查子溝“8·12”水毀修復工程設計

孫起山，鄭冬生，張東方

（北京市密云區水務局，北京 101500）

1 查子溝概況及水文

1.1 流域概況

查子溝位于密云區巨各莊鎮東北部，與太師屯鎮龍潭溝相接，查子溝兩側山峰較高且坡面陡，河道匯流較多，查子溝整體河道縱坡過大，對河道沖刷嚴重。根據北京市水文總站編制的《密云區水資源評價》，密云區多年平均天然徑流量年徑流量31 074.20萬m3，年徑流深136.40 mm，年徑流系數0.21。

1.2 水文

1.2.1 氣象

該地區屬于暖溫帶季風型大陸性半干旱氣候，春季干旱多風少雨；夏季受大陸低壓和太平洋高壓影響，炎熱多雨；秋季天高氣爽，冷暖適宜，但降溫很快；冬季受西伯利亞和蒙古高壓控制，干旱寒冷少雪。四季分明，干濕冷暖變化明顯。多年平均降水量648 mm，降水量年內分配不均，6—8月份降水占全年的76.50%；年際間變幅也較大，多雨年降水量是少雨年的2.80倍；空間變化由東北向西南呈略減趨勢。

1.2.2 洪水

受氣候條件的影響，工程區降雨量在年際間、年內各月間的分配極不均勻。1959年年降雨量977.20 mm，1999年年降雨量336.40 mm，兩者相差640.80 mm。年降雨量80%集中在6-9月份，加之地形因素，極易形成暴雨。當暴雨產生的地表徑流超過溝谷、河道的排泄能力不足而泛濫成災，則發生暴雨洪水災害。暴雨洪水還極易引發山區泥石流災害。

密云地區的洪水、泥石流災害是由暴雨產生的，因此具有來勢兇猛，歷時短，強度大、防御難的特點。

因無實測資料，此工程采用經驗公式計算洪峰流量，查北京市水文手冊二冊，洪水分區圖，此次工程流域分布于Ⅲ區，設計洪峰流量經驗公式計算方法：

式中：Q—設計洪峰流量，m3/s；N—重現期10/20年，a；F—流域面積，hm2。

計算結果見表1。

表1 查子溝不同位置洪峰流量表

2 查子溝“8·12”災后現狀

由于此次強降水時間短、強度大、雨勢急，查子溝的護村堤及街坊路不同程度受損，有的被沖毀，導致洪水上岸，致使大量民房受損，部分民房坍塌；各自然村的護地堤受損嚴重，導致農作物大面積受災，部分農作物絕產；暴雨導致部分河道淤積嚴重，洪水上岸，部分農橋被洪水所沖毀，為居民出行造成了極大的不便。為保證周邊群眾生命財產安全以及日常出行，并且讓村民能及時搶救受損農作物，查子溝的修復工程勢在必行。見圖1。

圖1 “8·12”災后現狀圖

3 水毀修復工程建設的必要性

3.1 是加快災區河道基礎設施的修復重建，迅速恢復人民群眾正常生活的需要

密云區此次降雨由于時間短、強度大、雨勢急，共導致全區穆家峪、太師屯、北莊、巨各莊、大城子、新城子、古北口、東邵渠8個鎮96個村不同程度受災。其中穆家峪、太師屯、北莊、巨各莊、大城子5個鎮75個村受災嚴重。

此水毀修復項目的建設將有助于查子溝受災居民的日常出行，修復完善河道、護村堤、街坊路、護地堤等設施，以確保汛期安全，避免再次發生嚴重洪澇災害。

3.2 是恢復災區正常社會秩序，維護當地社會穩定的需要

此次“8·12”大暴雨災害造成了生命財產損失，給災區居民的身心造成了嚴重的傷害，面對洪水無情的殘酷現實，災區居民經受著嚴峻的考驗，盡快恢復災區的正常社會秩序，做好災區居民的思想工作對維護社會穩定起著尤為重要的作用。

此項目通過對河道基礎設施的修復重建，能夠盡快恢復災區居民正常的生活秩序。同時，是各級黨委政府和廣大黨員干部牢固樹立執政為民理念，進一步密切黨群血肉聯系，讓人民群眾切切實實感受到黨和政府是為人民服務的體現。

3.3 是做好城市防災救災減災工作的需要

此項目及時、快速地實施是保障災區居民正常生活的需要，是弘揚北京精神、體現北京速度、北京實力與凝聚力的需要，是增強國民信心，體現共產黨立黨為公執政為民的需要，是中國向世界展示實力和水平的需要，在全國能夠起到振奮人心的作用。

4 水毀修復工程任務和規模

4.1 工程建設任務

此次工程任務主要對災后查子溝進行修復。工程主要內容包括：修復護村堤2 560 m；街坊路4 055m2，修復漿砌石護地堤7 825 m，河道、塘壩及水庫清淤60 700 m3，新建鋼筋混凝土板橋16座。

4.2 工程規模

防洪標準：設計洪水根據水利部、建設部1995年頒布的《防洪標準》，確定該工程防洪標準為：村莊參照20 年一遇洪水標準，河道參照10年一遇洪水標準作為該工程的防洪設計標準。

5 水毀修復工程設計

5.1 設計依據

此次查子溝“8·12”水毀修復工程設計依據為：《防洪標準》《水利水電工程工程量計算規定》《水利水電工程初步設計報告編制規程》《水利水電工程等級劃分及洪水標準》《堤防工程設計規范》《河道整治設計規范》《漿砌石壩設計規范》《建筑結構荷載規范》《建筑地基基礎設計規范》《混凝土結構設計規范》《構筑物抗震設計規范》。

5.2 設計原則

5.2.1 突出重點，統籌兼顧

堅持優先解決關系居民基本生活保障的實際問題，區別輕重緩急，切實保證災區居民生活生產快速恢復正常。

5.2.2 從實際出發，因地制宜

根據當地實際情況，在分析問題、需求和建設可能的基礎上，合理確定建設內容和規模。

5.2.3 以人為本，尊重受災戶意愿

切實維護項目實施中的知情權、參與權和監督權。

5.2.4 政府資金支持與多渠道籌措資金相結合

在市政府的幫助下，區政府應動員當地各種力量投入災后重建工作，增強自我發展的能力。

5.3 工程具體設計

此次查子溝水毀修復工程以防洪為主，兼顧美觀、生態，盡量保持原河道自然特性。

根據水利部、建設部1995年頒布的《防洪標準》，確定該工程防洪標準為：村莊參照20年一遇洪水標準，河道參照10年一遇洪水標準作為該工程的防洪設計標準。

根據項目區1:2 000地形圖，并通過實地考察，現狀主河槽較為規整，故設計平面布置沿原河道所在位置，河道中心線基本沿原河道中心線方向。

根據10/20年一遇洪峰流量，按下面的明渠均勻流公式計算斷面過流能力：

式中：Q—設計洪峰流量，m3/s；ω—過水斷面面積，m2；C—謝才系數；R—水力半徑，m；i—水力比降。

根據多年經驗，此次工程設計將防護村莊安全護堤采用抗沖刷更強的混凝土護堤，護地堤仍使用漿砌石護堤。

5.3.1 混凝土護堤設計

工程涉及混凝土護堤結構有3種，分別為：

基礎上2 m混凝土護堤，護堤基礎深0.50 m，寬1.90 m，基礎需做C10 混凝土墊層，基礎開挖時應開挖至新鮮基巖，堤身高2 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預留一排DN80排水管。

基礎上2.50 m混凝土護堤，護堤基礎深0.50 m，寬2.05 m，基礎需做C10 混凝土墊層，基礎開挖時應開挖至新鮮基巖，堤身高2.50 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預留一排DN80排水管。

基礎上3 m混凝土護堤，護堤基礎深0.50 m，寬2.20 m，基礎需做C10 混凝土墊層，基礎開挖時應開挖至新鮮基巖，堤身高3 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預留一排DN80排水管。

5.3.2 漿砌石護堤設計

此工程涉及到的漿砌石護堤結構有4種，分別為：

第1種護堤結構：基礎上1.50 m漿砌石護堤，護堤基礎深0.50 m，寬1.45 m，基礎需做在新鮮基巖之上，堤身高1.50 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.30，堤體中間位置需設置一排DN80排水管。

第2種護堤結構：基礎上2 m漿砌石護堤，護堤基礎深1 m，寬1.90 m，基礎需做在新鮮基巖之上，堤身高2 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.30，堤體中間位置需設置一排DN80排水管。

第3 種護堤結構：基礎上2.50 m 漿砌石護堤，護堤基礎深1 m，寬2.55 m，基礎需做在新鮮基巖之上，堤身高2.50 m，頂寬0.50 m，迎水面坡比1∶0.10，背水面坡比1∶0.40堤體中間位置需設置一排DN80排水管。

第4種護堤結構：基礎上3 m漿砌石護堤，護堤基礎深1 m，寬2.80 m，基礎需做在新鮮基巖之上，堤身高3 m，頂寬0.50 m，迎水面坡比1∶0.10，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預留一排DN80排水管。

5.3.3 農橋設計

“8·12”大暴雨沖毀查子溝內16 座農橋，原有農橋為村民自行建設，材質有混凝土管橋、混凝土板橋等。普遍存在橋孔過小，容易堵塞的情況。所以此次修復將采用鋼筋混凝土板橋的形式，單孔跨度≥4 m，橋墩為M10漿砌石，基礎需做在新鮮基巖之上。

5.3.4 街坊路設計

此次災害沖毀查子溝村街坊路4 055 m2，修復時道路基層為15 cm厚級配砂石，面層為15 cm厚抗折4.50 MPa混凝土。

5.3.5 清淤清障設計

此次暴雨致使大量砂石、柴木及垃圾進入河道，對河道行洪產生了極大的影響。河道按照平均10 m 寬，0.50 m 深進行淤堵清理。

根據河道現狀及防洪設計標準，工程修復河道長度6 330 m。修復護堤使用混凝土7 215.60 m3，M10 漿砌石36 670.45 m3；修復農橋16 座；修復街坊路4 055m2；河道整體（含塘壩及庫區）清淤60 700 m3

6 結語

綜上所述，查子溝“8·12”水毀修復工程是災后重建工程，要及時修復災區基礎設施，必須在較短的時間內又好又快地恢復河道的排洪功能，迅速恢復人民群眾的正常生活，維護社會穩定，為密云區經濟發展及居民生命財產的安全提供保障，以推動密云區工農業生產的可持續發展。