六井溪河治理河段防洪現(xiàn)狀及生態(tài)防洪堤設(shè)計

中圖分類號：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)20-0126-04

Abstract:River managementisthetechnicalkeytomakingupforthefloodcontrolshortcomingsofmanagedriversections andimprovingtheclosedfloodcontrolsystemoftheLiujingxiRiverBasin.Inviewoftheproblemsoflowfloodcontrol standardsforsoilfloodcontrolembankmentsinriversections，erosionandslumpingofriverbanks，blockingfloodsectionssuch asriversilting，andpoorfloodcontrolcapacityinaccordancewiththeconceptofintegratingfloodcontrolandecological landscape，newecologicalfloodcontrol embankmentsandriverdredgingareadopted.Combinedmanagementplan．The comparisonandselectiondemonstrationresultsshowthattheflexiblestructureofthe Gabingabiongravityretaining walland masonryecologicalrevetmenthasgoodfloodcontrolanderosionresistance，topographyandgeologicaladaptabilityandecological landscapeefects.Theresearchresultscanprovidereferenceforruralecologicalrivermanagementandtheconstructionofa hydrophilic and livable aquatic ecological environment in the new era.

Keywords:rivermanagement;ecological floodcontrolembankment;Gebingabion;stonerevetment;Liujingxi River

河流是農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉、生活供水、防洪排澇和抗旱應(yīng)急的重要載體。河道治理是促進(jìn)水環(huán)境、水生態(tài)、水資源、水安全、水文化和岸線等多方面協(xié)調(diào)發(fā)展，提升居民安居水平和樂居生活的重要舉措體[-2]。六井溪河沙子坡鎮(zhèn)至杉樹鎮(zhèn)治理河段為天然河道，兩岸土質(zhì)堤防洪標(biāo)準(zhǔn)低、河岸沖刷滑塌、泥沙沉積淤塞等嚴(yán)重制約河道正常行洪，威脅到兩岸居民房屋和農(nóng)田安全。面對“十四五\"期間“水美鄉(xiāng)村\"農(nóng)村生態(tài)河道建設(shè)新要求，基于治理河段的水環(huán)境現(xiàn)狀，堅持系統(tǒng)治理、生態(tài)修復(fù)，通過新建生態(tài)防洪堤、河道清淤等措施，提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，做好水災(zāi)害防治與水環(huán)境治理，建設(shè)和美鄉(xiāng)村，鋪就振興道路[-4]。

1 工程概況

印江縣六井溪河沙子坡鎮(zhèn)至杉樹鎮(zhèn)段治理工程位于六井溪河上。六井溪河為印江河一級支流，屬長江流域烏江水系。六井溪河流域?qū)僦懈呱綅{谷地貌，沿河兩岸地形多變，有明顯的山區(qū)特征，且呈不對稱的“V\"形。流域處于淘金河正斷面下盤，都勻至宜昌深大斷裂從梵凈山東南方經(jīng)過，區(qū)內(nèi)構(gòu)造多沿北東向延伸，發(fā)育2條走向北東的次一級性質(zhì)不明斷層，無活動跡象。六井溪河全長 48.9km ，流域面積 319.4km² 平均比降 7.03%o₀₀ 工程區(qū)多年平均降水量 1093.8mm 豐水期4—9月占 75.6% 。降水量大于等于 0.1mm 降水日數(shù) 155d ，降水量大于等于 10.0mm 降水日數(shù)32.9d ，降水量大于等于 25.0mm 降水日數(shù)10.6d，降水量大于等于 50.0mm 暴雨日數(shù) 2.9d 多年平均蒸發(fā)量 1060mm(E20 觀測值)，蒸發(fā)量多集中在4一9月，占全年蒸發(fā)量的 72.5% 。

沙子坡鎮(zhèn)至杉樹鎮(zhèn)治理河段位于六井溪河中下游，其中廠溝控制斷面( LJX1+500 集雨面積 50.9km² 主河長 18.09km ，比降 17.24‰ ；小河村控制斷面0 LJX6+100 集雨面積 63.8km² ，主河長 22.78km ，比降14.47‰ ；謝家坪控制斷面（ LJX8+274 ）集雨面積71.1km² ，主河長 24.92km ，比降 13.16‰ ;治理終點石坪村控制斷面( ΔLJX11+906 集雨面積 84.6km² ，主河長28.54km ，比降 10.53‰ 。治理河段防洪保護(hù)對象為居民區(qū)房屋及農(nóng)田，綜合治理長度 10.2km ，其中，新建河道堤防工程長度 7.81km （左岸堤長 4717m 右岸堤長 3093m ，河道清淤疏浚長度 10.2km ，保護(hù)人口0.368萬人，保護(hù)農(nóng)田面積0.168萬畝（1畝約等于667m² )。為全面落實河長制，構(gòu)筑農(nóng)村河道生態(tài)新格局，在滿足河道安全行洪的基礎(chǔ)上，優(yōu)選工程適應(yīng)性好的生態(tài)防洪堤，提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)和行洪能力，促進(jìn)河道水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略深人實施奠定水利基礎(chǔ)。

2 防洪現(xiàn)狀及建設(shè)內(nèi)容

六井溪河流域?qū)儆谏絽^(qū)雨源型河流，洪水陡漲陡落，洪峰流量大，洪期短，洪水過程線單瘦，多為單峰。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及調(diào)查分析，治理河段存在的主要問題（圖1）為： ① 六井溪河現(xiàn)狀河寬約為 11～21m ，局部地段有居民自建堤防，但沒有形成封閉堤防，洪水來臨時將會倒灌進(jìn)人堤防后端對居民、房屋造成威脅；原有河道基本都是天然的土堤，洪水來臨時易對兩岸的居民房屋、農(nóng)田造成嚴(yán)重的威脅。治理河段通過洪水調(diào)查及現(xiàn)狀水面線推算，工程治理河段大部分都達(dá)不到保護(hù)人口段10年一遇、保護(hù)農(nóng)田段5年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。 ② 治理河段內(nèi)有多處無防護(hù)的天然岸坡，岸坡常年被河水沖刷，洪水來臨極易造成崩塌破壞，穩(wěn)定性差，易加劇水土流失，造成塌岸，對周邊居民的生產(chǎn)生活安全造成威脅。 ③ 治理河道蜿蜒曲折，河道淤積嚴(yán)重，河道均為沖積砂卵石覆蓋，厚度 0.5～2m 不等，導(dǎo)致河道行洪能力差。

治理河段防洪堤標(biāo)準(zhǔn)低，河岸沖刷滑塌，河道淤積嚴(yán)重，行洪能力差，洪水來臨時易對兩岸的居民房屋、農(nóng)田造成嚴(yán)重的威脅[5-。為此需按居民區(qū)10年一遇、農(nóng)田5年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，通過修建防洪堤、加固堤腳和河道清淤等工程性措施，有針對性地對河道兩岸進(jìn)行整治，使得當(dāng)?shù)鼐用衲軌蛎馐芊篮闃?biāo)準(zhǔn)以下的洪水災(zāi)害的危害，確保沿河防洪安全、水環(huán)境安全和生態(tài)安全。六井溪河河段綜合治理長度 10.2km 其中新建河道堤防工程長度 7.81km (左岸堤長 4717m 右岸堤長 3093m ，河道清淤疏浚長度 10.2km 。

3生態(tài)防洪堤選擇

3.1工程地質(zhì)條件

治理河段河道呈蛇曲型河段，河床總體平緩。治理河段左右兩岸段河岸局部緊靠山體，地勢較陡，多為植被覆蓋，局部陡峻段基巖出露，山體植被較好，岸坡度多在 45^°～75^° ，山頂高程為 600～700m 。治理河段河床寬 13～25m ，河床大部分寬度小于 20m ，一級階地發(fā)育，高于河床 2～5m ，河床高程為 626.0～529.0m ，河段長為 19.833km ，比降為 0.4% ，河段較平緩。測區(qū)無不利地質(zhì)構(gòu)造及不良地質(zhì)現(xiàn)象，防洪堤沿線無大的崩塌、滑坡等不良地質(zhì)分布，工程區(qū)地形平緩，自然邊坡穩(wěn)定。堤基主要為砂卵石層，抗沖刷能力差、滲透系數(shù)大，基礎(chǔ)開挖存在抗?jié)B穩(wěn)定問題。由于砂礫石以粉砂為主，堤基埋深 1.0～1.5m ，基巖出露段堤基基礎(chǔ)底面滿足防洪堤嵌深。

3.2 堤型方案比選

根據(jù)六井溪河防洪治理整體規(guī)劃，在滿足河道行洪能力的前提下，根據(jù)現(xiàn)有河道地形條件，河道治理的堤線布置，盡量保持原有的天然河道走勢，行洪斷面不滿足的采取拓寬河道寬度。六井溪河綜合治理河段防洪堤設(shè)計盡量利用山體作為一側(cè)屏障構(gòu)建封閉防洪體系，減少堤防的修建。同時，在房屋人口集中的河段修建下河踏步方便人與水的互動。根據(jù)治理河段的地形地質(zhì)、河流水勢和已建河堤現(xiàn)狀，設(shè)計優(yōu)選格賓石籠重力式擋土墻、C20混凝土基礎(chǔ) + 生態(tài)砼護(hù)岸、置石擋墻和砌石生態(tài)護(hù)岸4種堤型進(jìn)行比選，成果見表1。

由表1可知，方案二生態(tài)混凝土雖具有抗沖刷能力強(qiáng)、生態(tài)景觀性良好等優(yōu)點，但其工程占地多、投資大，且河道現(xiàn)狀以天然土質(zhì)邊坡為主，工程適應(yīng)性略差；方案三置石擋墻雖為柔性結(jié)構(gòu)，也具有較好變形適應(yīng)、抗沖刷能力和生態(tài)景觀性，但項目區(qū)范圍內(nèi)的料場里符合該工程所需的塊石開采難度大，開采量達(dá)不到工程填筑材料用量需求；方案一格賓石籠重力式擋土墻雖然投資略高，但是由于用料多導(dǎo)致，該堤型為柔性結(jié)構(gòu)，具有良好變形和抗沖性能，其工程占地少適用于狹窄型治理河段，同時塊石間的間隙有利于水生動植物的棲息繁殖；方案四砌石生態(tài)護(hù)岸既經(jīng)濟(jì)又生態(tài)，為河道內(nèi)的水生植物的生長創(chuàng)造條件，同時也給魚類等水生物提供棲息地與繁殖場所，適用于狹窄型治理河段。根據(jù)治理河段地形地質(zhì)、河堤現(xiàn)狀、建筑材料和工程投資等方面比選，設(shè)計優(yōu)選方案一格賓石籠重力式擋土墻和方案四砌石生態(tài)護(hù)岸相結(jié)合的堤型方案。

格賓石籠網(wǎng)最下層采用格賓石籠的尺寸為寬 2.5m× 高 1.5m ，內(nèi)填塊石，背水面坡比為1:1.5的土石回填。格賓石籠重力式擋土墻防洪堤斷面結(jié)構(gòu)型式，如圖2(a)所示。砌石生態(tài)護(hù)岸是最近興新的護(hù)岸，堤頂寬0.8m ，高度為 4.6～5.1m ，上部為M7.5漿砌塊石，底部為 2.5m 高的置石擋墻。常水位以上采用M7.5漿砌塊石，常水位以下采用M7.5漿砌大塊石基礎(chǔ)的塊石規(guī)格選用比M7.5漿砌石擋墻塊石較大、質(zhì)量較好的塊石作為基礎(chǔ)，縫間填充M10水泥砂漿，迎水面漿不外露。砌石生態(tài)護(hù)岸防洪堤斷面結(jié)構(gòu)型式如圖2(b)所示。

4堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

4.1 堤頂超高

六井溪河沙子坡鎮(zhèn)至杉樹鎮(zhèn)治理河段防洪堤為V等5級建筑物，經(jīng)計算可得，防洪堤堤頂安全超高計算值為 0.459m ，設(shè)計選定安全超高為 0.6m 。堤頂高程按4種情況確定： ① 堤后耕地地面較高，自身可滿足防洪高程，堤防以固腳防沖護(hù)岸為主，堤頂按設(shè)計水位 +0.6m 超高； ② 堤后耕地與設(shè)計水位相差不大，堤頂按設(shè)計水位 +0.6m 超高作為堤頂高程； ③ 當(dāng)設(shè)計水位遠(yuǎn)高于堤后耕地，分2種情況，若堤后僅有小面積耕地遭受淹沒時，可只考慮固腳防沖即可，按耕地高程 +0.6m 設(shè)計堤頂； ④ 若堤后存在大面積的耕地遭受淹沒時，則須按照設(shè)計洪水位確定堤頂高程。

4.2 防洪堤穩(wěn)定計算

治理河段防洪堤穩(wěn)定計算為重力式防洪墻的穩(wěn)定計算，根據(jù)SL379—2007《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》，分別驗算防洪墻抗滑、抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)及地基應(yīng)力。選擇3種計算工況進(jìn)行分析： ① 基本荷載組合（正常擋水/設(shè)計洪水情況)，即自重、靜水壓力、揚壓力、風(fēng)浪壓力、土壓力、冰壓力和人群荷載。 ② 特殊荷載組合I(施工情況)，即自重、土壓力、人群荷載。 ③ 特殊荷載組合Ⅱ（多年平均水位情況），即自重、靜水壓力、揚壓力、風(fēng)浪壓力、土壓力、冰壓力、人群荷載和其他稀遇壓力。格賓石籠網(wǎng)堤選擇最高斷面 4.6m 高、砌石擋墻重力堤選擇最高斷面 5.1m 高的斷面作為典型斷面進(jìn)行計算。防洪堤穩(wěn)定計算成果見表2。

由表2可知，格賓石籠網(wǎng)重力護(hù)岸最小抗滑安全系數(shù) ?K_c=1.351>[K_c]=1.200 ，滿足規(guī)范要求，抗傾最小安全系數(shù) K₀=1.921>[K₀]=1.400 ，滿足規(guī)范要求;砌石擋墻最小抗滑安全系數(shù) K_c=1.321>[K_c]=1.200 ，滿足規(guī)范要求，抗傾最小安全系數(shù) K₀=1.752>[K₀]=1.400 ，滿足規(guī)范要求，防洪堤整體安全穩(wěn)定。

4.3 沖刷深度計算

為了防正洪水出現(xiàn)短暫的集中沖刷現(xiàn)象，堤基埋深不低于沖刷線以下 0.5m 。經(jīng)計算可得防洪堤沖刷深度計算成果，見表3。

根據(jù)表3可知，局部沖刷深度計算值為 0.61～ 0.77m ，中小河洪水來勢兇猛，破壞性較強(qiáng)，因此分別對沖刷岸和淤積岸取埋設(shè)深度，沖刷岸取埋深值為1.5m ，淤積岸取埋深值為 1.0m 。

5結(jié)論

河道作為水系連通及水美鄉(xiāng)村的水資源存蓄和運輸載體，河道治理應(yīng)在滿足防洪抗沖基礎(chǔ)上，合理融人自然生態(tài)理念，以匹配沿河農(nóng)田安全耕種和人民宜居樂居生態(tài)環(huán)境的需求。六井溪河現(xiàn)狀河堤基本為天然土質(zhì)堤，為確保河道行洪安全，設(shè)計盡量維持河道自然形態(tài)，根據(jù)河道地形地質(zhì)等條件優(yōu)選格賓石籠重力式擋土墻和砌石生態(tài)護(hù)岸相結(jié)合的整治方案，有效提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)和營造生態(tài)宜居水系環(huán)境。未來還應(yīng)結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)完善流域預(yù)警信息化，強(qiáng)化智慧水利科技助力流域防汛決策，賦能“河長制\"共同鋪就人水和諧幸福路。

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