方 亮

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽(yáng) 122100)

1 工程概況

黑水河位于綏中縣境內(nèi)，本次綜合整治葛家鄉(xiāng)新房子～平臺(tái)子段，區(qū)間干流長(zhǎng)11.61 km，河段兩岸總?cè)丝?0 716人，耕地675.4 hm2，有大量果樹(shù)、棚菜、企業(yè)、學(xué)校等設(shè)施。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查：①該河段河道主槽寬100～150 m，區(qū)間河道平均比降3.8‰；②左岸新房子段0+000-2+205沒(méi)有護(hù)岸且岸坎較矮，右岸木锨溝段樁號(hào)6+835.7-10+778.9原混凝土板基礎(chǔ)淘空脫落；③兩 岸現(xiàn)狀護(hù)岸防洪標(biāo)準(zhǔn)為不足10 a一遇(P=10%)，由于河道屬山區(qū)性河流，每逢汛期都會(huì)出現(xiàn)一定范圍洪水災(zāi)害。

2 項(xiàng)目河段相關(guān)水文計(jì)算

由于黑水河流域沒(méi)有水文站和歷史洪水記錄，在此根據(jù)1998年《遼寧省中小河流(無(wú)資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》來(lái)計(jì)算河段各斷面設(shè)計(jì)洪水(P=10%)[1]。本次設(shè)計(jì)以廣裕店、龍?zhí)稖蠟榭刂茢嗝?，基本資料見(jiàn)表1。由于篇幅限制，下面以龍?zhí)稖蠑嗝鏋槔o出計(jì)算過(guò)程。

2.1 控制斷面設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算

(1)設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量計(jì)算。首先，根據(jù)該地區(qū)不同歷時(shí)暴雨等值線圖，查出該區(qū)域不同時(shí)間下暴雨參數(shù)(P0、KF)，設(shè)計(jì)暴雨值Pp計(jì)算公式見(jiàn)(1)[2]，參數(shù)值和計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表1 基本資料(部分)

Pp=P0·KP·KF

(1)

式中：Pp為設(shè)計(jì)暴雨值，mm；P0為暴雨均值，mm；KP為皮爾遜Ⅲ型曲線模比系數(shù)；KF為暴雨指數(shù)，取0.89。

表2 區(qū)域內(nèi)不同歷時(shí)暴雨雨量數(shù)據(jù)成果圖

歷時(shí)時(shí)間t的設(shè)計(jì)面雨量Ptp計(jì)算公式見(jiàn)(2)[3]，據(jù)此可以估算出任意歷時(shí)時(shí)間的暴雨值，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表3所示。

Ptp=P24p·24n2p-1·t1-n2p

(2)

式中：P24p為歷時(shí)24 h設(shè)計(jì)暴雨值，取189.897 mm;n2p為暴雨折減系數(shù)，取0.66；t為歷時(shí)時(shí)間，h。

表3 龍?zhí)稖蠑嗝娓鳉v時(shí)設(shè)計(jì)面雨量 mm

(2)洪峰流量計(jì)算。設(shè)計(jì)洪峰流量Q的計(jì)算對(duì)河道通洪能力的參數(shù)確定有著決定作用，本項(xiàng)目采用(3)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算[4]，數(shù)據(jù)成果見(jiàn)下表4所示，本項(xiàng)目最終按照Q=1808 m3/s作為防洪標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有河道基本滿足通流需要。

Q=0.278·k·F·I

(3)

式中：k為徑流系數(shù)，取0.35；F為控制面以上集水面積，km2；I為24 h最大降雨量，mm。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 洪水計(jì)算成果表

2.2 控制斷面設(shè)計(jì)水面線計(jì)算

黑水河干流設(shè)計(jì)水面線采用兩種方式計(jì)算：天然水面線和治理后水面線計(jì)算對(duì)比。本次采用后者，治理后水面線用能量方程式(4)推算。

(4)

經(jīng)計(jì)算黑水河新房子～平臺(tái)子村段，10 a一遇(P=10%)起始斷面設(shè)計(jì)水位92.60 m，終點(diǎn)水位134.90 m；通過(guò)水面線推算，河道整治后不同斷面的水位降低在0.14～1.87 m范圍。

3 河道治理工程分析

3.1 河道清淤工程設(shè)計(jì)

3.1.1 清淤范圍設(shè)計(jì)

通過(guò)前文水面線推算，項(xiàng)目河道清淤深度不同，本次只需對(duì)部分河段清淤即可，清淤河段有如下幾種情況：①因淤積嚴(yán)重導(dǎo)致灘地抬高，影響泄洪；②濫采濫挖嚴(yán)重，造成河道內(nèi)存在大坑或孤島，不利防汛。

本項(xiàng)目清淤工程以恢復(fù)河道原貌為原則，基本貼合其原狀比降及治導(dǎo)線，設(shè)計(jì)清淤比降為3.8‰，均屬于河道原始寬度。經(jīng)實(shí)地調(diào)查：設(shè)計(jì)清淤寬度50 m，清淤深度0.8 m，清淤長(zhǎng)度7625 m，即可滿足防洪需要。

3.1.2 清淤及填筑施工要點(diǎn)

本次河道清淤采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，裝載機(jī)及推土機(jī)輸助作業(yè)，本著就近利用原則，清淤料除用于岸邊填筑和回填土外，全部運(yùn)入沒(méi)有堤岸段堆筑并整形，最大運(yùn)距0.5 km，提高了經(jīng)濟(jì)性，施工要點(diǎn)如下：

(1)由人工進(jìn)行坡面清理，清除雜料堆放高度不得超過(guò)1 m。禁止在雨天及冰凍期做岸坎填筑，不允許使用雨后高含水量土、腐質(zhì)土砂料；

(2)填筑前使用刨毛機(jī)將清基后的岸坎表層刨毛，有利于與填料結(jié)合。鋪料厚度以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為準(zhǔn)，縱向鋪料長(zhǎng)度設(shè)計(jì)100 m左右，壓實(shí)相對(duì)密度不小于0.60。

3.2 河道護(hù)岸工程設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目河道護(hù)岸治理工程設(shè)計(jì)采用“工程措施(固濱籠)+生態(tài)措施(綠濱墊)”相結(jié)合方式，主要針對(duì)險(xiǎn)彎險(xiǎn)段，左右岸共計(jì)6.148 km，基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1[5]。固濱籠尺寸：寬1.0 m，高1.2 m；綠濱墊護(hù)坡其下鋪設(shè)0.2 m碎石墊層。水流狀態(tài)較好的河段，在岸腳處種植5排速生楊，株距3.0 m，在坡上種植灌木紫穗槐，株距0.5 m。

3.2.1 固濱籠深度設(shè)計(jì)

圖1 河道護(hù)岸工程基本結(jié)構(gòu)示意圖

治理河段護(hù)腳采用固濱籠形式，設(shè)計(jì)深度以河水局部最大沖刷深度hs作為依據(jù)，公式見(jiàn)(5)[6]，計(jì)算結(jié)果如表5所示。最終求得最大沖刷深度1.62 m，最小沖刷深度1.00 m。本項(xiàng)目依據(jù)凍層深度及沖刷深度要求，固濱籠深度設(shè)計(jì)最小為1.50 m，最大為2.00 m。

(5)

式中：h0為沖刷處水深，m；Ucp為近岸垂線平均流速，m/s；Uc為河床面上允許不沖流速，m/s；n為相關(guān)系數(shù)，0.2。

表5 局部沖刷最大深度結(jié)果(部分)

3.2.2 綠濱墊厚度設(shè)計(jì)

綠濱墊厚度t設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮波浪爬高H，本項(xiàng)目按照公式(6)兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式作為計(jì)算依據(jù)[7]，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。最終t選取較大值。通過(guò)計(jì)算，求得綠濱墊厚度t最大值為0.40 m，最小值為0.19 m，因此本項(xiàng)目綠濱墊厚度統(tǒng)一設(shè)計(jì)為0.40 m。

(6)

式中：a為護(hù)坡傾角，(°)。

表6 綠濱墊厚度計(jì)算結(jié)果(部分)

4 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目黑水河段經(jīng)過(guò)治理后，從根本上解決了河道防洪問(wèn)題，而且極大地改善了河道兩岸的生態(tài)環(huán)境，也提高了人們對(duì)河道的保護(hù)意識(shí)。本項(xiàng)目總投資為3327.54萬(wàn)元，充分利用了現(xiàn)有河道資源，有效避免了大量的土方工程，進(jìn)而降低了工程造價(jià)。河道治理工程規(guī)模及社會(huì)影響大，治理結(jié)束后更多依賴于日常管理，否則還是會(huì)大大縮短護(hù)岸工程壽命。