晋中市西郝桥—汇通桥河道防洪工程简述
2014-05-04张美林
张美林
(山西省水利水电勘测设计研究院,山西 太原 030024)
1 工程概况
晋中市西郝桥—汇通桥河道是潇河的一部分。本工程为河道防洪工程,建设内容包括清淤、河道疏浚、两岸堤防建设、蓄水、绿化、交通工程等。治理长度约4.0km。该段河床较平坦,河谷呈对称宽浅型,河道宽度 80~1000m。
2 工程地质情况
工程位于太行山中段西麓至晋中盆地边缘。区内属典型的砂页岩分布区,主要物理地质现象为滑坡及岩体风化。滑坡多属顺层滑坡,沿河谷两岸分布。当岸坡岩层倾向河谷,倾角较大,地形较陡,其侧向有冲沟,后缘有节理切割的情况下,河流下切和侧向侵蚀至泥岩等软弱岩层时,由于大气降水的入渗,性质软弱的泥岩进一步软化或泥化,形成顺层滑坡。区内规模较大的有裴村滑坡、松塔滑坡、草庄滑坡、东塔滑坡等。绝大部分滑坡体沿着软弱泥岩层滑动,但相对稳定。工程区设计基本地震峰值加速度值为0.10g,特征周期值为0.40s,抗震设防烈度为Ⅷ度。
3 工程建设必要性分析
3.1 满足城市防洪的需要
由于河道长期以来未能进行合理治理,河道淤积严重,过水断面变小,再加上城市周边经济的快速发展,城区段河道内建筑垃圾和生活垃圾随处可见,导致河道过洪断面不足,长此以往,必将给两岸的居民带来洪水灾难;河道内采砂者乱采乱挖现象普遍,不但破坏了原有的生态环境,而且影响了河床方向和河道泄洪。
3.2 满足经济建设的需要
为使区域经济能够良性健康发展,晋中市投入大量人力和物力进行基础建设。对潇河进行生态综合治理,将极大地改善当地生态、景观和居住环境,从而带动该地区的整体发展。
3.3 改善生态环境的需要
近年来,河道周围的工业及居民污水直接排入河内,致使河内水流污浊,并影响到地下水的水质,导致环境恶化。只有彻底改善潇河城区段的水环境,才能根治目前的河道环境,提高两岸居民的居住环境,尽最大努力将晋中市改造成一个天明、水净、绿草、花美、人与自然融为一体的园林式现代化城市。
综上所述,西郝桥到汇通桥河道防洪是优化城市公园布局、加强河流生态综合治理、改善城市生态环境的重要举措,是晋中城市生态景观建设新模式的探索性实践,工程的实施势在必行。
4 河道治理原则
第一,堤线布置原则上维持现有河堤走向,满足防洪标准的基础上达到城市美化的目的。
第二,注重岸线多样性及边际景观的丰富性,充分体现城市的时代风貌和地域文化特性。
第三,充分利用现有地形条件,力图在最少的地形整治前提下,减少工程造价,同时创造出丰富多变的滨水空间景观,提升周边地产价值。
5 堤防设计
根据《防洪标准》及所保护城市的重要程度和人口数量,确定晋中市城市等别为Ⅲ等,晋中市城区段堤防防洪标准为50年一遇洪水,设计洪峰流量为1910m3/s。
根据《堤防设计规范》,城区段防洪大堤等主要建筑物按2级堤防设计,其他次要建筑物级别为3级。导流建筑物级别为5级,导流标准为非汛期5年一遇,设计流量38m3/s,工程导流采用分期导流。在堤防左右岸分别修筑围堰进行围封,堤防位于高台地处,采用开挖预留台地挡水,原河床泄流。河床部分地段开挖导流明渠进行疏通。
5.1 主河槽
治理后河道断面为复式断面,河道总宽度200m,结合美化和景观等要求,局部地段根据地形、河势适当加宽为250m。底高程基本与现状河道一致,河道纵坡1/1000。其中主河槽底宽60m,槽深3m,边坡1∶3,经复核计算,主河槽过流能力为420m3/s。潇河现状主河槽宽30~40m,治理后主河槽基本维持现有河槽走势,对不满足的地段进行拓宽。并对主河槽凹凸岸易造成水流冲刷及距离防洪大堤较近的地段进行防冲保护,主河槽边坡采用浆砌石防护,厚0.3m,在坡脚冲刷深度处采用铅丝笼石防冲,共铺设5层,每层厚度0.3m,铺设宽度0.5~1.5m。
5.2 防洪大堤
河道堤防采用土堤,局部地段进行浆砌石防护。根据现有地形,高于设计堤顶的维持现状,低于设计堤顶的进行回填,堤防填筑内外边坡为1∶3,堤防高度0~4.3m,通过计算设计波浪爬高及风壅增水高度,确定防洪大堤安全超高值为0.6m。堤顶宽度6.0m,在堤顶设置宽度为4.0m的堤防维护抢修道路。根据潇河河道走势,结合景观工程的布置和要求,堤防平面布置呈弯曲和直线相结合的凹凸形式。左岸堤防长3878.39m,右岸堤防长4046.6m。为防止洪水对堤防的冲刷,在堤防凹凸岸及铁路桥、公路桥等部位采取防护措施,采用水工生态花格砖进行防护,并在坡脚采用铅丝笼石进行防冲保护,铅丝笼石深度1.5m,共铺设5层,每层厚度0.3m。在主河槽以上及防洪大堤以内进行景观与绿化设计时,其景观工程的布设应满足50年一遇的洪水要求,绿化所选择的植物需满足抗冲刷要求。
5.3 堤防基础处理
堤防填筑前应对堤基进行清理,并清除堤防基础范围内的杂草、杂质和表层土,清除厚度0.3~0.5m,由于堤防最大高度为4.3m,河堤挡墙基础埋置深度不仅要满足当地最大冻土深(1.0m)的要求,而且要满足行洪时洪水冲刷深度的要求。因此清除表层土至开挖高程后,需对原装土进行压实处理。
5.4 水土保持设计
根据工程开挖、回填量平衡,河道清淤量需沿河道进行堆放,土料开挖及清淤量堆放后破坏原有的地形、地貌,会产生一定的水土流失,需进行防治。5.4.1 工程措施设计
主体工程为河道治理工程,工程中所有的措施都具有水土保持的功能,工程实施后可调整理顺紊乱的河道、减少河岸坍塌,还可固土保水、涵养水源,减轻水蚀。
5.4.2 植物措施设计
全流域内气温变化强烈,温差较大。结合当地植被类型,建议在土料场取土和清淤量堆放处,选择侧柏、金丝柳、新疆杨、丁香、紫穗槐、小冠花和无芒雀麦等,恢复原有生态环境。
6 效益分析
6.1 社会效益和经济效益
工程的实施,可极大地改变榆次市的旅游城市形象,带动周边产业的繁荣,促进第二、第三产业的发展,推动旅游产业的整体升级,对榆次市的经济发展具有重要意义。环境的改变,可引进投资项目,储备可持续发展能力,增加城市就业机会,提高榆次市民生活质量,给下游的防洪安全提供保障,社会效益和经济效益显著。
6.2 生态效益
工程实施后,可以使河水、污水分流,彻底改善潇河水恶化的状况,改善沿岸生态环境,减轻流域内地下水资源的污染,为当地水资源可持续发展打下坚实基础。潇河流域综合整治可使潇河两岸的景观大大改善,改变榆次城区的道路等级低及基础设施数量不足、质量不高、环境卫生较差的现状;同时极大地改善城市面貌,提高全市人民的生存环境,城市功能和城市品位将大大提升。