陜西省中小河流治理工程設(shè)計思路與注意事項(xiàng)

張潤平

（陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院 陜西 西安 710018）

1 陜西省中小河流概況

陜西省河流數(shù)量眾多，分布廣泛，以秦嶺為界分屬黃河、長江兩大水系，大部分為流域面積在200km2～3000km2內(nèi)的中小河流。據(jù)統(tǒng)計，全省中小河流共有262條，其中黃河流域164條，長江流域98條。由于河流兩岸水土資源條件相對優(yōu)越，沿岸人口密集，分布著眾多的城鎮(zhèn)、工礦區(qū)、經(jīng)濟(jì)區(qū)和糧食主產(chǎn)區(qū)。

2 存在問題及治理規(guī)劃情況

新中國成立以來，在國家的號召與大力支持下，陜西省組織開展了大規(guī)模的防洪建設(shè)，對主要江河進(jìn)行了不同程度的治理。經(jīng)過60年的建設(shè)，大江大河及其主要支流以堤防、防洪控制性樞紐工程等為主的防洪體系框架基本形成，主要江河基本能防御常遇洪水。然而，在省江河防洪體系中，中小河流防洪仍然是一個薄弱環(huán)節(jié)，特別是中小河流數(shù)量多、分布廣，許多中小河流只是在20世紀(jì)50～80年代通過群眾投勞進(jìn)行過一些治理外，大部分沒有得到系統(tǒng)和有效治理。與大江大河相比，中小河流防洪基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，許多中小河流防洪標(biāo)準(zhǔn)僅3～5年一遇，有的甚至沒有設(shè)防，加之一些中小河流流域水土流失嚴(yán)重，攔河設(shè)障、向河道傾倒垃圾、侵占河道等，使河道萎縮嚴(yán)重，常遇洪水下就可能發(fā)生較大洪澇災(zāi)害。多數(shù)中小河流仍處于“大雨大災(zāi)、小雨小災(zāi)”的局面。特別是近年來極端天氣事件增多，小流域常發(fā)生集中暴雨，對中小河流沿岸的重要城鎮(zhèn)和農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)防洪安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，加快重點(diǎn)地區(qū)中小河流治理顯得十分迫切。

黨中央、國務(wù)院高度重視中小河流治理工作，已把中小河流治理作為改善廣大農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施條件，加強(qiáng)三農(nóng)工作的重要內(nèi)容。從2008年10月開始至2009年上半年，陜西省水利廳、水利部及財政部相繼完成了《陜西省重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》、《全國重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）。其中《全國重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》已經(jīng)水利部、財政部審定正式下發(fā)，主要建設(shè)內(nèi)容包括新修堤防及護(hù)岸、加高加固堤防、新改建穿堤建筑物和河道清淤等。

從2009年下半年開始，列入《規(guī)劃》的2009年～2011年中小河流治理試點(diǎn)項(xiàng)目全面展開。陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院在熟悉前期工作，掌握相關(guān)政策的前提下，發(fā)揮防洪專業(yè)設(shè)計優(yōu)勢，相繼承擔(dān)了全省十多個縣的中小河流治理工程初步設(shè)計工作，其中5個項(xiàng)目初設(shè)成果已通過省水利廳的初審。在初審過程中，專家們提出了很多寶貴意見。為提高陜西省中小河流設(shè)計工作質(zhì)量，使設(shè)計工作更加完善，在總結(jié)專家意見的基礎(chǔ)上，根據(jù)我院的設(shè)計實(shí)踐，現(xiàn)整理出陜西省中小河流防洪治理工程初步設(shè)計的一些思路及應(yīng)注意事項(xiàng)，與大家交流共勉。

3 設(shè)計思路

3.1 設(shè)計原則

服從全國及陜西省中小河流規(guī)劃的總目標(biāo)和總要求。堅持以人為本，以保障人民群眾的防洪安全作為中小河流治理的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。堅持突出重點(diǎn)，以提高重要城鎮(zhèn)、農(nóng)田保護(hù)區(qū)的防洪能力作為重點(diǎn)，工程選址時優(yōu)先考慮洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生、對人民生命財產(chǎn)威脅嚴(yán)重急需治理的河流和河段。堅持人與自然和諧共處，既有效防御洪水，又安排好洪水出路，體現(xiàn)不與河爭地，不過分縮窄河道的原則。因地制宜、注重實(shí)效，從當(dāng)?shù)氐姆篮閷?shí)際出發(fā)，找準(zhǔn)需要治理河流的重點(diǎn)河段、關(guān)鍵環(huán)節(jié)與薄弱部位，采取經(jīng)濟(jì)、適用、有效的措施，優(yōu)先解決最突出的問題，講求治理效益。

3.2 工程建設(shè)內(nèi)容及防洪標(biāo)準(zhǔn)

（1）本次治理建設(shè)內(nèi)容主要是解決鄉(xiāng)鎮(zhèn)及較大面積的農(nóng)田保護(hù)問題，基本不涉及縣城防洪。治理標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格依據(jù)規(guī)劃要求確定，保護(hù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的河段一般按20年一遇洪水設(shè)防；保護(hù)農(nóng)田鄉(xiāng)村的河段一般按10年一遇洪水設(shè)防。

（2）工程位置、規(guī)模要遵循規(guī)劃批復(fù)內(nèi)容，不能有太大出入，這一點(diǎn)在項(xiàng)目查勘過程中應(yīng)及時與地方水利部門交流溝通，初步達(dá)成一致意見。

（3）工程建設(shè)的必要性及河道洪水災(zāi)害情況的敘述要清楚明了，工程存在問題要與工程設(shè)計內(nèi)容相互對應(yīng)。

（4）工程的設(shè)計水平年原則上按2020年考慮，設(shè)計建設(shè)期為2009年～2011年。

3.3 工程平面布設(shè)

（1）堤距與堤線的確定要依據(jù)規(guī)劃、可研等前期工作成果，通過多種方案比選來確定。其中，堤距選取應(yīng)在遵循充分保護(hù)農(nóng)田與嚴(yán)禁侵占行洪河道的原則下，合理確定；堤線布設(shè)要充分考慮地形、地貌、地層巖性及河床演變趨勢。

（2）堤防工程平面布置應(yīng)確定：堤防各直線段的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、分段長度；各彎道段的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、園弧半徑、園弧角度、弧線長度等參數(shù)。

3.4 結(jié)構(gòu)形式選擇

（1）堤防。堤身一般為土結(jié)構(gòu)，陜南堤防可采用砂石結(jié)構(gòu)，迎水坡比多為1∶2，可采用干砌石、漿砌石及植物護(hù)坡等多種形式；背水坡比一般為1∶1.5或1∶2，采用植草護(hù)坡。堤防坡比應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定計算復(fù)核。堤頂寬度應(yīng)考慮工程等級、工程施工、工程維修、防汛搶險等要求后綜合確定，一般采用3m～6m；兼作公路的，可根據(jù)交通要求確定。

（2）護(hù)岸。護(hù)岸形式的選擇應(yīng)結(jié)合水文、地質(zhì)、地形、河流形態(tài)、建筑材料、施工條件、工程造價、運(yùn)行管理、生態(tài)、周圍環(huán)境等條件進(jìn)行綜合考慮。護(hù)岸結(jié)構(gòu)多采用坡式砌石或格賓網(wǎng)護(hù)岸，護(hù)腳部分的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)岸坡情況、水流條件和材料來源，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。渭北土石山區(qū)、陜北黃土高原溝壑區(qū)和陜南秦巴山區(qū)水流速度大，受水流頂沖強(qiáng)烈河段，護(hù)岸可采用漿砌塊石墻式護(hù)岸和護(hù)腳。

（3）清淤。對淤積嚴(yán)重的河段和卡口段應(yīng)進(jìn)行清淤設(shè)計。清淤工程按照降低投資，保證行洪暢通的原則進(jìn)行。清淤開挖的土石應(yīng)盡可能利用，以降低工程造價并減少棄渣量。清淤范圍和深度，依據(jù)上下游河段的情況確定，必要時也可采用綜合措施。

（4）穿堤建筑物。原則上與堤防交叉的各類建筑物宜選用跨越的型式，需要穿堤的建筑物要合理規(guī)劃并減少其數(shù)量。各類穿堤建筑物應(yīng)根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)用要求、堤防工程的級別和結(jié)構(gòu)等情況，選擇安全合理的位置和交叉連接結(jié)構(gòu)型式。穿堤建筑物不得影響堤防的管理和防汛運(yùn)用，不得影響防汛安全。

3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

（1）按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中推薦的公式計算堤頂高程時，波浪爬高所選用的風(fēng)速、風(fēng)向及風(fēng)區(qū)長度等參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理確定。

（2）堤身斷面結(jié)構(gòu)計算時，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初擬幾種堤防的設(shè)計斷面，分別進(jìn)行滲流穩(wěn)定計算和滑動穩(wěn)定計算。但根據(jù)洪水特性及堤基透水情況判斷堤防不存在穩(wěn)定滲流工況時，可不考慮該工況下的相關(guān)穩(wěn)定計算。

（3）堤身防護(hù)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)堤身防護(hù)洪水、雨水沖刷的要求確定防護(hù)結(jié)構(gòu)類型，可采用漿砌石護(hù)坡、干砌石護(hù)坡、砼網(wǎng)格植物護(hù)坡、草皮護(hù)坡等類型。部分受主流頂沖堤段可修建護(hù)基壩垛。防止洪水沖刷的砌石護(hù)坡頂面高程可按設(shè)計洪水位加0.5m超高確定，護(hù)坡等基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)滿足洪水沖刷深度要求。沖刷坑深度計算時，應(yīng)考慮河道有無灘地分布的實(shí)際情況。沖刷坑過深，難以開挖基坑或開挖基坑過深不經(jīng)濟(jì)的，可采用抬高基礎(chǔ)底面高程，并在基礎(chǔ)外預(yù)拋散石或鉛絲籠石進(jìn)行加固的防護(hù)方式。

（4）防浪墻的高度，一般以不超過1.2m為宜（以使在防汛期間，能觀察到堤外的水位變化及護(hù)坡是否被沖壞等情況，在旅游地區(qū)還可以供人們欣賞堤外風(fēng)光）。

（5）穿堤建筑物的結(jié)構(gòu)大多是鋼筋混凝土或漿砌石；穿堤建筑物的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)與所在堤防的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，并不低于堤防的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；建筑物與堤防連接處的防滲設(shè)計尤應(yīng)引起重視。

4 初步設(shè)計工作應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）首先應(yīng)仔細(xì)解讀領(lǐng)會水利部水規(guī)計【2009】497號文件精神及《全國重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》內(nèi)容，了解陜西省重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃中關(guān)于本河流安排的建設(shè)任務(wù)及內(nèi)容。

（2）根據(jù)規(guī)劃內(nèi)容，初步設(shè)計的工作重點(diǎn)是對原有堤防、護(hù)岸進(jìn)行除險加固，適當(dāng)布設(shè)必要的新建工程。因此首先對現(xiàn)有堤防的現(xiàn)狀、存在問題、加固的必要性和迫切性進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查研究，然后根據(jù)具體要求進(jìn)行有針對性的工程加固設(shè)計。

（3）水文資料要詳實(shí)、準(zhǔn)確，計算過程要合理，計算成果要通過現(xiàn)場調(diào)查歷史洪水進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計過程要充分利用工程地質(zhì)勘察成果，不能相互脫節(jié)。

（4）鑒于工程為限額設(shè)計，國家只補(bǔ)貼工程直接費(fèi)用，因此工程征占地與移民占壓投資部分應(yīng)實(shí)事求是，不易夸大。若甲方要求，可單獨(dú)列出。

（5）中小河流防洪非工程措施項(xiàng)目列入有關(guān)水利專項(xiàng)建設(shè)規(guī)劃實(shí)施，本次設(shè)計不予涉列。

（6）對于礙洪建筑物（橋梁、廠房等）報告中建議相關(guān)部門拆除重建，但投資自行解決，設(shè)計概算中不予考慮。有些需要與城建相配套的景觀工程只能作為建議，投資不予考慮。

5 結(jié)語

通過以上設(shè)計經(jīng)驗(yàn)交流，希望能使設(shè)計人員少走一些彎路，給地方政府提供更加科學(xué)合理的設(shè)計成果，為陜西省中小河流治理項(xiàng)目盡快實(shí)施發(fā)揮效益盡一份力量。陜西水利