平鲁区大沙沟市区段河道治理实践及效益分析

康振生

（朔州市水利勘测设计院，山西 朔州 036002）

1 工程概况

大沙沟是源子河最大的一级支流，发源于平鲁区阻虎乡的芦草洼，经凤凰城镇的店坪、西水界乡的小路庄村、双碾乡的大有坪，过井坪镇、向阳堡乡，在榆林乡回回沟汇入源子河。流域面积523.75 km2，工程控制流域面积460.35 km2。该河上游支沟清水流量较为丰富，常年不断流，一般年份清水基流可达0.75 m3/s，除部分渗入河床形成潜流外，在汇入源子河干流处有基流0.15～0.28 m3/s。每年9月—次年6月平均径流量为391万m3。根据平鲁区工业经济规划年产值规模，该区段大沙沟河道洪水设计标准为50年一遇。

2 水文气象条件

大沙沟河河道长55.4 km2，河道平均比降7.2‰，河床糙率0.025～0.04，为蜿蜒型河道。流域总体为西北高、东南低，海拔在1000～1650 m之间，最高点为中炉洼山，海拔1844.2 m。

大沙沟河没有水文站资料。本次河道洪水计算参照《山西省朔州市东石湖水库可行性研究报告》中的洪水计算方法，利用桑干河上游干流罗庄水文站长系列洪水资料进行频率分析计算，然后采用源子河腊壑口断面与桑干河上游干流罗庄断面洪峰间的山区面积指数，推算大沙沟市区段河道洪峰流量。同时采用《山西省水文计算手册》中无实测水文资料地区有关设计洪水计算方法及洪峰流量经验公式进行计算比较。运用水文比拟法计算大沙沟河改河段设计洪水。

3 地质情况

区内发育地层由老至新为古生界奥陶系中统上马家沟组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组；新生界第三系静乐组；第四系中、上更新统及全新统，大地构造单元为山西台背斜的云岗—平鲁向斜，该向斜核部为中生界侏罗系，至两翼为古生界三叠、二叠、石炭奥陶系地层。其轴向近北东，并向南西倾伏，东南翼较陡，西北翼很缓，为一平缓开阔两翼不对称的斜歪向斜。北起大同云岗，向西延伸至平鲁县向阳堡附近，轴向由北东转为北北西，并向南南东倾伏于朔县盆地中。

根据《建筑抗震设计规范》《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》，工程区震峰值加速度值为0.10 g，地震动反应谱特征周期值为0.40 s，地震基本烈度为7度。

4 工程建设必要性和可行性分析

4.1 必要性分析

一是城市防洪的需要。本治理段安全隐患较多，为保障沿河两岸人民生命财产安全，实施本工程十分迫切。二是改善生态环境的需要。根据现场踏勘，河道内垃圾堆积如山，违章建筑较多，植被毁坏殆尽，生态环境遭到严重破坏。修复治理段河道的生态环境，促进生态系统的良性可持续发展，是本工程实施的一项重要内容。

4.2 可行性分析

实施平鲁区大沙沟市区段河道环境整治工程，可极大地拓展市区绿地范围、明显改善城市生态环境，对城市发展具有重要意义。

一是国家对水利事业的高度重视，为把平鲁区打造成以水域为中心的现代化、生态化城市提供了政策支持。二是平鲁区城区环境“脏、乱、差”，随着如意湖生态景观工程的建成运行，可大大改善城区的生态环境和人居环境。三是平鲁区经济保持快速发展，区域经济实力稳步提升，为项目实施提供了坚实的经济基础。四是交通、电力、通信等基础设施完善，为该工程的建设提供了基础条件。

5 工程任务及规模

本工程建设的主要任务是上游段河道拦沙防洪、中心段河道环境整治、道路交通。

防洪：市区河道治理段的上游段河道修建拦沙工程并对堤防进行加固，河道进行疏浚、清障等。

环境整治：为改善市区河道生态环境，在中心段河道兼顾防洪安全的基础上建设钢闸坝蓄水景观工程，并在河道两岸设置绿化带，改善局部小气候。

道路交通：为改善市区道路交通状况，满足河道抢险任务，在河道两岸绿化带外侧设置滨河路。

平鲁区大沙沟市区段河道环境整治工程全长6.067 km。根据《堤防工程设计规范》和《防洪标准》，本工程河道位于平鲁市区段内中煤平朔公司矿区上游，其防护对象为平朔公司及平鲁城区，防护对象等级为Ⅱ等，防洪标准按50年一遇洪水设计，堤防工程等别为Ⅱ等，其工程级别为2级，上游拦沙固河溢流坝工程及钢闸坝工程等别为Ⅳ等，其建筑物级别为4级。

6 工程主河道纵横断面设计

结合实际纵断面测量结果，按照治理段大沙沟起始点及末端入汇点沟底高程控制河道纵坡，以此确定主河道纵坡为1/200。1+000—2+100段河道底宽确定为30 m，2+600—6+067段河道底宽确定为12 m，2+100—2+600段河道底宽由30 m渐变为12 m，依据规范要求，横断面边坡系数确定为1.5，河道综合糙率取0.025。横断面形式为复式梯形断面，疏浚段在高5.5 m处设戗台，戗台宽度2.0 m，以上为超高部分，高2.5 m，边坡1∶1.5，景观蓄水段在高3.0 m处设戗台，戗台宽度2.0 m，以上为超高部分，高5.0 m，边坡1∶1.6，堤顶兼作抢险道路。

6.1 拦沙疏浚段河道设计

0+000—2 +600段为拦沙疏浚段河道，为减少下游景观蓄水段洪水淤积，在上游大有坪设两道拦沙固河溢流坝，坝体采用M10浆砌石砌筑，溢流面为现浇C25混凝土，厚25 cm，配直径8 mm、间距20 mm×20 mm的温度筋，直径20 mm、间距50 mm×50 mm的锚筋深入坝体50 cm，呈梅花状布置。溢流坝坝高3.0 m，1号溢流坝坝长75 m，位置桩号0+000；2号溢流坝坝长60 m，位置桩号0+768。

6.2 景观蓄水段河道断面设计

大梁村至北坪循环经济园区3467 m（桩号2+600—6+067段）为景观蓄水生态修复重点治理段。根据实地勘测计算，按50年一遇洪水设计，设计断面为梯形复式断面，设计底宽12 m，下部为12 m×3 m的矩形槽，矩形槽采用C20钢筋混凝土悬臂墙结构，底板采用C20混凝土结构，厚20 cm。经水力计算，该段河道下部矩形槽最大行洪流量可达237.7 m3/s；下部悬臂墙复式矩形断面在放倒钢闸坝的情况下最大行洪流量可达362.2 m3/s，满足10年一遇洪水（320 m3/s）标准。

7 结语

本工程属社会公益事业，工程实施后具有显著的社会效益、环境效益和经济效益，下面对治理效益进行分析：

防洪效益：通过对河道疏浚、河堤加固，使治理段河道的防洪标准达到50年一遇，对保护平鲁区人民生命财产安全发挥了重要作用。

生态修复效益：治理段内生物多样性的形成，为该区域的生态平衡创造了条件，通过在治理段范围内植树、种草，给各种水生陆生生物提供了一个适宜生存的环境。

环境效益：工程实施后将增加3.84万m2的水面，使城市局部区域的空气得到净化，同时可起到防风固沙的作用，对改善当地自然环境和人居环境起到积极作用。

社会效益：河道治理后，将形成集人性化、生态化、趣味性为一体的公园，供市民休息、娱乐、晨练、健身，极大地提高了人们的生活质量和生活水平，为市民提供了与自然和谐相处、健康发展的空间。

旅游效益：生态环境的改善，必将给平鲁区带来无穷活力，使丰富的旅游资源成为新的经济增长点，从而促进相关产业的发展。