谈清涟河河道防洪治理的必要性

2011-08-15吴晋生

山西建筑 2011年34期

吴晋生

1 工程概况

清涟河又名二道河，是朱家川河的一级支流，发源于五寨县荷叶坪南麓，至前所乡旧堡村进入五寨盆地，有岐道河支流分流经前所乡广益渠又汇入清涟河。清涟河(二道河)流经五寨县砚城镇、前所、胡会、小河头、新寨5个乡镇至三岔镇小刘家湾村汇入朱家川河。该河纵贯五寨县南部山地和中部平川区，河流长68.5 km，流域面积 856 km2，流域平均宽度约 16.7 km，流域形状系数为0.334，河床糙率为0.035，为季节性河流。

在五寨县东南4.5 km的清涟河上，建有南峰水库，水库控制流域面积131 m2，流域长度28.5 km，流域平均宽度4.6 km，平均比降11.32‰。流域上游植被较好，有森林面积49 km2，占总控制面积的37.4%，有耕地面积7%左右，其余55.6%为灌木草坡。

清涟河从南峰水库起算，到西鸡儿洼村段河道全长6.90 km，总落差79.2 m，平均比降为11.48‰。其间由银果沟右岸支沟(流域面积0.62 km2)、村后沟右岸支沟(流域面积0.37 km2)、小口子左岸支沟(流域面积0.53 km2)、辐子沟右岸支沟(流域面积5.6 km2)汇入。

2 工程地质

2.1 地形地貌

工程区在地形地貌上同处清涟河出水口冲出锥与洪积扇的过渡地带，地形地貌类型变化较大，两岸均发育有河流阶地，但两岸不对称，右岸规模大而左岸小，工程区内河谷类型呈宽谷型，河谷宽50 m～60 m，河谷内漫滩亦较为发育，河床两岸发育有阶地，右岸较为明显，台面高程1 452.3 m～1 459.5 m，面宽50 m～100 m间。堆积有二元物质，左岸阶地已不太明显，已建成公园台面，上部堆积人工杂土，阶地后缘为基岩山丘，为中低山。

2.2 地层岩性

工程区内裸露地层主要为古生界寒武系及新生界第四系地层。其岩性从老至新简述如下:

古生界寒武系，包括上统(∈3)岩性为中厚层灰岩，竹叶状灰岩、白云质灰岩及页岩等，层厚在50 m以上。

新生界地层主要为第四系上更新统风成黄土层(Qeal3)，其次有坡积土(Qdl3)和洪积亚砂土层及砂卵石层(Qpl3)。其次为第四系全新统冲洪积层(Qa+pl4)，岩性以砂卵石为主，主要分布于现代河床，据南峰水库勘探孔EK05-1-2孔，河床砂卵石层厚为10.45 m和7.2 m，据此推断此段，砂卵层厚亦有10 m～12 m。

除此，在左岸公园场地内分布有人工堆积土，为碎石土，估计厚度亦有1 m～2 m，为坡洪积物。

2.3 水文地质条件

本区水文地质条件比较简单，地下水类型比较单一，主要为新生界松散层中孔隙潜水，赋存于第四系上新统堆积的砂及砂卵石层中，地下水埋深在南峰水库坝基为2.5 m～2.8 m，推测本区地下水埋深1 m～2 m，河床接近于地表，河床两岸高，河床低，两岸补给河床。

各岩层的渗透性:

河床砂卵石层，据南峰水库坝基勘探孔资料，ZK05-2孔，K=49.78 m/d;

上更新统黄土层，渗透系数经验值1.0 m/d;

上更新统洪积砂卵石层，据南峰水库勘探资料为1.17 m/d。

2.4 地质构造

整个工程处于鄂尔多斯台地东缘，为祁吕台贺兰“山”字形构造脊柱和反射弧之间的稳定地块的一部分，其构造形迹很不明显，据《1∶20万山西省河、保、偏电场供水区域地质图》，区内无大的褶曲或断裂构造通过，仅是推测沿砚城镇有一条北西—南东向隐伏断层通过，距工程有一定的距离，对工程影响不大。区内地层平稳，岩层总的方向向北西倾斜，倾角18°左右。总的来看，地质构造比较简单，处于构造相对稳定区内。

2.5 工程地质评价

本段工程位于清涟河上游段，处于清涟河洪积扇上游。堤防工程布置在河床上，其地层为第四系全新统冲洪积层(Qa+pl4)，岩性以砂卵石为主，主要分布于现代河床，据南峰水库勘探孔，EK05-1-2孔，河床砂卵石层厚为10.45 m和7.2 m，据此推断两闸基下，砂卵层厚亦有10 m～12 m。其工程地质条件尚好，采用工程类别法，考虑“山西省坪上水库应急引水工程初步设计工程地质勘察报告”提供的砂卵石层力学性质指标，抗压强度可取160 kPa～220 kPa，开挖边坡可取1∶0.75。挖剪强度摩擦角可取28°，能满足工程要求。

天然建筑材料，当地石料储量丰富，质量优良。块石和碎石可以从西紫寨、峤屿、孤山3个石料厂购买，西紫寨石料厂位于五寨县砚城镇东南15 km处，李家坪乡西紫寨村的大洼山，石料岩性为灰岩;峤屿石料厂位于五寨县砚城镇西南10 km处，孙家坪乡峤屿村的南山，石料岩性为灰岩;孤山石料厂位于五寨县砚城镇东南15 km处，前所乡孤山村的孤山，石料岩性为灰岩。砂从位于五寨县砚城镇北30 km处的新寨乡石庙村附近的朱家川河的砂场购买。

2.6 地震

据山西省地震局科研所地震资料，山西省历史上大部分地震几乎全部发生在盆地中，据全国三百万分之一地震烈度区划图，本区属于6度～7度区。

3 工程治理

1)清涟河南峰水库以下至西鸡儿洼村段设计防洪标准为20年一遇洪水，堤防工程级别为4级。2)工程总体布置方案。3)本工程主要建设内容包括:新建防洪堤;旧堤加高;铅丝笼护底防冲坎;堤防工程防冲护脚;农用桥梁;河道疏浚;支流入河口工程、支沟及交叉建筑物;堤顶道路。4)新建防洪堤工程设计。新建防洪堤采用浆砌石重力墙结构形式，顶部采用20 cm厚C20现浇混凝土压顶，基础深1.2 m，总长6 920 m。实施前进一步复核河道的过流能力和堤顶高程。5)旧堤加高工程设计。对左岸1+342～1+600段、3+135～4+600段和右岸1+302～1+645段、3+037～4+600段原堤顶采用C20现浇混凝土加高0.5 m～1.05 m，顶宽0.5 m，总长3 629 m。实施前进一步复核河道的过流能力和堤顶高程。6)铅丝笼护底防冲坎工程设计。沿河道每隔500 m设一道10 m宽、0.5 m厚铅丝笼护底防冲坎，在河底纵坡突变处增设一道结构形式相同的防冲坎，共设14道防冲坎。7)堤防工程防冲护脚工程设计。堤防弯道凹岸堤脚铺设上层宽3 m，下层宽2 m的铅丝笼护脚，其余堤防堤脚铺设上层宽2 m，下层宽1 m的铅丝笼护脚。8)农用桥梁工程设计。在小口子村河道桩号0+782处建农用桥一座，采用预制钢筋混凝土桥板简支结构，宽4 m，长60 m。9)河道疏浚工程设计。10)支流入河口工程、支沟及其他工程交叉建筑物设计。辐子沟连接段新建堤防为浆砌石重力墙结构形式，长229 m;小口子沟连接段新建堤防为浆砌石重力墙结构形式，长81 m;银果沟和村后沟各新建涵洞1座。

4 工程河道建设内容、治理目标

4.1 工程任务和治理范围

工程任务:提高治理段防洪标准，保护两岸居民生命财产及农田的安全。

本次工程治理范围为南峰水库以下至西鸡儿洼村，治理段长度6.9 km。

4.2 社会经济概况

五寨县位于晋西北黄土高原，介于东经111°28′～112°，北纬38°44′～ 39°17′之间，南北长 60 km，东西宽 25 km，总面积1 391 km2。东、东北与神池紧邻，南、东南与宁武接壤，西、西南与岢岚交界，北、西北与偏关、河曲相接，地势东南高，西部低。东南为石山区，主峰芦芽山海拔2 736 m，为县境最高峰。中部为“丁”字形盆地，以三岔为最低海拔1 300 m。北部与西北部为黄土丘陵。境内主要河流是朱家川河及其支流清涟河。

五寨县辖3个镇、9个乡，全县总人口11.46万，其中农业人口8.1万，粮食总产量9.75万t。2011年财政收入3.1亿万元，农民人均年纯收入2 660元。

全县总耕地面积54.36万亩，其中，灌溉面积5.0万亩。主要粮食作物有马铃薯、莜麦、玉米、糜谷、豆类等小杂粮;主要经济作物有葵花、胡麻、药材、萝卜、葱头等。

五寨县交通条件较为便利，境内有阳岢公路、五三公路、五东公路和宁岢铁路、神河神朔铁路，高压线路村村通。

4.3 河道堤防工程现状

清涟河虽经多年的治理，完成砌石护岸近8 000 m，但防洪标准不高，特别是4+600以下堤防坍塌严重，失去其应有的功能，不能抗御较大洪水。

4.4 河道治理的必要性和紧迫性

清涟河两岸有驻军、机场、砚城镇、机关及上万亩良田，加之沿河居民点分布集中，又有阳岢公路及朔岢铁路穿河而过，所以它与人民的生命财产、粮食基地以及交通动脉息息相关。清涟河是一条有相当长历史的河道，由于其河床比砚城镇高达数十米，历史上曾多次发生过全城被淹的灾害。据记载:“清光绪十八年，清涟河洪水冲毁了城南周家村”。1923年晴天一声雷、大雨只降1 h，南山洪水暴发，直冲城内，水深四尺余。1933年清涟河发大水，水过树头，城区房屋均受损失。1939年夏天，一场暴雨，右所、前所均受清涟河洪水之害，冲毁房屋百余间，冲走牲畜250余头，死亡多人，毁坏土地1 300亩，损失惨重。

解放后，党和政府对清涟河的防洪曾多次投资治理。1958年在上游修建了南峰水库，使洪水得到一定控制。就目前来看，清涟河虽经几年来的治理，完成砌石护岸仅8 000余米，占河道总长的8%，且防洪标准不高，河道两岸城镇、村庄受着洪水的威胁，故为保证城镇、机关及人民的生命财产安全，清涟河急需进行防洪治理。