紅海河山洪溝防洪治理工程設(shè)計綜述

董明玥

(營口市水利勘測建筑設(shè)計院， 遼寧 營口 115000)

紅海河山洪溝防洪治理工程設(shè)計綜述

董明玥

(營口市水利勘測建筑設(shè)計院， 遼寧 營口 115000)

山洪溝防洪治理主要是通過實施工程措施，有效提高山洪溝兩岸城鎮(zhèn)、集中居民點或重要設(shè)施的防洪標準，以減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。本文以紅海河山洪溝為實例，通過對工程項目存在的主要問題、工程規(guī)模、建筑物設(shè)計等方面的介紹為其他相關(guān)工程提供參考。

山洪溝;防洪治理;堤防;護岸

1 工程項目必要性

營口市鲅魚圈區(qū)坐落在遼東半島中部的渤海之濱，是位于營口市南端的國家級開發(fā)區(qū)。紅海河是穿越開發(fā)區(qū)的一條主要河流，該河下游從入海口至高速公路橋為城區(qū)段，高速公路橋以上河段為鄉(xiāng)村段，其主流流經(jīng)蘆屯、紅旗兩個重鎮(zhèn)。流經(jīng)地區(qū)地形條件復(fù)雜，部分河道斷面淤堵嚴重，行洪斷面狹小，沿河周邊環(huán)境惡劣，沿岸村落及人口較多。由于山洪溝有洪水陡漲陡落、歷時短、流速快、沖刷力強、破壞力巨大的特點[1]，沿河村落、農(nóng)田及房屋等建筑物經(jīng)常遭災(zāi)，兩岸居民的生產(chǎn)生活受到了嚴重的影響。近年來隨著開發(fā)區(qū)主城區(qū)建設(shè)的不斷向東部推進，建設(shè)完整的防洪工程體系是非常必要的。目前紅海河入海口至高速公路橋段已經(jīng)整治結(jié)束，設(shè)計防洪標準為50 a一遇，高速公路橋以上段存在諸多問題，如果不及時對河道進行整治，兩岸居民生活及大面積農(nóng)田將得不到有效保障。此外，隨著人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對河道周邊生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高，為了提高居民生活質(zhì)量，促進區(qū)域經(jīng)濟良性發(fā)展，應(yīng)及時改善環(huán)境,所以對紅海河高速公路橋以上河段進行綜合治理是非常必要的。

2 存在的主要問題

紅海河入海口至高速公路橋段已進行綜合整治，其余河段均未治理，整個流域并未形成完整的防洪工程體系。目前未治理河段存在很多問題，主要體現(xiàn)在下面幾個方面。

(1)防洪標準低

河道兩岸沒有標準堤防，未治理段周邊村落較多，人口集中，耕地連片，由于河道兩岸沒有標準堤防，防洪標準較低，經(jīng)常遭遇洪災(zāi)，淹沒損失較大，需及時提高防洪標準，建設(shè)標準堤防。

(2)生態(tài)環(huán)境較差

目前河道內(nèi)阻礙物較多，行洪斷面窄小。村落段部分河段僅剩2.0 m左右，局部已堵死，生態(tài)環(huán)境較差，整體環(huán)境與擬建新城區(qū)不相稱。

(3)2012-8-4洪水的破壞

2012年8月4日營口地區(qū)發(fā)生歷史上罕見的洪水，由于開發(fā)區(qū)紅海河沒有標準堤防，河道寬窄不一，致洪水漫過灘地，淹沒兩岸大片村鎮(zhèn)、農(nóng)田，交通多處中斷，居民被困，損失慘重。水毀后本工程段的防洪形勢更為嚴峻，需及時進行清淤治理、河岸防護及堤防整形加固處理。

3 氣象水文

紅海河總流域面積為54.38 km2，發(fā)源于烙鐵山，干流從入海口至金冷水3.3 km，金冷水處分成南、北兩支。北支控制面積為14.75 km2，在金冷水以上1.9 km處郎屯村。南支分成南1支、南2支。南1支控制面積為15.75 km2，南2支控制面積為12.86 km2，郎屯村至金冷水區(qū)間面積為2.89 km2，金冷水以下平原區(qū)面積為8.13 km2。南2支為主河道，河長13.5 km。

流域內(nèi)多年平均氣溫9.7 ℃，極端最低氣溫-28.1 ℃，極端最高氣溫36.6 ℃。多年平均降水量653.4 mm，年內(nèi)降水分配不均勻，6—9月降水占全年總降水量的73.1%。暴雨多集中在7—8月份，大暴雨持續(xù)時間一般為1～2 d。多年平均年水面蒸發(fā)量為1798.8 mm。春夏季多西南風及東南風，夏季以東南風為主，最大風速29.0 m/s。最大積雪深度22 cm，最大凍土深度1.1 m。

紅海河沒有實測水文站，沒有實測水文資料。山區(qū)暴雨、洪水計算按《遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計暴雨洪水計算方法》進行計算[2]。平原區(qū)洪峰流量，按經(jīng)驗公式計算。全流域設(shè)計洪水成果見表1。

表1 全流域設(shè)計洪水計算成果表

4 工程地質(zhì)及筑堤土料

紅海河治理段總體呈東西分布，地勢東高西低，勘察段地面標高在2.8～7.2 m之間。河堤兩側(cè)地勢相對比較平緩，河道中間高低不平，有多處積水坑。整個勘察段地貌為河谷地貌。本場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)，地層自上而下分為6層，即①回填土層;②黏土(灰綠色)層;③粉質(zhì)黏土層;④中粗砂層;⑤黏土(黃色)層;⑥中粗砂層，組成多層結(jié)構(gòu)地基土。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306-2015)，本區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。堤防、護岸所需土料結(jié)合山洪溝治理情況，利用河道內(nèi)開挖土方進行堤身填筑，料源比較充足，可滿足工程需要。

5 工程任務(wù)與規(guī)模

紅海河山洪溝防洪治理工程主要任務(wù)包括防洪、生態(tài)環(huán)境建設(shè)。工程總體布局是按照開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃的要求，結(jié)合河道的實際地形情況，擬定治導線，規(guī)劃合理河寬及河道縱、橫斷面。

紅海河主要保護對象為開發(fā)區(qū)，現(xiàn)狀鄉(xiāng)村段保護人口約1萬人。根據(jù)《防洪標準》(GB 50201-2014)關(guān)于城市、鄉(xiāng)村防洪區(qū)的等級和防洪標準，結(jié)合新區(qū)規(guī)劃人口規(guī)模、發(fā)展形勢及現(xiàn)狀人口情況，確定該工程按照防洪標準為10 a一遇進行設(shè)計。

本次工程按照洪水設(shè)計標準及開發(fā)區(qū)規(guī)劃要求規(guī)劃整治河道，主河道整治長度為5.856 km，根據(jù)地形條件確定老堤加固段3.991 km，新建護岸工程7.721 km。老堤加固、新建護岸工程段及岸別見表2。

表2 老堤加固、新建護岸工程段及岸別

6 主要建筑物設(shè)計

6.1 河道規(guī)劃方案及設(shè)計

紅海河高速公路橋上至隆華村段，現(xiàn)狀河道底寬為2.0～60.0 m，規(guī)劃設(shè)計河道寬度為4.0～60.0 m，河道治理長度為5856 m，樁號從下游高速公路橋上0+000至上游隆華村5+856止，設(shè)計堤距15.0～75.6 m。

(1)河道橫斷面型式確定

本次河道整治范圍內(nèi)，河道規(guī)劃為單式梯形橫斷面，底寬為4.0～60.0 m，兩岸迎水側(cè)設(shè)計邊坡為1∶2.5，背水側(cè)設(shè)計邊坡為1∶2.5。

(2)河道縱斷面的確定

本次河道治理河床基本維持原狀，局部修整。河道實測縱比降0+000～2+649為1.94‰，2+649～5+296為3.46‰，5+296～5+856為1%。

6.2 堤防、護岸設(shè)計

6.2.1 河岸防護的分類

河岸防護一般可分為坡式護岸、壩式護岸、墻式護岸和其他防護型式。

坡式護岸，也稱平順護坡，用抗沖材料直接鋪設(shè)在岸坡及堤腳一定范圍內(nèi)，形成連續(xù)的覆蓋式護岸。它對河床邊界條件改變較小，對近岸水流的影響也較小，是一種常見的護岸型式[3]。

壩式護岸，依托堤身、灘岸修建丁壩、順壩導引水流離岸，防止水流、風浪、潮汐直接侵襲、沖刷堤岸，保證堤防安全，是一種間斷性的有重點的護岸型式。并且它有調(diào)整水流的作用，在河堤、海堤防護工程中常常被采用。

墻式護岸，順堤面設(shè)置，斷面小占地少，但要求地基滿足一定承載能力的要求。對河道狹窄、堤外無灘易受水流沖刷、保護對象重要或受地形及已建建筑物限制的塌岸堤段宜采用墻式護岸。

其他防護型式，包括樁式護岸、榪槎壩、生物工程等。

6.2.2 堤防、護岸斷面設(shè)計

根據(jù)治理河段特點、現(xiàn)場實測地形條件及生態(tài)環(huán)境的要求對堤防、護岸工程進行橫斷面設(shè)計，老堤加固段采用單式斜坡梯形斷面，堤防頂高程為10 a一遇設(shè)計洪水位加1.0 m超高，設(shè)計頂寬3.0 m，迎水坡坡比1∶2.5，背水坡坡比1∶2.5；護岸斷面采用單式斜坡式結(jié)構(gòu)型式，護岸設(shè)計頂高程為10 a一遇洪水位加0.5 m超高，迎水坡坡比1∶2.5。迎水坡護坡分為兩種結(jié)構(gòu)型式，分別是播灑草籽加沙地柏生態(tài)護坡和綠濱墊護坡，背水側(cè)邊坡播灑草籽。生態(tài)護坡段播灑草籽，并種植灌木，灌木選擇耐寒品種，根據(jù)當?shù)卦灾步?jīng)驗確定為沙地柏，穴行間距為0.5 m，栽植前進行穴狀整地，灌木整地規(guī)格為0.3 m×0.3 m×0.5 m(深)，苗木要求植株健壯，無病蟲害癥狀及外來損傷，主干挺拔圓滿，枝條茁壯，頂芽健壯，組織充實。綠濱墊護坡段，采用5.0 m×2.0 m×0.3 m綠濱墊護坡，綠濱墊防護高程為10 a一遇洪水位加0.5 m超高，采用2.0 m×1.0 m×1.0 m固濱籠護腳。

6.3 穿堤及跨河建筑物設(shè)計

根據(jù)實測資料統(tǒng)計，本次工程整治范圍內(nèi)共有跨河建筑物6座，分別為高速公路橋、202國道橋、遼南大街橋、創(chuàng)業(yè)大街橋、長大鐵路橋及望兒山大街橋，樁號分別為0+000、0+393、0+982、1+901、2+881及4+300。經(jīng)驗算10 a一遇洪水位均滿足梁底凈空要求，不存在阻水現(xiàn)象。

該河道治理主要是按照現(xiàn)狀邊坡進行護岸整治，對村莊段穿岸坡排水涵管影響不大，不做接長處理，在樁號3+503左岸、5+121右岸有支流匯入，考慮工程投資情況，不新建穿堤涵，該處采取綠濱墊護岸，左、右岸均向支流上游延伸10.0 m，保證匯合口處水流銜接及岸坡穩(wěn)定。

7 結(jié) 語

隨著近幾年來國家對重點山洪溝治理項目的重視與資金投入，營口地區(qū)對重點山洪溝綜合治理取得明顯成效。通過實施重點山洪溝防洪治理項目與山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)和群測群防體系相結(jié)合，增強了防護對象的山洪災(zāi)害綜合防御能力，改善了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，為人們的生產(chǎn)生活安全提供了可靠的保證。

[1] 陳濤.淺析遼寧省重點山洪溝防洪治理原則[J].湖南水利水電，2015(4)：49-50.

[2] 遼寧省水文水資源勘測局.遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計暴雨洪水計算方法[Z].沈陽：遼寧省水文水資源勘測局，1998.

[3] 郭維東.河道整治[M].沈陽： 東北大學出版社，2003.

董明玥(1984-)，女 ，工程師 ，主要從事水利工程設(shè)計方面工作。

TV871;TV861

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2096-0506(2016)12-0075-03