趙連慶
(山西省水利水電勘測設(shè)計研究院,山西 太原 030024)
洪安澗河從洪洞縣城南部自東向西橫穿而過,在平面上沿河道呈“S”型展布,治理段始于霍侯一級公路上游1km,止于汾河入口處,全長6.5km。
本次設(shè)計對洪安澗河洪洞城區(qū)段鐵路橋順河至汾河入口段的堤防進行防護,采用漿砌石防護材料,貼坡式護岸;對洪安澗河霍侯一級路至汾河入口段河道進行疏浚清淤治理,自霍侯一級路以上1km范圍設(shè)置生態(tài)濕地。
堤線走向及斷面基本維持現(xiàn)狀,根據(jù)行洪能力對堤岸作防護設(shè)計;洪安澗河濕地布置在主城區(qū)上游,旨在凈化進入主城區(qū)河道的水質(zhì),在滿足防洪、治污的基礎(chǔ)上,進行濕地美化治理。
洪安澗河洪洞城區(qū)段鐵路橋至汾河入口處河堤的現(xiàn)狀為:現(xiàn)狀河堤為土堤,大部分堤段殘缺或高度不滿足防洪要求;河堤迎水面護坡大部分缺失或破損嚴重;河堤坡腳無防沖設(shè)施;河道斷面行洪能力達不到50年一遇的標準。根據(jù)河堤現(xiàn)狀,結(jié)合水力學計算結(jié)果,對治理段堤防進行加固、加高設(shè)計。
加固范圍從鐵路橋至汾河入口處,長1.65km,相應(yīng)河寬150~180m,河道平均縱坡2.65‰。河堤斷面形式為土堤,河堤頂寬按8m設(shè)計,邊坡臨水側(cè)為1∶1.5,背水側(cè)為1∶2.0;現(xiàn)狀河堤堤高1.5~4.2m,需加高0.8~3.5m。在原斷面基礎(chǔ)上將現(xiàn)有河堤加固至設(shè)計斷面,河堤加固土料采用河床開挖料,或就近取用,新舊堤身結(jié)合面要求刨毛處理,在新筑堤身段對堤基進行處理,清基平均深度約1m。凡在清基范圍內(nèi)的地面表土、亂石、草皮、樹根、腐殖土等均要清理干凈,洞穴、暗溝等均要挖除,再分層夯實回填。堤身填筑壩體填筑壓實度要求不低于0.92,相對密實度不小于0.65。填筑碾壓參數(shù)通過現(xiàn)場試驗確定。
為防止雨水沖蝕堤坡,對加固后的土堤臨水側(cè)邊坡進行防護設(shè)計,護坡形式為貼坡式,護坡總長1.65km,貼坡頂寬0.35m,底寬0.5m,高5.0m,地面以下基礎(chǔ)埋深1.5m,在漿砌石貼坡上設(shè)置排水孔,孔徑100mm×150mm,孔距2m,排距2m。為防止排水孔堵塞,在排水孔進口處設(shè)置反濾層。
由沖刷計算結(jié)果可知,堤腳最大沖刷深度2.4m,根據(jù)地基條件,從工程投資、工程安全等方面比較,防沖設(shè)施采用水平、柔性防沖結(jié)構(gòu)較為合理。通過對鉛絲石籠、塑料格柵石籠、格賓石籠的綜合比較分析,并根據(jù)治汾、治黃工程的鉛絲石籠防沖設(shè)施的運用情況,堤腳防沖采用格賓石籠,石籠厚度0.5m,寬度自坡腳向河道方向延伸5m。格賓石籠規(guī)格為5m×1m×0.5m,網(wǎng)材采用鍍鋅鋼絲,網(wǎng)絲絲徑2.7mm,邊絲絲徑3.4mm,抗拉強度不小于400MPa,伸長率不小于12%,網(wǎng)絲鍍鋅量不小于250g/m2,邊絲鍍鋅量不小于280g/m2,格賓石籠為多絞六邊形網(wǎng),網(wǎng)目100mm×120mm。填石料粒徑150~300mm,填石料必須密實、堅硬、新鮮、抗風化,表層不能風化、帶土,且小于網(wǎng)目大小的石料不得超過20%。
洪安澗河洪洞城區(qū)段河道雖歷經(jīng)治理,但由于資金缺乏,仍未達到設(shè)計防洪標準,河槽內(nèi)雜草叢生,搶灘種植、垃圾傾倒現(xiàn)象嚴重,為保證城市防洪安全必須對河道清淤。
河道清淤范圍確定為現(xiàn)狀河槽淤積嚴重較窄段,即霍侯一級路至汾河入口段。河道清淤原則是對高于設(shè)計河底高程的河段進行開挖清理,對低于設(shè)計河底高程的河段維持現(xiàn)狀。
依據(jù)河道地形,確定河道設(shè)計縱坡為2.65‰,河寬150m,堤防高度5.0m。據(jù)水力學計算可知,河道滿足以上條件時,可滿足50年一遇的防洪標準。河道清淤根據(jù)設(shè)計斷面進行,高于設(shè)計河底高程的河段進行開挖清理,低于設(shè)計河底高程的河段維持現(xiàn)狀。
為徹底改善進入洪安澗河的雨水污水水質(zhì),在城區(qū)段上游霍侯一級路以上1km的范圍內(nèi)建設(shè)生態(tài)濕地,對進入洪安澗河的雨水污水水質(zhì)進行凈化處理。根據(jù)地形總體走勢,確定河道設(shè)計縱坡為2.0‰。設(shè)計段河道總寬150m,為復式河槽,結(jié)合場地地形及景觀要求,濕地區(qū)由中間行洪主槽分隔為行洪主槽區(qū)和生態(tài)濕地區(qū)兩部分。
整個濕地區(qū)大體維持現(xiàn)狀河勢走向,中間行洪主槽由東向西在南北岸之間擺動,行洪主槽斷面形式為不規(guī)則梯形,底寬不小于50m,邊坡1∶1.5,設(shè)計防洪流量200m3/s。當洪水流量不大于200m3/s時,洪水通過行洪主槽向下游渲泄,當洪水流量大于200m3/s時,洪水通過整個河槽渲泄。為穩(wěn)定主槽,兩側(cè)邊坡采用格賓石籠進行防護,石籠厚度0.5m,基礎(chǔ)埋設(shè)深度為設(shè)計河床面以下1.5m。
生態(tài)濕地區(qū)由行洪主槽分隔為南北兩部分,由湖心島休閑區(qū)、濕地生態(tài)凈水區(qū)、五色草塘和蘆葦水草等組成。
湖心島沿濕地南、北兩岸相間分布,南、北兩岸各設(shè)兩座,用黏土填筑,島嶼周圍用格賓石籠進行防護,島上結(jié)合洪洞人文景觀布設(shè)各種娛樂設(shè)施。
濕地生態(tài)凈水區(qū)在南、北兩岸末端各布一處,面積分別為3590m2,4780m2,每個凈水區(qū)內(nèi)設(shè)5個生態(tài)凈水池,凈水池中設(shè)沉積池,使通過濕地的污水得到凈化,沉積下來的雜物可作為肥料。兩處凈水區(qū)能夠保證沿線進入河道的水質(zhì)充分得到凈化,為城區(qū)河道環(huán)境綜合治理提供必要的保證。
五色草塘由不同色彩的植物組成,供游人游玩及親近水面小島。河內(nèi)除有五色草塘外,還有蘆葦、荷花、水草等水生植物,形成適宜生物多樣性的深潭與淺灘,構(gòu)成人與動植物和諧共存、具有完整生態(tài)系統(tǒng)的濕地景觀。
洪安澗河洪洞城區(qū)段環(huán)境綜合治理工程的實施,不僅可提高河道的防洪標準,保護兩岸居民的生命財產(chǎn)安全,而且可提高人們的生活水平和生活質(zhì)量,將洪洞縣打造成一個天藍、水清、地綠、景美、人與自然和諧發(fā)展,宜商、宜居、宜工的生態(tài)旅游型城市。