王 茜,孟 霖
(山東省淮河流域水利管理局,山東 濟(jì)南 250100)
洙趙新河流域西靠黃河,東臨南陽(yáng)湖,北接梁濟(jì)運(yùn)河流域,南與萬(wàn)福河和東魚河搭界,干流起源于東明縣宋砦村,向東流經(jīng)菏澤市東明、牡丹、鄄城、鄆城、定陶、巨野、濟(jì)寧市嘉祥、市中區(qū)8個(gè)縣(區(qū)),于劉官屯村東入南陽(yáng)湖,全長(zhǎng)145.05 km,流域面積4 206 km2。2010-08,水利部淮河水利委員會(huì)組織編制了 《淮河流域綜合規(guī)劃》(送審稿修訂),將洙趙新河列入沂沭泗水系重要支流治理規(guī)劃中,近期按照5年一遇除澇、50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理。
1)挖河和復(fù)堤工程。根據(jù)工程規(guī)劃,洙趙新河干流治理范圍為0+000~81+676,其中,挖河范圍為38+518~81+676,總長(zhǎng)度43.16 km;按2級(jí)堤防加超高2.0 m確定設(shè)計(jì)堤頂高程,兩岸需復(fù)堤總長(zhǎng)度為27.43 km;堤頂防汛路按四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),總長(zhǎng)82.70 km,路面寬5.0 m。為了與干流相銜接,需對(duì)部分支流進(jìn)行削坡并對(duì)支流回水段復(fù)堤,削坡共長(zhǎng)3.00 km,復(fù)堤長(zhǎng)度9.90 km。
2)建筑物工程。干流治理建筑物127座,其中,涵洞53座,排灌站57座,生產(chǎn)橋17座。改建涵洞按10年一遇設(shè)計(jì),重建排灌站按5年一遇設(shè)計(jì),加固建筑物規(guī)模不變。
支流影響段治理建筑物7座,其中,涵洞6座,排灌站1座。
本工程開挖土方總量為1 000.11萬(wàn)m3(自然方),回填土方總量為79.02萬(wàn)m3(實(shí)方),工程棄土總量915.19萬(wàn)m3(自然方,其中15.16萬(wàn)m3為清表土方,工程建設(shè)完成后,清表土方將作為后期綠化、復(fù)耕用土)。舊建筑物的拆除方量3.47萬(wàn)m3,棄置于棄土區(qū)底部。
本項(xiàng)目總占地8 701.82 hm2,其中,永久占地1 135.40 hm2,臨時(shí)占地 7 566.42 hm2。
工程計(jì)劃總工期24個(gè)月,估算靜態(tài)總投資6.73億元,其中工程投資5.47億元。
工程區(qū)主要涉及濟(jì)寧市的市中區(qū)、嘉祥縣,菏澤市的巨野縣、鄆城縣、鄄城縣、定陶縣、牡丹區(qū)和東明縣。根據(jù)《全國(guó)水土保持區(qū)劃》(試行)的三區(qū)劃分結(jié)果,該項(xiàng)目區(qū)屬黃泛平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū),為山東省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水土流失面積2 168.41 km2,其中輕度侵蝕面積1 113.41 km2,中度侵蝕面積965.31 km2,強(qiáng)烈侵蝕面積89.69 km2。
洙趙新河流域?qū)冱S泛沖積平原,大面積表土以粉質(zhì)黏土、砂壤土及粉砂為主。由于該治理工程建設(shè)線路長(zhǎng)、占?jí)好娣e大,施工過(guò)程中,破壞了工程區(qū)原有的地表植被及坡面穩(wěn)定,形成了新增水土流失源,嚴(yán)重影響工程區(qū)環(huán)境及生態(tài)平衡。更為嚴(yán)重的是大量棄土堆放在河岸及支溝內(nèi),如不采取措施,雨量較大時(shí)將隨徑流流入或直接滑入河道,使河道淤積,抬高河床,影響河道的過(guò)流能力,對(duì)工程區(qū)及其下游地區(qū)的防洪和當(dāng)?shù)厝罕姷纳⒇?cái)產(chǎn)及生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威協(xié)。 因此,該工程的棄土必須合理堆放,并采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?duì)棄土場(chǎng)進(jìn)行有效的防護(hù)。
該區(qū)建設(shè)內(nèi)容主要包括干流堤防加固、支流回水段復(fù)堤。堤防加固屬土方開挖、填筑等施工活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域,具有地表擾動(dòng)強(qiáng)度高的特點(diǎn),主要施工作業(yè)面位于堤防邊坡及堤防兩側(cè)一定范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1)對(duì)洙趙新河干流兩岸27.43km的復(fù)堤及9.90km支流回水段復(fù)堤段采取撒播狗牙草和紫羊茅混合草籽進(jìn)行護(hù)坡。干流堤防迎水坡為1:3,背水坡為1:2;支流堤防迎水坡1:2,背水坡1:2。
2)對(duì)新修的堤頂防汛道路兩側(cè)新修排水溝,排水溝為梯形斷面,按5年一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),底寬0.8 m、深 0.8 m,邊坡 1:1,縱比降 1/1 000。
3)排水順接工程。堤頂排水溝一般與區(qū)域排水體系不相通,從而導(dǎo)致排水對(duì)項(xiàng)目區(qū)以外的沖刷和淤積。因此,排水溝與交叉的溝道、河流相接時(shí),在排水溝的泄水口處布設(shè)一定數(shù)量的跌水和沉沙池設(shè)施,在保證排水溝與區(qū)域排水體系有效銜接的前提下,避免對(duì)項(xiàng)目區(qū)以外區(qū)域的沖刷。
本方案設(shè)計(jì)的排水順接工程主要是小型沉沙池,起到沉淀排水中攜帶的泥沙和消力的作用。由于本項(xiàng)目排水溝末端大部分直接進(jìn)入農(nóng)田,沉沙池設(shè)計(jì)中按粒徑≥0.4 mm的粗顆粒泥沙進(jìn)行沉積計(jì)算。該工程沉沙池設(shè)計(jì)平面結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu),寬1.6 m,長(zhǎng)2.6 m,深1.0 m,壁厚0.30 m,漿砌塊石結(jié)構(gòu)。沉沙池進(jìn)水口頂高與排水溝泄水口底高程持平,出水口底高程與區(qū)域排水系統(tǒng)底高持平,使路面排水平穩(wěn)過(guò)渡到區(qū)域排水系統(tǒng)。
4)堤防管理范圍。根據(jù)主體工程設(shè)計(jì),在復(fù)堤段堤防外側(cè)考慮了5 m的保護(hù)范圍,考慮到棄土區(qū)占用大部分管理范圍等因素,在無(wú)棄土的堤防管理范圍內(nèi)采取喬、灌、草綠化;喬木選擇速生楊和速生柳,隔行混交,行間距 3.0 m×2.0 m,高約 2.5~3.0 m;草籽選用狗牙根和紫羊茅混合草籽。
在城鎮(zhèn)居民密集段,根據(jù)房屋道路布設(shè)情況,建造綠地花園,綠地點(diǎn)綴觀賞性強(qiáng)的綠化灌木;途經(jīng)耕地段考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的要求布設(shè)護(hù)堤林,距堤防2.0 m栽植雙行喬木,行距為1.5 m,裸地全面種草。
該區(qū)新增的水土保持工程措施主要為土地整治、坡面排水、攔擋等措施,植物措施為斜坡撒草籽綠化。設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
3.2.1 工程措施
1)土地整治。棄土區(qū)坡面在采取植物措施之前須采取土地整治措施,剔除碎石雜物,使土體達(dá)到可種植狀態(tài),整治深度為40~80 cm,整治面積24.05 hm2。
2)坡面排水。為及時(shí)排除棄土區(qū)頂面和坡面降雨徑流,需設(shè)置橫向和縱向排水溝。首先在棄土區(qū)坡腳處沿河道方向開挖一條縱向排水溝,并與當(dāng)?shù)嘏殴嘞到y(tǒng)相連接。根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料,該地區(qū)10年一遇最大24 h暴雨值為61 mm,Pa為50 mm,利用P+Pa~R關(guān)系曲線,查R為54 mm;m取0.031。利用湖西地區(qū)排水模數(shù)公式確定排水溝的流量。經(jīng)分析計(jì)算,日排水流量Q日為0.18 m3/s。根據(jù)該設(shè)計(jì)流量,利用明渠均勻流公式分別對(duì)棄土區(qū)坡腳及斜坡處的排水溝進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)。經(jīng)計(jì)算,坡腳排水溝斷面為矩形,底寬為0.5 m,溝深為0.5 m。
另外,在棄土區(qū)斜坡上沿河道方向每隔100 m修建一條橫向排水溝,排水溝設(shè)計(jì)斷面形式為矩形,底寬取0.3 m,溝深為0.3 m,并與棄土區(qū)頂部邊埂處排水溝相連接。
3)攔擋工程。棄土前沿棄土場(chǎng)周邊設(shè)置土質(zhì)攔擋土埂。土埂頂寬0.8 m,高0.5 m,兩側(cè)邊坡比1:1。經(jīng)估算,土埂長(zhǎng)約30 km,填筑土方19 500 m3。
3.2.2 植物措施
根據(jù)施工組織設(shè)計(jì),本次棄土區(qū)占地全部為臨時(shí)占地,棄土區(qū)總長(zhǎng)86.32 km、高度為2.5 m,邊坡1:3。坡度較緩,采用撒播草籽的植物防治措施。草種選取狗牙根和紫羊茅,狗牙根和紫羊茅屬禾本科種,草皮堅(jiān)實(shí),耐踐踏,保持水土功能強(qiáng),防護(hù)效果好。
洙趙新河治理工程的實(shí)施,將使該流域的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇,除澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到5年一遇,為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。通過(guò)以上水土保持防治措施的實(shí)施,可以有效控制產(chǎn)生水土流失的各種因素,使工程更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用。