二龍濤河防洪工程規劃的研究

李學宏

(富錦市水務局，黑龍江 富錦 156100)

二龍濤河防洪工程規劃的研究

李學宏

(富錦市水務局，黑龍江 富錦 156100)

二龍濤河暴雨洪水集中，洪水陡漲陡落，防洪基礎設施薄弱，防洪堤標準低，堤防不連續，一些重要河段還處于不設防狀態，遇到常遇洪水即可造成較大洪澇災害。二龍濤河治理規劃和建設相對滯后，已有前期工作不能滿足治理建設需要，難以有效指導近期河流的治理和保護，同時由于缺乏投資機制和渠道，治理建設資金嚴重不足，防洪形勢更加嚴峻。文章針對二龍濤河流域洪澇災害嚴重、建設治理滯后等突出問題提出建設治理需要，制定工程規劃，提出建設計劃。

二龍濤河；防洪工程；水面線推求；治理規劃

1 工程概況

隨著經濟建設發展和人口增長，沿河城鎮規模逐漸擴大，工農業生產能力大幅度提高，對防洪保安的要求也越來越高。目前，泰來縣己修建防洪堤34.16km。泰來縣屬開闊平原，為保護廣大地區免受洪水淹沒，早在建國以前就修建了防洪堤，現有堤防從扎旗前三合屯開始，經泰來縣的牛萬山屯、侯長林屯，末端到新建三村，長34.16km，保護泰來縣229個村屯，人口8.12萬人，農田3.77萬hm2，草原1.92萬hm2。此段堤防列入黑龍江省的重點河流堤防。左側堤上段長17.5km，從老郝家屯(0+000)到侯長林屯(17+500)，平均堤高1.5m，頂寬3m左右，迎水坡邊坡為1∶3左右，背水坡邊坡為1:4左右，按照防御1957年洪水(建國后發生的最大洪水)設計，尚未達到設計標準，險工弱段較多，計劃進行整修加固。下段從侯長林屯(0+000)到新建三村(16+660)，長16.66km，按《二龍濤河流域規劃》其防洪標準為10a一遇現己達標。

泰來縣于2000年修建了一座排水閘站，位于二龍濤河左側堤防下段13+700處。水泵選型為3臺900ZDB-125型軸流潛水電泵，閘站裝機500kW。閘站為穿堤三孔1.5m×2.0m方涵。本次設計左側堤防下段不再考慮穿堤排水閘。二龍濤河右堤下段有12km民堤，修建標準低，堤頂寬3m左右，平均堤高lm，迎、背水坡坡比1∶1.5。位于8+650處有一現狀排水閘，結構型式為二孔1.5m×1.5m方涵。

2 存在問題及防洪要求

2.1 存在問題

本次二龍濤河防洪規劃，主要針對黑龍江省境內泰來縣的二龍濤河部分行治理。目前該段存在問題如下：①堤防斷面不足，標準偏低，有的河段主流改道、沖向堤腳，威脅堤防安全。②左堤上段缺少穿堤建筑物，內水不能及時排除，和平公社一帶耕地受沒。

2.2 防洪要求

二龍濤河防洪基礎設施薄弱，工程年久失修，設施少，標準低，遇到常遇洪水即可造成較大洪澇災害。特別是隨著經濟建設發展和人口增長，一些沿河的鄉村建成了城鎮，原有的城鎮規模日益擴大，社會財富日益聚集，工農業生產能力大幅度提高，對防洪保安的要求也越來越高[1]。然而二龍濤河規劃和前期工作相對滯后，已有前期工作不能滿足治理建設需要，難以有效指導近期河流的治理和保護，同時由于缺乏投資機制和渠道，導致二龍濤河治理資金嚴重不足，特別是取消以工代賑等政策后，群眾投勞農田水利投入機制和組織形式發生較大變化，對河流的治理日趨減少，使河流治理工作面臨的問題日益突出，防洪形勢更加嚴峻。

3 防洪工程布局

3.1 現有防洪工程布局

目前泰來縣段二龍濤河堤防左側上幾段有17.5km的現狀堤防；左側下段16.66km為改線后堤防(已達標)，左側下段堤防13+700處有一現狀排水閘站；右堤上段有6.0km的高地之間的連接堤，右堤下段有12.0km的民堤，8+650處有一現狀排水閘。

3.2 規劃防洪工程總布局

左堤上段17.5km為現有提防，下段16.66km為改線后堤防(己達標)；右堤上段6.0km結合現有高地之間的連接提，下段12.0km為民堤。

左堤：從老郝家屯到侯長林屯，該段取樁號0+000-17+500，總長17.5km。侯長林屯向下，主河槽基本消夫，比降變緩，行洪斷而加寬，寬度在3km-6km，致使草原退化為葦草。泰來縣為了增加堤防的保護效益，于1989年規劃將侯長林屯以下的河道向西改線，挖河筑堤，新線最后接新建三村。改線提段從侯長林屯西(0+000)向下末端至新建三村(16+600)

長度為16.6km。侯長林下游段改線后已經達到10年一遇的防拱標準，滿足本段的保護對象的防洪要求，本次不做設計[2]。

右堤：從三合屯至牛萬山、季家粉房及聯合橋下游等段，結合現有高地修筑了連接堤堤防長6km。為了保護新村和三門李屯才一帶耕地和村屯從三門李下至劉儉房框，右側下段民堤段12.0km，本次不做設計。

4 水面線推求

4.1 斷面資料

2010年1月根據二龍濤河地方工程初設要求布置測量了22個河道大斷面，及22.6km河道縱斷，編號為Cs1-Cs22。

本次控制斷面選取圖牧吉水庫斷面作為堤防設計洪水斷面，根據圖牧吉水庫上游產匯流條件的不同，分塔子城以上山丘區和塔子城-水庫區間平原區兩部分分別計算其設計洪水。 用洪水參數等值線圖查算出山丘區及平原區20年一遇的洪水參數Cp、B1、B3、B7及相應的Cv值，并點繪Cv-T關系線進行適當修正。控制斷面設計洪水成果見表1。

表1 控制斷面設計洪水成果表

4.2 起推斷面水位流量關系

利用曼寧公式計算Cs22斷面水位流量關系，實測二龍濤河段縱斷比降為i=1250，分析斷面平均糙率為n=0.026，計算Cs22斷面水位流量關系，見表2，并以Cs22作本次水面線計算的起推斷面。

表2 起推斷面Cs22設計水位流量表

4.3 圖牧吉水庫回水分析

根據1994年編制《二龍濤河流域規劃報告》，對圖牧吉水庫論證了三個方案:小型水庫方案，20a一遇設計洪水位138.78m，庫容6600萬m3；中型水庫方案，20a一遇設計洪水位138.92m，庫容7 500 萬 m3；大型水庫方案，50a一遇設計洪水位139.92m，庫容15000萬m3；而本次起推斷面Cs22的20a一遇水位為140.81m，因此不管圖牧吉水庫將來采用什么規模均不會對堤防末端產生回水頂托影響。

4.4 糙率分析

二龍濤河流域無水文站及實測資料，因此本次推算的水面線糙率成果依據天然河道糙率表，并以《黑龍江省嫩江干流堤防工程可行性研究報告》中的嫩江干流江橋至富拉爾基段糙率試算成果表為參照；結合二龍濤河主流河段順直段較長，斷面較規整，水流較通暢，基本無死水、斜流、回流，兩側岸壁為土沙，略有雜草、小樹，形狀較整齊；灘地上下游有緩彎，縱、橫面尚平坦，種有農作物，或有稀疏樹林的狀況，確定二龍濤河糙率的變化范圍主槽一般在0.025-0.029之間，灘地在0.050-0.070之間。

4.5 水面線計算公式

穩定非均勻流計算公式如下:

(1)

流量模數按主槽和灘地分別計算，公式為：

(2)

(3)

式中：n為主槽糙率；R為主槽、灘地水力半徑：A為主槽、灘地斷面面積；α、β為主槽、灘地斷面偏角；φ為河道彎曲系數，

4.6 橋梁雍水計算公式

橋梁雍水計算公式采用鐵三院公式計算：

△H=η(Vm2-V02)

(4)

式中：ΔH為雍水高度；η為雍水系數；Vm為橋孔壓縮斷面平均流速，m/s；V0為橋孔擴散斷面平均流速，m/s。

壅水系數按流量壓縮比在0.05-0.15范圍內插值，壓縮比>0.6時均采用0.15，<0.3時均采用0.05。

本次設計堤防范圍內共有兩座橋梁即六合橋和聯合橋，橋寬分別為2m×8m、2m×12m，每座橋梁均有較長路面橫穿河道灘地，2005年洪水期間均有過水現象發生，過水寬度分別為1200m、150m。橋梁水位雍高雍高成果表見表3，設計水面線和現狀水面線具體成果見圖1、圖2。

表3 橋梁水位雍高成果表

圖1 二龍濤河設計水面線成果圖

圖2 二龍濤河現狀水面線成果圖

5 結 論

六合橋雍高水位正常，聯合橋異常水位偏高，分析其原因：聯合橋段本身就是此段堤防堤距較窄的地段，由于單文禮屯的存在，村民自己修筑的河堤占據了幾乎一半的河道灘地，再加上橋梁及過水路面的雍水影響，導致該處雍高水位10a一遇的洪水便達到0.58cm。洪水調查中，得知此處橋梁在1988年大洪水、2005年大洪水時均被沖毀，也驗證該斷面雍水影響的嚴重性，因此建議有條件的情況下，將單文禮屯遷走，以緩解本段左岸堤防的防洪壓力。

二龍濤河堤防在Cs14斷面、聯合橋斷面及Csl4斷面3個斷面處堤距均小于此段堤防堤距的平均值，導致這3處斷面雍水效果明顯，在本次推算的設計水面線成果中也反映出來，說明本次推算的水面線成果符合本地區地形地貌特點；同時由于原規劃水面線并沒有計算橋梁雍高，且精度不足，綜上所述，本次推算的設計水面線成果滿足初步設計精度要求，可以采用。

[1]孫翔.安徽省南陵縣城市防洪工程規劃方案[J]中國水運：下半月,2012(12):188-189.

[2]中華人民共和國水利部.GB50286-2013堤防工程設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

1007-7596(2017)06-0035-03

2017-05-20

李學宏(1974-)，男，黑龍江富錦人，高級工程師。

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