東洋河城鎮段綜合整治工程優化設計

仇延林，李明雙

（1.遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110006；2.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003）

東洋河城鎮段綜合整治工程優化設計

仇延林1，李明雙2

（1.遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110006；2.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003）

本文論述了采用剛性三級低堰方案替代橡膠壩設計的特點、設計目標、工程布置等，為城市段河流整治提供了新的思路和方法。

整治工程；優化設計；東洋河

1 設計優化說明

遼寧省岫巖縣東洋河原4號橡膠壩工程位于東洋河干流，北洋橋上游約232 m處，為該河段四級橡膠壩的第一級。隨著岫巖縣城鎮建設的發展需要，原設計4號橡膠壩回水范圍內對右岸灘地（景觀灘地）淹沒較大，對周邊的浸沒影響也不可避免。應建設單位要求，在滿足原有設計標準的前提下，對原4號橡膠壩結構進行設計方案調整，以求更好地解決原設計與現狀要求存在的問題。

2 壩型確定

為減少蓄水對右岸灘地及周邊浸沒影響的范圍，設計對防洪安全、回水水面線計算、景觀效果和運行管理等因素進行確定，經分析，確定采用剛性低堰分三級將水面抬至80.60 m高程，隨地面高程的變化，減少淹沒最大水深達2.5 m。三級低堰擋水高度分別為79.20，79.70，80.60 m。

3 剛性低堰特點

3.1 優點

1）剛性低堰方案作為該河段蓄水方案，在技術上是可行的。通過剛性低堰與河道主槽護岸相結合，保護大片右岸林木岸灘，從而細化河床結構，理清河床層次，豐富河床色彩，使河床最大可能的接近原生態景觀。

2）剛性低堰可以減輕泥沙對下游橡膠壩的淤積問題。三道堰可以有效攔截推移泥沙，對改善下游3座橡膠壩運行條件，特別是對3號橡膠壩的保護是有利的。

3）剛性低堰方案可以逐級提高水位，解決攔河雍水高水位造成的岸邊浸滲問題。

4）剛性低堰方案施工方便、使用壽命長。

3.2 缺點

1）剛性低堰的蓄水量要少于橡膠壩的蓄水量，水面景觀沒有橡膠壩的宏偉壯觀。

2）東洋河屬于典型北方山區河流，四季降水不均勻，河床流量在一年中可以由4 100 m3/s變化到1.75 m3/s，同時，該河段處于哈達、偏嶺兩河的匯河口的下游，河流由西北向東南方向轉彎處，河床受兩座山頭（冷家隈子山、炮臺山）束窄影響，河床水流條件惡劣，泥沙問題突出，河床沖淤變化劇烈，將來清淤工作量大是不可避免的。

3）修建剛性低堰，要做好河床灘地的工程防護，降低復雜水流和泥沙的沖淤對灘地的影響程度。景觀設計要關注相應洪水泄流要求。同時洪水過后，局部人工清掃和整理（如人行道、人工花圃、局部沖溝和部分淤積等）工作不可避免。

4 設計目標

在滿足水面景觀、攔擋大部分泥沙和防洪安全的前提下，剛性低堰設計應盡量滿足以下要求：

1）突出親水性。整個工程在設計理念上要方便游人進入和人、水互動。注重各功能區域的完善，如碼頭、游樂區等。

2）接近原生態。基本保留原河床灘地，用擋土墻固定部分河床，同時改換部分高大喬木為耐水的觀花賞葉叢生灌木。河床左岸的防洪設施主要以植物措施為主，在原來已有的防護林基礎上，補植一些具有景觀效果的樹種。

3）以曲為美。剛性低堰、兩岸的護岸的軸線均設計成曲線，使之具有流曲之美，更接近原生態。

4）注重和諧、綜合利用。達到景觀和防洪要求的和諧統一、工程設施和周圍環境的和諧統一、注重工程的綜合利用，既保證游樂需要，也要保證能順利通過設計洪水。

5）加強工程管理。該工程位于山區河流，根據現場勘察和多年河道演變觀察，汛期河流泥沙含量較高，但由于缺少統計資料，暫不能對泥沙進行定量分析。建議上游水文站能針對不同季節對泥沙進行觀測，工程運行后定期清淤，保證工程正常發揮作用。

5 基本資料

該工程岫巖站設計洪水成果見表1，工程設計堤防高程計算成果見表2。

表1 岫巖站設計洪水成果表

表2 岫巖城市段堤防設計高程成果表m

6 工程布置及建筑物

方案是在原4號橡膠壩址上游613.70 m處開始，向上游依次修建3道剛性低堰來抬高河床水位，保證形成連續水面，回水到鐵路橋下80.60 m高程，并考慮景觀效果的攔河蓄水工程。

6.1 工程設計

6.1.1 建筑物級別及洪水標準

東洋河右岸城區防洪標準為50年，堤防工程等級為2級；左岸城區防洪標準為20年，堤防工程等級為4級。攔河雍水建筑物級別為3級，設計洪水標準為20年，校核洪水標準為50年。設計洪水成果見表3。

表3 設計洪水成果表

6.1.2 工程布置

1）3道低堰工程。此段河道的攔蓄設計采用3道混凝土曲線堰，從下游堰址至上游堰址依次為第一道堰、第二道堰和第三道堰。

2）河道主槽護岸工程。河道主槽護岸頂高程確定，將非汛期5～10年洪水控制在河道中，護岸采用漿砌石重力式擋土墻結構，擋墻頂寬50 cm，迎水面直立，背水坡1∶0.3。左岸護岸總長1 751.17 m，右岸護岸總長1 800.98 m。

6.2 水力計算

1）堰頂高程復核。

天然河道按恒定流確定水面線，設計標準洪水流量為2 990 m3/s，校核標準洪水流量為4 110 m3/s，河道比降i=14/1 000，糙率n=0.03，3道低堰水面線與左右堤防頂高程對應成果見表4。

表4 3道堰左右堤防設計高程比較成果表 m

由計算可知：此次設計要求堤頂高程比規劃設計的堤頂高程偏高，但現狀堤頂高程均高于此次設計要求堤頂高程，因此右岸堤防現狀滿足防洪要求，左岸灘地今后若建堤防應考慮低堰完建后對洪水位影響而確定堤頂高程。

2）3道低堰水力計算。

東洋河常年來水量為20 m3/s，此次3道低堰堰頂高程及回水高程確定按此流量確定。堰上水深定為H=0.3 m，堰頂順水流寬度δ=1.0 m，2.5＜δ/H=3.33 m＜10，為寬頂堰過流。經計算，當低堰垂直水流寬度0.5 m，隔墩寬度1.0 m時，滿足過流20 m3/s的要求。

3）3道低堰工程規模確定。

3道低堰均采用折線型堰，上游堰面直立，下游堰面1∶1.0，堰頂順水流長度1.0 m。上游鋪蓋順水流長度5.0 m，為鋼筋混凝土結構，厚0.4 m。第一道低堰順水流長度5.4 m，第二道低堰順水流長度5.05 m，第三道低堰順水流長度5.5 m。均為鋼筋混凝土結構，護坦厚0.4 m。下游拋石防沖槽順水流長度3.4 m，埋置深度0.8 m。3道低堰特征指標見表5。

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表5 三道低堰特征指標

2012-04-01