師文鑫

（山西省晉中市水利建筑工程總公司,山西 晉中 030600）

0 引言

中小河流數(shù)量眾多,且大多分布在山區(qū)。水流特性呈現(xiàn)源短流急,洪水陡漲陡落,且易引發(fā)山洪泥石流災(zāi)害,對(duì)居民生命財(cái)產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施威脅較大。但是目前相關(guān)防洪和洪水調(diào)度研究主要集中于主干河道,中小河流防洪減災(zāi)問題研究較為欠缺[1-2]。沁河治理以防洪為主,

兼顧河道的生態(tài)建設(shè)和岸邊綠化。河道治理依據(jù)地形地勢(shì)及河道兩岸的相關(guān)規(guī)劃,盡量使河道保持近自然態(tài),其防洪治理思路值得推廣和借鑒。

1 工程概況

沁河,黃河的一級(jí)支流,發(fā)源于山西省沁源縣,河流在太岳山崇山峻嶺間蜿蜒南下,穿越臨汾市安澤縣,在沁水縣官亭圪堆附近流入晉城市,干流全長(zhǎng)485 km,流域總面積13532 km2。其中山西省境內(nèi)河長(zhǎng)363 km,流域面積12264 km2,占總面積的91%。

治理河段目前主要存在以下問題：

（1）沁河兩岸的防洪標(biāo)準(zhǔn)較低,河道沒有系統(tǒng)的規(guī)劃和治理,不能滿足防洪要求。

（2）沁河兩岸沒有護(hù)岸工程,對(duì)沿岸的村莊、農(nóng)田及耕地都會(huì)產(chǎn)生威脅。

（3）河床泥沙淤積嚴(yán)重,導(dǎo)致行洪能力降低。河灘地造田,造成河道束窄,影響河道汛期的行洪能力。

總體布局為：在規(guī)劃河段范圍內(nèi),對(duì)目前堤防不滿足防洪安全要求段,結(jié)合實(shí)際地形進(jìn)行堤防新建；對(duì)堤防高度及強(qiáng)度不滿足規(guī)劃水平段按設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)予以加高加固；對(duì)淤積河段進(jìn)行疏浚及河道整治工程建設(shè),穩(wěn)定河勢(shì),控制主槽擺動(dòng),合理加強(qiáng)工程管理建設(shè)。以新建堤防和護(hù)岸、疏浚河道及整治工程為主,在提高沁河防洪能力的基礎(chǔ)上,在人口密集區(qū)進(jìn)行生態(tài)蓄水和綠化。

2 防洪治理

2.1 新建堤防斷面型式

堤防斷面型式擬采用重力式格網(wǎng)石籠岸墻和斜坡式石籠護(hù)堤及鋼筋混凝土懸臂式岸墻,現(xiàn)對(duì)這三種護(hù)岸型式進(jìn)行比選。

2.1.1 重力式格網(wǎng)石籠岸墻

重力式格網(wǎng)石籠岸墻高3.0 m,頂寬1 m,底寬2.0 m,臨水側(cè)邊坡以1∶0.5錯(cuò)臺(tái),背水側(cè)鉛直,基礎(chǔ)埋深1.5 m,具體見圖1。

圖1 重力式格網(wǎng)石籠岸墻

優(yōu)點(diǎn)為背水側(cè)坡度小,開挖占地少。施工相對(duì)較為簡(jiǎn)單、方便。其缺點(diǎn)墻體占用一部分河道,過流能力略有影響,工程造價(jià)相對(duì)較高。

2.1.2 斜坡式石籠護(hù)堤

斜坡式石籠護(hù)堤,坡度為1∶3.0,其結(jié)構(gòu)自下向上依次為基礎(chǔ)碾壓、200 mm厚砂卵石,300 mm 厚石籠,具體見圖2。

圖2 斜坡式石籠護(hù)堤

2.1.3 鋼筋混凝土懸臂式岸墻

鋼筋混凝土懸臂式岸墻總高度4.5 m,立板厚度為0.4 m～0.6 m,底板厚0.3 m～0.7 m,為增加墻體的穩(wěn)定以及減小基底應(yīng)力,底板在臨水側(cè)向外懸挑1.0 m、擋土側(cè)向外懸挑1.4 m,底板總寬3.0 m,結(jié)構(gòu)見圖3。其優(yōu)點(diǎn)是整體性好,耐久性好；缺點(diǎn)是工程造價(jià)高。

圖3 鋼筋混凝土懸臂式岸墻

2.1.4 綜合比選

由表1可知,懸臂式岸墻工程投資最高,重力式岸墻次之,斜坡式石籠護(hù)堤最低。沁河屬于山區(qū)河流,沿河兩岸灘地大部分均已被老百姓占用作為耕地,并且大多數(shù)已被劃歸基本農(nóng)田,因此,從節(jié)約占地角度考慮,結(jié)合投資比較,以及生態(tài)和當(dāng)?shù)匾呀?jīng)批復(fù)的城市建設(shè)規(guī)劃,斷面選定時(shí),主要選用重力式生態(tài)石籠和斜坡式生態(tài)石籠堤防。

表1 幾種斷面型式的工程量及投資表

2.2 主槽防護(hù)工程

主槽防護(hù)工程主要有斜坡式格網(wǎng)石籠護(hù)岸和錯(cuò)臺(tái)式格網(wǎng)石籠護(hù)岸。

（1）斜坡式格網(wǎng)石籠護(hù)岸

斜坡式格網(wǎng)石籠護(hù)岸采用5 m×3 m×0.3 m的格網(wǎng)石籠砌筑,邊坡為1∶3 ,格網(wǎng)石籠下鋪反濾土工布,基礎(chǔ)埋深為1.5 m,基礎(chǔ)采用5 m×1 m×0.5 m的格網(wǎng)石籠。

（2）錯(cuò)臺(tái)式格網(wǎng)石籠護(hù)岸

錯(cuò)臺(tái)式格網(wǎng)石籠護(hù)岸采用5 m×3 m×0.5 m的格網(wǎng)石籠砌筑,錯(cuò)臺(tái)長(zhǎng)度為1.5 m,邊坡為1∶2,格網(wǎng)石籠下鋪砂礫卵石回填,格網(wǎng)石籠上鋪 300 mm厚的種植土,基礎(chǔ)埋深為1.5 m,基礎(chǔ)采用5 m×1 m×0.5 m的格網(wǎng)石籠,在堤腳處設(shè)置格網(wǎng)石籠護(hù)腳,長(zhǎng)5 m,厚500 mm。

2.3 蓄水區(qū)水源工程

本項(xiàng)目主要是在滿足兩岸防洪安全的基礎(chǔ)上,在重點(diǎn)村鎮(zhèn)及縣城附近修建蓄水建筑物,進(jìn)行蓄水美化,形成水面景觀。在河道蓄水美化工程中,國(guó)內(nèi)常用的幾種景觀壅水壩有：橡膠壩、液壓壩、鋼壩閘。結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r及規(guī)劃景觀要求,對(duì)上述三種壩型進(jìn)行綜合比較。比較結(jié)果見表2。

表2 景觀壅水壩比較

從經(jīng)濟(jì)、景觀及性價(jià)比幾方面綜合比較,鋼壩閘除投資較大外,其他方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。所以本工程最終采用的是鋼壩閘。

工程建成后,形成蓄水水面34.53萬(wàn)m2,蓄水量43.22萬(wàn)m3,蓄水池水量損失主要為滲漏和蒸發(fā)。沁河按水面面積34.53萬(wàn)m2折算成蒸發(fā)量為35萬(wàn)m3。壩基滲漏、兩岸堤基滲漏和池底滲漏,初步估算滲漏量年滲漏損失為9萬(wàn)m3。由以上分析,年蒸發(fā)和滲漏損失共計(jì)44萬(wàn)m3,需補(bǔ)水總量為44萬(wàn)m3。沁河日?；骷s2萬(wàn)m3/d～3萬(wàn)m3/d,扣除灌溉季節(jié)用水,年來水量約600萬(wàn)m3～900萬(wàn)m3,完全可以滿足蓄水池的補(bǔ)水要求。

2.4 沁河改線段治理

沁河潤(rùn)城劈山改河段由于1982 年曾發(fā)生左岸防洪堤沖垮、大量洪水沖入潤(rùn)城村內(nèi)、多半房屋被淹的洪災(zāi),給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)造成了極大的損害,迫切需要治理改造。根據(jù)現(xiàn)狀地形對(duì)改河段按古河道分流（方案1、方案2）和不分流（方案3）以及不同分流量（方案1、方案2）進(jìn)行方案比較。

2.4.1 古河道分流方案

方案1,設(shè)計(jì)洪水在高速口段樁號(hào)Z66+760.9處進(jìn)行分洪,設(shè)計(jì)洪水一部分（1500 m3/s）由改河劈山段通過,一部分（720 m3/s）由原古河道通過,在劈山口下游匯合,流向下游。方案2,設(shè)計(jì)洪水在高速口段Z66+760.9 處進(jìn)行分洪,一部分（1200 m3/s）由改河劈山段通過,一部分（1000 m3/s）經(jīng)由原河道通過,在劈山口下游匯合,流向下游。

2.4.2 古河道不分流方案

方案3,20 年一遇設(shè)計(jì)洪水2220 m3/s全部由劈山口通過,現(xiàn)狀劈山改河段河道底寬在15 m左右,闊挖至80 m,清淤范圍為Z6+696.7至Z10+691.8,河道清淤4.1 km,全河槽清淤。在晉陽(yáng)高速橋上游現(xiàn)有河道寬度為50 m,仍呈卡口狀,當(dāng)通過設(shè)計(jì)洪水時(shí),本河段將壅高河道水位,河道左岸約有240 m長(zhǎng)的公路臨河側(cè)需加高2 m,其余段需要加高1 m。

2.4.3 方案確定

方案1和方案2從工程布置到對(duì)古河道現(xiàn)狀的影響都相同,只是兩個(gè)方案分流的流量不同,方案3不影響古河道,但涉及拆遷和移民,從經(jīng)濟(jì)的角度比較,最終選定方案1。

同時(shí),結(jié)合此段的實(shí)際情況,主槽疏浚斷面擬定為梯形,底寬30 m～80 m,深1 m～6 m,邊坡1∶2,設(shè)計(jì)縱坡2.1‰～10.2‰,長(zhǎng)度5.15 km,疏浚后對(duì)主槽采用格網(wǎng)石籠進(jìn)行防護(hù),主槽邊坡1∶2,防護(hù)措施自下而上依次為：反濾土工布、200 mm厚的砂礫料,300 mm厚的格網(wǎng)籠石；主槽河道依據(jù)設(shè)計(jì)縱坡和寬度進(jìn)行清理,只需將高于河底高程的河段進(jìn)行開挖,并將河道內(nèi)的違章建筑等進(jìn)行拆除。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)沁河兩岸的生態(tài)治理,使相應(yīng)河段的堤防達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn),清理了河道淤積,加強(qiáng)了工程管理,初步形成了系統(tǒng)的防洪體系,有效保證了河道的防洪安全,通過生態(tài)蓄水形成水面景觀,既滿足了人們親水近水要求,又為居民提供了開放式公共游憩、娛樂運(yùn)動(dòng)的休閑空間。治理全過程始終貫穿生態(tài)理念,結(jié)合河道行洪功能要求,努力營(yíng)造出生態(tài)濕地和蓄水多種景觀,盡可能少的改變河道流態(tài),保持自然生態(tài)和形態(tài),造就了較為完整的水生態(tài)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展。