陵川縣白洋泉河河道治理工程設計分析

摘 要：簡述了白洋泉河的概況，分析了白洋泉河現狀及主要問題，從工程任務與規模、工程總體布置等方面，重點介紹了白洋泉河河道治理工程農村段的設計情況。

關鍵詞：白洋泉河；河道治理；農村段

1 概況

白洋泉河是丹河的一級支流，發源于陵川縣平城鎮楊寨村，于澤州縣東下村鄉棘針掌匯入丹河干流，流域總面積625.3km2，流域長度48km，平均寬度13.65km，平均縱坡10.2‰。

河道設計治理長度9.5km，分縣城段和農村段兩部分。縣城段治理長度2.65km，起止樁號0+000～2+650；農村段分3段，治理長度為6.25km，起止樁號為4+300～5+670、16+670～17+786、39+466～43+230；支流入河口治理長度0.8km。

2 任務及規模

工程任務為保護各治理段范圍內的人口、耕地和交通道路的防洪安全，理順紊亂的河道，減少河床擺動，清理河床淤積，根據治理河段現狀布置堤防。縣城段河道保護6個村、1.2萬口人、800畝耕地、1條縣道，1座橋梁及4條鄉村道路的防洪安全；鄉村段河道保護6個村、0.9萬口人、2500畝耕地、1條高速公路、2條縣道、4座橋梁及7條鄉村道路的防洪安全。

根據《防洪標準》（GB50201-94），工程治理范圍內沿河兩岸村鎮人口少于20萬，工礦企業基本屬于小型，防洪等級標準為：縣城段Ⅳ等，鄉村段Ⅴ等；重現期適合采用縣城段20年一遇，農村段10年一遇。

3 水文地質條件

3.1 水文

根據《山西省水文計算手冊》對河道分段進行洪水計算。白洋泉河治理河段分段洪峰流量結果如下：（1）云谷圖段防洪標準為10年一遇，河道最大設計洪峰流量為47.2m3/s；（2）潞城段河道設計標準為10年一遇，河道最大設計洪峰流量為192m3/s；（3）丈河村段河道設計標準為10年一遇，河道最大設計洪峰流量為228m3/s。（4）支流羊河段防洪標準為10年一遇，河道最大設計洪峰流量為40.2m3/s。

3.2 地質

本區地貌形態主要為黃土丘陵區，剝蝕侵蝕嚴重，溝谷發育，大部為平緩低山，以剝蝕為主。治理段地形總體平坦開闊，地表覆蓋上更新統黃土，侵蝕下切及水土流失嚴重，河床普遍淤積提高，沿岸黃土沖溝及階地發育，主河床較窄，形成較寬的河漫灘。巖性為第四系全新統沖積物。地下水含水類型主要為松散巖類孔隙水，次為巖溶裂隙水及少量上層滯水，松散巖類孔隙水主要賦存于第四系松散及堆積層中；裂隙水埋藏于基巖石灰巖巖溶裂隙中，上層滯水零星分布于人工填土和第四系粘性土中。

區內未見自然不良地質現象。由于本區地勢平坦，不會發生大滑坡、泥石流等不良地質現象。根據實地踏勘和調查區域地質資料，在工程區及其附近不存在全新活動斷裂構造，也未發現滑坡、崩塌、泥石流、采空區、地面沉降等不良工程地質作用。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），確定堤防工程區地震動峰值加速度為0.05g（相當于地震基本烈度Ⅵ度），不考慮地震液化問題。

4 工程現狀及問題分析

4.1 工程現狀

陵川縣位于山西省東南端，屬太行山革命老區，是全省“兩區”開發縣（區）之一，經濟基礎相對薄弱。近年來，全縣大力實施“生態立縣、工業強縣、開放活縣”三大戰略，努力轉變經濟發展方式，縣域經濟快速發展。隨著城市建設的快速發展和河道兩岸居民生產活動的加快，天然河道被擠占現象越發嚴重。如本工程縣城段全長2.65km全被擠占或開墾種植；農村段全長6.85km，全部被開墾種植。以上種種現象致使河道的行洪能力傷失或大大減弱。

4.2 問題分析

數十年來，全縣降水量偏少，河道基本常年干涸，即便在汛期也是少水，河道防洪重要性得不到體現。同時由于河道在管理方面存在諸多難題，城市快速發展產生的大量建筑和生活垃圾隨意傾倒河道內，嚴重堵塞河道；河道沿線居民則大面積開墾河床，加速河道兩岸水土流失，岸線破損，生態多樣性處于劣勢，急需改善。

山體森林覆蓋水平較低。如若突發較強降雨，將給河道沿線農田、廠礦和居民人生財產帶來巨大損失。因此，治理本工程勢在必行。

5 工程設計

5.1 工程布置原則及堤型選擇

5.1.1 工程布置原則

工程堤防布置服從河流的流域規則，利于工程安全和綜合效益的發揮；堤線走向與布置位置，應服從河流的治導線；堤距應能滿足河道過水斷面要求，保證設計的洪峰流量能安全通過；河道底坡基本按河道現狀底坡進行布置。

5.1.2 堤型選擇

根據工程實際情況，堤防型式主要有漿砌石護岸堤防和漿砌石重力式堤防兩種。護岸堤防頂寬0.5m，迎水坡比1：1.5，背水坡比1：1.0；重力式堤防頂寬0.5m，迎水面直墻，背水面坡比1：0.35；堤內均設有Ф50mmPVC排水管，梅花型布置，間距2.0m，后設反濾；堤防每隔10.0m設分縫，縫填聚乙烯閉孔泡沫板。

5.2 堤頂高程的確定

根據《堤防工程設計規范》GB50286-2013，堤頂高程應按設計洪水位加堤頂超高確定。

河道設計水深采用規范推薦的公式，逐段試算，公式為：

堤頂安全高度采用下式計算：

Y=R+e+A

5.3 堤腳防沖設計

根據《堤防工程設計規范》GB50286-2013，堤壩沖刷深度按下式計算：

5.4 堤防穩定計算

計算考慮堤防抗滑和抗傾覆兩種狀態。

抗滑穩定計算采用抗剪強度公式：

5.5 支流入河口治理

匯入口堤防型式為M7.5漿砌石重力式堤防，堤防頂寬0.5m，迎水面直墻，背水坡比1：0.35；堤內設有Ф50mmPVC排水管，梅花型布置，間距2.0m，后設反濾。堤防每隔10.0m設分縫，縫填聚乙烯閉孔泡沫板。對匯入口河床全斷面鋪設鉛絲石籠治理。

作者簡介：王陵峰，男，現工作于晉城市陵川縣水務局。