清姜河防洪工程堤線布設方案探析

郭蔚

（陜西省水利電力勘測設計研究院陜西西安710001）

清姜河防洪工程堤線布設方案探析

郭蔚

（陜西省水利電力勘測設計研究院陜西西安710001）

本文結合清姜河防洪工程現狀，分析了影響防洪工程堤線布設的主要因素，對堤線進行了優化布設，為類似防洪工程堤線布設提供借鑒。

防洪工程；堤線設計；方案探析

1 清姜河防洪工程概況

清姜河是渭河右岸一級支流，源頭位于秦嶺北麓玉皇山北坡，在寶雞市渭濱區流入渭河，清姜河干流總長43.0km，流域面積237km2，河道平均比降31.8‰。

清姜河防洪工程位于寶雞市渭濱區，工程治理范圍上起鐵路橋，下至姜潭橋，治理段全長2.60km。設計防洪標準為30年一遇洪水[1]。

2 堤線布設考慮的因素

2.1 河道現狀

清姜河治理河段基本為天然岸坎，局部段落分布有沿岸企業自行修建的護岸工程，但標準低、不連續，無法滿足防洪要求。據調查，左岸現狀護岸長776.34m、右岸1008.39m，漿砌石結構為主，迎水坡坡度為55°～80°，高度2.5m～7.5m。迎水坡大部分砌石開裂、砂漿脫落，尤其在迎流頂沖段，漿砌石基礎開裂，洪水淘蝕懸空、滑塌嚴重[2]。

目前，清姜河治理段存在的主要問題：

（1）防洪工程未進行統一規劃，防洪體系不完整。河道兩岸分布有護岸工程，但段落不連續，大部分建設標準低，破壞嚴重。

（2）現狀治理河段基本為天然岸坎，岸坡無護砌。洪水期由于河道比降陡，水流急，水流淘刷和洪水漫溢現象嚴重，防洪壓力大。

（3）現狀堤頂管理道路不連續。無專門防汛道路，只能依托現有城區及鄉村路，不能滿足防汛搶險及日常管理要求。

（4）目前人為侵占河道、建筑垃圾傾倒現象嚴重，尤其城區段支流河道部分河段過窄，影響行洪安全。

（5）防洪非工程措施不完善，工程管理設施落后。

2.2 河道洪水特性

清姜河流域的洪水來源于上游秦嶺山區，主要由暴雨形成。暴雨的特性和流域的下墊面條件決定著洪水的特性，該流域的洪水最早出現在4月～5月，其量值較小，年最大洪水出現在7月～9月較多，10月份由于受霪雨影響，也有洪水發生[3]。

據洪水資料統計，洪水峰型呈單峰、雙峰和復峰，雙峰和復峰洪水中，主峰位置一般偏后；一次洪水過程，單峰約1天～2天，雙峰或復峰約3天左右，一次洪水歷時最長為5天，主峰歷時約1天～2天[4]。

從渭濱區地形地質情況看，地表覆蓋層薄，匯流時間短，地形坡比大，容易形成具備較大沖擊力的地表徑流，導致山洪暴發。由于洪水形成時間短、峰高量大，流速快，極易對岸坎側蝕淘刷，造成重大損失。

2.3 河道特點

（1）洪水量級大：多年來洪災給渭濱區造成的巨大損失，均是短時間強降雨造成災害。

（2）防洪能力薄弱：清姜河現狀多為天然岸坎，局部分布有沿岸企業自行修建護岸工程，但標準低、不連續，無法滿足防洪要求。

（3）河道縱坡大，易形成地質災害：流域內暴雨強度大，加之山高坡陡，河道縱坡大，容易引起滑坡、泥石流和塌岸等，阻塞河道，影響過洪。

（4）與河爭地，束窄河道：兩側道路和農田均依河兩岸而建，部分地段農田和建筑物過分侵占河道，沿河道兩岸一些企業和群眾隨意侵占河堤或臨時建設房屋，擠占河道，致使有的河段突然縮窄，有的突然放寬，甚至形成折線和急彎，阻塞河道的行洪斷面，造成洪水下泄不暢，易形成水災。2.4河道演變分析

治理段河道從斷面形態上可分為兩種特征。上世紀50年代寶雞發電廠引水樞紐建成后，由于溢流堰導致河床升高，造成堰上游局部河段淤積，溢流堰及沖砂閘下游河床沖刷下切，在下游形成約330m深槽峽谷段，深約15m，寬約15m～30m，目前形態已基本穩定。峽谷上游及下游段河道沿線地勢較為平緩，河道斷面呈平緩的“U”字型形態[5]。

清姜河為山區性河流，治理段位于山前丘陵和渭河谷地，根據現狀調查走訪和地形圖套繪，該段河道地形地貌、地質結構無大的差異，河道橫向變化較小，平面上基本無大的擺動，治理段河道河勢基本穩定

2.5 河道堤距分析

堤距確定是多因素的，從河道的行洪安全考慮，河道寬度越大，水深越淺、流速越小，洪水的破壞性越弱，越有利于工程安全，但勢必占地增多，拆遷難度增加。特別是山區，土地資源十分寶貴，為減少占地，減小拆遷難度，僅對局部不合理堤線進行優化拓寬。本次設計堤線基本沿現狀岸坎或高灘布設，對現狀岸坎彎折、凸出及水流不平順段，按照有條件時盡量拓寬河道的原則進行局部調整，確保堤距不小于現狀堤距和設計最小堤距[6]。根據水面線計算成果，最小面寬為49.2m～142.1m。依據經驗公式計算的設計最小堤距為49m。

綜合分析，充分考慮治理段河道現狀及水面線計算成果，確定治理段河道最小堤距為49m。

3 影響堤線布設的因素分析

根據清姜河治理段的河道現狀、地形、地質條件，水文泥沙特性，河床演變特點，沖於變化規律，最小堤距等因素分析，結合治理段社會經濟發展要求，堤線布設時在自然因素和社會因素的基礎上，結合治理段的實際情況分析[7]，堤線優化布設綜合考慮以下主要因素：

（1）考慮治理段范圍內現有的堤防、岸坎、橋梁以及兩側交通道路等因素進行布線，使其與河勢、橋梁建筑物等相適應，與洪水主流線大致平行；

（2）考慮與上下游、左右岸的相協調，各堤段平緩連接，不采用折線或急彎，使堤線力求平順，使其形成完整的防洪體系；

（3）在滿足最小堤距和防洪安全的前提下，根據地形條件，盡可能減少拆遷占地；

（4）清姜河現狀河道兩岸堤線較順直，但岸坡陡峻、河床下切，大的河勢基本穩定。因此堤線布設盡量維持現狀地形地貌、維持現有岸坡和高坎。

（5）要考慮便于施工、注重工程的生態性，外觀協調美觀。

4 堤線的布設

治理段中部建有寶雞發電廠引水樞紐一座，目前已停用。該引水樞紐建成后，在溢流堰及沖砂閘下游，造成河床沖刷下切，在下游形成長約330m的深槽峽谷段，溢流堰與沖砂閘下游深槽之間形成夾心高灘。由于溢流壩斷面上下游水位高差約12m，此處平時為瀑布景觀。因此本段為天然的瀑布、峽谷及夾心高灘段，加之兩岸為紅色粉質壤土，景觀獨特。根據現狀調查，目前本段河槽基本穩定，為了維持本段的獨特自然景觀，本段不采取工程措施[8]。

本次以溢流壩下游峽谷段為界，分為峽谷上段及下段兩段進行布設。

4.1 治理上段堤線布設

上段上起橋梁廠鐵路大橋，下至電廠溢流壩，治理河道長1.06km。本段現狀河道寬約57m～162m，兩岸間隔分布有現狀堤防護岸。沿線地形主要為二、三級階地，高出河槽約3m～8m。

本段左岸布置堤線起始點位于鐵路橋橋臺，堤線沿天然岸坎外沿向下游布置，其中第一段為岸頂3m寬鄉村砼路面，岸坡擬進行砌護整治，對岸頂路面加以利用，布置為新修護岸工程；以下至燈泡廠大橋段現狀為自然高坎，堤線沿高坎外沿布置，與燈泡廠橋臺自然連接，岸坡擬進行砌護；燈泡廠大橋～發電廠引水樞紐左側引水閘上游擋墻段，擬沿現狀堤防布置，堤頂高程基本滿足要求，擬對堤頂加寬、堤坡砌護，工程布置為新修護岸。

上段右岸沿線為天然岸坎，坎頂外側基本為企業單位、養殖場、抽水站及居民房后墻等，根據現場踏勘及地質評價對于部分護岸表面平整，座漿牢固，填筑質量較好，無塌陷及裂縫現象，局部基礎淘蝕懸空，擬對該部分進行基礎加固處理。其余各段堤線基本維持現狀，沿岸坎外沿布置，擬對岸坡進行砌護整治，布置為新修護岸。右岸上段堤線共長1041.55m。4.2治理下段堤線布設

本段上起發電廠引水樞紐溢流壩下游峽谷段出口處，下至姜潭橋，治理河道長1.21km。本段現狀河道寬約50m～110m。

本段左岸第一段為自然高坎，堤線沿岸坎外邊沿至寶雞鋼廠邊墻外側處。第二段為民房后墻邊，部分砌護，但基礎埋深較淺，堤線在不影響民房的前提下盡量順直、平緩。以下至姜潭橋現狀為自然岸坎，沿岸頂布置堤線與下游姜潭橋橋臺自然銜接。設計對左岸坡進行護砌整治，工程布置為新修護岸。

右岸第一段沿線基本為居民小區，工廠企業，局部段有漿砌石防護，但不滿足設計要求，基礎埋深不夠，拆除重建。堤線布置沿邊墻盡量順直、平緩。設計對岸坡進行護砌整治，布置為新修護岸。以下至姜潭橋橋臺段為已成堤防，根據現場調查，護岸表面平整，座漿牢固，填筑質量較好，無塌陷及裂縫現象，局部基礎淘蝕懸空，本處進行基礎加固處理，堤線維持現有堤防與姜潭橋自然銜接，設計對基礎進行加固，布置為基礎加固。

5 結語

防洪工程堤線布設是工程設計的主要內容，對防洪工程的安全運行及工程造價有著決定性的影響，而布設堤線又受到各種因素的影響，要滿足不同工程不同功能的要求，堤線布設時應做到以下幾點：

（1）堤線布置應與治理段河勢相適應，盡量保持河道的自然特性，并能形成完整的防洪體系。

（2）堤線布置應考慮各種因素的影響，綜合考慮利弊得失，結合工程實際情況進行布置。

（3）堤線布置應與工程所處區域的現狀設施結合，并與周圍環境協調一致。陜西水利

[1]張斌等.寶雞市渭濱區清姜河益門鎮重點段防洪工程初步設計報告[R]，西安：陜西省水利電力勘測設計研究院，2015.

[2]GB50286-2013，堤防工程設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[3]崔承章等.治河防洪工程[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

（責任編輯：唐紅云）

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