義合河集鎮(zhèn)防洪工程方案探析

侯 婷

（榆林市榆陽區(qū)魚種場 陜西 榆林 719000）

1 概況

義合河是無定河左岸一級支流，河道全長41.9km，流域面積427km2，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。綏德縣義合鎮(zhèn)位于義合河?xùn)|川的中游段，該河段是義合河沿岸人口最為稠密、商業(yè)及交通最為發(fā)達(dá)的河段，也是義合河防洪的重點河段。境內(nèi)有307國道、青銀高速公路、銀太鐵路等多條公（鐵）路通過，物資交流和貿(mào)易發(fā)達(dá)。義合鎮(zhèn)現(xiàn)轄69個村委會，1個居委會，總?cè)丝?8648人，受洪水威脅淹沒面積293畝，其中村鎮(zhèn)面積72畝，其余全部為河灘地。2010年，全鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值4821萬元，鎮(zhèn)區(qū)人均純收入2800元。

2 洪災(zāi)成因及河道防洪存在問題

2.1 洪水爆發(fā)易成洪災(zāi)

義合河流域洪水由暴雨產(chǎn)生，主要發(fā)生在7、8月份。暴雨類型多為雷暴雨，其特點是雨量集中，歷時短，強度大，籠罩面積小。同時由于流域內(nèi)溝壑縱橫、植被稀少，加之上游河段河槽調(diào)蓄能力較小，故本流域域洪水一般具有來勢猛、歷時短、暴漲暴落、峰高量小、峰型尖瘦等特點，所以易形成洪災(zāi)。加之，防洪工程建設(shè)滯后于城鎮(zhèn)的發(fā)展，所以洪澇頻繁。

2.2 護(hù)岸工程現(xiàn)狀

截止2011年底，義合鎮(zhèn)右岸護(hù)岸全部與307國道及義吉公路路肩擋墻并用，工程穿越整個鎮(zhèn)區(qū)，擋墻基本采用重力式漿砌石擋土墻，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇，且受岸邊建筑物侵占河道的河段受水流淘刷嚴(yán)重，存在較多的安全隱患。義合鎮(zhèn)左岸銀太鐵路橋以上段及307國道橋至義合新村段屬于天然岸坎，下段現(xiàn)有已成防洪墻工程總長379 m，屬重力式漿砌石擋土墻，基本能滿足防洪要求，但由于工程規(guī)模小，且未形成封閉的防洪體系，故難以滿足整個河段抵御洪水的要求。

2.3 河道、護(hù)岸存在的主要問題

（1）已成護(hù)岸標(biāo)準(zhǔn)偏低。已成護(hù)岸主要靠沿河群眾或單位根據(jù)自己的用途，多數(shù)利用當(dāng)?shù)厣皫r砌筑，標(biāo)準(zhǔn)低，且不連續(xù)，局部已成段防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇洪水。

（2）已成護(hù)岸工程質(zhì)量偏低、隱患多。已成護(hù)岸由于缺少規(guī)劃，群眾自發(fā)建設(shè)，沒有統(tǒng)一規(guī)劃和合理設(shè)計，不符合規(guī)范要求。

（3）防洪體系不完善，沒有形成完整的防洪安全保護(hù)區(qū)。受多方面原因的制約，該流域一直未做全流域的防洪或者綜合性規(guī)劃，僅綏德縣于2008年編制完成了《綏德縣義合河集鎮(zhèn)防洪近期治理建設(shè)規(guī)劃》。工程區(qū)左岸段上下游沒有形成有效銜接，且已成的護(hù)岸與天然岸坎只是各自為保護(hù)區(qū)，無有機結(jié)合，一旦干流發(fā)生洪水，支溝洪水或干流洪水倒灌，即形成災(zāi)害。

（4）管理設(shè)施不配套，群眾防汛意識差。由于集鎮(zhèn)街市緊領(lǐng)河道，使得河道內(nèi)亂建、亂挖、亂棄現(xiàn)象加劇，不斷侵占河道，造成河道淤塞，行洪不暢。加之缺乏必要的維護(hù)與管理，群眾違章侵占河道，河勢惡化，洪水隱患加重。有些群眾在河岸坎邊上修建永久建筑物，致使防汛搶險和護(hù)岸維護(hù)管理不能順利進(jìn)行，給防汛工作帶來諸多不便。

3 水文

3.1 水文氣象

義合河流域?qū)僦袦貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候。多年平均氣溫9.7℃，相對濕度為57%，風(fēng)速2.3m/s，最大風(fēng)速27m/s，相應(yīng)風(fēng)向為N W，無霜期為179天，平均降雨量469.5mm。多年平均徑流量812萬m3。徑流主要由降雨形成，最大年徑流量為2200萬m3（1966年），最小年徑流量為317萬m3（1997年），變幅6.94倍。多年平均輸沙量為124.4萬t，推移質(zhì)量按懸移質(zhì)量的15%計算，義合鎮(zhèn)段工程處推移質(zhì)量為19.55萬t。年侵蝕模數(shù)6654 t/km2。

3.2 設(shè)計洪水

義合河流域無水文測站，故工程處設(shè)計洪水采用洪峰流量匯水面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、推理公式法、水文比擬法和歷史洪水推求設(shè)計洪水法進(jìn)行了計算。義合鎮(zhèn)河段支流李家河以上河段10年一遇設(shè)計洪峰流量為622m3/s，支流李家河以下河段10年一遇設(shè)計洪峰流量為725m3/s。

3.3 地質(zhì)

工程區(qū)地貌單元主要為義合河一級階地，漫灘，周邊為黃土梁峁溝壑地貌。護(hù)岸基底土主要為粉質(zhì)粘土、圓礫、卵石和砂巖，無地震液化可能。沿線堤基無軟弱土層分布，故不考慮震陷問題。根據(jù)對工程區(qū)水質(zhì)的評價，場地內(nèi)地表河水和地下水對混凝土結(jié)構(gòu)均無腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具微腐蝕性。工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05 g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

4 工程設(shè)計

4.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，義合河集鎮(zhèn)工程區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)取義合河10年～20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。但根據(jù)本次工程水面線的推算，當(dāng)義合河發(fā)生20年一遇設(shè)計洪水時，在義合鎮(zhèn)老街段水位將高出現(xiàn)狀路面2.0 m～5.2 m，而現(xiàn)狀兩岸均已修筑建筑物，無拓寬河道的條件，故取義合鎮(zhèn)段防洪標(biāo)準(zhǔn)為抵御義合河10年一遇洪水。相應(yīng)的防洪工程處李家河以上段洪峰流量為622m3/s，李家河以下河段洪峰流量為725m3/s。

4.2 河道特性及河床演變分析

位于義合河?xùn)|川中游段的義合鎮(zhèn)，河段全長2.30km。河道河床均以砂巖及砂卵石為主，河道全部穿行于黃土丘陵溝壑之中，兩岸基巖出露較高，河道受兩岸山體及出露基巖的約束，加之已成護(hù)岸及堤路工程的防護(hù)，河道平面擺幅不大，河勢穩(wěn)定。本工程區(qū)無實測河道斷面資料及水文站實測斷面資料，根據(jù)實際查勘及調(diào)查，工程區(qū)屬于地下河狀態(tài)，河道流路較暢通，在中水及發(fā)生小洪水時，河道有少量的淤積，待到河道發(fā)生大洪水時，河道產(chǎn)生沖刷，達(dá)到?jīng)_淤平衡。經(jīng)調(diào) 查 ， 并 對1976年1∶50000、1998年1∶10000地形圖及2011年實測1∶1000地形圖進(jìn)行工程區(qū)河勢對比分析認(rèn)為：工程修筑后，仍舊將河寬穩(wěn)定在現(xiàn)狀平均河寬之間，平面走向與現(xiàn)狀岸坎走向一致，將不會對現(xiàn)狀平面河勢造成影響，不會引起平面河勢的變化。

4.3 堤線布置

本次設(shè)計，堤線走向均以右岸現(xiàn)狀道路走向為準(zhǔn)，大部分利用現(xiàn)狀公路路肩。在老街路肩已被臨街房屋侵占的河段，堤線布置為：堤線大部以現(xiàn)狀道路路肩為準(zhǔn)，在已成建筑物河段，堤線沿現(xiàn)狀建筑物外墻行進(jìn)。左岸堤線走向在義合鎮(zhèn)銀太鐵路至義合新村段考慮到由于歷史原因已形成護(hù)岸工程，其拆遷退建新堤線和維持現(xiàn)狀堤線的優(yōu)缺點與上述右岸情況相同。考慮工程區(qū)的拆遷量較大，難以實施，該段設(shè)計堤線亦以現(xiàn)狀護(hù)岸走向為準(zhǔn)，設(shè)計不做改變。對銀太公路以上與義合新村以下河段左岸均無防護(hù)工程，設(shè)計堤線走向以右岸堤線走向為參照，按照設(shè)計堤距與其大致平行布設(shè)。將義合鎮(zhèn)段天然河槽寬度與平灘流量法計算的穩(wěn)定河寬進(jìn)行對比，可見二者大體相當(dāng)，故本次設(shè)計綜合整治河寬及天然河寬結(jié)果，義合鎮(zhèn)工程區(qū)銀太鐵路橋以上河段取35 m；銀太鐵路橋至義合新村段由于受兩岸已成建筑物約束較多，難以按照平均寬度控制堤距，進(jìn)行工程設(shè)計，故該段以現(xiàn)狀堤距為準(zhǔn)（15.5 m～30.9 m）；義合新村以下河段取40 m。

4.4 河道與護(hù)岸縱橫斷面

工程區(qū)河床質(zhì)以風(fēng)化砂巖及砂卵石為主，河道天然縱向比降義合鎮(zhèn)段平均為7‰，考慮到河勢穩(wěn)定的需求，河底縱比降仍以河道天然比降為主，取7‰。工程橫斷面設(shè)計考慮到工程段的實際情況，其中義合鎮(zhèn)工程區(qū)對現(xiàn)狀高度不夠的工程段采取新修防浪墻的加固措施，設(shè)計橫斷面采用M 7.5漿砌石矩形結(jié)構(gòu)形式，底部與現(xiàn)狀路肩擋墻頂相接或修筑擴(kuò)大式基礎(chǔ)放置于現(xiàn)狀天然岸坎地面以下0.5 m。對于新修工程段，設(shè)計全部采用M 7.5漿砌石直立式擋土墻結(jié)構(gòu)護(hù)岸，擋墻高度在2.3 m～7.5 m，為梯形斷面形式。

4.5 橋梁設(shè)計

本次設(shè)計工程區(qū)義合鎮(zhèn)河段現(xiàn)有楊家村下河橋梁一座，該橋梁由預(yù)制板搭建而成，橋面損失嚴(yán)重，且橋梁承載力低，現(xiàn)狀已屬危橋，僅能滿足行人通行，不能行車，設(shè)計將此橋拆除，故水面線推算不計該橋的影響。義合鎮(zhèn)工程區(qū)另外兩處交通橋分別為307國道橋和義合鎮(zhèn)西門交通橋，該橋梁均屬于單跨拱橋，兩側(cè)拱端均坐落在岸坡上，不存在橋墩壅水影響。但307國道橋現(xiàn)狀橋面低于設(shè)計洪水位0.80 m，屬于礙洪建筑物，故為了確保義合河兩岸人民群眾及橋梁自身安全，建議橋梁主管部門盡快抬高橋梁梁底高程。本次設(shè)計為安全計，過橋水流按寬頂堰流考慮，橋前壅水0.80 m，壅水長度22.0 m，橋前壅水范圍內(nèi)工程設(shè)計高程均按壅水后的水面線考慮。義合鎮(zhèn)西門交通橋梁底高程高于設(shè)計洪水位，故不存在壅水影響。

4.6 護(hù)岸加固工程設(shè)計

本次設(shè)計護(hù)岸加固段全部位于義合鎮(zhèn)工程區(qū)，包括R 0+495～R 0+828、L 0+929～L 0+970、L 1+242～L 1+336共 三個工程段，其中R 0+495～R 0+828、L 0+929～L 0+970段的主要問題為：現(xiàn)狀護(hù)岸頂高度不夠，難以滿足抵抗設(shè)計洪水的要求。設(shè)計在該兩段路肩設(shè)置0.5 m～1.7 m高漿砌石防浪墻。其中防浪墻與現(xiàn)狀路肩擋墻相連接的河段，設(shè)計墻底直接坐落于現(xiàn)狀擋墻頂面，施工前應(yīng)對現(xiàn)狀擋墻頂面鑿毛后再進(jìn)行本次防浪墻的修筑；防浪墻與現(xiàn)狀天然岸坎相接的河段，防浪墻應(yīng)深入現(xiàn)狀地面以下0.5 m，基礎(chǔ)為1.0 m×0.5 m的矩形斷面。防浪墻修筑后，比該兩個工程段最高水位高0.50 m，基本可以滿足防洪要求。L 1+242～L 1+336段的主要問題是沖刷嚴(yán)重，本次設(shè)計采用M 7.5漿砌塊石回填此沖坑，并新修防護(hù)基礎(chǔ)的措施加固，設(shè)計回填砌石基底坐落于中風(fēng)化層上，頂部與及側(cè)部與沖坑銜接，外邊坡采用直立邊坡。新修防護(hù)基礎(chǔ)亦采用M 7.5漿砌石修筑，設(shè)計頂寬0.60 m、高3.40 m，外邊坡1∶0.4，內(nèi)邊坡為直立邊坡，與回填漿砌石外邊緣相接。

4.7 支溝匯入口設(shè)計

義合鎮(zhèn)工程段義合河右岸有西直溝匯入，位于干流堤防R 1+380處。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，支溝防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，設(shè)計流量為57.50m3/s，溝口段比降1.1%。307國道修建后截斷了該溝口向義合河的排洪通道，后修筑了排洪涵洞作為該溝口的排洪出口，但由于運行時間長，現(xiàn)該排洪涵洞內(nèi)垃圾淤積嚴(yán)重，涵洞進(jìn)口以上河道被大量垃圾堵塞，難以發(fā)揮排洪功效，故為了保證該溝口的排洪暢通，確保西直溝防洪安全，本次設(shè)計對該涵洞進(jìn)行清障疏浚。

5 結(jié)語

根據(jù)城鎮(zhèn)化建設(shè)，義合河義合鎮(zhèn)段防洪形勢越來越緊迫。結(jié)合義合河流域內(nèi)洪水情況，從完善集鎮(zhèn)防洪工程體系出發(fā)，論述了工程建設(shè)方案。本工程實施后，可保障沿岸群眾生產(chǎn)生活安全，改善河道現(xiàn)狀條件，使之與鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)更加和諧，其社會效益是十分顯著的，因此，建議盡快實施該項目。