因地制宜治理相思溪河工程措施探讨
2013-08-06邵国洪
邵国洪
(贵州省水利科学研究院,贵阳 550002)
0 引言
贵州地处中国西南边陲,境内以高原山地居多,素有“八山一水一分田”之说。全省92.5%的面积为山地和丘陵,境内山脉众多,绵延纵横,山高谷深。主要粮食产地多位于山间河流两岸形成的谷坝,且呈带状分布,具有“沿岸”、“狭长”的典型特征。中小河流是山区人民的生命之源、生活之需和生产之要,中小河流治理是乡村农田防护最为直接和有效的措施。2012年初水利部、财政部联合印发《全国中小河流治理实施方案(2013—2015年)》,实施方案提出中国未来3年将重点治理4 006条中小河流的重要河段,工程总投资1 302亿元。中小河流治理项目的逐个推进,将更多地惠泽贵州山区百姓,造福山区人民。相思溪河防洪堤工程就是贵州山区典型的乡村农田防护工程之一。
1 项目背景
相思溪河属长江流域乌江水系,河流发源于思南县鹦鹉溪镇大田坝一带,由南向北流经思南县鹦鹉溪镇的杨家坡、干田坝、大沙坝、鹦鹉溪、温塘坝等村寨,最后由龙洞潭汇入乌江。相思溪河流发源地高程906.7 m,全长约20 km,天然落差600 m,全河道比降11‰左右。
相思溪河防洪堤工程位于思南县鹦鹉溪镇境内,自上游马河村起往下游至温塘村结束,治理河道全长2.5 km。温塘村以上集雨面积22.8 km2,治理河段以上河流平均比降20‰。治理河段内有11个弯道,河道平均宽度17 m。治理河段现有2 134 m风化严重的砂页岩干砌石河坎(其中左岸干砌河坎共3段总长565 m,右岸干砌河坎共11 段总长1 569 m),现有干砌石河坎系当地群众利用河道周边零散的砂页岩堆砌而成的单薄围堤,围堤断断续续仅砌筑了42.7%的河道长度,未能形成完整的防洪体系。
由于治理河道河谷深切,中间为山间谷坝带,受洪水侵蚀严重,加之砂页岩干砌堤围年久失修,风化严重,堤围垮塌、剥落导致基础被洪水淘空,已危及堤围稳定安全。为保障两岸13 800 hm农田不受洪水侵蚀,国家将相思溪河防洪工程列入中小河流治理项目。
2 工程设计标准
2.1 工程等别及标准
根据《防洪标准》(GB50201—94)表3.0.1 耕地防护区的等级属Ⅳ等,设计防洪标准为10~20 a一遇,由于防护对象主要为农田,根据《防洪标准》(GB50201—94)3.0.2 条,本工程农田防护区地处地广人稀的乡村,其洪水重现期可降低至5 a一遇。同时根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)及《堤防工程设计规范》(GB50286—98)相关规定,确定该工程为V 等5 级,主要建筑物为5 级,次要建筑物为5 级。
2.2 设计洪水
水位流量关系根据整治前后的纵横断面资料点绘纵断面图,控制断面的水力参数,采用曼宁公式,进行各控制断面水位流量关系推求,计算公式为:
控制断面选择下游出口69-69 断面,即K2 +500 断面。
比降参数参照河道纵断面资料确定,糙率根据现场查勘情况,结合我国《天然河道、滩地糙率参考表》及历史调查洪水成果以及当时水边线情况,经分析比较后,整治前n 取0.045,J 取9‰,整治后n 取0.040,J 取9‰。由此推求水位流量关系曲线。
3 工程措施
工程治理本着全面规划、统筹兼顾的原则,按照防洪、疏浚、交通3个部分进行堤防工程建设[1]。堤线布置应与河势流向相适应,并与大洪水的干流线大致平行,同时力求堤线平顺,各堤段平缓连接,不采用折线或急弯。
项目区土地资源紧缺,为尽量减少占地,节约宝贵的土地资源,堤防过水断面采用矩形断面,同时对现状河道中的滩涂、沙洲等进行疏浚,以保证整治后河道具备5 a一遇行洪能力。交通部分主要考虑两岸农田耕作需要,在堤顶建宽0.6~1.2 m不等的生产便道,便道采用在堤顶铺筑C15 混凝土路面,并尽量与现有田间道路相连形成田间耕作路网,以满足群众交通需求。
3.1 治理思路
本着保护河道天然形态,顺应自然和减少占地原则,工程基本沿现有河道布置,河道转弯处顺势,不采取裁弯取直。堤防工程建设在突出保护两岸农田的同时,堤顶兼顾两岸交通,堤防建设与河道疏浚、交通道路建设统筹兼顾,综合治理[2]。
3.2 治理目标
治理河段河床多以砂卵石为主,局部裸露砂页岩河床凹凸不平,阻碍行洪,加之河道较为狭窄,河水陡涨陡落,两岸未建标准堤防,堤岸受洪水侵蚀垮塌、淤积严重,造成两岸农田面积逐年衰减,减产严重。为保障两岸农田不受洪水侵蚀,河道治理需达到以下治理目标:
1)筑堤护岸,使洪水归槽,避免堤岸崩塌,农田减产。通过堤防建设保证项目区能够防御5 a一遇洪水侵袭,达到有效保护两岸农田的目的[3]。
2)加固现有不达标的干砌围堤,阻止其继续风化剥落,避免洪水淘空基础,防止崩塌,达到节省投资,“变废为宝”的目的。
3)通过堤防建设、河道疏浚、道路交通建设,统筹兼顾,综合治理,达到行洪畅、固水土、便通行的目的[4]。
3.3 治理方案
治理方案将重点放在堤防上,治理措施分两步走,首先解决现有围堤不完善不达标和其余河段无标准堤防未形成完整的防洪体系问题,通过完善堤防建设保证堤岸不受洪水侵蚀。然后对现状河道进行疏浚,清除碍洪因素,保障行洪通畅[5]。
本工程堤防断面主要采用以下两种断面型式:
1)对原有风化严重的砂页岩干砌围堤段采用M7.5 浆砌石贴墙式重力挡土墙进行加固,以满足稳定和基础防冲要求。贴墙式重力挡土墙顶宽0.4 m,迎水面坡比1∶0.25,背水面直立,迎水面坡脚采用M7.5 浆砌石墙踵,面宽0.5 m,高0.8 m;堤顶采用C15 混凝土压顶兼作耕作便道。详见图1。
图1 桩号1 +952 典型横断面图
2)对无标准堤防河段采用新建M7.5 浆砌石重力挡土墙堤型。堤顶宽0.6 m,迎水面坡比1∶0.1,背水面坡比1∶0.3,迎水面坡脚采用M7.5 浆砌石墙踵,面宽0.5 m,高0.8 m;堤顶采用C15 混凝土压顶兼作耕作便道。
3.4 工程效益
工程建成后可以抵御5 a一遇洪水,能够有效保障沿岸13 800 hm2农田免遭洪水侵蚀,保护右岸3 km乡村公路、供电、通讯等设施,将有力带动当地经济快速发展,对于保障当地城镇化建设和社会经济的可持续发展,保证人民生活安定和社会稳定,都起着十分重要的作用。同时还可美化环境,使得项目区数里河滩明如镜,几步花圃几农田。
4 结语
本工程是典型的贵州省中小河流乡村农田防护工程,采取的工程措施充分考虑到原有工程措施和新增工程措施相结合,因地制宜,在满足工程建设标准的同时也节约了投资,具有一定示范作用。由于中小河流治理项目多、范围广,且每条河流均有其独具的特点,本文旨在抛砖引玉,引导读者举一反三,从事中小河流治理的工程技术人员参考[6]。同时对类似的贵州山区中小河流治理工程建设提出以下几点建议:
1)山区洪水陡张陡落,鉴于同类工程采用生态堤防种植草皮护坡或格栅护坡一年中多次被洪水冲走草皮带走耕植土的经验,类似本工程坡降陡(达20‰)、河道狭窄、土地资源紧张的中小河流治理河段不宜采用草皮护坡式生态堤防,采用重力式堤防更适用。但对坡降缓、具备修建其他型式堤防的堤段可根据实际情况选择多种型式相结合的组合堤型,以发挥不同堤型的优势。
2)对现有不满足防洪标准的干砌河坎要慎用拆除重建方案,可因地制宜加以改造,变废为宝能节省工程投资,同时可减少对两岸农田的扰动、避免较大的拆除工程量外运,减少弃渣外运和水土保持投资。
3)对山区中小河流治理加强前期现场勘察工作,摸清项目区地形地势情况,调查河道两岸有无低洼地带用于弃渣就近填凼补涵后铺耕植土变为耕地现象,细化设计,在保证工程建设可靠、耐久的同时尽量节省投资。
[1]朴惠顺,王艺凝,等.吉林省中小河流治理中存在的问题及措施[J].吉林水利,2012(12):75-76.
[2]周健.中小河流治理规划设计基本思路与要点[J].水利规划与设计,2012(5):6-7.
[3]谷博.中小河流治理中存在的问题和对策探讨[J].工程科学,2012(24):190.
[4]李秀雯,金鑫,等.中小河流治理工作中需注意的若干问题[J].水利水电工程设计,2012(4):47-48.
[5]宋玉芝,田光辉,邱瑜.中小河流治理的几点问题及建议[J].山东水利,2012(09):60.
[6]管振范.黑龙江省中小河流治理问题及对策[J].黑龙江水利科技,2009,37(01):101-102.