中小河流治理工程設(shè)計應(yīng)注意的若干問題

羅 超

(廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院,廣東 廣州 510635)

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中小河流治理工程設(shè)計應(yīng)注意的若干問題

羅 超

(廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院,廣東 廣州 510635)

根據(jù)山區(qū)中小河流的特點,借鑒近幾年全國中小河流治理的經(jīng)驗,結(jié)合廣東省山區(qū)五市中小河流治理項目合規(guī)性審查、初步設(shè)計審查中發(fā)現(xiàn)的一些問題,從平面布置、橫斷面設(shè)計、縱斷面設(shè)計3個方面提出了中小河流治理的設(shè)計技術(shù)方案以及需要注意的幾個問題,對類似中小河流的治理的設(shè)計具有一定的參考作用。

中小河流治理；設(shè)計方案；河道斷面

1 概述

廣東省集雨面積在200～3 000 km2之間的河流共262條,在廣東省境內(nèi)的總集雨面積為11.49萬km2,占廣東省國土面積的64.5%,廣泛分布于粵東、粵西、粵北和珠江三角洲幾大區(qū)域。由于中小河流兩岸水土資源條件相對優(yōu)越,分布著眾多的城鎮(zhèn)、村莊、工礦和灌區(qū),一直以來是區(qū)域防洪保護的重點地區(qū)。但是,與大江大河相比,中小河流的治理仍處于總體滯后的局面,洪澇災(zāi)害頻繁,治理需求迫切。本文以龍川縣鐵場河設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題提出幾點看法。

鐵場河是韓江的二級支流,流域總面積為526.2 km2,主河道長54.7 km,天然落差120 m,平均坡降2‰,其中龍川縣境內(nèi)集雨面積為463.3 km2,河道長51.5 km,平均坡降2‰。

鐵場河主河道彎段較多,沿線鎮(zhèn)區(qū)、村莊較為密集,河道淤積現(xiàn)象嚴重,部分護岸有被淘刷現(xiàn)象,河道整體行洪能力不足兩年一遇,部分位置曾經(jīng)決堤。部分河道淤積嚴重,過流斷面縮窄,岸坡崩塌,阻水嚴重,需要進行清淤拓寬行洪通道及岸坡防護。

鐵場河屬山區(qū)河流,根據(jù)《防洪標準》(GB 50201—2014)及《廣東省山區(qū)中小河流治理工程設(shè)計指南》(試行),同一條河流可根據(jù)不同區(qū)域的保護對象分區(qū)分段確定防洪標準。對于山區(qū)河流,保護農(nóng)田區(qū)的河段治理宜以岸坡防沖、疏通和穩(wěn)定河槽為主要目的,允許洪水在農(nóng)作物耐受時間內(nèi)淹浸農(nóng)田,村莊人口集中區(qū)的防洪標準取5～10年一遇；農(nóng)田因地制宜,按照5年一遇以下防洪標準或不設(shè)防考慮[1]。

2 設(shè)計的技術(shù)方案

河道設(shè)計技術(shù)方案主要從平面布置 、橫斷面設(shè)計、縱斷面設(shè)計3個方面進行分析。

2.1 河道平面布置

河道平面設(shè)計盡量順應(yīng)天然河勢,隨彎就彎,寬窄相宜。對過度彎曲河道裁彎取直,應(yīng)進行充分的分析論證,避免由于過度干預(yù)河道自然形態(tài)產(chǎn)生沖刷、淤積而使洪水情況下災(zāi)害更加嚴重。應(yīng)盡可能保護天然河道自然形成的邊灘和河心灘,對影響行洪的灘地按河道行洪斷面適當清除,以便行洪順暢,避免過度切灘。

岸坡應(yīng)統(tǒng)籌考慮土地利用、沿河綠化等,盡量少占耕地,拆遷房屋,減少征地拆遷費用。鐵場河沿線隨意傾倒垃圾現(xiàn)象明顯,因此平面設(shè)計圖中應(yīng)標明河流左右岸邊線,在河道管理范圍內(nèi)設(shè)置界碑,防止居民隨意向河道傾倒垃圾,保持河道及兩岸環(huán)境清潔衛(wèi)生。河心灘段治理示意如圖1。

圖1 河心灘型河段清淤控制示意

2.2 河道橫斷面設(shè)計

河道橫斷面設(shè)計應(yīng)綜合考慮河道功能、征地拆遷、護岸結(jié)構(gòu)等因素。河道橫斷面按其是否需采取護岸措施可歸納為天然河道斷面、人工河道斷面等。護坡護岸以“安全實用、便于維護、生態(tài)親水”為原則,盡量避免對河道自然面貌和生態(tài)環(huán)境的破壞。護岸的高度應(yīng)根據(jù)設(shè)計洪水成果確定,偏小將造成工程失事,偏大則造成經(jīng)濟上的浪費。

1) 為保持河水與兩岸土體之間的自然交換,同時為水生植物和魚類提供有利的生存條件,鐵場河設(shè)計斷面多采用生態(tài)護坡護岸技術(shù)[2]。如格賓石籠、生態(tài)格網(wǎng)、三維植被網(wǎng)、生態(tài)混凝土、聯(lián)鎖式護坡磚、拋石等,局部采用埋石砼擋墻與漿砌石擋墻等。

2) 鐵場河河道淤積以粉質(zhì)黏土、粉土為主,含有少量砂卵石。清淤土料根據(jù)類型可用于土方回填、護坡填筑等；砂卵石層經(jīng)篩選后可用于埋石砼澆筑、格賓石籠石料填充、卵石路面、機耕路、路面碎石墊層等,既可加快施工進度,同時也可以減少造價且低碳環(huán)保。

石籠結(jié)構(gòu)具有易于施工、適應(yīng)地基不均勻沉降,抗沖能力強、透水性強等特點[3]。在迎流頂沖段多采用格賓石籠擋墻固腳,局部采用埋石砼擋墻,設(shè)計水位以下護坡多采用生態(tài)格網(wǎng),設(shè)計水位以上多采用植草護坡。其中草類應(yīng)選擇以生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)功能優(yōu)先、鄉(xiāng)土植物為主、抗逆性、經(jīng)濟適用性為原則,充分發(fā)揮植物的護坡作用和生態(tài)效應(yīng)[4]。由于山區(qū)河流沖刷較為嚴重,需特別重視抗沖刷問題,因此河流沖刷深度計算應(yīng)根據(jù)其歷史沖刷深度進行復(fù)核。河道治理典型斷面見圖2～3。

圖2 鐵場河固腳護岸典型斷面1

圖3 鐵場河固腳護岸典型斷面2

3) 鐵場河由于上游山高、坡陡,加上中下游人類活動的影響,造成中下游河床多處淤堵,對防洪安全造成較大的不利影響。根據(jù)河道現(xiàn)狀及水面線計算成果,從防洪標準、經(jīng)濟、投資等角度考慮,確定清淤斷面的設(shè)計參數(shù)。對于主河道清淤,以一定的河底高程進行控制,清淤時應(yīng)根據(jù)河道斷面,清理出河道主槽。以恢復(fù)或提高河道行洪、排水能力。清淤疏浚中應(yīng)注意分析河道演變趨勢,不宜改變整治河段的河道比降。

4) 鐵場河屬于典型山區(qū)性河流,洪水陡漲陡落,河道治理以防沖護岸措施為主。由于新建堤防及其配套工程需征用較多的土地、投入較大的資金,也需增加后期運行管理費用,因此盡可能少采用或不采用。對于民房較稀少、分散且數(shù)量較少、地勢相對較高時,考慮山區(qū)洪水影響時間短,易漲易退,可通過洪水預(yù)警等非工程措施,在洪水來臨之前及時轉(zhuǎn)移受影響居民到安全地帶避洪,解決防洪安全問題,盡可能少采用建設(shè)堤防的方案。對于部分村莊人口集中區(qū)的防洪標準達不到防洪要求,確需新建堤防時,不得將洪水淹沒水深大的近岸河灘地和低洼地納入堤防保護范圍,綜合考慮堤線順直、上下游協(xié)調(diào),與原有堤防平順銜接等因素,同時應(yīng)根據(jù)排澇標準復(fù)核排澇設(shè)計方案。

5) 排水溝渠出口、匯水口處應(yīng)增設(shè)橋涵和排水涵管。應(yīng)根據(jù)河岸地形、排水量復(fù)核涵管位置、數(shù)量和管徑。做好管周防滲設(shè)計,同時應(yīng)根據(jù)排澇標準復(fù)核排澇設(shè)計方案。

6) 對于水陂、橋梁等攔(跨)河建(構(gòu))筑物,為了水流銜接的需要,應(yīng)在水陂(橋)上、下增設(shè)橫斷面。

7) 為方便岸坡交通及日常巡查、群眾生活需要,在河道岸坡適當?shù)奈恢迷O(shè)置交通道路。可采用碎石路面或泥結(jié)石路面,主要用于岸坡交通及村莊機耕道路。

8) 橫斷面設(shè)計時,在滿足行洪安全的前提下盡量保留岸邊竹林、樹木,在防止堤岸崩塌、維護河道形態(tài)的基礎(chǔ)上維護建設(shè)生態(tài)岸線。另外,在城鎮(zhèn)河段兩岸,結(jié)合工程措施適當設(shè)置一些便于后期維護管理的景觀,包括岸邊綠地、休息座椅、親水平臺、親水臺階、休閑小徑等。為附近居民提供一個休閑娛樂的去處,也為鎮(zhèn)區(qū)改善和美化周邊環(huán)境提供示范與基礎(chǔ)。

親水平臺宜設(shè)置在常水位變幅小于0.5 m的人口聚集地河段,親水臺階宜設(shè)置于常水位變幅在0.5～2.0 m之間的河段,親水平臺與親水臺階周圍應(yīng)設(shè)置安全護欄,親水平臺高程略高于設(shè)計常水位高程。

2.3 河道縱斷面設(shè)計

1) 河道縱斷面應(yīng)根據(jù)河道現(xiàn)狀縱坡擬定,盡量不出現(xiàn)反坡。但對河道深槽應(yīng)予保留。

2) 對于上游河道,由于河道比降大,洪水來去快,流速大,水流對岸坡沖刷嚴重并攜帶大量砂石使下游河道產(chǎn)生淤積,嚴重的可能產(chǎn)生泥石流等災(zāi)害。

對于此類河道,除適當建設(shè)護岸外還應(yīng)修建一些格柵壩和攔砂壩等,攔截砂石的基礎(chǔ)上減緩河道比降,改善河道水流。

由于河道上游多數(shù)在山區(qū)內(nèi),一般情況下格柵壩和攔砂壩在洪水期對水位的壅高不會對防洪對象產(chǎn)生不利影響,為降低投資,選擇比降大、河床基礎(chǔ)條件較好且較狹窄處修建。

圖4 格柵壩、攔砂壩修建位置平面示意

對于中下游河道比降大、水流湍急,下切比較嚴重的河段,為保證河床穩(wěn)定,應(yīng)修建攔砂壩攔截泥沙,回淤河道,防止河床進一步下切,避免危及兩岸邊坡安全。如鐵場河中游駱歧石碑下村段鐵場河支流石龍水河道沖刷嚴重,石龍水河道水位逐年降低,原主槽河床大片裸露變?yōu)闉┑?與鐵場河匯合后,鐵場河干流石龍水匯入口至駱歧水口大橋段也呈沖刷趨勢。為減緩河道下切,此處新建攔砂壩如圖5。

圖5 鐵場河駱岐石碑下村處攔砂壩斷面(單位：mm)

3 結(jié)語

中小河流治理是一項惠澤民生、造福人民的公益性工程,工程建成后對防洪減災(zāi)、改善民生具有重大意義,通過以上設(shè)計工作的總結(jié),為以后的設(shè)計工作和需要注意的一些問題提供參考,以期科學(xué)合理地開展中小河流治理工作。

[1] 水利部. 防洪標準：GB 50201—2014[S]．

[2] 李志光,陳群,李秀慧. 河流生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào),2009(9)：40-41．

[3] 趙小利. 格賓網(wǎng)在陜西省浐河、灞河生態(tài)治理工程中的應(yīng)用[J].設(shè)計與施工，2006(6)：50-52．

[4] 韓玉玲,岳春雷. 河道生態(tài)建設(shè)——植物措施應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社,2012．

(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)

Attentions in Small and Medium River Design Engineering

LUO Chao

(Guangdong Hydropower Planning & Design Institute, Guangzhou 510635，China)

Based on the characteristics of small and medium rivers in mountainous area, in references of the whole country’s governance experience in recent years, and combined with some problems found in the project review of the compliance and primary design of five mountainous cities in Guangdong Province small and medium river treatment work, some problems should be paid highly attention on, and design scheme of the project are proposed in terms of plane layout, cross section design and profile design. This study can be provided as references for future studies on small and medium rivers treatment.Key words: small and medium river treatment； design scheme

2016-05-10;

2016-06-05

羅超(1987),男,本科,助理工程師，從事水利水電工程設(shè)計工作。

TV85

B

1008-0112(2016)05-0099-04