張 平,任澤儉
(1.鄒平市水利保障服務中心,山東 鄒平 256200;2.山東潤魯工程咨詢集團有限公司,山東 濟南 250109)
孝婦河鄒平境內防洪保護區主要包括經濟技術開發區、高新街道、長山鎮、焦橋鎮等行政區劃,魏橋集團等重要工礦企業及濟青高速、壽濟省道等重要設施,保護耕地面積1.2 萬hm2,保護區內人口密集,工農業發達。孝婦河鄒平段地勢平緩,屬鄒平市灌排兩用河道,受區域地理位置、地形地貌、氣象因素等自然條件的影響,流域內降水在時空分布上具有十分顯著的差異,年降水量的70%以上集中在汛期,而且年際豐枯變化較大,氣候特點導致流域內呈現旱澇災害并存,交替出現的局面。
2018 年受“溫比亞”臺風影響,鄒平市對孝婦河按照20 年一遇洪水標準進行了設計和治理,但受征遷、投資等條件制約,部分卡口段行洪能力實際達不到20 年一遇洪水標準,且勝利河按420 m3/s控泄,右岸臨時分洪道受地理條件的制約,難以分洪,河道建筑物阻水,在2019 年“利奇馬”臺風暴雨過程中,部分河段漫溢、岸坡坍塌,造成嚴重損失。
鄒平境內地勢平緩,利群閘上游大部分河道較寬,行洪斷面較大,防洪體系主要以兩岸堤防工程為主。利群閘下游受地形地貌影響,行洪能力不足,為了分泄洪水,1950 年在鄒平市高新街道辦呂家村東側(利群閘上游)向北開挖17.4 km勝利河分泄洪水至小清河,1965 年沿勝利河右(東) 岸自孝婦河利群閘上游向北至焦橋鎮南新筑8.7 km 分洪堤,形成臨時分洪道,分泄超標準洪水。臨時分洪道現狀為農田,且臨時分洪堤殘缺不全,東呂村周圍無防洪措施,現狀地形及工程尚不具備分洪條件,洪水調度困難。
河道雖然經過前期治理,勝利河及孝婦河部分河段仍存在河床行洪斷面小、堤間距較窄、行洪不暢、遇到大水極易漫堤等安全隱患。孝婦河及勝利河兩岸堤防大部分堤頂道路沒有硬化,汛期尤其遇到降雨,堤頂道路泥濘不堪,交通不便,防汛調度困難。
孝婦河及勝利河沿線跨河建筑物眾多,包括3 座攔河閘、4 座橡膠壩及數10 座跨河橋梁等。
1)利群閘和勝利閘2019 年雖已改建,但行洪能力遠低于設計標準。三里河閘始建于1967年,原設計流量200 m3/s,校核流量200 m3/s,除行洪能力遠低于設計標準外,工程運行多年,閘室及墩墻裂縫,閘門及啟閉設施老化損壞嚴重。
2)四馬、郭家及姚孫橡膠壩壩址均位于勝利河跨河生產橋下游不足5.0 m 處,上游翼墻與橋臺整體共用,壩址位置極不合理,若將勝利河河底擴寬至80.0 m,則橡膠壩的底板高程及壩長不能滿足疏挖后的河道要求。
3)勝利河及孝婦河跨河橋梁眾多,其中勝利河部分橋梁建設標準偏低,若勝利河擴挖,部分橋梁長度和高度則無法滿足河道寬度及行洪要求。
受臺風及強降雨影響的大水年份,加之孝婦河治理標準偏低,配套建筑物不完善,攔(跨)河建筑物阻水,河道防洪體系存在薄弱環節,極易造成洪水漫溢或倒灌。枯水年份,河道徑流偏少,加之缺少必要的攔蓄建筑物,水資源利用程度偏低,沿河兩岸農業灌溉困難。為了提高區域水旱災害防御能力,確保區域人民群眾生命財產安全和經濟社會可持續發展,在孝婦河前期治理工程的基礎上進行提升改造是非常迫切和必要的。
孝婦河干流雖然按照20 年一遇防洪標準進行了治理,大部分河段防洪能力有了很大的提升,但近年來,由于受極端天氣影響,水旱災害出現頻繁,保護區經濟損失慘重。為了應對極端天氣帶來的影響,提高孝婦河防洪標準,提升流域防洪減災能力是十分必要的。
根據對2019 年“利奇馬”臺風中水毀工程的調查和薄弱環節的分析,為了避免或減輕極端天氣進一步造成洪災損失,結合區域經濟社會發展和防洪設施現狀情況,加快災后重建工程建設和提升綜合防洪體系十分迫切。
由于孝婦河堤防不全,跨河建筑物阻水等工程短板,部分河段管理范圍和權限不明,管理道路不通暢,給河長制管理工作帶來諸多問題。因此,實施孝婦河綜合治理及提升改造工程,進一步明確河道管理范圍及保護范圍,加強河長制管理的基礎設施建設,對全面推動河長制管理工作具有一定促進作用。
河道工程治理改造的主要措施是疏挖干流河道、構筑兩岸堤防、完善配套沿河交叉建筑物,達到提升區域水旱災害防御能力、改善區域生態環境、實現區域內社會、經濟和環境可持續發展的目標。
主要內容和方案:一是疏挖勝利河、孝婦河干流河道23.85 km,其中勝利河13.44 km,孝婦河利群閘上游段10.41 km;二是構筑河道兩岸堤防64.10 km,其中勝利河29.69 km,孝婦河利群閘上游段21.36 km,孝婦河利群閘下游段13.05 km;三是險工段防護17.55 km,其中勝利河7.17 km,孝婦河10.38 km;四是勝利河入口新建東呂節制閘1 座,改建橡膠壩3 座,擴建山旺埠橡膠壩1座,新建排水(涵)閘4 座,改建排水涵閘7 座,原址改建生產橋12 座。
根據現狀河道情況,河道治理工程涉及到3段,分別為孝婦河擴挖段、勝利河段及孝婦河下游段,其中勝利河和孝婦河下游與孝婦河擴挖段順接,勝利河施工期間可利用孝婦河下游導流,孝婦河擴挖段采用分期分段的施工方案。
孝婦河上游段主要工程為主河槽內土方清淤,施工方案主要從投資控制、施工進度、開挖條件難易程度等方面。經綜合比選,采用分期分段的施工方式,一期開挖左右岸灘地部分土方,預留臨河側土埂作為擋水圍堰;二期開挖主河槽內土方和預留土埂,施工時需在河槽上下游修筑擋水圍堰,通過一期已開挖部分河槽作為導流明渠,下泄上游來水,按先河槽后土埂開挖順序施工。
山旺埠橡膠壩位于位于孝婦河16+665 處,該橡膠壩已列入《鄒平市2019 年度國家地下水超采綜合治理工程》,批復后未實施,橡膠壩設計壩長40 m,壩高3.0 m,壩底高程19.3 m,原設計洪水標準1 100 m3/s。河道治理洪水標準提高后,為了滿足河道行洪要求,并確保已批復的橡膠壩與河道相協調,原設計批復的橡膠壩必須變更河底高程、壩長與本次疏挖后的河道河底高程、河底寬相一致。
勝利河沿線涉及到3 座橡膠壩工程,可結合河道工程采取導流措施維護下同期施工,考慮到河道現狀的明水影響,以及支流匯水干擾,需在單座建筑物上下游修筑圍堰擋水,并通過河道灘地處開挖明溝下泄來水。
孝婦河擴挖段建設4 座排水閘及3 座穿堤涵閘,排水閘及穿堤涵閘布置型式為穿堤建筑物。勝利河河道沿線建設的穿堤涵閘可結合河道工程采取導流措施維護下同期施工。孝婦河下游河道建設1 座穿堤排澇涵閘,施工期間流量較小,需在出口處的河道內修筑圍堰,形成封閉的施工基坑,支流來水可通過埋設涵管下泄至河道內。
勝利河建設橋梁工程10 座,可結合河道工程采取導流措施維護下同期施工,考慮到河道現狀的明水影響,需在主河槽部分填筑圍堰作為鉆機施工平臺。
孝婦河上、下游河道各建設1 座橋梁,受水位影響部位主要為跨河橋梁基礎及橋底護砌部分,采用分期導流方式進行修筑。
根據孝婦河防洪體系及地形地貌特征,除采取工程治理措施、編制完善的施工方案外,還要研究做好標準內洪水和超標準洪水調度工作,充分發揮上游水庫攔洪削峰作用,加強各水庫的聯合調度,控制各水庫下泄流量,使河道內洪峰流量不超過設計洪峰流量,保障水庫下游防洪安全。