淺談吉安縣油田鎮防洪綜合整治工程設計

李騰飛

（江西省吉安縣水利局，江西 吉安 343100）

0 引言

小流域的氣候環境、水文特點決定了治理的特殊性，流域防洪任務仍然是小流域治理的根本與核心。傳統治理措施十分單一，導致治理效果不明顯，并且破壞了原有的生態岸線和地形地貌，同時片面的采取硬化措施往往會造成綠化面積減少，土壤截蓄雨水的能力下降，使徑流系數提高，增加了河道的洪澇風險。為達到人防與技防相結合的目的，防洪治理通常采用護岸防洪、堰壩防洪、水庫調蓄、防洪監測和防洪預警等工程與非工程措施。

根據《江西省重點中小河流治理實施方案》，吉安縣油田鎮確定了綜合防洪治理項目，河道治理方案以河道疏浚、卡口清障，維護、穩定現有河型、河勢為主，對全河段進行清淤清障、岸坡規整、加固岸坡。項目始終以生態保護為主線，保護油田圩鎮，統籌采取相關措施，提升工程經濟效益和生態效益。

1 基本現狀

1.1 工程現狀

油田鎮防洪工程位于吉安縣同江上游，流域地形以丘陵盆地為主，森林植被較好。流域內水系發達，河道蜿蜒曲折，河底寬20 m～25 m。流域內多年平均降水量1540 mm，多年平均蒸發量為1050 mm。整治河段末端控制斷面集水面積328 km2，工程區段河床縱坡降約為1/1170。工程河段內屬高丘區河流，其河道平面形態為彎曲型，曲折多變，沿程寬窄相間，急彎卡口多，岸線和床面極不規則；河床縱剖面較陡，床面起伏大，存在多個折點。岸坡土質大都為砂壤土，表層有耕作土和人工填筑土，抗沖能力較差，兩岸農田耕地和房屋經常遭到淹沒和沖毀，部分河段已逼近居民住房，威脅當地群眾的生命財產安全。

1.2 工程建設的必要性

油田鎮為沿同江河右岸建設的集鎮，集鎮地勢低洼，大部分河岸不滿10年一遇防洪要求，每年汛期洪澇成災，圩鎮被淹，居民生活受洪水困擾頻繁，內外交通受阻；河床床面起伏大，彎灘相間，沖刷與淤積交替；河道急彎卡口多，河勢不穩，阻水、卡水現象普遍，河岸迎流頂沖，急流傍岸，岸線受沖嚴重，岸坡陡峻，崩岸現象屢屢發生。為保障人民群眾生命財產的安全，提高城鎮防洪減災能力，保障區域防洪安全和糧食安全，促進鄉村振興建設，支撐區域經濟社會可持續發展，建設吉安縣油田鎮防洪工程是非常必要的。

2 工程總體設計

為達到河道治理效果，以河道疏浚、卡口清障，維護、穩定現有河型、河勢為目的，油田鎮防洪工程整體設計思路為疏浚、清除河道卡口的障礙；對迎流頂沖及急流傍岸河段開展護岸及建設水坡的附屬工程。結合油田鎮建設規劃需求，工程建設以河道疏浚、河道護岸、水陂加固為主，保護油田鎮圩鎮防洪安全。

吉安縣油田鎮防洪工程防護區為圩鎮，主要保護1個鄉鎮，保護人口0.7萬人，保護面積0.5萬畝。根據《防洪標準》（GB 50201-2014）、《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013），河道及堤防工程設計洪水標準為10年一遇（P=10%）。工程為Ⅴ等，主要建筑物為5級，臨時建筑物級別為5級。設計枯水位采用12月至次年2月多年平均枯水位。

工程河岸治導線基本沿河岸布置，與河勢相適應，不侵占河道行洪斷面，寬度基本保持現狀河槽寬，治導線岸坡不陡于1∶2。

2.1 河道疏浚工程設計

河道曲折多變，沿程寬窄相間，急彎卡口多，岸線和床面極不規則，沖刷崩岸與淤積共存，影響河道行洪。本次設計結合整治河道范圍內河床實際淤積，分段進行疏浚，疏浚以機械為主，人工為輔，疏?？傞L度為6042 m。重點對以下河段進行整治：①修整沙洲，消除卡口；②對河床淤積較嚴重且縱坡不平順河段進行重點清淤，調整底坡；③重點對河道彎曲段凸岸側淤積嚴重的河段進行清淤；適當對不平順河道沼澤化河灘進行規整，增大過水斷面面積；④散點清淤。其余河段有較多散落的堆積物等，進行散點清淤。部分河段河槽大于或基本滿足設計河道橫斷面要求，或一側河岸岸坡不陡于1∶2，雖然河床不太規整，河床已淤的較小面積與洪水期大的行洪面積相比，可以忽略不計。天然河床已沖淤平衡，不對其進行人工疏浚整治。

2.2 河道護岸設計

油田鎮大部分河岸未進行人工整治，在水流長期沖刷作用下，逐步形成緊靠堤腳的深水河槽，河水直沖堤腳，汛期風猛浪高，風浪直接破壞河岸坡腳，致使沿江岸坡塌岸嚴重，形成直立陡岸。對河道用干砌石進行護岸。

2.2.1 干砌石護坡厚度計算

說是機遇，是因為整個行業高端化轉型的提速，推動了市場準入門檻的大幅提升，一些低端產品、山寨品牌被快速淘汰，而它們空出來的市場份額，則成為了有實力的龍頭企業新的市場增長空間。同時，急速變革的市場，也刺激消費需求的多元化、理性化，賦予了市場更大的增長潛力和想象空間，廚電企業擁有了更廣闊的發展平臺。長遠來看，步入調整期的廚電市場，為行業巨頭的誕生提供了更多的契機。

干砌石護坡厚度按《碾壓式土石壩的設計規范》（SL 274-2001）計算，見下式：

式中：D為塊石的換算球形直徑，m；Kt為隨波率變化的系數，查表取值 1.4；ρk為塊石密度，t/m3；ρw為塊石密度，t/m3；m為坡率；hp為累積頻率為5%的波高，m；t為護坡厚度，m。

因Lm/hp＞15，取t=1.82D/Kt。

經計算，干砌石護坡厚度t=0.28 m。參照其它工程經驗及滿足施工要求，取0.3 m。

2.2.2 護岸工程砂卵石反濾層厚度的確定

參照已建工程經驗，干砌石下反濾層厚度為0.15 m。

2.2.3 護岸工程上、下限的確定

式中：Δhp為從河底算起的局部沖深；α為水流流向與岸坡交角，α=50°；m為防護建筑物迎水面邊坡系數，m=2；d為坡腳處土壤計算粒徑，d=1 cm；VJ為水流的局部沖刷流速，m/s；Q為設計流量，m3/s；W為原河道過水斷面面積，m2；Wp為河道縮窄部分的斷面面積，m2。

本河段設計洪水時，水流平均速度為1 m/s～1.8 m/s，取1.8 m/s，經計算得：Δhp＜0。根據全省經驗，本工程護岸固腳下限置于河床最大沖刷線0.5 m以下。交通橋下游擋墻下限置于河床最大沖刷線1 m以下。

2.2.4 干砌石護岸的標準斷面

干砌石護岸的標準斷面為：先將陡于1∶2的岸坡削成1∶2邊坡，局部坑洼回填混合砂卵石。干砌石厚0.3 m，其下設砂卵墊層厚0.15 m。封頂為干砌石，寬1 m，厚0.3 m。

2.3 附屬工程水陂設計

2.3.1 陂堰過流能力

陂堰過流能力按堰流計算，見下式：

式中：b為溢流堰每孔凈寬，按溢流堰總寬61.6+2=63.6 m；H0為堰上總水頭，m；m為自由溢流流量系數，本設計按Ⅲ型折線堰的流量系數取值，m=0.378；σs為淹沒系數，按克-奧型低堰取值，均有hs/H0＜0.5,σs=1；σc為側收縮系數，σc=1；n為孔數，n=1；Q為流量，m3/s。

2.3.2 消能防沖計算

收縮斷面水深hc按下式計算：

式中：E0為上游總水頭，m；φ為流速系數，取0.8；q為單寬流量，m3/（s·m）；g為重力加速度，m/s2。

2.3.3 穩定計算

閘壩抗滑穩定按抗剪公式進行計算，見下式：

式中：K為抗剪計算的抗滑穩定安全系數，要求基本組合時K≥1.05；f為根據工程地質提供的設計參數，壩基砼與建基面的抗剪摩擦系數取0.40；∑W為作用于計算截面以上壩體的全部荷載（包括揚壓力）對滑動平面的法向分值，104N；∑P為作用于計算截面以上壩體全部荷載對滑動面功向分值，104N。

水陂由多種閘堰組成，平面上似異形堰，經設計計算，溢流堰堰體為圓角折線型堰體（Ⅲ型），為20%埋石C20砼，堰寬64 m，堰頂高程40.70 m，頂寬1 m，上游圓角半徑為0.25 m，下游圓角半徑0.8 m，堰與消力池連接圓弧半徑1.25 m，頂圓弧與底圓弧間為直線連接，底面深入巖層，底高程為36.00 m，底寬4.5 m，底部上游外伸1.0 m，上游面高程38.00 m為折坡點，以上為1∶0，以下為1∶1；控制段邊墻為20%埋石C20砼，頂高程42.92 m，底高程為36.00 m。

3 結論

（1）小流域防洪具有特殊性，洪水期間會有短時間的暴漲暴落，若不能很好運用其特點，可能導致小流域范圍內民眾財產受到損毀，生命受到威脅[1]。因此，生態小流域治理應將工程措施與非工程措施結合，形成小流域防洪的安全網。

（2）吉安縣油田鎮防洪綜合整治工程，針對河道流域特點，采取疏浚、河岸護理和水坡重建等措施，發揮聯動綜合效益，使各項經濟指標均滿足工程經濟評價合理性的要求，具有較好的防洪效益、社會效益和生態環境效益。