王培森
(宜川縣水務局 陜西 宜川 716200)
宜川縣地處陜西省中東部、延安市東南部、黃河中游壺口瀑布之濱,全縣轄6鎮(zhèn)3鄉(xiāng)3個社區(qū)1個街道辦事處,國土面積2938.5km2,總人口11.6萬。宜川縣屬渭北高原與陜北丘陵溝壑區(qū)之間的過渡地帶,地形地貌以“山、川、溝、塬”為主。
宜川縣城三面環(huán)水,西川河自西向東、南川河自南向北穿越縣城,于北關交匯流入仕望河。從2008年開始,當?shù)卣疄閺氐赘淖兂菂^(qū)河道防洪標準低及臟亂差的現(xiàn)狀,決定對城區(qū)河道進行綜合治理,實施過程按三個階段進行。第一階段2008年,治理西川河河道,修建西川河橡膠壩;第二階段2009年,治理仕望河石溝坪段河道,修建1#、2#橡膠壩;第三階段2010年,治理仕望河鴨灣段和南川河河道,修建0#橡膠壩、3#~6#橡膠壩。截止2010年底,共治理河道8.7km,新修河堤17.4km,新建橡膠壩8座。通過三個階段的整治,使城區(qū)河道兩岸堤防防洪標準由10年一遇提高至30年一遇,徹底改變了縣城河道環(huán)境,形成城中有水、水上有橋、橋在水中的美麗景觀,大大改善了城區(qū)生態(tài)環(huán)境,提升了城市品位。
(1)建成完善的防洪體系,滿足行洪要求。
宜川縣縣城受地形地貌限制形成了溝壑縱橫交織、山勢陡峻、千溝萬壑樹枝型水系,河溝易于沖刷,各支毛溝極為發(fā)育,加之溝壑密度大,溝峁相對高差大,支溝溝道平均比降2.0‰~8.5‰,大部分切入基巖,每逢暴雨,地面徑流夾帶大量泥沙從坡面和支溝匯入河流,短時間即可形成山洪。因此,縣城河道治理的首要任務就是建設完善的防洪工程體系,提高防洪標準,滿足行洪要求,減少洪水災害,保障縣城居民的生命財產(chǎn)安全。按照宜川縣城總體規(guī)劃,以及河道兩岸堤防保護區(qū)的重要性,由《防洪標準》(GB50201-94)確定宜川縣城區(qū)河道堤防設防標準為30年一遇。
(2)滿足生態(tài)、景觀型河道的建設要求。
自然蜿蜒的河道為各種生物創(chuàng)造了適宜的生活環(huán)境,是生命多樣性的景觀基礎。從工程角度看,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,削減流水能量,控制流速,所以也減少了流水對下游護岸的沖刷,對沿線護岸起到保護作用。因此河道線型布置應在保障行洪的條件下去直線化,保持河道蜿蜒曲折的自然之美。
縣城河道正常情況下流量很小,比降在2‰~3.5‰,其對應的常水位很淺,一般僅為幾十厘米,大部分情況下河床裸露。而要建成生態(tài)、景觀型河道則需要一定的水深,因此需要在河道修建壅水構筑物,以壅高各段河道枯、平水期的水位,達到各段水位首尾銜接,不裸露河床的目的,構造具有親水理念的景觀河道,營造人與自然和諧的氛圍。
(3)要與城區(qū)規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設相協(xié)調。
按照水利建設與城區(qū)規(guī)劃發(fā)展相融的理念,將河溝支流經(jīng)過清淤、挖深、延伸等,使水流到達城區(qū)主要的居民區(qū),構建城區(qū)水網(wǎng)體系,形成城在水中、小橋流水的美麗景觀。
(4)河道功能的多樣化。
綜合考慮防洪、除澇、蓄水、旅游休閑、綠化美化、交通、人文景觀等方案,按照“以人為本”、“人與自然和諧相處”的理念,在水利與景觀、防洪與生態(tài)、親水與安全等方面協(xié)調統(tǒng)一,為河道周圍的居民創(chuàng)造更多的城市濱水自然空間和生活休閑空間,使治理后的城區(qū)河道成為多功能、多景致的河道。
(1)河道形態(tài)治理
河道的開挖、疏浚保持河道的原始走向,原始地形地貌。堤線與河勢流向相適應,并與大洪水的主流線大致平行。河段兩岸堤防的間距大致相等,不突然放大或縮小。堤線力求平順,各堤段平緩連接,不采用折線或急彎;新建堤防工程盡可能利用現(xiàn)有堤防和有利地形,修筑在土質較好、比較穩(wěn)定的灘岸上。
(2)堤防工程修建
由于堤防處在縣城城區(qū)段,需新建的堤防空間有限,為了使上下游堤防能平順銜接,盡量減少占地,同時依據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》(GB50286-98))“城市、工礦區(qū)等修建土堤受限制的地段,宜采用防洪墻”及“對河道狹窄堤段宜采用墻式護岸”的原則,堤防采用擋墻形式。
在滿足河道防洪的條件下,在河道內適當增加橡膠壩等攔蓄工程,使洪水延緩下瀉,增加河水入滲,補充地下水資源。并且也可增加蓄水量,抬高水位,拓寬水面,增加城市水景觀,以滿足城市生態(tài)和親水性需求。同時河道水面可形成深潭、淺灘等不同形態(tài)的變化,利于水生動植物的生長。
3.1.1 堤線布置
根據(jù)調查分析,多年來工程段河道沒有發(fā)生大的擺動,主流基本穩(wěn)定,局部河段主流有所偏移??傮w來看,河道地形地貌、地質結構無大的差異,河段河道橫向變化較小。工程堤線布置基本上沿河道深泓線流向隨彎就彎布置,堤線盡量結合已成堤防和堤路結合段,彎道之間盡量平順銜接。在兩岸岸坎較高處或河流沿岸有公路時,高程滿足洪水位要求的不設置堤防。堤線從沿岸建筑物旁經(jīng)過,則合理調整堤線,盡量少拆或不拆遷房屋等地面建筑物,盡量減少占壓耕地。
3.1.2 堤距確定
根據(jù)《宜川縣防洪規(guī)劃》(1999年)對大南川河段及仕望河河段有關堤距的論述,以及《宜川縣城市總體規(guī)劃(2004-2020)》對本次治理河段堤距的有關說明,本次治理全面考慮上下游、左右岸,兼顧有利于河道防沖防淤和防汛搶險以及經(jīng)濟合理的原則,最終確定:南川河段控制堤距45m,仕望河段控制堤距60m,西川河段控制堤距45m。
3.1.3 擋墻形式
堤防斷面設計根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》(GB 50286-98)關于擋土墻的計算要求及規(guī)定,考慮墻體設排水孔,按正常運用條件和非常運用條件分別進行計算。在進行堤防斷面形式比較時,考慮了在滿足墻身強度、整體穩(wěn)定的情況下,盡量減小設計斷面,采用廉價材料,本著安全、經(jīng)濟、合理的原則確定擋土墻的斷面形式。結合工程實際,因三個河段堤防高度大多數(shù)為6m左右,最終采用衡重式漿砌石擋墻。擋墻斷面尺寸為:頂寬0.5m,面坡坡度為1∶0.1,上墻高2.5m,上墻背坡坡度為1∶0.25,臺寬為0.7m,下墻背坡坡度為1∶-0.20,擋墻面坡設置墻趾,墻趾尺寸為0.5 m×0.5m,擋墻底部鋪10cm厚C15混凝土墊層,擋墻高度視各斷面而定。
圖1 擋墻典型斷面圖
橡膠壩與常規(guī)閘壩相比具有以下顯著的特點:一是造價低,可減少投資30%~70%,可節(jié)省鋼材30%~50%,水泥50%左右,木材60%以上;二是施工期短,壩袋只需3d~15d即可安裝完畢,多數(shù)橡膠壩工程當年施工當年受益;三是壩體為柔性軟殼結構,能抵抗地震、波浪等沖擊,且止水效果好,跨度大,汛期不阻水,可用于城區(qū)園林美化;四是維修少,管理方便;五是橡膠壩行洪期間塌壩,河道有效行洪斷面基本上不會縮小,不影響河道行洪。因此,壩型確定為橡膠壩。
河道綜合治理工程共新建8座上下游銜接的梯級蓄水橡膠壩,形成19萬m2的水面,橡膠壩壩高2.5m~3.0m,湖區(qū)蓄水深度為0.5m~3.0m。在橡膠壩湖區(qū)的兩岸堤防中設置土工布進行防滲,防止蓄水后庫水向岸坡滲漏。與橡膠壩連接段采用漸變段平順與兩壩肩銜接,壩肩為梯形斷面混凝土重力式擋土墻,壩下游設置消力池及海漫段。橡膠壩各設泵站1座,均布置在右壩肩平臺上。橡膠壩壩袋的充水水源選用城區(qū)自來水。
為保證河段防洪安全,依據(jù)洪水過程線分析,確定橡膠壩塌壩時間在1.5小時內。依據(jù)確定的壩袋塌壩排水時間、壩袋的容積、高程以及泵站的站址、管路布置,經(jīng)計算選定的水泵型號為SMGW150-295型離心泵,配套電機型號Y180M-18.5,功率 18.5kW,軸功率15.8kW,實際塌壩時間為30min。
在河道綜合整治中對河道進行清淤疏浚,清除污臭現(xiàn)象嚴重的底泥和建筑生活垃圾,恢復河道基本功能。清淤疏浚,一般按照測量淤泥厚度,并根據(jù)工程區(qū)不同的功能定位來確定河底標高。橡膠壩湖區(qū)上游淺水區(qū)要保證有0.5m的水深,堤防內進行清淤疏浚時,除滿足行洪需要外,堤防基礎上要保留足夠厚度砂礫覆蓋層。
3.4.1 沿岸綠化
在沿河道兩岸的綠化中,綜合考慮了本地氣候條件、綠化效果、綠地維護等因素,以鄉(xiāng)土植物品種為基調,適當合理引進新品種,樹、花、草并茂。綠化帶以國槐、銀杏、白皮松、垂柳等喬木為骨干樹種,以冬青、雪松等灌木和牡丹、月季、三葉草、馬尼拉草坪等花草為主要植被,充分利用植物護坡功能和水體凈化功能,使連續(xù)完整的濱水綠化帶既有統(tǒng)一的整體面貌,又有空間的層次感,構建成多品種、自然生態(tài)的濱河植物群落體系。
3.4.2 景觀小品
構建濱河景觀小品,充分體現(xiàn)人與自然的高度協(xié)調與統(tǒng)一,力求在整體布局設計中充分注入宜川濃郁的地方特色和悠久的歷史文化特色。通過建設水濱公園、親水平臺、園林空間、植物配景、小品雕塑,為城市居民創(chuàng)造一個優(yōu)美舒適的文化娛樂、休閑健身、旅游觀光的生態(tài)花園式的濱河景觀帶,使濱河景觀成為城市歷史與文化的載體。
宜川縣城區(qū)河道綜合治理工程以保障城區(qū)防洪安全、減少洪水災害為核心,充分考慮了人們對水生態(tài)環(huán)境和水景觀的需求,使城區(qū)河道兩岸成為環(huán)境優(yōu)美、水清岸綠、和諧自然的生態(tài)綠色長廊,對促進當?shù)亟?jīng)濟社會和諧發(fā)展、打造旅游強縣奠定了堅實基礎。陜西水利