李學(xué)宏

(富錦市水務(wù)局，黑龍江 富錦 156100)

二龍濤河防洪工程規(guī)劃的研究

李學(xué)宏

(富錦市水務(wù)局，黑龍江 富錦 156100)

二龍濤河暴雨洪水集中，洪水陡漲陡落，防洪基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，防洪堤標(biāo)準(zhǔn)低，堤防不連續(xù)，一些重要河段還處于不設(shè)防狀態(tài)，遇到常遇洪水即可造成較大洪澇災(zāi)害。二龍濤河治理規(guī)劃和建設(shè)相對(duì)滯后，已有前期工作不能滿足治理建設(shè)需要，難以有效指導(dǎo)近期河流的治理和保護(hù)，同時(shí)由于缺乏投資機(jī)制和渠道，治理建設(shè)資金嚴(yán)重不足，防洪形勢(shì)更加嚴(yán)峻。文章針對(duì)二龍濤河流域洪澇災(zāi)害嚴(yán)重、建設(shè)治理滯后等突出問(wèn)題提出建設(shè)治理需要，制定工程規(guī)劃，提出建設(shè)計(jì)劃。

二龍濤河；防洪工程；水面線推求；治理規(guī)劃

1 工程概況

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，沿河城鎮(zhèn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力大幅度提高，對(duì)防洪保安的要求也越來(lái)越高。目前，泰來(lái)縣己修建防洪堤34.16km。泰來(lái)縣屬開闊平原，為保護(hù)廣大地區(qū)免受洪水淹沒，早在建國(guó)以前就修建了防洪堤，現(xiàn)有堤防從扎旗前三合屯開始，經(jīng)泰來(lái)縣的牛萬(wàn)山屯、侯長(zhǎng)林屯，末端到新建三村，長(zhǎng)34.16km，保護(hù)泰來(lái)縣229個(gè)村屯，人口8.12萬(wàn)人，農(nóng)田3.77萬(wàn)hm2，草原1.92萬(wàn)hm2。此段堤防列入黑龍江省的重點(diǎn)河流堤防。左側(cè)堤上段長(zhǎng)17.5km，從老郝家屯(0+000)到侯長(zhǎng)林屯(17+500)，平均堤高1.5m，頂寬3m左右，迎水坡邊坡為1∶3左右，背水坡邊坡為1:4左右，按照防御1957年洪水(建國(guó)后發(fā)生的最大洪水)設(shè)計(jì)，尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，險(xiǎn)工弱段較多，計(jì)劃進(jìn)行整修加固。下段從侯長(zhǎng)林屯(0+000)到新建三村(16+660)，長(zhǎng)16.66km，按《二龍濤河流域規(guī)劃》其防洪標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇現(xiàn)己達(dá)標(biāo)。

泰來(lái)縣于2000年修建了一座排水閘站，位于二龍濤河左側(cè)堤防下段13+700處。水泵選型為3臺(tái)900ZDB-125型軸流潛水電泵，閘站裝機(jī)500kW。閘站為穿堤三孔1.5m×2.0m方涵。本次設(shè)計(jì)左側(cè)堤防下段不再考慮穿堤排水閘。二龍濤河右堤下段有12km民堤，修建標(biāo)準(zhǔn)低，堤頂寬3m左右，平均堤高lm，迎、背水坡坡比1∶1.5。位于8+650處有一現(xiàn)狀排水閘，結(jié)構(gòu)型式為二孔1.5m×1.5m方涵。

2 存在問(wèn)題及防洪要求

2.1 存在問(wèn)題

本次二龍濤河防洪規(guī)劃，主要針對(duì)黑龍江省境內(nèi)泰來(lái)縣的二龍濤河部分行治理。目前該段存在問(wèn)題如下：①堤防斷面不足，標(biāo)準(zhǔn)偏低，有的河段主流改道、沖向堤腳，威脅堤防安全。②左堤上段缺少穿堤建筑物，內(nèi)水不能及時(shí)排除，和平公社一帶耕地受沒。

2.2 防洪要求

二龍濤河防洪基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，工程年久失修，設(shè)施少，標(biāo)準(zhǔn)低，遇到常遇洪水即可造成較大洪澇災(zāi)害。特別是隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，一些沿河的鄉(xiāng)村建成了城鎮(zhèn)，原有的城鎮(zhèn)規(guī)模日益擴(kuò)大，社會(huì)財(cái)富日益聚集，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力大幅度提高，對(duì)防洪保安的要求也越來(lái)越高[1]。然而二龍濤河規(guī)劃和前期工作相對(duì)滯后，已有前期工作不能滿足治理建設(shè)需要，難以有效指導(dǎo)近期河流的治理和保護(hù)，同時(shí)由于缺乏投資機(jī)制和渠道，導(dǎo)致二龍濤河治理資金嚴(yán)重不足，特別是取消以工代賑等政策后，群眾投勞農(nóng)田水利投入機(jī)制和組織形式發(fā)生較大變化，對(duì)河流的治理日趨減少，使河流治理工作面臨的問(wèn)題日益突出，防洪形勢(shì)更加嚴(yán)峻。

3 防洪工程布局

3.1 現(xiàn)有防洪工程布局

目前泰來(lái)縣段二龍濤河堤防左側(cè)上幾段有17.5km的現(xiàn)狀堤防；左側(cè)下段16.66km為改線后堤防(已達(dá)標(biāo))，左側(cè)下段堤防13+700處有一現(xiàn)狀排水閘站；右堤上段有6.0km的高地之間的連接堤，右堤下段有12.0km的民堤，8+650處有一現(xiàn)狀排水閘。

3.2 規(guī)劃防洪工程總布局

左堤上段17.5km為現(xiàn)有提防，下段16.66km為改線后堤防(己達(dá)標(biāo))；右堤上段6.0km結(jié)合現(xiàn)有高地之間的連接提，下段12.0km為民堤。

左堤：從老郝家屯到侯長(zhǎng)林屯，該段取樁號(hào)0+000-17+500，總長(zhǎng)17.5km。侯長(zhǎng)林屯向下，主河槽基本消夫，比降變緩，行洪斷而加寬，寬度在3km-6km，致使草原退化為葦草。泰來(lái)縣為了增加堤防的保護(hù)效益，于1989年規(guī)劃將侯長(zhǎng)林屯以下的河道向西改線，挖河筑堤，新線最后接新建三村。改線提段從侯長(zhǎng)林屯西(0+000)向下末端至新建三村(16+600)

長(zhǎng)度為16.6km。侯長(zhǎng)林下游段改線后已經(jīng)達(dá)到10年一遇的防拱標(biāo)準(zhǔn)，滿足本段的保護(hù)對(duì)象的防洪要求，本次不做設(shè)計(jì)[2]。

右堤：從三合屯至牛萬(wàn)山、季家粉房及聯(lián)合橋下游等段，結(jié)合現(xiàn)有高地修筑了連接堤堤防長(zhǎng)6km。為了保護(hù)新村和三門李屯才一帶耕地和村屯從三門李下至劉儉房框，右側(cè)下段民堤段12.0km，本次不做設(shè)計(jì)。

4 水面線推求

4.1 斷面資料

2010年1月根據(jù)二龍濤河地方工程初設(shè)要求布置測(cè)量了22個(gè)河道大斷面，及22.6km河道縱斷，編號(hào)為Cs1-Cs22。

本次控制斷面選取圖牧吉水庫(kù)斷面作為堤防設(shè)計(jì)洪水?dāng)嗝?，根?jù)圖牧吉水庫(kù)上游產(chǎn)匯流條件的不同，分塔子城以上山丘區(qū)和塔子城-水庫(kù)區(qū)間平原區(qū)兩部分分別計(jì)算其設(shè)計(jì)洪水。 用洪水參數(shù)等值線圖查算出山丘區(qū)及平原區(qū)20年一遇的洪水參數(shù)Cp、B1、B3、B7及相應(yīng)的Cv值，并點(diǎn)繪Cv-T關(guān)系線進(jìn)行適當(dāng)修正?？刂茢嗝嬖O(shè)計(jì)洪水成果見表1。

表1 控制斷面設(shè)計(jì)洪水成果表

4.2 起推斷面水位流量關(guān)系

利用曼寧公式計(jì)算Cs22斷面水位流量關(guān)系，實(shí)測(cè)二龍濤河段縱斷比降為i=1250，分析斷面平均糙率為n=0.026，計(jì)算Cs22斷面水位流量關(guān)系，見表2，并以Cs22作本次水面線計(jì)算的起推斷面。

表2 起推斷面Cs22設(shè)計(jì)水位流量表

4.3 圖牧吉水庫(kù)回水分析

根據(jù)1994年編制《二龍濤河流域規(guī)劃報(bào)告》，對(duì)圖牧吉水庫(kù)論證了三個(gè)方案:小型水庫(kù)方案，20a一遇設(shè)計(jì)洪水位138.78m，庫(kù)容6600萬(wàn)m3；中型水庫(kù)方案，20a一遇設(shè)計(jì)洪水位138.92m，庫(kù)容7 500 萬(wàn) m3；大型水庫(kù)方案，50a一遇設(shè)計(jì)洪水位139.92m，庫(kù)容15000萬(wàn)m3；而本次起推斷面Cs22的20a一遇水位為140.81m，因此不管圖牧吉水庫(kù)將來(lái)采用什么規(guī)模均不會(huì)對(duì)堤防末端產(chǎn)生回水頂托影響。

4.4 糙率分析

二龍濤河流域無(wú)水文站及實(shí)測(cè)資料，因此本次推算的水面線糙率成果依據(jù)天然河道糙率表，并以《黑龍江省嫩江干流堤防工程可行性研究報(bào)告》中的嫩江干流江橋至富拉爾基段糙率試算成果表為參照；結(jié)合二龍濤河主流河段順直段較長(zhǎng)，斷面較規(guī)整，水流較通暢，基本無(wú)死水、斜流、回流，兩側(cè)岸壁為土沙，略有雜草、小樹，形狀較整齊；灘地上下游有緩彎，縱、橫面尚平坦，種有農(nóng)作物，或有稀疏樹林的狀況，確定二龍濤河糙率的變化范圍主槽一般在0.025-0.029之間，灘地在0.050-0.070之間。

4.5 水面線計(jì)算公式

穩(wěn)定非均勻流計(jì)算公式如下:

(1)

流量模數(shù)按主槽和灘地分別計(jì)算，公式為：

(2)

(3)

式中：n為主槽糙率；R為主槽、灘地水力半徑：A為主槽、灘地?cái)嗝婷娣e；α、β為主槽、灘地?cái)嗝嫫?；φ為河道彎曲系?shù)，

4.6 橋梁雍水計(jì)算公式

橋梁雍水計(jì)算公式采用鐵三院公式計(jì)算：

△H=η(Vm2-V02)

(4)

式中：ΔH為雍水高度；η為雍水系數(shù)；Vm為橋孔壓縮斷面平均流速，m/s；V0為橋孔擴(kuò)散斷面平均流速，m/s。

壅水系數(shù)按流量壓縮比在0.05-0.15范圍內(nèi)插值，壓縮比>0.6時(shí)均采用0.15，<0.3時(shí)均采用0.05。

本次設(shè)計(jì)堤防范圍內(nèi)共有兩座橋梁即六合橋和聯(lián)合橋，橋?qū)挿謩e為2m×8m、2m×12m，每座橋梁均有較長(zhǎng)路面橫穿河道灘地，2005年洪水期間均有過(guò)水現(xiàn)象發(fā)生，過(guò)水寬度分別為1200m、150m。橋梁水位雍高雍高成果表見表3，設(shè)計(jì)水面線和現(xiàn)狀水面線具體成果見圖1、圖2。

表3 橋梁水位雍高成果表

圖1 二龍濤河設(shè)計(jì)水面線成果圖

圖2 二龍濤河現(xiàn)狀水面線成果圖

5 結(jié) 論

六合橋雍高水位正常，聯(lián)合橋異常水位偏高，分析其原因：聯(lián)合橋段本身就是此段堤防堤距較窄的地段，由于單文禮屯的存在，村民自己修筑的河堤占據(jù)了幾乎一半的河道灘地，再加上橋梁及過(guò)水路面的雍水影響，導(dǎo)致該處雍高水位10a一遇的洪水便達(dá)到0.58cm。洪水調(diào)查中，得知此處橋梁在1988年大洪水、2005年大洪水時(shí)均被沖毀，也驗(yàn)證該斷面雍水影響的嚴(yán)重性，因此建議有條件的情況下，將單文禮屯遷走，以緩解本段左岸堤防的防洪壓力。

二龍濤河堤防在Cs14斷面、聯(lián)合橋斷面及Csl4斷面3個(gè)斷面處堤距均小于此段堤防堤距的平均值，導(dǎo)致這3處斷面雍水效果明顯，在本次推算的設(shè)計(jì)水面線成果中也反映出來(lái)，說(shuō)明本次推算的水面線成果符合本地區(qū)地形地貌特點(diǎn)；同時(shí)由于原規(guī)劃水面線并沒有計(jì)算橋梁雍高，且精度不足，綜上所述，本次推算的設(shè)計(jì)水面線成果滿足初步設(shè)計(jì)精度要求，可以采用。

[1]孫翔.安徽省南陵縣城市防洪工程規(guī)劃方案[J]中國(guó)水運(yùn)：下半月,2012(12):188-189.

[2]中華人民共和國(guó)水利部.GB50286-2013堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

1007-7596(2017)06-0035-03

2017-05-20

李學(xué)宏(1974-)，男，黑龍江富錦人，高級(jí)工程師。

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