惠州市仲愷高新技術產業開發區河道整治設計方案綜述

2022-09-22 03:08:14方程

黑龍江水利科技 2022年8期

方程

(韶關市水利水電勘測設計咨詢有限公司惠州分公司，廣東惠州 516008)

1 高新技術產業開發區河道現狀分析

1.1 項目背景

高新區是惠州市高新技術產業的基地，甲子河和肋下河是境內主要河流，由于河道排水不暢，河道狹窄淤積，樹木、跨河公路等阻水建筑物增加，再加上局部地段沒有整治而阻水嚴重等多種因素，3-5a一遇的暴雨便會造成工業區大范圍受淹。對甲子河和肋下河全面改造，不僅能大大提升沿河區域的土地利用價值和商業開發價值，同時也使高新區內各個區域之間的聯系變得更加緊密，對于促進和加快高新區科技新城建設有著深遠意義。

1.2 河道現狀與存在主要問題

甲子河(陳江五一段)、肋下河(惠河高速以下段)河道主要存在的具體問題如下：

1)現狀甲子河河道非常狹窄，過水斷面平均底寬只有10m左右，肋下河河道較窄，過水斷面平均底寬15m左右，部分斷面過水面積相差懸殊。

2)現狀河道走向彎曲，水流狀態差，洪水期間對岸坡的沖刷非常嚴重，同時河道淤積現象嚴重。

4)河道上跨河橋梁、陂頭阻水嚴重，河道邊坡雜樹雜草叢生使得河道阻水很嚴重，影響了河道的行洪能力。

1.3 河道現狀防洪能力復核

本次對甲子河陳江五一段和肋下河惠河高速以下段現狀20a一遇洪水的水面線進行了復核。

1)邊界條件。考慮到20a一遇時，甲子河現狀大部分區域均出現漫堤，現狀水位較難確定，為更好地反映本河段整治前后的效果，本次計算該河段的現狀水面線起推水位采用《仲愷區河涌綜合治理規劃報告》中的甲子河肋下河匯入口處20a一遇的規劃水位，與規劃水面線起推水位一致為10.35m。

2)河道糙率。根據水力計算手冊，經綜合分析，河道現狀糙率取0.032。

3)設計洪峰流量。甲子河陳江五一段為173.65m3/s，肋下河為132.36m3/s。

4)河道斷面。采用本次實測河道斷面。

5)水面線計算。根據擬定的洪水組合、起始斷面水位以及河道糙率，采用《水利水電工程設計計算程序集》天然河道水面線程序進行水面線計算，水面線計算原理采用伯努里方程。

為了降低傳感器節點的能量消耗,每個傳感器節點在一個數據重構周期內僅需采集部分感知數據,并將其傳輸至匯聚節點.與文獻[12]類似,匯聚節點可以通過廣播或者預設的方式將采樣率分發給網絡中的所有傳感器節點.每個傳感器節點即可根據該采樣率隨機選擇在當前采樣周期內是否需要采集感知數據并將其傳輸至匯聚節點.在每個數據重構周期結束后,匯聚節點根據接收到的感知數據集構造觀測矩陣Y和投影矩陣B,首先將接收到的xi,jΔt填充至觀測矩陣Y的第i行第j列,然后將投影矩陣B中相同位置上的元素置1.最后,運行第3節中介紹的矩陣補全算法重構感知矩陣X,補全所有未傳輸的感知數據.

6)橋梁、陂頭壅水。陂頭壅水采用堰流公式計算；對沒有淹沒橋面的板橋，本次采用堰流公式計算；對淹沒橋面的橋梁和過水面積較小的拱橋采用橋孔流量公式。

根據以上參數，計算可得現狀水面線成果，分析顯示在起推水位采用下游整治后的規劃水位的條件下，由于河道過水斷面不足，阻水建筑物較多，使得大部分區域20a一遇水位超過地面高程較多，不能滿足防洪要求，急需對河道進行整治。

2 高新技術產業開發區河道整治設計方案

2.1 河道整治方案設計原則

針對河段存在的問題，本次河道整治主要遵循以下的原則對河道進行治理：

1)疏浚拓寬河道。現狀河道淤積、過水斷面不足，行洪能力不夠是造成洪水期淹沒兩岸的主要原因之一，因此本次通過疏浚挖深、拓寬河道來增加河道的行洪能力。

2)改造河道上沿線的阻水建筑物。現狀河道上有硬殼陂頭及過水面積小的橋梁，阻礙了河道的行洪能力，壅高洪水位，因此，本次需對這些建筑物進行改造，以增加這些建筑物的行洪能力；

3)新建堤防。考慮到兩岸部分地面高程較低，河道疏浚拓寬后洪水仍然會淹沒地面，因此，在部分河段新建堤防，以保護兩岸農田和居民點。

4)護坡。為防止洪水期對兩岸的沖刷，本次整治需對兩岸邊坡進行護坡[1-2]。

2.2 河道整治方案

2.2.1 河道斷面方案

本次河道斷面最大不能超過原規劃斷面，結合現狀實際情況，本次擬定了兩個方案：

方案一：甲子河：終點(樁號1812)-陳江大道橋(樁號1412)、樁號996-樁號457：采用復式斷面，底寬24m，底層邊坡1∶0.1，高3.0m，平臺寬1.0m，上層邊坡1∶2.5；其余河道斷面采用矩形斷面，底寬26m。肋下河：采用復式斷面，底寬20m，底層邊坡1∶0.1，平臺高程9.5m，平臺寬約1.3m，上層邊坡1∶2.5。

方案二：在方案一的基礎上，甲子河和肋下河的底寬都減小5m，即甲子河復式斷面底寬19m，矩形斷面底寬21m，肋下河底寬15m，其余與方案一的一致。

2.2.2 建筑物方案

1)甲子河：

甲子河現狀河道建筑物主要有陳江大道橋、利新橋(廢棄)以及雙孖陂水閘。

陳江大道橋過水平均寬度約為20.7m，梁底高程10.3m，經計算在規劃情況下其壅水僅為0.1m，考慮其為剛剛建好的大橋，且壅水不算特別大，本次規劃保留。

利新橋(廢棄)屬已經廢棄的小橋，本次直接將其拆除。

雙孖陂水閘位置由于需要新建道路，需拆除，本次結合景觀要求擬在新址重建橡膠壩。現狀雙孖陂水閘底高程8.5m，正常蓄水位12.5m。本次拆除重建橡膠壩，橡膠壩設計參數根據規劃河道確定為：塌壩后過水斷面為堰頂高程8.5m，寬22m，邊坡1∶0.5；正常蓄水位考慮到上游部分橋梁高程不夠，水位降低0.5m，采用12.0m；20a一遇設計閘上水位為11.26m，閘下水位為10.82m。

2)肋下河：

肋下河現狀河道建筑物主要為梅崗陂。梅崗陂現狀為硬殼陂，堰頂高程9.70m，過水寬度約為27m。本次將其拆除重建橡膠壩，根據本次河道設計情況，橡膠壩設計參數確定為：塌壩后過水斷面為堰頂高程5.6m，寬16m，邊坡1∶0.5；正常蓄水位維持原水位為9.7m；20a一遇設計洪水位閘上10.39m，閘下10.35m。

2.3 水面線計算

由于本次整治后河道斷面均為規則的渠化斷面，因此根據擬定的方案，本次采用PC1500恒定非均勻流計算可得各方案水面線成果，見表1[3-4]。

表1 甲子河各方案水面線對比表 m

從水面線對比表中可以看出，現狀河道在不整治的情況下水位均較高，與方案一相比，甲子河到上游現狀水位比規劃高2.0m，肋下河到上游現狀水位比規劃高1.77m；方案二比方案一在底寬縮小5m的情況下，甲子河到上游要高0.4m，肋下河到上游要高0.65m。可見，方案一雖然比方案二要寬5m，但能大大降低洪水位，對區內防洪較為有利，而受河道兩岸限制，兩岸已不能在方案一的基礎上再拓寬，因此，本次推薦采用方案一成果。