李 偉

(盤山縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 盤山 124000)

1 概述

王河發(fā)源于遼寧省沈陽市法庫縣，是遼河的一條支流。河道長度50.8 km，平均坡度為0.73‰。本次王河流域綜合治理工程共治理河長11 460 m，其中，王河干流為6 950 m，白家溝支流為4 510 m。王河干流主要包括兩岸堤防治理7 475 m，其中左岸625 m(左岸分下、下游兩段，上游100 m，下游525 m)，右岸6 850 m。

王河干流共布置綠濱墊護坡3 880 m，其中左岸645 m，右岸3 235 m；兩岸共布置堤頂路7.5 km，設(shè)置上堤坡道4處共0.3 km，錯車平臺8處，堤防背水坡播撒草籽(摻花籽)4.16萬 m2，栽植紫穗槐12.95萬株。

柏家溝河支流固濱籠護岸5 002 m，其中左岸3 650 m，右岸1 352 m；河道右岸沖溝防護2處；左岸布置堤頂路4.5 km，布置上堤坡道5處共0.3 km，設(shè)置錯車平臺8處；堤防背水坡播撒草籽(摻花籽)3.28萬 m2，栽植紫穗槐16.28萬株，栽植垂柳0.1萬株，防護圍欄60 m。

2 工程布置

2.1 工程布置原則

2.1.1 統(tǒng)一規(guī)劃，全面布局的原則

根據(jù)規(guī)劃工程段的實際存在問題及整體工程資金安排情況，按照先重后輕、由主及次的順序安排工程，做到重點突出，兼顧一般的原則。

2.1.2 盡量利用現(xiàn)有工程，控制工程規(guī)模及投資的原則

對于現(xiàn)有堤防和岸坡應(yīng)盡量利用，通過綜合分析制定更加合理的工程治理方案，減少不必要的工程安排并控制工程總投資在合理范圍內(nèi)。

2.1.3 防洪兼顧生態(tài)，河道治理要考慮城市景觀的原則

作為王河調(diào)兵山市境內(nèi)最重要河段，本段兼具防洪及兩岸景觀功能，因此工程布置及工程型式選擇應(yīng)在確保防洪安全的前提下，盡量兼顧生態(tài)和城市景觀效果。

2.1.4 其它原則

工程選擇盡量擴大河道行洪面積，選擇施工難度低，耐久性良好的防護方式。開挖產(chǎn)生棄土盡量在工程范圍利用，充分考慮工程土方內(nèi)部平衡。S105公路橋至鐵大公路橋間為調(diào)兵山市重要城市河道，因此其工程型式應(yīng)盡量統(tǒng)一，包括防護型式及堤頂寬度、堤頂縱斷應(yīng)有統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一原則。王河干流及柏家溝河支流現(xiàn)狀堤頂均滿足10 a洪水標(biāo)準(zhǔn)，工程布置時應(yīng)遵循對現(xiàn)狀堤防干擾最小，且堤頂應(yīng)盡量平順的原則。盡量減少工程棄料，降低工程對環(huán)境的負面影響。

2.2 堤防硬防護工程布置

2.2.1 王河干流

王河兩岸堤防迎水側(cè)采用綠濱墊護坡，考慮到生態(tài)網(wǎng)箱規(guī)格較為固定，在滿足防護標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量將網(wǎng)箱規(guī)格設(shè)計成整數(shù)尺寸。

1)右岸硬性防護

(2)依據(jù)10 a水位及現(xiàn)狀堤腳高程，10 a水位基本剛上灘，確定樁號4+300～6+215段采用生態(tài)防護，長度1 915 m。

2)左岸硬性防護

3)柏家溝河支流

柏家溝河堤防迎水側(cè)以防護堤腳為主，堤腳采用固濱籠或波浪樁形式防護。柏家溝河上游段堤防沿線堤身及堤腳為主存在通訊電纜線桿[1]，將會影響工程施工，開工前需協(xié)調(diào)相關(guān)部門，避免電線桿對施工的影響。

(1)0+000～1+575(S505公路橋)左岸

該段河道0+000～0+195為綠濱墊護坡長195 m，樁號1+375～575(S505公路橋)為鐵煤集團休建漿砌石擋墻。根據(jù)河道現(xiàn)狀統(tǒng)一規(guī)劃行洪寬度不小于10 m，樁號0+195～1+375，防護總長度1 180 m，固濱籠結(jié)合現(xiàn)狀主槽高度統(tǒng)一規(guī)劃地面以上高2 m。

(2)0+845～1+575(S505公路橋)右岸

該段河道右岸為凹岸沖刷嚴重河段，現(xiàn)狀岸坎沖刷嚴重，根據(jù)現(xiàn)狀情況，該段河道主槽統(tǒng)一規(guī)劃寬度不小于10 m，固濱籠結(jié)合現(xiàn)狀主槽高度統(tǒng)一規(guī)劃地面以上高2 m，防護段長730 m。

(3)1+575(S505公路橋)～2+147兩岸

S505公路橋至太龍線公路橋右岸采用固定籠擋墻防護，根據(jù)現(xiàn)狀岸坎情況，左岸采用兩道固濱籠擋墻防護至岸頂，擋墻中間設(shè)置3 m寬綠化帶。該段河道擋墻防護總長55 m。

1+630(太龍線公路橋)～2+147兩岸主槽采取固濱籠擋墻防護，根據(jù)河道現(xiàn)狀統(tǒng)一規(guī)劃河寬10 m，固濱籠結(jié)合現(xiàn)狀主槽高度統(tǒng)一規(guī)劃地面以上高2 m。該段河道固濱籠擋墻兩岸防護總長1 034 m。

(4)2+147～4+510(鎮(zhèn)柏線公路)左岸

樁號2+147～3+140防護段長993 m，連接上游既有防護。3+550(農(nóng)橋)～4+510防護段長960 m。根據(jù)現(xiàn)狀情況，該段河道主槽統(tǒng)一規(guī)劃寬度不小于10 m，固濱籠結(jié)合現(xiàn)狀主槽高度統(tǒng)一規(guī)劃地面以上高2 m。

(5)農(nóng)橋右岸上下游連接段

農(nóng)橋右岸上下游缺少必要的防護措施，根據(jù)工程實際情況，農(nóng)橋上下游右岸采取固賓籠防護，防護長度50 m，橋上35 m，橋下15 m。高度統(tǒng)一規(guī)劃地面以上高2 m，與對岸結(jié)構(gòu)形式一致，農(nóng)橋上下游防護河寬與橋同寬。

(6)沖溝防護

根據(jù)現(xiàn)有沖溝情況，對柏家溝河支流左岸太龍線公路橋上游、龍家村上游沖溝加以防護，采用綠濱墊防護。

硬性防護工程統(tǒng)計見表1。

表1 硬性防護工程統(tǒng)計表

2.3 生態(tài)防護工程布置

2.3.1 干流

根據(jù)硬性防護工程布置及10 a水位淹沒高度，對右岸已采取硬性護坡堤防段1+1700～4+300、6+215～6+850及左岸0+000～0+525防護頂至堤頂迎水坡栽植紫穗槐護坡，背水坡播撒草籽(摻花籽)防護。對10 a水位剛淹沒至堤腳的右岸堤防段4+300～6+215迎水坡栽植紫穗槐護坡，背水坡播撒草籽(摻花籽)防護。干流生態(tài)防護堤防背水坡播撒草籽(摻花籽)4.16萬 m2，栽植紫穗槐12.95萬株。

2.3.2 柏家溝支流

根據(jù)硬性防護工程布置情況，對支流左岸0+000～1+575防護頂至堤頂迎水坡栽植紫穗槐護坡，背水坡播撒草籽(摻花籽)防護。為改變該段堤防背水坡種植農(nóng)作物情況，本次對該段堤防背水側(cè)堤腳栽植單排垂柳防護堤腳，垂柳防護段長1 575 m。樁號2+147～4+510防護頂至堤頂迎水坡栽植紫穗槐護坡，背水坡播撒草籽(摻花籽)防護。左岸樁號4+408～4+510擋墻頂部栽植垂柳防護，垂柳栽植段長462 m。柏家溝河支流堤防背水坡播撒草籽(摻花籽)3.28萬 m2，栽植紫穗槐16.28萬株，栽植垂柳0.1萬株。

2.4 堤頂路工程布置

對整個處理區(qū)段的堤頂路進行修復(fù)加固。在必要位置設(shè)置錯車平臺和上堤坡道，確保汛期防汛車輛能正常通行。

2.4.1 干流

王河干流兩岸共布置堤頂路7.5 km，其中右岸樁號0+000～6+580堤頂路長6.58 km，左岸樁號0+000～0+525堤頂路長0.525 km，樁號3+485～3+585堤頂路長0.12 km。

2.4.2 柏家溝支流

支流左岸0+000～4+510左岸全線堤頂路長4.51 km，堤頂路根據(jù)現(xiàn)狀堤頂綜合確定寬度為3 m。

2.5 防護圍欄工程布置

S505公路橋和太龍線公路橋兩岸為陡坎，出于安全考慮，在兩岸岸頂布置防護圍欄網(wǎng)60 m，其中左岸15 m，右岸45 m。

3 堤頂高程復(fù)核

王河干流及柏家溝河支流防洪標(biāo)準(zhǔn)均為10 a一遇[2-4]，堤防等級為5級，堤頂標(biāo)高由10 a一次的設(shè)計洪水位加上超高確定[5]。堤頂高度為風(fēng)浪高度+安全高度+風(fēng)壅增水高度[6]。

堤頂超高計算公式：

Y=R+e+A

(1)

式中：Y為堤頂超高(m)；R為設(shè)計波浪爬高(m)；e為設(shè)計風(fēng)壅增水高度(m)；A為安全加高(m)。

其中風(fēng)浪要素可由以下公式確定：

(2)

(3)

(4)

式中：H為平均波高(m)；T為平均波周期(s)； V為計算風(fēng)速(m/s)取多年汛期最大風(fēng)速平均值的1.5倍； d為水域平均水深(m)，采用兩堤間設(shè)計水位下斷面平均水深；F為風(fēng)區(qū)長度(m)，采用風(fēng)向方向的兩堤迎水側(cè)堤肩的堤距；g為重力加速度； tmin為風(fēng)波浪達到穩(wěn)定狀態(tài)的最小風(fēng)(s)。

設(shè)計波浪爬高采用以下公式確定：

(5)

式中：Rp為累積頻率P較高的風(fēng)浪；KA為坡面粗糙度和滲透系數(shù); KV為經(jīng)驗系數(shù)；m為斜坡坡率；H為堤前平均波高；L為波浪長。

設(shè)計風(fēng)壅增水高度由以下公式確定：

(6)

式中：e為風(fēng)壅增水高度(m)； K為綜合摩阻系數(shù)，可取K=3.6×10-6； V為設(shè)計風(fēng)速； F為風(fēng)區(qū)長度；D為平均水深；β為風(fēng)向與垂直于堤防軸線的法線夾角，該地區(qū)汛期最大風(fēng)速歷年統(tǒng)計多為SSW和SW，計算風(fēng)向按兩者中計算最大值選取。

本次在王河干流及柏家溝河支流分別選取典型斷面對現(xiàn)有堤頂高程進行復(fù)核。見表2。

表2 堤頂高程復(fù)核計算成果表

根據(jù)《中小型河流治理初步設(shè)計指導(dǎo)意見》中堤防超高的相應(yīng)規(guī)定，經(jīng)綜合考慮，王河兩岸實際計算超高比1.0 m略多，柏家溝河支流實際計算高度貼近于1 m。從計算結(jié)果及測量成果來看，目前堤頂標(biāo)高達到了10 a一遇洪水的標(biāo)準(zhǔn)，故本次不改變現(xiàn)狀堤防高度，工程布置以堤防防護為主。

4 結(jié)語

通過本工程的實施以及新開河治理相關(guān)規(guī)劃，王河沿線調(diào)兵山境內(nèi)將形成完整的防洪系統(tǒng)，徹底解決調(diào)兵山王河沿線的防洪安全問題，有效地保障人們的生命和財產(chǎn)安全，為沿河地方經(jīng)濟發(fā)展提供了防洪安全。