山洪溝治理工程設(shè)計要點分析

李騰達(dá)

(三明市明興水利水電勘察設(shè)計有限公司，福建 三明 365000)

?

山洪溝治理工程設(shè)計要點分析

李騰達(dá)

(三明市明興水利水電勘察設(shè)計有限公司，福建 三明 365000)

為了有效預(yù)防自然災(zāi)害的發(fā)生，加強山洪溝治理工程建設(shè)至關(guān)重要。文章以三明市山洪溝為研究實例，詳細(xì)探究山洪溝治理工程設(shè)計要點。在山洪溝治理中，必須結(jié)合實際情況制定具體的治理方案，以保證山洪溝的有效治理。通過山洪溝治理，可以形成較為完善的防洪體系，為下游經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供保障和支撐，確保山洪溝行洪安全。

山洪溝治理；河道治理；工程設(shè)計；抗災(zāi)能力

0 引 言

現(xiàn)如今，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，山洪治理工程建設(shè)的重要性日益突出，我國在山洪溝治理設(shè)計、施工和管理方面的改革也在不斷推進(jìn)。對于山洪溝治理工程，必須將理論和實踐相結(jié)合，進(jìn)行合理的工程設(shè)計，并加強施工管理，這樣才能有效提高山洪溝對于災(zāi)害的抵抗能力。

1 山洪溝治理設(shè)計概述

山洪發(fā)生時，最明顯的特征是短時間內(nèi)洪水暴漲，而且水流沖擊力增加，下流速度快，對于周邊環(huán)境會產(chǎn)生十分嚴(yán)重的破壞作用，因此，必須加強山洪溝的治理。在山洪災(zāi)害治理過程中，必須綜合考慮山洪溝所處地質(zhì)條件、植被覆蓋程度等，因地制宜，采用綜合治理方法，具體的工程措施是護(hù)岸工程、排洪渠工程、分洪流道工程等等。在山洪溝治理工程建設(shè)中，可以在山洪溝具體位置設(shè)置攔截設(shè)施，攔截下流物體，提高河床穩(wěn)定性[1]。另外，還可以利用山塘、洼地等對洪水進(jìn)行儲蓄，盡量減輕水流的沖擊作用。除此以外，在山洪治理過程中，還需要堅持生態(tài)保護(hù)原則，在符合自然定律的前提下進(jìn)行治理。

2 山洪溝治理工程設(shè)計方法

2.1 攔擋壩設(shè)計

當(dāng)發(fā)生山洪災(zāi)害時，水流速度會不斷增大，不可避免的會對河床造成巨大的沖擊作用，同時，洪水中還會攜帶有斷木、巨石等，這就會對周邊地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。另外，為了盡量減輕水流中的攜帶物對下游設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，可以采用攔擋工程對河床以及下游設(shè)施加強保護(hù)。在山洪溝治理過程中，常見的攔擋壩形式有兩種，即谷坊和柵格壩。其中，谷坊指的是在山洪溝上游修建堤壩，以此起到攔截河流中攜帶物的作用，在溝床沖刷作用下有效截流水流中的泥沙[2]。在具體的應(yīng)用工程中，必須綜合考慮山洪溝地質(zhì)、洪水實際情況，并合理預(yù)測洪水后期損失程度。在實際施工過程中，谷坊位置可以設(shè)置在溝谷寬敞段下游窄口位置。另外，在攔擋壩中，格柵壩是一種比較特殊的形式，在具體的應(yīng)用過程中，可以采用鋼構(gòu)件進(jìn)行組裝，或者采用混凝土桿件進(jìn)行安置，其主要作用是對水流中的巨大石塊進(jìn)行攔截，確保洪水和泥流能夠順利排除。

2.2 跌水和陡坡設(shè)計

在山洪溝治理過程中，如果需要將截洪溝以及排洪渠道建設(shè)在地形高差較大的地形上，則可以采用跌水形式，采用這一形式能夠確保將上下游渠道進(jìn)行有效連接；陡坡指的是一種急流槽，地形變化情況比較均勻[3]。如果坡降在1∶4～1∶20，則可以采用陡坡設(shè)計方式，這樣能夠有效提高山洪溝治理經(jīng)濟(jì)效益。但是，如果坡降在1∶4以上，則可以采用跌水設(shè)計方式，這樣就可以有效避免深挖高填。另外，還需要注意的是，如果跌水跌差在5m以內(nèi)，則可以應(yīng)用單級跌水形式，如果跌水跌差在5m以上，則可以應(yīng)用多級跌水形式。

2.3 堤防與護(hù)岸設(shè)計

當(dāng)發(fā)生山洪災(zāi)害時，不可避免的會對兩岸建筑和居民的日常生產(chǎn)生活造成不良影響，因此，為了防止周邊建筑受到破壞，可以沿岸修建護(hù)岸工程。為了確保護(hù)岸工程能夠與周邊環(huán)境相結(jié)合，提高安全使用性能，可以采用平順護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式。一旦發(fā)生山洪災(zāi)害，兩岸就會受到巨大的沖擊作用，甚至可能會出現(xiàn)塌岸事故，對此，可以采用剛性護(hù)岸的結(jié)構(gòu)形式。

另外，堤防工程修建的主要目的是對原有的堤防起到加固作用，在具體的修建過程中，首先需要對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行現(xiàn)場勘察，明確山洪溝的泄洪要求，然后再確定堤距位置，并合理選擇堤線。如果山洪溝兩岸居民人口數(shù)量較多，或者受到已有建筑物的限制，則可以采用防洪墻堤防形式；如果山洪溝周邊建筑環(huán)境良好，則可以使用土堤堤防形式。

2.4 溝道治理方法

有些城鎮(zhèn)建設(shè)在山區(qū)，一旦發(fā)生山洪災(zāi)害，就會造成嚴(yán)重的地表徑流危害，會對周邊重要的設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，對此，為了將地表徑流引入排水溝道，可以修建截洪溝。在實際應(yīng)用過程中，溝道內(nèi)會積累一些雜物或者泥沙，因此為了確保溝道能夠順利泄洪，應(yīng)該定期清理雜物，并對卡口進(jìn)行疏挖。值得注意的是，在截洪溝選址方面，應(yīng)該盡量利用原有坡面溝道，并且結(jié)合山洪溝泄洪要求，合理計算其斷面形式和大小。

3 工程實例

3.1 工程概況

渠里溪重點山洪溝防洪治理項目位于渠里溪上游河段，地處泰寧縣下渠鄉(xiāng)大渠村和渠口村所在地，距鄉(xiāng)政府所在地下渠村7km。由于受自然地理、氣候條件及防洪設(shè)施薄弱等因素影響，渠里溪洪災(zāi)發(fā)生頻繁。由于地方經(jīng)濟(jì)實力薄弱，投入不足，防洪建設(shè)滯后。

黃塘溪發(fā)源于紅山，流域面積54.2km2，主河道長17.0km，平均坡降14.0‰。后溪村和伍坊村地處三明市寧化縣安遠(yuǎn)鎮(zhèn)，距三明市區(qū)43km。由于受自然地理、氣候條件及防洪設(shè)施薄弱等因素影響，后溪及埂下溪洪災(zāi)發(fā)生頻繁。由于地方經(jīng)濟(jì)投入不足，防洪建設(shè)滯后。

桂陽溪為都溪的支流，發(fā)源于里心鎮(zhèn)罕壇山東麓，由北向南流經(jīng)巖上、桂陽、大余坊、賢河、大埠、于客坊鄉(xiāng)石臺附近注入都溪。在進(jìn)行治理工程設(shè)計時，結(jié)合山洪溝治理設(shè)計要點，主要從堤防與護(hù)岸設(shè)計、排澇渠、導(dǎo)流以及溝道整治這幾個方面進(jìn)行詳細(xì)概述。

3.2 山洪溝治理設(shè)計要點

3.2.1 岸線布置

通過現(xiàn)場踏勘，根據(jù)水面線計算成果，考慮山洪溝治理工程河道現(xiàn)有河岸走向，現(xiàn)有河道防洪設(shè)施及房屋設(shè)施、農(nóng)田分布等實際情況，并考慮現(xiàn)有已建及擬建堤防工程布置，對堤線進(jìn)行一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較和分析。堤線基本均沿原河岸岸邊布置并與原有堤防銜接，在淤積嚴(yán)重處適當(dāng)擴寬。

3.2.2 堤線布置

通過現(xiàn)場踏勘，根據(jù)水面線計算成果及鄉(xiāng)村規(guī)劃成果，考慮河道現(xiàn)有河岸走向，現(xiàn)有河道防洪設(shè)施及房屋設(shè)施、農(nóng)田分布等實際情況，并考慮現(xiàn)有已建及擬建堤防工程布置，對堤線進(jìn)行一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較和分析，合理確定山洪溝治理工程堤線布置形式。

3.2.3 堤防型式選擇

堤型根據(jù)堤線所處地形、地質(zhì)情況，結(jié)合房屋及農(nóng)田分布現(xiàn)狀，對于雖堤后場地較寬但目前受占地影響而干擾工程建設(shè)的堤段可選擇有直墻重力式、仰斜式及復(fù)合式3種結(jié)構(gòu)進(jìn)行比選。

為確保堤岸受洪水水流作用可能發(fā)生沖刷破壞的堤段能安全運行，結(jié)合本工程地形、地質(zhì)條件及堤線布置及堤型結(jié)構(gòu)斷面等實際情況，按照相關(guān)規(guī)范及文件的要求，進(jìn)行堤腳和坡面的防沖保護(hù)設(shè)計。

3.2.4 護(hù)岸

在對護(hù)岸型式進(jìn)行選擇時，必須堅持因地制宜，綜合考慮施工條件、環(huán)境景觀、城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃、工程造價等因素，經(jīng)過計算經(jīng)濟(jì)比較，綜合確定。

3.2.5 導(dǎo)流方案

施工導(dǎo)流主要是為新建護(hù)岸的基礎(chǔ)的土方開挖、混凝土墊層鋪設(shè)、下部構(gòu)造的埋石混凝土澆筑等項目的施工圍護(hù)。導(dǎo)流方式有岸邊圍堰、水流沿主河槽泄流等等，導(dǎo)流建筑物可以采用土石圍堰的結(jié)構(gòu)型式。

3.2.6 排澇渠設(shè)計

建設(shè)防洪堤后，堤背形成澇片，為使?jié)乘M快排出，可以在防洪堤堤背建設(shè)一條排澇渠，采用C15混凝土澆筑。澇水在隔邊橋上游側(cè)的人行便橋至預(yù)留出口排至河中。

3.3 河道治理

從水土保持角度考慮，山洪溝治理工程建設(shè)對地表的擾動、植被的破壞，可采取工程措施和植物措施防止和減緩水土流失，不存在不可恢復(fù)性的水土流失的重大影響因素，項目是可行的。

山洪溝治理工程建成后能明顯提高治理河段內(nèi)的防洪能力，完善防洪體系，從而減輕保護(hù)區(qū)的洪水災(zāi)害損失。雖項目實施中會對環(huán)境造成一定影響，如房屋拆遷安置，項目占用灘涂地、耕地等，項目施工破壞地表植被，施工噪聲，粉塵對附近居民的影響，但不存在制約工程建設(shè)的因素；施工不利影響是暫時的，施工期采取噪聲控制措施、粉塵防治措施、污廢水處理措施和生態(tài)保護(hù)措施等，可將施工期的影響降至最低。

4 結(jié) 語

通過山洪溝治理，可以形成較為完善的防洪體系，為下游經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供保障和支撐，確保山洪溝行洪安全。在山洪溝治理設(shè)計過程，應(yīng)該根據(jù)每條山洪溝的實際情況出發(fā)，結(jié)合攔擋壩、跌水和陡坡、堤防和護(hù)岸、截(排)洪溝等工程措施進(jìn)行治理，提高防洪減災(zāi)能力，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。

[1]方永慶.我國山洪溝治理模式探索[J].中國防汛抗旱，2013(02)：15-18.

[2]馬建學(xué)，常章峰.宜川縣山洪溝治理的方法探討[J].陜西水利，2015(02)：132-134.

[3]郭遺淼，徐勛勛，談社華.山洪溝治理的有效途徑探究[J].江西建材，2015(24)：171.

2016-08-22

李騰達(dá)(1979-)，男，福建南安人，工程師，從事水利水電工程設(shè)計工作。

1007-7596(2016)09-0064-02

TV85

B