方面，(1)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)河道形態(tài)彎彎曲曲，凹凸嚴(yán)重，在水流長時(shí)期的作用下，對(duì)左右岸不斷沖刷，形成1.5～3 m高陡坎，陡坎不斷塌陷，上部是坡耕地、果園，越塌越陡坎越高，坎越高越坍塌，已形成惡性河勢態(tài)式，僅2017年8月3日洪水，一次就坍塌損失耕地20多畝，河道形態(tài)的惡性變化致使河勢受到嚴(yán)重的影響。平房河威脅到馬架子村、平房村的居民房屋，汛期一旦有洪水，居民便不能出村。(2)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)多年來一直未修建保護(hù)性的防洪工程。

2.2 工程建設(shè)的必要性

項(xiàng)目區(qū)河段涉及長寶營子鄉(xiāng)平房村，河道兩岸階地為耕地、果園、畜禽養(yǎng)殖區(qū)，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)域。在治理區(qū)域內(nèi)耕地上發(fā)展農(nóng)業(yè)，將使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)上有一個(gè)飛躍，使剛脫貧的農(nóng)民步入小康水平。平房村防洪安全問題日漸突出，針對(duì)該河段進(jìn)行河道治理工程建設(shè)，對(duì)鞏固扶貧成果，對(duì)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展及項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)村進(jìn)行保護(hù)已十分必要。通過本次項(xiàng)目區(qū)治理使河段行成穩(wěn)定水流形態(tài)，將對(duì)河道上游的居民點(diǎn)、耕地、果園、畜禽養(yǎng)殖區(qū)等起到良好的保護(hù)作用。3號(hào)過水路樁號(hào)(k0+407-k0+431)已成為險(xiǎn)工，一旦村級(jí)公路破壞后，村民難于出行。對(duì)3號(hào)過水路必須進(jìn)行防護(hù)處理。

本次河道護(hù)岸工程建成后，可以有效的減免洪水災(zāi)害的發(fā)生，具有較高的防洪效益和經(jīng)濟(jì)效益，見表1。

3 工程總體規(guī)劃方案

3.1 確定治河理念

樹立以河流綜合治理為主，充分考慮河道現(xiàn)狀、河流形態(tài)，兩岸居民、耕地、水利工程、交通工程、跨河建筑物，兼顧河流生態(tài)修復(fù)的治河理念，遵循流域治理措施與河道治理措施相結(jié)合、工程措施與非工程措施相結(jié)合的原則。

表1 工程防護(hù)對(duì)象表

3.2 平房河道治理規(guī)劃

針對(duì)平房河段洪水災(zāi)害頻繁，防洪體系不完善的現(xiàn)狀情況，堅(jiān)持以人為本，保障安全、統(tǒng)籌兼顧，突出重點(diǎn)的原則。重點(diǎn)保護(hù)重要目標(biāo)，本段為凹岸，采取石籠順壩起到保護(hù)岸邊、調(diào)整河勢作用。重點(diǎn)防洪河岸著重堤防連線，充分考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平，合理確定工程建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)，集中力量解決堤防及過水路險(xiǎn)段等重點(diǎn)薄弱環(huán)節(jié)。

同時(shí)必須堅(jiān)持科學(xué)治理，人水和諧的原則。妥善處理防洪和河道生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系，不僅要滿足防洪和減災(zāi)的需要，還要滿足維持河流健康的要求[1-2]，盡量保持河流的自然形態(tài)，保持行洪通道暢通，不改變現(xiàn)狀河道比降。

本項(xiàng)目區(qū)域有三條橫穿河道的漿砌石、混凝土過水路，一條砂礫石路過水路。保持現(xiàn)狀過水路面不變，以滿足運(yùn)輸與居民通行方便。

路面下游由于沒有防護(hù)措施，汛期洪水沖刷，已形成1.40～2.35 m高的砂礫石土質(zhì)陡坎。本次在過水路下游河底處平鋪石籠，石籠起到消能和防止洪水回淘沖刷作用。

三處過水路起到穩(wěn)定階段河床作用。河道治理規(guī)劃按過水路面高程和上一道過水路面下游河底高程和距離來確定這一段河道比降，根據(jù)河寬、水深確定護(hù)岸堤防高度。本河段左岸K0+227-K0+467段為土質(zhì)岸坎，本次進(jìn)行石籠護(hù)岸，左岸其它河岸段為公路部門修建的朝巴線公路的漿砌石護(hù)岸段，公路漿砌石護(hù)岸段本次規(guī)劃為保持原狀不變，右岸為土質(zhì)岸坎，本次規(guī)劃全部為石籠護(hù)岸。

4 工程總布置及治理

4.1 工程總布置

本次設(shè)計(jì)高程采用1985年黃海高程系，坐標(biāo)采用CGCS2000大地坐標(biāo)系，高斯高斯克呂格投影，中央子午線120°[3-6]。坐標(biāo)平移西移500 km。護(hù)岸工程為石籠護(hù)岸，漿砌石護(hù)岸。本次工程首先進(jìn)行河道平整，河道平整要結(jié)合上下游進(jìn)行，平整的砂礫石堆放河道兩側(cè)形成自然河岸線，在樁號(hào)k0-174-k0-004處新建漿砌石護(hù)岸174 m，這樣和上游右岸漿砌石護(hù)岸連接，上游護(hù)岸河寬11.1 m，漿砌石護(hù)岸高1.6 m，本次同上游段同一標(biāo)準(zhǔn)。樁號(hào)k0+000是砂礫過水路面下游已形成1.62 m高的陡坎，此處設(shè)計(jì)為農(nóng)用便橋，樁號(hào)為k0-004-k0+000，農(nóng)用便橋?yàn)殂x平板橋，長12.725 m，凈寬11.1 m，橋板寬4 m，鉿板厚0.35 m，左岸已修建的漿砌石墻，右岸在k0+000-k0+241為石籠護(hù)岸。K0+225-k0+241為原斜向過砼水路面，右岸k0+256-k0+431段布置石籠護(hù)岸。左岸在2號(hào)為砼過水路面下游，k0+227-k0+431段為石籠護(hù)岸。K0+431為3號(hào)砼過水路面，過水路面下游設(shè)石籠擋墻。右岸k0+436-k0+655段設(shè)石籠護(hù)岸。左岸k0+436-k0+467為石籠護(hù)岸。k0+655-k0+658段為4號(hào)漿砌石過水路，左岸k0+000-k0+225、k0+467-k0+658段已有漿砌石護(hù)岸。具體情況見表2。

表2 工程布置情況表

由于河段較短，本次工程在河段各設(shè)置2個(gè)控制點(diǎn)，具體位置見表3。

表3 控制點(diǎn)坐標(biāo)表

4.2 工程治理

4.2.1 堤防標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)

右岸漿砌石護(hù)岸長174 m，樁號(hào)k0-178—k0-004，漿砌石墻頂寬0.5 m。底寬1.22 m，基礎(chǔ)1.2×1.4 m，右岸石籠護(hù)岸根據(jù)過水路面分割為3段，分別為k0+000—k0+241、k0+256—k0+431、k0+433—k0+655，這3段和左岸k0+436—k0+467段，全部為同一個(gè)石籠斷面，石籠基礎(chǔ)深1.2 m，寬1.5 m，地面上第一層斷面為寬1.2 m×高0.9 m，第二層斷面為寬0.9 m×高0.7 m，左岸k0+227—k0+431段因?qū)Π队野稙榫用顸c(diǎn)和學(xué)校，所以這段防洪標(biāo)準(zhǔn)要低于右岸，其斷面為：石龍基礎(chǔ)深1.2 m，寬1.3 m，地上部分第一層石籠寬1 m，高0.7 m，第二層寬0.8 m，高0.7 m。漿砌石及石籠護(hù)岸護(hù)岸工程量見表4和表5。

表4 漿砌石護(hù)岸工程量表

4.2.2 過水路險(xiǎn)工段防護(hù)工程設(shè)計(jì)

3號(hào)過水路位于馬架子村小學(xué)對(duì)面樁號(hào)為k0+407-431,是馬架子村出行的主要公路，此村級(jí)公路橫跨平房河河床后交匯于朝巴線縣級(jí)公路，同平房河斜交，村級(jí)路在河道內(nèi)長度40 m，為區(qū)交通部門修建的砼路面，路兩側(cè)寬0.40 m，深1.2 m的漿砌石基礎(chǔ)。由于本河道比降大，洪水流量較大時(shí)對(duì)河床下游產(chǎn)生沖刷，過水路下游已形成1.6 m落差的陡坎，為防止陡坎處洪水回淘繼續(xù)塌陷，破壞村級(jí)公路，本次設(shè)計(jì)對(duì)下游陡坎險(xiǎn)工進(jìn)行防護(hù)。

在村級(jí)路右側(cè)即下游2 m處設(shè)石籠階梯式擋墻，石籠擋墻基礎(chǔ)深1.2 m，寬1.5 m，地上部分擋墻寬1.2 m，高0.8 m。第二層石籠寬0.9 m，高0.8 m，石籠擋墻長度(即設(shè)計(jì)河寬)20 m。其工程量詳見表6和表7。

表5 石籠護(hù)岸工程量表

表6 過水路險(xiǎn)工段防護(hù)工程量表

表7 農(nóng)用便橋主要工程量

4.2.3 河道平整工程設(shè)計(jì)

本河道治理長度不大，但由于過河建筑物過水路的剛性建筑，將河道比降切割為3個(gè)段落，3個(gè)比降段。各段根據(jù)匯入水流情況和現(xiàn)狀實(shí)際河寬劃分為3段河寬。樁號(hào)0+000—0+241段，平均比降為10.15‰，設(shè)計(jì)河寬為11.1 m；右岸坎后側(cè)由于人為挖沙有3～5 m寬度空地。樁號(hào)0+241—0+431段，平均比降為5.5‰，設(shè)計(jì)河寬為12 m，由于人為挖沙右岸壩后有2～4 m寬的空地；樁號(hào)0+431—0+655段平均比降為16.6‰，設(shè)計(jì)河寬為20 m，河道原狀不動(dòng)。按以上參數(shù)，結(jié)合實(shí)測河道現(xiàn)狀，河道疏浚土方計(jì)算。

河道平整土方量為1 218.1 m3，其中，外運(yùn)為1 181.4 m3。河道平整土方量中，開挖外運(yùn)土方主要是各段面中，局部高挖方量，是由于人為亂采亂挖形成的不規(guī)則河床[7-11]。一般河床填挖量在-0.15～0.22左右。土方填挖量很少。本次河道規(guī)劃設(shè)計(jì)將右岸堤線適當(dāng)取直，接近于取沙前的河岸線，這樣右岸堤線后側(cè)出現(xiàn)一些寬窄不規(guī)則空地。外運(yùn)土方和基礎(chǔ)開挖土方填筑在右岸堤后側(cè)。工程量見表8。

表8 河道平整工程量表

5 結(jié)語

本次河流治理工程兼顧河流防洪安全和河流生態(tài)建設(shè)，通過實(shí)施護(hù)岸工程、清淤疏浚及清障工程在滿足防洪要求的前提下，促進(jìn)了河道生態(tài)發(fā)展，保障了村民日常生活，鞏固了脫貧成果，并為相關(guān)工程提供了參考經(jīng)驗(yàn)。