韓莊運(yùn)河治理工程設(shè)計(jì)探討

黃 彬

(棗莊市水利勘測設(shè)計(jì)院， 山東 棗莊 277800)

韓莊運(yùn)河治理工程設(shè)計(jì)探討

黃 彬

(棗莊市水利勘測設(shè)計(jì)院， 山東 棗莊 277800)

本文從韓莊運(yùn)河治理工程設(shè)計(jì)入手，論述城市河道治理設(shè)計(jì)可以防治汛期發(fā)生較大的洪澇災(zāi)害，而且可以滿足在枯水期對(duì)農(nóng)田的灌溉需求。從實(shí)際工程出發(fā)，將其與城市環(huán)境美化道路設(shè)置等結(jié)合起來，逐漸實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境高度協(xié)調(diào)。在治理工程期間，同時(shí)考慮節(jié)能設(shè)計(jì)、周邊水土流失防治方案，以期對(duì)以后類似工程有一定借鑒作用。

韓莊大運(yùn)河； 排澇； 節(jié)能； 水土流失

1 引 言

韓莊運(yùn)河承受來自山東、江蘇、安徽、河南四省八個(gè)市三十四個(gè)縣區(qū)(31400km2)及韓莊以下區(qū)間(1828km2)的排洪(水)任務(wù)，合計(jì)總流域面積33228km2，全長42.6km，上游3.6km在濟(jì)寧市微山縣境內(nèi)，其余流經(jīng)棗莊市。隨著韓莊運(yùn)河的治理、上游泄洪通道的暢通，尤其是出口段的大幅度擴(kuò)寬，而下游河道斷面相對(duì)不大，汛期加之駱馬湖水位頂托，給韓莊運(yùn)河中下游、中運(yùn)河臺(tái)兒莊段的防汛除澇工作帶來巨大的壓力[1]。本文基于此對(duì)韓莊運(yùn)河治理工程進(jìn)行探討。

2 水文氣象與地質(zhì)

韓莊運(yùn)河工程區(qū)域?qū)倥瘻貛啙駶檯^(qū)，具有從南向北的過渡性氣候，四季十分明顯。夏季會(huì)受到亞熱帶季風(fēng)的影響。降水主要會(huì)發(fā)生在7—9月，每年平均7—9月的降水量占到年降水量的60%左右，而冬季的降水量僅占年降水量的9%左右。有記錄資料表明其最大年降水量為1363.5mm，發(fā)生于1964年；最小年降雨量為398mm，發(fā)生在1987年。年降水量的變化范圍比較大，汛期和枯水期比值達(dá)2.64。平均水面蒸發(fā)量為857.4mm。按照埋藏的條件及巖層孔隙性質(zhì)，工程地區(qū)的地下水分為潛水、承壓水和裂隙水。潛水主要存在第四系松散巖層黏土、壤土和中砂中。中砂的滲透系數(shù)為17.5m/d左右，屬中等透水層。承壓水主要存在奧陶系石灰?guī)r中。裂隙水主要存在黏土巖的裂隙中。地下水主要來源是大氣降水，地下水位隨季節(jié)變化比較大，排水主要是補(bǔ)給河水[2]。

3 工程建設(shè)必要性和迫切性

韓莊運(yùn)河擔(dān)負(fù)著蘇、魯、豫、皖四省38828km2的排洪(水)任務(wù)，全長42.6km，最上游3.6km在濟(jì)寧市微山縣境內(nèi)，其余河段均流經(jīng)棗莊市。隨著韓莊運(yùn)河的治理、河道防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)的提高，尤其是出口段的大幅度擴(kuò)寬，給中下游臺(tái)兒莊地區(qū)的排澇工作帶來巨大壓力[3]。以2005年9月底10月初南四湖泄水為例：南四湖周邊地區(qū)普降大雨，下級(jí)湖微山島最高水位為33.33m，南四湖韓莊閘持續(xù)不斷以2000m3/s流量泄洪，運(yùn)河出現(xiàn)歷史最高水位,臺(tái)兒莊閘上水位高達(dá)28.96m(堤外城區(qū)地面高程26.10m)，根據(jù)實(shí)測與推算省界運(yùn)河水位約為27.81m(堤外地面高程24.40m)。臺(tái)兒莊地區(qū)因提排水設(shè)施老化失修和提排水能力不足，運(yùn)河兩岸大面積積水，最深達(dá)0.9m，全區(qū)過水農(nóng)田面積22.5萬畝,成災(zāi)面積16.4萬畝,絕產(chǎn)10.4萬畝;有34個(gè)村莊被洪水圍困,損壞和倒塌房屋466間,人民群眾生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，一次性受災(zāi)損失折合人民幣1.4億元。

韓莊運(yùn)河治理工程設(shè)計(jì)成果見下表。

韓莊運(yùn)河50年及20年一遇設(shè)計(jì)水位成果表

從左下表可以看出，以臺(tái)兒莊閘上為例，韓莊運(yùn)河經(jīng)本次設(shè)計(jì)治理后，20年一遇防洪水位29.7m，50年一遇防洪水位30.0m，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于2005年運(yùn)河出現(xiàn)歷史最高水位時(shí)，臺(tái)兒莊閘上水位28.96m，在出現(xiàn)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，可確保河道堤防安全，從而保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此，工程建設(shè)非常必要及迫切，意義重大，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 運(yùn)河治理工程設(shè)計(jì)和分析

4.1 排澇工程設(shè)計(jì)

4.1.1 臺(tái)兒莊排澇站

臺(tái)兒莊排澇站位于越河下游入運(yùn)河處、古城西南側(cè)，擔(dān)負(fù)臺(tái)兒莊城區(qū)防洪任務(wù)[4]，一般條件下利用該站進(jìn)行排澇，排澇標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)偏低，前池污雜物淤積，古城水系對(duì)來水要求保證率高、水泵等設(shè)備檢修困難；主機(jī)房內(nèi)外墻墻面脫落；2號(hào)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過熱，水泵運(yùn)行不正常；高壓側(cè)操作-控制-保護(hù)為跌落式熔斷器、不符合配電要求；現(xiàn)可編程微機(jī)操作集控系統(tǒng)及油開關(guān)已淘汰和老化，系統(tǒng)運(yùn)行很不可靠、不利于防汛和開機(jī)排澇。

4.1.2 排澇模數(shù)的確定

韓莊運(yùn)河南下一期運(yùn)河影響處理工程排澇站更新改造設(shè)計(jì)中采用的排澇標(biāo)準(zhǔn)為臺(tái)兒莊城區(qū)采用一日降雨一日排完的排澇標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)排澇模數(shù)為0.71m3/s·km2，城區(qū)外仍采用原設(shè)計(jì)確定的三日降雨三日排完的排澇標(biāo)準(zhǔn)，排水模數(shù)為0.37m3/s·km2。

重點(diǎn)排澇站更新改造仍采用上述標(biāo)準(zhǔn)，但需要說明上述標(biāo)準(zhǔn)已偏低，目前已不采用，推薦一般城區(qū)采用一日降雨一日排完，城區(qū)外一日降雨兩日排完的標(biāo)準(zhǔn)。

由水文分析可以看出，正常情況下提排模數(shù)：城外農(nóng)田采用0.5m3/s·km2，城區(qū)采用1.05m3/s·km2。由此看出，原采用的泵站排澇模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏低，特別是城區(qū)原先設(shè)計(jì)取用值和該次分析結(jié)果相比低的較多。

4.1.3 泵站設(shè)計(jì)

a. 機(jī)房主體工程，機(jī)房拆除重建，更換墻下大梁、電機(jī)梁，增加機(jī)房圈梁、抗震柱、吊車梁，增設(shè)SDXQ-3吊車；增設(shè)高低壓配電間。

b. 壓力池輸水箱涵接長。

c. 維修加固排澇站自排涵洞。

d. 原有機(jī)組拆除，更新1～7號(hào)機(jī)組，更換水泵拍門及出水管7套；更換排澇站內(nèi)配變電設(shè)施。

e. 改善院內(nèi)工程管理設(shè)施。拆除站內(nèi)管理房，重建排澇站管理房兼中控室，院圍墻拆除重建，更新大門、門衛(wèi)室，院內(nèi)美化、院內(nèi)道路硬化。

f. 增設(shè)排澇站自動(dòng)化測控系統(tǒng)。

4.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

為了深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀、實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源等基本國策，加強(qiáng)節(jié)能工作是迫在眉睫的重要任務(wù)，同時(shí)也是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。水利工程設(shè)計(jì)對(duì)合理利用資源、提高能源利用率、提高項(xiàng)目的實(shí)用率有重要的意義。

結(jié)合工程特點(diǎn)，分析包括合理用能標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范、建設(shè)工程能源消耗種類、項(xiàng)目所在地能源供應(yīng)情況、能耗指標(biāo)、節(jié)能措施和節(jié)能效果等。

4.2.1 工程設(shè)計(jì)建設(shè)方面

a. 優(yōu)化設(shè)計(jì)工程，選取合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案；在確保工程安全、可靠的情況下，防止選取耗能過大的設(shè)備。

b. 選用能耗低的機(jī)電設(shè)備。

c. 提高液壓管道的嚴(yán)密性，防止泄漏。

d. 對(duì)保溫應(yīng)選用絕熱性能好的保溫建材，優(yōu)化設(shè)計(jì)保溫結(jié)構(gòu)，使其散熱損失減少。

e. 施工中合理調(diào)整，安排好施工步驟，減少不必要的能源損耗。

4.2.2 工程管理運(yùn)行方面

a. 建設(shè)節(jié)能和管理制度，分析能耗指標(biāo)。

b. 加強(qiáng)節(jié)能宣傳，提高員工對(duì)節(jié)能的認(rèn)識(shí)。

4.3 周邊水土流失防治方案

4.3.1 防治目標(biāo)

結(jié)合實(shí)際工程，為了預(yù)防工程建設(shè)施工過程中水土流失，因地制宜采取防治水土流失的辦法，減少建設(shè)工程對(duì)韓莊運(yùn)河區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，全面控制水土流失，為主體工程安全和周邊環(huán)境的恢復(fù)改善提供保障[5]。該工程具體防治目標(biāo)為水土流失治理度90%；擾動(dòng)土地治理率90%；土壤流失控制比0.9；林草植被覆蓋率19%；植被恢復(fù)系數(shù)98%。

4.3.2 防治責(zé)任范圍

由于該工程地處平原區(qū)，施工建設(shè)范圍內(nèi)無交叉河道，且為封閉施工，水土流失對(duì)下游和建設(shè)區(qū)以外影響甚微，可不計(jì)其影響，工程水土流失防治責(zé)任范圍主要為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。具體包括建筑物建設(shè)區(qū)和臨時(shí)工程區(qū)建設(shè)區(qū)，總面積為3.26畝。

4.3.3 水土流失防治措施體系

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)各項(xiàng)工程布置特點(diǎn)，將水土流失防治分成工程建設(shè)區(qū)、棄土棄渣區(qū)、施工臨時(shí)生活及設(shè)施區(qū)，做到工程建設(shè)和保護(hù)水土流失相結(jié)合，永久防護(hù)措施與臨時(shí)防護(hù)措施相結(jié)合，控制水土流失，改善項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的環(huán)境。

5 總 結(jié)

韓莊運(yùn)河作為棗莊市一條主要排洪河道, 規(guī)劃設(shè)計(jì)中匯集各方意見, 對(duì)于河道的治理, 不僅要立足于防洪排澇的基本需要, 而且還要考慮滿足城市發(fā)展功能的需求, 逐步實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的協(xié)調(diào)。此外，本文基于治理工程的排澇工程的設(shè)計(jì)、節(jié)能和水土流失的研究，來進(jìn)一步優(yōu)化韓莊運(yùn)河治理方案，韓莊運(yùn)河漸由規(guī)劃變?yōu)楝F(xiàn)實(shí), 其排洪 、城市環(huán)境美化 、旅游等綜合功能正逐步呈現(xiàn)在人們的面前。

[1] 章顯. 韓莊運(yùn)河臺(tái)兒莊至大王廟工程規(guī)劃設(shè)計(jì)[J]. 治淮, 1994(6):12-14.

[2] 時(shí)延慶, 曾光, 鄭喜東. 韓莊運(yùn)河韓莊至臺(tái)兒莊河段糙率分析[J]. 山東水利, 2010(4):26-28.

[3] 唐勁松. 韓莊運(yùn)河歷次治理過程[J]. 治淮, 1996(6):31-33.

[4] 蘇剛. 東調(diào)南下韓莊運(yùn)河(湖口～臺(tái)兒莊)續(xù)建工程施工組織設(shè)計(jì)[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué), 2010.

[5] 林炎烽,對(duì)河道治理工程的分析研究與采取的措施[J].水利建設(shè)與管理,2009(6):66-68.

Discussion on Hanzhuang canal treatment project design

HUANG Bin

(ZaozhuangWaterConservancyReconnaissanceandDesignInstitute,Zaozhuang277800,China)

The paper starts with the design of Hanzhuang canal treatment project. It is discussed that urban river management design can control larger flood disasters during flood season. In addition, the irrigation requirements of the dry season on the farmland can be satisfied. Practical engineering shows that the project is combined with urban environment landscaping road settings, etc. for gradually realizing high coordination between human beings and environment. Energy-saving design and surrounding soil and water loss prevention and control plans are considered at the same time during treatment project, thereby providing certain reference for projects in the future.

Hanzhuang Grand Canal; drainage; energy saving; soil and water loss

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.07.011

TV91

B

1005-4774(2017)07- 0044- 03