唐村河治理工程成果及思考
2015-08-15王超磊
王超磊
(临沂市水利勘测设计院 山东 临沂 276000)
唐村河发源于邹县东部南王村西山峪,经邹县,在平邑县北庞王村西入平邑县境,后注入唐村水库,向东流经平邑镇汇入北支鲁埠河,于地方镇东北入费县境,在南东州与温凉河交汇后入祊河。
唐村河系浚河支流,属沂河水系,工程区地貌形态以河谷地貌类型为主,主要为唐村河河谷,河谷呈开阔的“∪”字型,局部经人工改造。主要的微地貌为主河床、漫滩、阶地,河床宽度一般20.0m~80.0m,河底高程为146.0m~152.6m,平均比降约为1.00‰,漫滩普遍分布,宽度10.0m~30.0m,高出河床1.0m~2.5m,阶地呈左右不对称分布,高出河床4m~5m。
唐村河流域多年平均气温13.4℃,流域多年平均年水面蒸发量为1246mm,多年平均陆面蒸发量为510mm。多年平均降雨量805mm,降水主要集中在6月~9月,暴雨则多发生在7月~8月,降雨年际变化较大,最大年降雨量1337.6mm,最小年降雨量503mm。洪水主要集中在汛期,具有洪水峰高量大,源短流急,暴涨暴落的特点。
平邑县平邑镇为Ⅳ等防洪城镇(一般城镇)。唐村河治理段堤防工程按防御20年一遇洪水标准设计,建筑物级别为4级。
1 存在问题
(1)防涝标准低。
唐村河堤防总体防洪减灾能力低,拦河建筑物大多数年久失修,可用率低,可靠性较低。该流域人夏多雨,山洪较大,河堤坍塌现象严重,且河堤沿岸为农田,土质疏松,不耐大雨冲刷,所以总体上防洪能力较差。在对汛前的全面普查中,发现多处水毁工程及险工段,严重威胁沿河人民生命财产安全。
(2)淤积、堵障严重。
唐村河河道内建筑、生活垃圾以及农牧残留物倾倒现象十分普遍,部分河段行洪断面甚至被缩窄至临近上下游断面的三分之一。另外,随着经济社会的不断发展,土地资源越来越紧张,许多单位和个人非法挤占河道现象严重,导致洪水漫堤频发。
(3)冲刷严重。
唐村河流域地形起伏较大,地质结构复杂,河道坡降陡,洪枯变幅大,冲刷、水土流失现象严重。危及两岸大片良田。
(4)河道生态遭受破坏。
随着唐村河道周边农村及集镇生产和生活的不断提高,用水量大幅度增加,导致河道内水量减少,水体污染现象严重。原有完整的河道自然水系变得支离破碎,同时河道内外取土、采砂,亦使得河道原有生态遭到严重破坏。
2 加固内容及措施
2.1 堤防加高工程
根据洪水推求结果,河道中泓桩号104+000~105+050、105+050~105+850、107+900~108+650、108+450~109+830、111+350~111+950段,不能满足20年一遇设计防洪标准要求,采取加高堤防工程措施。
2.1.1 堤线布置
本着减少占迁、节约投资和便于管理及施工的原则,堤线尽量沿原堤布置,并综合考虑交通等因素影响,对局部不满足行车道转弯半径要求的堤段理顺堤线。堤线布置与现状河势相适应,且与大洪水的主流线大致平行。堤距根据地形、地质条件、生态环境的需求,结合设计堤防控制的水位、流速等要素分河段确定。
本次工程共筑堤2.52km,其中左岸治理堤线长1.34km,右岸治理堤线1.18km。
2.1.2 堤顶结构
根据堤防工程等级,并考虑防汛抢险、工程管理、工程施工、堤身构造及平邑县城镇建设规划等要求,确定唐村河左堤桩号1+014~1+444段取 12.0m,左堤桩号4+150~5+060段取 4.5m,右堤桩号4+100~4+900、7+390~7+840段取 6.0m。堤防型式为粘土斜心墙堤防,斜心墙厚1.0m,设在迎水侧。
2.1.3 筑堤材料与堤身填筑标准
土料:防渗体选用粘性较大的土,且不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂质;填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为±3%,防渗体粘土压实度值不应小于0.90。
砂砾料:主要采用河道开挖砂砾料,要求耐风化、水稳定性好;含泥量宜小于5%;无粘性土的相对密度不应小于0.70。
2.1.4 堤防边坡
根据堤顶高程计算结果,堤防高度约1.0m~3.5m。根据堤防等级、筑堤土质、施工运用条件以及堤防边坡稳定计算结果,结合以往工程实施经验,经综合分析确定,本次唐村河设计堤防边坡仍采用一期工程堤防设计边坡,即迎水坡1∶2.5,背水坡1∶2.5,新筑堤坡采用草皮护坡。
2.2 护险工程
为确保唐村河防洪堤工程及沿岸民房、农田安全,结合滩地整治对河道临水侧河岸险工段进行护砌,共护砌4处,总长3.68km。
根据险工段地形、地质和水流条件及平邑县城镇建设规划,本次工程左岸1+014~1+444、右岸0+000~2+140段护岸采用生态型护岸。河湾橡胶坝正常蓄水位148.5m以下采用浆砌块石护砌,蓄水位以上采用生态护岸。
2.3 疏浚工程
唐村河为山区河流,弯道较多,局部淤积现象严重。本次对阻水段进行疏浚治理。通过对现状河底高程及主河槽的分析,确定工程治理段(中泓桩号104+000~105+900、107+100~107+980、108+450~108+900、111+500~111+700) 按照维持现状的比降现状河底高程进行河道疏浚,疏浚长度为3.43km。
2.4 防汛道路工程
唐村河防洪堤采用路堤结合的形式,堤顶路面高程与堤顶高程一致,按唐村河20年一遇洪水标准设计。考虑城区规划,左岸堤顶采用沥青混凝土路面,宽9.0m,右岸铺设泥结碎石路面,宽5.0m,两侧路肩各0.5m。路面设i=2%的横坡,由路中心坡向两侧路肩;迎水坡、背水坡坡比均为1∶2.5。
3 几点启示
河道既是重要的水利设施,又是生态环境的重要组成部分。河道整治是一项长期工程,“理念是基石,规划是关键,技术是支撑,管理是保障”,采取形式多样的生态河道治理措施,还其优美、宜人、充满生机的原貌,为该地区今后进一步深化治河思想提供了依据。
(1)满足防洪要求,兼具环境优美。
防洪安全是河道整治的基础,要保证有足够的排洪断面,避免出现影响河道宣泄洪水的过分弯曲和狭窄的河段,主槽要保持相对稳定,并加强河段控制部位的防护工程。在满足防洪要求的前提下,充分兼顾与当地环境、规划相适应的景观建设,在相应的集镇、城区部分建设配套的体育健身设施,让沿河群众切实体会到河道整治所带来的环境、生活质量的改变。
(2)疏浚与蓄水规划同步。
河道经多年运行,河道缓流段泥沙淤积严重,导致河床不断抬高,降低了河道的泄洪能力。通过疏浚河道,增大纵比降,减轻河道的淤积速率,理顺河势;并将挖出的泥沙用于加固堤防,加以配合其他生态处理措施,优化土方平衡。同时,河道疏浚应结合现有和规划建设的拦河建筑物,根据相应建建筑的水力条件和应用要求,制定不同的疏浚方案。通过疏浚整治不仅可提高现有水工建筑物的蓄水量,增加河道水深,同时极大改变了河道水生物的生长环境,促进生态系统的恢复。
(3)采取生态工程措施。
在进行河道整治的过程中,应按照河道演变规律,因势利导,调整、稳定河道主流位置,改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位,采取生态环保、经济实用的工程措施,力求工程方案与生态治理相协调。比如在防洪与生态需求成为河道建设中并重的背景下,采用生态护坡整治模式可以在满足城镇生态系统要求并创造良好生态环境条件的同时,使河道具有一定抗洪防冲能力。因而建设生态护坡工程是解决河道整治问题行之有效的方法。当前采用的各种生态护坡技术主要有生物工程技术、土工网复合植被技术、生态混凝土技术、多自然型技术等。
(4)严控污染,注重管理。
进行河道生态治理,首要任务是要进行截流流域污水,禁止向河道内直接排放污水。河道治理完成后,要加强管理,对水中生物和水体质量要定期检测,及时掌握生物种群的生长、繁殖情况和水体质量变化规律,对生物的数量、品种及时进行调节。陕西水利
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