羑河支流治理工程設(shè)計(jì)

徐瓊，梁寶山，何琳

（1.河南省安陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局，河南 安陽(yáng) 455000；2.河南省安陽(yáng)市河道事務(wù)中心，河南 安陽(yáng) 455000；3.河南省許昌水文水資源勘測(cè)局，河南 許昌 461000）

1 基本情況

茶店坡溝為羑河支流，位于安陽(yáng)市區(qū)東部及安陽(yáng)縣白壁鎮(zhèn)、瓦店鄉(xiāng)境內(nèi)，承接市區(qū)鐵路以東邱家溝、嬰兒溝、聶村溝三溝排水，并沿途承接安陽(yáng)縣區(qū)域澇水。下游分別有瓦亭溝和殷家溝澇水匯入，全長(zhǎng)21.20 km，流域面積15 300 hm2。

2 工程建設(shè)的必要性

安陽(yáng)縣茶店坡溝是安陽(yáng)市鐵路以東城區(qū)雨水的唯一排泄出路，河道保護(hù)安陽(yáng)市區(qū)東及安陽(yáng)縣25 萬(wàn)人，耕地面積3 333.33 hm2。茶店坡溝流域地處太行山東麓向華北平原過渡地帶，地形比較復(fù)雜，地貌類型多樣，地勢(shì)西高東低，中東部地勢(shì)平坦，為華北平原，歷史上洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，1956、1963、1982、1998及2008年，洪澇水漫流致使沿河兩岸受淹，損失嚴(yán)重。

茶店坡溝在瓦亭溝口以上為地下河，沒有堤防，由于長(zhǎng)期未進(jìn)行系統(tǒng)治理，河道斷面不足，淤積嚴(yán)重，部分?jǐn)嗝嬗俜e深度達(dá)1.60 m，溝口以下斷面較小，存在“瓶頸”段，造成汛期洪澇水不能及時(shí)排放，茶店坡溝嚴(yán)重影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)及人民群眾生活;沿河建筑物大多建于20 世紀(jì)六七十年代，標(biāo)準(zhǔn)低，毀壞嚴(yán)重，河道疏挖后阻水橋梁基礎(chǔ)外露成危橋。

3 水文

3.1 設(shè)計(jì)澇水

設(shè)計(jì)澇水殷家溝入口以上按照城鎮(zhèn)排水2年一遇標(biāo)準(zhǔn)，采用暴雨強(qiáng)度修正公式，計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度按照雨水流量公式計(jì)算設(shè)計(jì)澇水，殷家溝以下采用1986 年旱澇保收田計(jì)算澇水成果，設(shè)計(jì)澇水成果為：三溝匯合口至西羊店，仍采用2001 年治理排澇流量為78.30 m3/s；西羊店至殷家溝入口，排澇流量為90.20 m3/s；殷家溝以下至羑河，排澇流量為32.20 m3/s。

3.2 施工期流量

審查基本同意根據(jù)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)的施工期流量成果，非汛期上游來水流量較小，主要為城市排水，一般流量3～5 m3/s，水深約1 m。

4 工程任務(wù)與標(biāo)準(zhǔn)

4.1 治理標(biāo)準(zhǔn)

茶店坡溝近期治理工程標(biāo)準(zhǔn)：受高速公路卡口限制，高速公路至西羊店，仍按2001 年一期工程治理標(biāo)準(zhǔn)78.30 m3/s 清淤，為城市排澇1.50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)；西羊店～殷家溝，按城市2 年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)，90.20 m3/s擴(kuò)挖治理;殷家溝以下河段進(jìn)入滯洪區(qū)，按1986年旱澇保收田工程治理標(biāo)準(zhǔn)32.20 m3/s清淤。

4.2 治理范圍及建設(shè)內(nèi)容

工程的治理全長(zhǎng)19.10 km。主要工程內(nèi)容：河道清淤及擴(kuò)挖19.10 km，重建7座交通橋，新建1座跌水橋。

5 工程設(shè)計(jì)

5.1 工程布置

河道疏浚開挖線路基本按現(xiàn)狀河道開挖，在樁號(hào)9+700附近河道從大寒村中穿過，設(shè)計(jì)對(duì)該河段進(jìn)行了改線方案和沿原河道治理方案的比選，經(jīng)比選，推薦采用沿原河道治理方案。

5.2 水面線計(jì)算

茶店坡溝入羑河口，羑河5年一遇排澇水位為54.65 m，設(shè)計(jì)河底高程為51.15 m，作為推算控制點(diǎn)，本著方便排澇，盡可能減少工程量等原則，河道比降采用1/1 200～1/5 000，天然河槽糙率為0.03，漿砌石護(hù)砌河段糙率為0.025。經(jīng)計(jì)算：樁號(hào)0+000處除澇水位65.78 m；樁號(hào)5+600 處除澇水位61.55 m；樁號(hào)9+700處除澇水位60.19 m；樁號(hào)10+600處除澇水位59.47 m；樁號(hào)11+400處跌水上下游的除澇水位分別為58.93 m和57.33 m；樁號(hào)13+720 處除澇水位55.89 m；樁號(hào)15+520 處設(shè)計(jì)水位為55.63 m。

5.3 河道疏浚開挖工程

由于河道淤積嚴(yán)重，分段按照不同排澇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行疏挖治理。樁號(hào)0+000～5+600段河道底寬12 m，邊坡1：2，河道比降1/1 200；樁號(hào)5+600～9+700段河道底寬16.80 m，邊坡1：2，河道比降1/3 000；樁號(hào)9+700～10+600段采用矩形斷面，河道底寬132 m，邊坡1：01，河道比降1/1 250；樁號(hào)10+600～11+400 段河道底寬10.90 m，邊坡1：2，河道比降1/1 500；樁號(hào)11+400～13+720段河道底寬14.60 m，邊坡1：2，河道比降1/1 500；樁號(hào)13+720～15+520段河道底寬28.90 m，邊坡1：2，河道比降1/5 000；樁號(hào)15+520～21+150 段按照1986 年旱澇保收田治理標(biāo)準(zhǔn)32.20 m3/s 疏挖，底寬17.10 m，邊坡1：2，河道比降1/1 500。其中樁號(hào)9+700～10+600段采用漿砌石重力式擋土墻護(hù)砌，其他段為土坡。

5.4 跌水工程

根據(jù)現(xiàn)狀河道比降，在樁號(hào)11+400處新建1座跌水，跌差1.20 m，包括進(jìn)口段、跌水段和出口段組成，采用漿砌石結(jié)構(gòu)。

5.5 橋梁工程

現(xiàn)狀橋梁個(gè)別建于20世紀(jì)五六十年代，橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)低，橋面窄，橋梁毀壞嚴(yán)重，阻水嚴(yán)重，設(shè)計(jì)對(duì)7座橋梁工程進(jìn)行拆除重建。橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用公路-Ⅱ級(jí)折減，橋面凈寬均為5 m，橋梁上部采用鋼筋混凝土預(yù)制矩形實(shí)心板，下部采用雙柱式鋼筋混凝土灌注樁結(jié)構(gòu)，橋臺(tái)采用漿砌石重力式橋臺(tái)。

5.6 環(huán)境保護(hù)與水土保持

《初設(shè)報(bào)告》分析了工程區(qū)環(huán)境狀況，分析了工程對(duì)環(huán)境的有利影響和不利影響，提出了水環(huán)境、大氣環(huán)境、聲環(huán)境以及固體廢棄物等環(huán)境保護(hù)措施，并在施工期開展環(huán)境監(jiān)測(cè)，主要包括水質(zhì)、噪聲等監(jiān)測(cè)內(nèi)容。《初設(shè)報(bào)告》提出了工程項(xiàng)目區(qū)水土保持現(xiàn)狀，對(duì)工程建設(shè)水土流失進(jìn)行了預(yù)測(cè)，工程新增水土流失主要來自施工期間河道清淤擴(kuò)挖、改線新挖河道等工程施工時(shí)所產(chǎn)生的水土流失，提出了水土流失防治措施，包括工程措施、植物措施和非工程措施等防治措施，提出水土保持監(jiān)理與監(jiān)測(cè)。

5.7 施工工期

《初設(shè)報(bào)告》分析了施工條件，提出了茶店坡溝河道清淤等工程的施工方法，對(duì)于施工交通、施工導(dǎo)流及施工場(chǎng)地進(jìn)行了規(guī)劃，安排施工總工期7個(gè)月。

6 “7·20”洪水調(diào)查與工程設(shè)計(jì)復(fù)核

2021 年“7·20”暴雨過后，于8 月26 日對(duì)茶店坡溝進(jìn)行洪水調(diào)查，調(diào)查時(shí)將高鐵站銅雀路橋下選為此次調(diào)查斷面。該調(diào)查斷面河段基本順直，主槽岸坡為雜草、灌木及綠化植被，洪痕高程為81.63 m。具體見圖1。

圖1 茶店坡溝洪水調(diào)查地點(diǎn)斷面圖

在該河段布設(shè)斷面，測(cè)量大斷面和比降。上斷面水面高程78.69 m，下斷面水面高程78.59 m，上下斷面間距130 m。高程推算流量時(shí)，河道糙率按2.20×10-2選取，推算出河道流量為182 m3/s。具體見表1。

表1 茶店坡溝洪水調(diào)查斷面大斷面成果表

當(dāng)洪水由三條支流匯入茶店坡溝時(shí)，由于支流流域面積微小，河長(zhǎng)較短，匯流時(shí)間可不予考慮，并不影響計(jì)算結(jié)果。三條支流設(shè)計(jì)排澇流量分別為78.30 m3/s、90.20 m3/s、32.20 m3/s，則設(shè)計(jì)匯入主河排澇總流量為200.7 m3/s，“7·20”暴雨洪水調(diào)查推算流量為182 m3/s，經(jīng)分析，設(shè)計(jì)與調(diào)查流量誤差為10%，符合工程設(shè)計(jì)及水文調(diào)查相關(guān)要求。

7 建議

隨著安陽(yáng)市生產(chǎn)生活軌跡逐漸東移，建議建立以城市防洪、排澇河溝等工程組成的較完善的防洪減災(zāi)體系，加寬河道、清淤疏浚，保障行洪順暢，避免和減少群眾生命財(cái)產(chǎn)損失。