河流梯級水利水電防洪存在主要問題及對策研究

薛 冬

（太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002）

1 冶峪河河道防洪工程現狀

1.1 冶峪河河道防洪工程概況

冶峪河位于晉源區北部、化工排洪溝的南部。冶峪河起源于山西太原市西山的廟前山，由西北向東南流向，經淳化縣城在涇陽縣口鎮三王溝入境，在口鎮出谷到三原魯橋鎮雙河口入清峪河。冶峪河上游村段長為1 120 m，河道比較狹窄，村民的房屋與泄洪河相鄰，河寬為12 m，冶峪河的下游化工排洪河是冶峪河最大的支流。

1.2 冶峪河洪災原因

冶峪河河道是屬季節性比較強的山洪河道，在北部與九院沙河相接，南部風峪河相鄰，在祥云橋北部進入汾河，其流域內的洪水具有較強的突發性。上游河流的流速比較快，含沙量高，不僅具有較強的沖刷力，還具有破壞力；下游河段的縱坡相對比較緩，水流的速度慢，使上游的水土流失至此形成沉淀和淤積，抬高了河床，部分河段已成為了地上懸河。

1.3 冶峪河洪水分析

在冶峪河河流下游建有董茹水文站，控制的流域面積為18.9 km2，根據《山西省水文計算手冊》實施了比較詳細的分析，出山口的斷面流域的面積相差較小，在各種頻率中其洪水設計結果如表1所示。

表1 冶峪河斷面設計洪峰流量成果匯總表單位：m3/s

2 冶峪河河道防洪工程中存在的問題

經過長期對冶峪河河道的現場調查并與相關部門進行有效的對接，冶峪河主干流的出山口到入汾河口防洪和河道出現的問題比較多，主要表現在以下幾個方面。

2.1 河道兩側堤防低

由于降水是冶峪河洪水的主要成因，具有很強的突發性，而且兩側堤防比較低，在洪水頻發的季節，一旦水位超過規定的警戒線，極易發生洪澇災害，給附近的村民會造成嚴重的生命威脅和財產損失。

2.2 河道生態缺失

冶峪河流域生態的缺失，使包括人類在內的動植物失去了正常的生存空間。在河道的枯水期，流水量會減少，并且基本為污水，斷面不足，致使河道的過濾能力不夠，河道內的污水比較嚴重[2]。

3 冶峪河河道防洪工程治理對策

3.1 冶峪河河道防洪工程治理

3.1.1 河道防洪治理范圍和內容

對河道兩側進行清障，根據沿河道路對河道兩側護岸實行拆除或者重建；構建生態河床景觀，有效解決河道兩岸污水排河排污問題，在上游對河道進行補水，讓清水復流。

3.1.2 河道防洪工程建設標準

按照《城市防洪工程設計規范》和《太原市防洪排澇專項規劃》（2014～2020）[1]，冶峪河防洪標準為設計流量190 m3/s，化工排洪河匯入后，冶峪河設計流量252 m3。

3.2 冶峪河河道防洪工程布局

3.2.1 冶峪河河道防洪治理工程

根據沿河道路工程同步進行，在濱河西路到汾河口，位于汾河公園范圍內，結合設計河道縱坡對河道實施清淤工作。化工排洪河接入口到濱河西路橋河段，根據沿河的道路布局重建河道的護岸，采用復式河槽斷面。治理措施有線狀河床清淤，河床生態修復、新建復式河槽擋墻等。化工排洪河南北兩河交接處到規劃入冶峪河處，總長大約2 265 m，河道全部是新建河道。

3.2.2 冶峪河防洪工程計算

根據《堤防工程設計規范》，堤頂超高計算公式為：

式（1）中，Y表示堤頂超高（m）；R表示設計波浪爬高（m）；e表示設計風壅增水高度（m）；A表示安全加高（m），不允許越浪2級堤防取0.8 m。

計算設計波浪爬高，需先按公式（2）～（4）計算相關波浪要素：

式（5）、（6）中：Rp表示累積頻率為p的波浪爬高(m)；K△表示斜坡的糙率及滲透性系數；Kv表示經驗系數；Kp表示爬高累積頻率換算系數；m表示斜坡坡率；表示堤前波浪的平均波高(m)；Ro表示無風情況下，光滑不透水護面K△=1時的波浪爬高(m)。

風壅水面高度計算，風壅水面高度按下式計算：

式（7）中，e表示計算點的風壅水面高度（m）；K表示綜合摩阻系數，可取K＝3.6×10-6；β表示風向與垂直于堤軸線的法線的夾角（度）。其他符號同上。根據以上計算結果，堤頂超高為0.9 m。

4 結論

冶峪河的支流主要是降雨形成，河道防洪工程具有很強的突發性，會為當地的經濟和人民的財產造成巨大的經濟損失，給當地人民的生活帶來不便。冶峪河河道防洪工程設施建設不夠完備，急需加快河道防洪工程的設施建設，全面提高冶峪河流域抗洪災的抵抗能力，構建冶峪河流域防洪工程體系，加大河道防洪工程管理力度，努力把洪災造成的損失降到最低，確保冶峪河流域生態環境和經濟的可持續發展。