李晶晶

（晉中市水利發(fā)展中心，山西 晉中 030600）

1 概況

瀟河是汾河一級(jí)支流，位于汾河中游段，發(fā)源于山西省晉中市昔陽(yáng)縣沾尚鄉(xiāng)猛彪村，流經(jīng)晉中市昔陽(yáng)縣、壽陽(yáng)縣、榆次區(qū)、太原市清徐縣、小店區(qū)等2個(gè)市5個(gè)縣（區(qū)），在小店區(qū)洛陽(yáng)村、南馬村匯入汾河。流域總面積4064km2，其中晉中市內(nèi)3763.3km2；瀟河河道總長(zhǎng)147km，其中晉中市內(nèi)長(zhǎng)度為128.9km，本次規(guī)劃的河道總長(zhǎng)為140.84km，晉中市內(nèi)長(zhǎng)度為118.38km。

2 規(guī)劃與設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)

2.1 河道分段

編制的治導(dǎo)線為洪水治導(dǎo)線，與水利部河湖劃界確權(quán)工作相對(duì)應(yīng)。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》分段確定河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，按照流域面積大于20km2支流匯入點(diǎn)和較大提引水工程、水庫(kù)、閘壩等影響洪水流量的位置為分界點(diǎn)分段計(jì)算。

依據(jù)行政區(qū)域劃分，將瀟河的規(guī)劃河道劃分為晉中市昔陽(yáng)縣段、壽陽(yáng)縣段、榆次區(qū)段和太原市小店區(qū)段；瀟河干流及流域較大的水利工程有龍門引水杻紐工程、松塔水電站、瀟河灌區(qū)取水樞紐工程和敦化大閘等，水文站主要有獨(dú)堆水文站（2010年）和蘆家莊水文站。以流域面積大于20km2支流匯入點(diǎn)和較大的引水工程、水庫(kù)、閘壩等影響洪水流量的位置為分段節(jié)點(diǎn)，將規(guī)劃河段劃分為20段，以支流匯入口附近村莊或水利工程名稱命名各分段控制斷面名稱。

獨(dú)堆站1956—2011年天然年徑流量多年平均值為6379萬(wàn)m3，最大年徑流（1956年）為23536萬(wàn)m3，最小年徑流（2000年）為964萬(wàn)m3；蘆家莊站1956—2011年天然年徑流量多年平均值為10030萬(wàn)m3，最大年徑流（1956年）為32961萬(wàn)m3，最小年徑流（2000年）為1978萬(wàn)m3；瀟河大壩1957—2011年天然年徑流量多年平均值為10475萬(wàn)m3，最大年徑流（1962年）為39091萬(wàn)m3，最小年徑流（2000年）為1810萬(wàn)m3。

2.2 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014），城區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為晉中市城區(qū)段堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，太原市境內(nèi)堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水。鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水。

瀟河干流上有龍門引水樞紐工程、松塔水電站樞紐工程、瀟河灌區(qū)取水樞紐和敦化大閘三處較大的水利工程，其中龍門引水樞紐工程、敦化大閘和瀟河取水樞紐沒(méi)有調(diào)洪作用，對(duì)干流的洪水影響較小，此次洪水計(jì)算沒(méi)有考慮其影響作用。

本次規(guī)劃河段分為四大段，源頭—松塔水庫(kù)、松塔水庫(kù)—瀟河大壩、瀟河大壩—晉中市界和晉中市界—入汾口。根據(jù)河道所處位置及防洪保護(hù)范圍，源頭—松塔水庫(kù)和松塔水庫(kù)—瀟河大壩河道防洪標(biāo)準(zhǔn)采用P=5%，瀟河大壩—晉中界采用的防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=2%，晉中界—入汾口采用的防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=1%。

根據(jù)流域面積大于20km2支流匯入點(diǎn)和較大提引水工程、水庫(kù)、閘壩等影響洪水流量的位置為分界點(diǎn)分段，又將這四大段分為20個(gè)計(jì)算斷面。

3 河道水力計(jì)算

3.1 水面線推算

對(duì)天然河道和初步選定洪水治導(dǎo)線河寬的河道進(jìn)行水面線計(jì)算。對(duì)于單一的較長(zhǎng)河段，采用灘槽不同糙率一維恒定非均勻漸變微分方程計(jì)算，計(jì)算公式為：

式中：Q——流量，m3/s；

Z——斷面水位，m；

X——縱向流程長(zhǎng)，m；

x——分段流程，m；

α——?jiǎng)恿啃拚禂?shù)；

ξ——局部阻力系數(shù)；

k——流量模數(shù)，k=ΣAiRi2/3/ni；

V——斷面流速，m/s。

動(dòng)能修正系數(shù)α與斷面上的流速分布的不均勻性有關(guān)，山區(qū)河流為1.5～2。局部阻力系數(shù)ξ是反映河床斷面沿程收縮或擴(kuò)散程度，當(dāng)河槽急劇擴(kuò)大，為-0.5～-1.0，當(dāng)河槽逐漸擴(kuò)大，為-0.1～-0.3。各段設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表1。

表1 瀟河干流各段設(shè)計(jì)洪水成果采用表

根據(jù)瀟河干流各分段河床組成、河床特性、平同形態(tài)及水流流態(tài)、植物、岸壁特性等因素分析確定河道糙率，參考《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》等相關(guān)資料綜合考慮，未經(jīng)過(guò)治理的河道，主槽糙率選用0.028～0.029，灘地糙率0.032～0.035；治理后的河道，主槽糙率取0.028，灘地糙率取0.03。

3.2 攔河壩、橋涵過(guò)流計(jì)算

松塔水庫(kù)上游的瀟河干流上，除龍門引水樞紐外建有9處攔河壩，攔河壩斷面過(guò)流采用下式計(jì)算：

式中：Q——流量，m3/s；

σs——淹沒(méi)系數(shù)；

σc——側(cè)收縮系數(shù)；

m——自由溢流的流量系數(shù)（與堰型、堰高等邊界條件有關(guān)）；

n——孔數(shù)；

b——每孔凈寬，m；

H0——包括行近流速水頭的堰前水頭，即側(cè)收縮系數(shù)，H0=H+（H指堰頂水深）；

v0——行進(jìn)流速。

橋涵采用曼寧公式計(jì)算橋梁的過(guò)流能力。

4 治導(dǎo)線規(guī)劃

4.1 治導(dǎo)線繪制原則

根據(jù)各河段上游水庫(kù)情況、來(lái)水來(lái)沙規(guī)律，并結(jié)合河床地形、地貌、地質(zhì)等特點(diǎn)，合理科學(xué)確定治導(dǎo)線寬度和外形。

4.1.1 因勢(shì)利導(dǎo)，順應(yīng)天然河流的流勢(shì)

（1）順直型河段。以維護(hù)、穩(wěn)定現(xiàn)有河勢(shì)為主要規(guī)劃目標(biāo)。治導(dǎo)線應(yīng)平順，基本與洪水流向一致，并留出足夠的灘地和泄洪斷面，以安全通過(guò)設(shè)計(jì)洪水泄量。

（2）彎曲型河段。宜維護(hù)、穩(wěn)定現(xiàn)有河勢(shì)，力求使河道凹岸布置盡量依托在陡崖及支流匯入處形成的沖積扇位置，減輕或避免洪積扇對(duì)干流的危害，必要時(shí)采用防護(hù)工程控制凹岸發(fā)展，或采用控導(dǎo)工程適當(dāng)改善彎道形態(tài)。

（3）游蕩型河段。瀟河干流受控于兩岸交替山體為主的地形，主河槽大幅游蕩的可能性很小，若局部河段有所游蕩，治導(dǎo)線規(guī)劃以穩(wěn)定河勢(shì)流路為前提。綜合分析河流的來(lái)水來(lái)沙特性、河勢(shì)流路及演變規(guī)律，以及該河段上下游已有的工程措施或已規(guī)劃的治導(dǎo)線趨勢(shì)，合理研究確定治導(dǎo)線。

（4）分汊型河段。瀟河整體上屬主流單一河流，非常局部若存在分汊，應(yīng)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的要求、水流泥沙特點(diǎn)和汊道演變規(guī)律，不宜過(guò)多縮窄河道，研究穩(wěn)定汊道、塞支強(qiáng)干、改善河汊等整治方案的合理性與可行性。

（5）支流匯入河段。匯入的支流口進(jìn)行過(guò)整治的，依整治的堤防線為界；匯入的支流口未進(jìn)行過(guò)整治、但有導(dǎo)水涵洞或其它設(shè)施的，依設(shè)施導(dǎo)入口為界；匯入的支流口未進(jìn)行過(guò)整治呈天然狀態(tài)的，依水面線計(jì)算成果控制。

（6）庫(kù)區(qū)段。松塔水庫(kù)、龍門引水樞紐工程、瀟河大壩及敦化大閘治導(dǎo)線應(yīng)按照各工程劃?rùn)?quán)確界范圍確定，由于目前各工程均未做劃界確權(quán)工作，因此本次規(guī)劃按照水庫(kù)庫(kù)區(qū)20年一遇設(shè)計(jì)洪水淹沒(méi)線，庫(kù)尾淹沒(méi)線與河道同頻率水面線成果順接。瀟河大壩與敦化大閘上游兩岸有明顯的堤線，且兩建筑物沒(méi)有調(diào)蓄功能，治導(dǎo)線規(guī)劃結(jié)合計(jì)算的水面線和現(xiàn)有堤線進(jìn)行。

4.1.2 有堤防河段治導(dǎo)線以堤防線控制

已完成治理的河段，防洪達(dá)標(biāo)的應(yīng)以堤線作為洪水治導(dǎo)線，并可能考慮批復(fù)建設(shè)的堤壩工程，統(tǒng)一規(guī)劃。

4.1.3 充分利用已建工程及天然節(jié)點(diǎn)

已建工程及河道的天然節(jié)點(diǎn)，對(duì)河勢(shì)演變起著不同的控制作用，在規(guī)劃中需充分考慮。同時(shí)對(duì)阻水挑流、于對(duì)岸不利、影響行洪的工程要建議拆除。

4.1.4 治導(dǎo)線各段應(yīng)平順連接

兩岸治導(dǎo)線間距寬應(yīng)滿足河道泄洪的要求，同一河段治導(dǎo)線寬度不宜突然放大和縮小，對(duì)局部束水嚴(yán)重、泄洪能力明顯小于上下游的窄河段，宜清除阻水障礙、合理展寬治導(dǎo)線寬度，并應(yīng)與上下游平緩銜接。

4.1.5 治導(dǎo)線與瀟河流域相關(guān)規(guī)劃銜接

本次治導(dǎo)線規(guī)劃與瀟河流域市區(qū)段綜合治理工程、瀟河城區(qū)段河道治理工程、山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)瀟河生態(tài)文化修復(fù)景觀帶（太原段）工程緊密結(jié)合，結(jié)合治導(dǎo)線規(guī)劃合理進(jìn)行河道治理及生態(tài)修復(fù)。

4.1.6 規(guī)劃指導(dǎo)線控制寬度

治導(dǎo)線寬度應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀地形和設(shè)計(jì)洪水天然水面輪廓線而定，若治導(dǎo)線過(guò)寬則占用耕地面積過(guò)大，造成不必要的浪費(fèi)，若過(guò)窄則人為增加洪水損失程度，造成治理投資過(guò)大，因此本次治導(dǎo)線寬度結(jié)合上、下游治導(dǎo)線寬度，局部過(guò)寬過(guò)窄斷面適當(dāng)進(jìn)行展寬或縮窄。

4.2 治導(dǎo)線規(guī)劃

根據(jù)水利工程、地形、人口密集程度、河道侵占物擠占河道程度等影響因素，可將瀟河分為四段治理。

（1）規(guī)劃起始點(diǎn)—松塔水庫(kù)樁號(hào)（0+000—48+050大壩下游壩腳）

該段河道基本為天然河道，沿岸分布村莊多在兩側(cè)高臺(tái)地上，樁號(hào)5+846以下河道右側(cè)基本與317省道相伴而行，左側(cè)為農(nóng)田或高山，局部過(guò)寬過(guò)窄斷面適當(dāng)進(jìn)行展寬或縮窄。治導(dǎo)線基本按淹沒(méi)線控制，河段河灘地勢(shì)平坦，淹沒(méi)線范圍較大的根據(jù)地形及水流條件適當(dāng)縮窄；治導(dǎo)線基本沿317省道臨河側(cè)路基控制，部分淹沒(méi)線距省道較遠(yuǎn)的，按淹沒(méi)線控制，對(duì)省道造成淹沒(méi)的河段規(guī)劃進(jìn)行治理，治導(dǎo)線沿省道路基布置。

（2）松塔水庫(kù)—段廷（樁號(hào)48+050—72+687）

從松塔水庫(kù)至西洛鎮(zhèn)瀟河干流基本上處于砂頁(yè)巖地層。該段河道蜿蜒曲折，彎道甚多，主槽忽左忽右，隨山就勢(shì)；基本上屬窄深”U”型河道，山高谷深，地高水低，主槽河床大部分為基巖，灘地多為階地。

（3）段廷—晉中市界（樁號(hào)72+687—118+381）

該段河道進(jìn)入晉中盆地東緣黃土丘陵及黃土溝臺(tái)區(qū)，河流縱坡相對(duì)變緩，河谷變寬，兩岸發(fā)育寬緩階地，河床及漫灘為卵石混合土。其中西窯～北合流舊橋進(jìn)行了治理，內(nèi)容包括新建左側(cè)土堤防、主槽疏浚和險(xiǎn)工段加固。瀟河大壩～晉中界進(jìn)行了治理，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，內(nèi)容包括新建堤防、主槽蓄水、險(xiǎn)工段加固等；該段河道兩側(cè)還進(jìn)行了生態(tài)治理，主要包括蓮花灣景區(qū)和瀟河濕地公園等。治導(dǎo)線規(guī)劃基本上沿現(xiàn)有堤防外堤腳線、省道路基線和山體坡腳線確定。

（4）晉中市界—入汾口（樁號(hào)118+381-140+838）

該段河道長(zhǎng)22.46km，100年一遇洪峰流量為1897m3/s，現(xiàn)狀河道在兩市交界處至太太路橋間兩側(cè)沒(méi)有堤防，太太路至敦化大閘右側(cè)有明顯的舊土堤防，左側(cè)沒(méi)有堤防，但有較明顯的岸線。敦化大閘至入汾口，左右兩側(cè)有斷斷續(xù)續(xù)的土堤防或堤線。該段河道經(jīng)防洪復(fù)核，不能滿足100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)水?dāng)嗝孀畲筮^(guò)流能力為850m3/s左右。河道主槽蜿蜒曲折，沿河村莊分布于堤防或岸線兩側(cè)，主槽寬約20～50m，深2～5m。灘地內(nèi)有大量農(nóng)田，對(duì)河道行洪形成一定的影響。該河段內(nèi)共有14座橋梁、2座攔水壩及1座水閘。兩岸河道以《山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)瀟河生態(tài)文化景觀帶（太原段）水利工程及生態(tài)景觀工程可行性研究》報(bào)告中設(shè)計(jì)的堤防外堤腳線作為該段河道的治導(dǎo)線。其中右堤樁號(hào)119+124和左堤樁號(hào)118+165以上屬晉中市地界，以下屬太原市地界。

5 結(jié)語(yǔ)

治導(dǎo)線規(guī)劃是整治河道和修建控制引導(dǎo)河水流向、保護(hù)堤岸工程的依據(jù)，是保證河道正常行洪、泄洪，穩(wěn)定河水走勢(shì)，保持行洪暢通的重要依據(jù)，應(yīng)樹(shù)立以人為本、人與自然和諧的理念，遵循河道的自然演變規(guī)律及演變趨勢(shì)，以保持河道自然形態(tài)、維護(hù)水生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)河湖休養(yǎng)生息為出發(fā)點(diǎn)，既考慮現(xiàn)狀實(shí)際又預(yù)估未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，因地制宣，協(xié)調(diào)河道行洪與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求；依法依規(guī)，以水力分析計(jì)算為基礎(chǔ)，因勢(shì)利導(dǎo)確定行洪時(shí)河道寬度，劃定治導(dǎo)線。本治導(dǎo)線規(guī)劃為瀟河沿線河湖管理和水利工程管理范圍的確定提供了依據(jù)，為推進(jìn)建立范圍明確、權(quán)屬清晰、責(zé)任落實(shí)的河湖管理和水利工程管理保護(hù)責(zé)任體系提供了依據(jù)。