河流梯級(jí)水利水電防洪存在主要問題及對(duì)策研究

薛 冬

（太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002）

1 冶峪河河道防洪工程現(xiàn)狀

1.1 冶峪河河道防洪工程概況

冶峪河位于晉源區(qū)北部、化工排洪溝的南部。冶峪河起源于山西太原市西山的廟前山，由西北向東南流向，經(jīng)淳化縣城在涇陽縣口鎮(zhèn)三王溝入境，在口鎮(zhèn)出谷到三原魯橋鎮(zhèn)雙河口入清峪河。冶峪河上游村段長為1 120 m，河道比較狹窄，村民的房屋與泄洪河相鄰，河寬為12 m，冶峪河的下游化工排洪河是冶峪河最大的支流。

1.2 冶峪河洪災(zāi)原因

冶峪河河道是屬季節(jié)性比較強(qiáng)的山洪河道，在北部與九院沙河相接，南部風(fēng)峪河相鄰，在祥云橋北部進(jìn)入汾河，其流域內(nèi)的洪水具有較強(qiáng)的突發(fā)性。上游河流的流速比較快，含沙量高，不僅具有較強(qiáng)的沖刷力，還具有破壞力；下游河段的縱坡相對(duì)比較緩，水流的速度慢，使上游的水土流失至此形成沉淀和淤積，抬高了河床，部分河段已成為了地上懸河。

1.3 冶峪河洪水分析

在冶峪河河流下游建有董茹水文站，控制的流域面積為18.9 km2，根據(jù)《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》實(shí)施了比較詳細(xì)的分析，出山口的斷面流域的面積相差較小，在各種頻率中其洪水設(shè)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 冶峪河斷面設(shè)計(jì)洪峰流量成果匯總表單位：m3/s

2 冶峪河河道防洪工程中存在的問題

經(jīng)過長期對(duì)冶峪河河道的現(xiàn)場調(diào)查并與相關(guān)部門進(jìn)行有效的對(duì)接，冶峪河主干流的出山口到入汾河口防洪和河道出現(xiàn)的問題比較多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 河道兩側(cè)堤防低

由于降水是冶峪河洪水的主要成因，具有很強(qiáng)的突發(fā)性，而且兩側(cè)堤防比較低，在洪水頻發(fā)的季節(jié)，一旦水位超過規(guī)定的警戒線，極易發(fā)生洪澇災(zāi)害，給附近的村民會(huì)造成嚴(yán)重的生命威脅和財(cái)產(chǎn)損失。

2.2 河道生態(tài)缺失

冶峪河流域生態(tài)的缺失，使包括人類在內(nèi)的動(dòng)植物失去了正常的生存空間。在河道的枯水期，流水量會(huì)減少，并且基本為污水，斷面不足，致使河道的過濾能力不夠，河道內(nèi)的污水比較嚴(yán)重[2]。

3 冶峪河河道防洪工程治理對(duì)策

3.1 冶峪河河道防洪工程治理

3.1.1 河道防洪治理范圍和內(nèi)容

對(duì)河道兩側(cè)進(jìn)行清障，根據(jù)沿河道路對(duì)河道兩側(cè)護(hù)岸實(shí)行拆除或者重建；構(gòu)建生態(tài)河床景觀，有效解決河道兩岸污水排河排污問題，在上游對(duì)河道進(jìn)行補(bǔ)水，讓清水復(fù)流。

3.1.2 河道防洪工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

按照《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《太原市防洪排澇專項(xiàng)規(guī)劃》（2014～2020）[1]，冶峪河防洪標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)流量190 m3/s，化工排洪河匯入后，冶峪河設(shè)計(jì)流量252 m3。

3.2 冶峪河河道防洪工程布局

3.2.1 冶峪河河道防洪治理工程

根據(jù)沿河道路工程同步進(jìn)行，在濱河西路到汾河口，位于汾河公園范圍內(nèi)，結(jié)合設(shè)計(jì)河道縱坡對(duì)河道實(shí)施清淤工作。化工排洪河接入口到濱河西路橋河段，根據(jù)沿河的道路布局重建河道的護(hù)岸，采用復(fù)式河槽斷面。治理措施有線狀河床清淤，河床生態(tài)修復(fù)、新建復(fù)式河槽擋墻等。化工排洪河南北兩河交接處到規(guī)劃入冶峪河處，總長大約2 265 m，河道全部是新建河道。

3.2.2 冶峪河防洪工程計(jì)算

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，堤頂超高計(jì)算公式為：

式（1）中，Y表示堤頂超高（m）；R表示設(shè)計(jì)波浪爬高（m）；e表示設(shè)計(jì)風(fēng)壅增水高度（m）；A表示安全加高（m），不允許越浪2級(jí)堤防取0.8 m。

計(jì)算設(shè)計(jì)波浪爬高，需先按公式（2）～（4）計(jì)算相關(guān)波浪要素：

式（5）、（6）中：Rp表示累積頻率為p的波浪爬高(m)；K△表示斜坡的糙率及滲透性系數(shù)；Kv表示經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Kp表示爬高累積頻率換算系數(shù)；m表示斜坡坡率；表示堤前波浪的平均波高(m)；Ro表示無風(fēng)情況下，光滑不透水護(hù)面K△=1時(shí)的波浪爬高(m)。

風(fēng)壅水面高度計(jì)算，風(fēng)壅水面高度按下式計(jì)算：

式（7）中，e表示計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度（m）；K表示綜合摩阻系數(shù)，可取K＝3.6×10-6；β表示風(fēng)向與垂直于堤軸線的法線的夾角（度）。其他符號(hào)同上。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，堤頂超高為0.9 m。

4 結(jié)論

冶峪河的支流主要是降雨形成，河道防洪工程具有很強(qiáng)的突發(fā)性，會(huì)為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和人民的財(cái)產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳顜聿槐恪Ｒ庇雍拥婪篮楣こ淘O(shè)施建設(shè)不夠完備，急需加快河道防洪工程的設(shè)施建設(shè)，全面提高冶峪河流域抗洪災(zāi)的抵抗能力，構(gòu)建冶峪河流域防洪工程體系，加大河道防洪工程管理力度，努力把洪災(zāi)造成的損失降到最低，確保冶峪河流域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。