南水北調對城市防洪的影響處理方案

□ 李維東 □ 蘇衛濤 □ 李延峰

（1河南省水利勘測設計研究有限公司；2河南省防汛抗旱指揮部辦公室）

1 項目背景

南水北調中線工程是一項跨流域、跨省市的特大型水利工程，是優化我國水資源配置的戰略性基礎設施。其輸水總干渠起自丹江口水庫的陶岔渠首，經河南省的南陽、平頂山、許昌、鄭州、焦作、新鄉、鶴壁、安陽及河北省的邯鄲、邢臺、石家莊，終至北京市頤和園的團城湖，全長1274km。焦作城區段作為南水北調唯一從中心城區穿越的地段，并且總干渠在焦作城區段為高填方渠道，建成后在城區形成一道堤壩，造成南水北調總干渠左側的排水由坡面流變為了集中出流，同時也切斷了中心城區的排水系統。每逢汛期，洪水受總干渠阻擋，發生橫向串流，造成內澇現象的發生，不僅嚴重威脅著城區群眾生命財產安全和總干渠安全，同時還會對南水北調中線工程的水質造成威脅。

2 工程概況

為解除南水北調總干渠的建設對焦作市中心城區防洪安全造成的隱患，計劃在南水北調總干渠北側綠化帶內新建截洪溝，以承接城區坡面排水和市政雨水管道來水，解決城區排水系統出路受阻問題；同時整治城區內與南水北調總干渠交叉的5條河道自西向東分別為白馬門河、普濟河、群英河、翁澗河、李河，以滿足城市防洪規劃要求，解決交叉斷面以下河道排水能力不足的問題。

3 影響處理方案

3.1 防洪標準

根據《焦作市城區防洪規劃報告》，焦作市城區5條河流防洪標準為50年一遇，新建的截洪溝按城市排澇10年一遇標準。

3.2 處理范圍

根據焦作城區段總干渠防洪影響評價和現狀河道過流能力分析及存在問題，按照《焦作市城區防洪規劃報告》確定治理范圍。

白馬門河處理范圍為從總干渠上游約200m至大沙河；普濟河、閆河、翁澗河、李河均為從總干渠上游約200m至新河。普濟河防洪規劃為入大沙河，從新河至大沙河段暫不列入本次處理范圍。

總干渠左岸截洪溝處理范圍為從白馬門河右岸至李河左岸。

焦作市城市防洪工程等別為Ⅱ等，城市防洪工程設計標準為50年一遇；本次規劃治理的5條河道白馬門河、普濟河、群英河、翁澗河、李河，堤防等永久性主要防洪建筑物級別為2級，護岸等次要防洪建筑物級別為3級，臨時性建筑物級別為4級；焦作市城區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g。

3.3 處理措施

3.3.1 河道

3.3.1.1 河線布置

原則上遵循《焦作市城區防洪規劃報告》中確定的河線走勢，局部河段根據最新地形、地物和城市建設情況適當調整。據此確定治理河長為:白馬門河3.90km，普濟河2.90km，群英河3.09km，翁澗河3.13km，李河2.88km。

3.3.1.2 縱斷面確定

治理河道范圍內河線布置基本與原防洪規劃一致，在河道與南水北調總干渠交叉位置及下游入河口位置河底高程已確定的情況下，根據河道治理長度較短、縱穿城區的特點，為創造沿線良好的水流條件，營造優美城市景觀，河道縱坡采用一個坡度，不設變坡點。據此確定治理河道縱坡分別為:白馬門河1/593，普濟河 1/304，群英河 1/273，翁澗河 1/361，李河 1/427。

3.3.1.3 橫斷面形式

經比選分析，河道斷面采用上緩下陡復式斷面，主槽基本滿足防洪設計水位不出槽，采用12°傾角（坡比1:0.21）的近矩形斷面，自嵌式生態擋墻護岸，兩側堤防原則上僅需滿足超高要求，堤防內外邊坡坡比均為1:2.50，堤防與主槽之間設人行馬道。治理河道主要斷面要素見表1。

表1 河道主要斷面要素表

3.3.2 堤防

治理范圍內河道防洪設計水位不出主槽，防洪設計水位以上兩側筑堤以滿足相關規范超高要求；對部分拆遷難度較大河道治理段，采用直立式防洪墻代替堤防；另外部分河段緊鄰道路，在滿足防洪超高要求的前提下綜合考慮以路代堤。

3.3.2.1 堤防頂高程

根據防洪設計水位推求成果，確定堤頂超高見表2。堤頂高程為防洪設計水位加相應堤頂超高。

表2 堤頂超高成果表

3.3.2.2 堤防斷面

治理范圍內5條河道堤防均為新筑土堤，堤防高度一般為1～2m，堤頂寬6m，采用單式梯形斷面，堤防內、外邊坡均取1:2.50。

治理范圍內局部河段采用防洪墻代替堤防以節約空間，防洪墻形式在保障墻頂高程和安全穩定的前提下，可根據甲方要求結合城市景觀規劃統一設計。防洪墻采用漿砌石結構，墻頂寬0.50m。

3.3.3 河道護砌

河道治理范圍內護岸統一采用自嵌式擋墻形式，擋墻砌塊采用C30干硬性混凝土添加纖維和耐磨顆粒在高頻震動下快速成型，具有良好的抗沖耐磨性能。

基礎和壓頂均采用C25混凝土現澆，斷面尺寸分別為0.50m×0.30m（寬×厚）、1.50m×0.50m（寬×厚）。

墻后排水層采用級配碎石，層厚0.40m。

自嵌式擋墻基礎埋深1.50m，設漿砌石護腳，護腳頂面向河道中心方向延伸長度為2m，底部延伸長度3.50m，護腳斜面坡比1:1，護腳前端埋深2m。

3.3.4 截洪溝

3.3.4.1 河線布置

根據方案比較結果擬將截洪溝設置在站南路人行道南側，距南水北調干渠中心線約100～140m。由于甕澗河以東段近期道路規劃設計無站南路，為在保證總干渠安全和綠化帶景觀效果的基礎上控制工程投資規模，擬將該段截洪溝設在綠化帶北邊緣內。

3.3.4.2 斷面形式

截洪溝橫斷面型式以梯形斷面明渠為主，局部結合景觀要求采用圓管。明渠襯砌采用C20混凝土結構，厚10cm，下設沙石墊層，厚30cm；圓管采用鋼筋混凝土結構承插管，下設C15墊層，厚10cm。管道段每隔40m，設檢查井一處。

3.3.4.3 道路方案

截洪溝與現有及規劃道路交叉時，截洪溝為圓管型式的溝段，在保證道路安全及截洪溝自身運行安全的情況下，仍采用圓管型式穿越道路；截洪溝為明渠型式的溝段，采用涵洞穿越交叉道路。擬修建過路涵4座，分別位于人民路、政一街、山陽路及中原路。

4 結論

通過工程的修建，可消除防洪標準下的南水北調中線干線的建設對焦作市城區防洪的影響。一旦遭遇焦作市城區河道發生超標準洪水，河道內仍是主要的行洪通道，同時南水北調中線干線左岸會形成一定范圍的壅水，影響范圍和壅水時間有限。

焦作市南水北調防洪影響處理工程的實施，對保證總干渠的正常運行，減免或減輕總干渠修建給當地造成的不利影響，消除防洪安全隱患有重要意義，使區域內的村莊、耕地和公共設施的安全得到有效保障。

[1]梁春娣.城市防洪規劃中幾個問題的探討[J].科技情報開發與經濟,2009（04）.

[2]李志強,魏智敏,盧雙寶.南水北調沿線城市水環境建設的初步探討[A].2004北京城市水利建設與發展國際學術研討會論文集,2004.