清漳河左权县泽城至麻田段河道治理工程设计
2020-12-22
(左权县水利局 山西左权032600)
1 清漳河流域概述
清漳河属海河流域南运河水系,有东、西两源。清漳东源发源于昔阳县西寨乡沾岭山,流经和顺,由左权县拐儿镇骆驼村入境。清漳西源,发源于和顺县西边八赋岭,东西两源在左权县上交漳村汇合后称清漳河。清漳河干流经下交漳村入峡谷地段,河道窄而曲折,至九腰会村以下出峡谷,经泽城、麻田入黎城县境,至黎城下清泉村流入河北省,在河北省涉县合漳村与浊漳河汇合称漳河。流域面积占全县总面积的98%,全县河川径流总量年平均为1.8 亿m3。左权县境内的清漳河主要为清漳西源、清漳东源和清漳河干流。清漳西源左权县境内流域面积1 052 km2,主要支流有白垢沟、下交河、小岭底沟、柳林河、枯河、紫阳河、龙沟河等。清漳东源左权县境内控制流域面积46 km2,主要支流有下庄沟河、拐儿西沟河、禅房沟。清漳干流在左权县境内的主要支流有羊角河、桐峪河、熟峪河。本次清漳河河道治理段仅有支流桐峪河汇入,桐峪河汇入口以上清漳河流域面积为3 341 km2。
2 工程建设的必要性
本工程治理段位于清漳河干流泽城村—麻田村段,流经泽城村、西崖底村、东安村、西安村、麻渠沟村、河北沟村、苏公村、小目口村、稻地村、上口村、下口村、麻田村等12 个村庄,治理段内总人口1.11 万人,耕地319.5 hm2。清漳河干流现状纵坡6‰左右,河道宽约97~243 m。河道两侧均为耕地和村庄,局部为山体。
本段河道在村庄段均建有部分堤防,堤防型式均为浆砌石重力挡墙。在2016年“7.19 洪灾”中冲毁严重,大部分堤防出现被洪水损毁的情况,堤防根基悬空,堤防被洪水冲断,损失严重。部分地段河槽不平整,河床下切严重,生态环境严重破坏。
治理工程的实施可以有效保护沿河岸群众的生命财产安全,农田安全,提高了河道防洪标准,消除防洪安全隐患,而且给沿线村镇的可持续发展提供更大的空间,满足沿河村庄防洪要求。麻田镇莲菜种植基地大部分位于本段河道两侧,需要充足的水源保障,因此对本段河道进行治理是非常必要的。
3 河道现状
工程治理段位于清漳河干流,两侧均为耕地,局部为山体。清漳河干流现状平均纵坡6‰左右,河道宽约97~243 m。本段河道在村庄段均建有部分堤防,堤防型式均为浆砌石重力挡墙,在“7.19 洪灾”中冲毁严重,大部分堤防损失严重。
4 工程任务与规模
4.1 工程任务
根据治理段河道现状情况,确定本工程建设的主要任务是提高防洪能力,改善河道生态环境,主要建设内容为新建堤防、原有堤防加高加固,滩槽整治工程。
4.2 工程建设规模
1)整治长度的确定:本工程治理段位于左权县清漳河干流,治理段北起泽城村,南至麻田村,即桩号G9+765.8~G24+665.8,河道全长14.9 km;工程治理内容为新建堤防、原有堤防加高加固及滩槽整治工程。
2)治理宽度的确定:本次治理段河道充分利用原堤线布置,基本维持现状宽度,局部拓宽,宽度范围为97~243 m。河堤高程根据河道天然纵坡进行布置,既能满足河道行洪,又能满足沿线村庄及农田的发展需求。
4.3 河道治理标准
4.4 治导线确定
本着依法依规,因地制宜,生态优先,绿色发展,因势利导,以兴水增绿为重点,加强河道生态环境治理保护,还清漳河以“河畅、水清、岸绿、景美”,是贯彻落实五大发展理念,推进生态建设的重大举措。合理利用现状地形,因势利导,顺应天然河道流向。洪水河槽尽量顺直,遵循河流走势的自然规律,保持必要的弯道。在满足防洪标准的前提下,少占土地,节约投资,全面规划,综合治理。
5 主要建筑物设计
5.1 工程总体布置
本工程治理段位于左权县清漳河干流,治理段北起泽城村,南至麻田村,河道全长14.9 km;工程治理内容为新建堤防、原有堤防加高加固及滩槽整治工程。
河堤布置在纵断上尽量依原河堤布置,平均纵坡约为6.11‰。
河道横断面采用复式断面,总宽度为97~243 m,由现状主槽和两侧的滩地组成。
新建防洪堤防采用重力式浆砌石堤防与防洪土堤加格宾石笼防护。新建堤防总长13 292.3 m,其中新建浆砌石堤防长12 656.3 m,新建防洪土堤加格宾石笼护堤长636 m。新建堤防弯道凹岸堤脚设水平、柔性防冲设施,防冲设施采用500 mm 厚格宾石笼护脚,防护宽度5 m。增加格宾石笼护脚长度3 147.7 m。
对低于设计堤顶高程的现状可利用浆砌石堤防,高度不满足规范要求的进行加高。堤防加固加高长度为2 128.6 m,利用现有堤防4 616 m。本次设计对基础埋深不满足设计要求的原有堤防增加M7.5 浆砌石护坡护脚,护脚总宽5.5 m,增加M7.5 浆砌石护坡护脚长度895.4 m。工程总体布置见图1。
5.2 河道治理建筑物设计
1)重力式浆砌石岸墙断面设计
动物疫情或者发病的出现,通常持续时间较短,经过环境因素的改善以及天气等原因的改善就能有效对疫情进行控制,因此在短时间内控制好疫情就能有效降低损失[2]。
堤防断面尺寸为顶宽0.5 m,底宽1.66~3.22 m,总高度为2.50~6.65 m,迎水面边坡直立,堤高4 m 以下背水面边坡1∶0.5,墙后不填土,堤高4 m 以上背水面边坡1∶0.375,墙后填土0.5 m,基础为扩大基础,每侧伸出300 mm,埋深顺直段1.5m,弯道段2.0 m,基础厚度为800 mm,基础下铺10 cm 厚C15 混凝土垫层,堤防顶部采用20 cm 厚C15 混凝土压顶。
为防止墙体发生不均匀沉陷,以上挡墙每隔15 m设一道沉降缝,缝宽20 mm,缝内填中密度聚乙烯闭孔泡沫塑料板。结构断面见图2。
2)防洪土堤加格宾石笼护堤断面设计
图1 泽城—麻田段河道治理工程一期工程总体布置图
图2 重力式浆砌石案墙断面
防洪土堤填筑料主要以河滩地土料为主,临水坡坡比为1∶2.5,背水坡坡比1∶1,堤顶宽3.0 m。临水面采用斜坡式石笼护堤,其结构自下向上依次为基础碾压、反滤土工布、500 mm 厚格宾石笼。基础采用格宾石笼防护,埋深为1.5 m,底宽为1.0 m,石笼两侧采用砂卵石回填。典型断面见图3。
3)现有浆砌石岸墙加固
现有岸墙加固段采用M7.5 浆砌石加固挡墙,现有岸墙顶高不满足设计要求的加高至设计堤顶高程。加高高度小于等于0.8 m 的在原有堤岸上新加堤顶,堤顶的型式为直墙;加高高度大于0.8 m 的在原有堤防外侧进行加厚并加高,按照新建堤防的型式进行修建,将原有堤防作为修建后堤防的一部分。
5.3 防冲设计
经计算,堤脚最大冲刷深度为1.85 m。对于新建堤防根据地基条件,从工程安全等方面考虑,顺直段基础埋深1.5 m,弯道凹岸堤防基础埋深2.0 m;弯新建道凹岸堤脚设水平、柔性防冲设施,防冲设施采用500 mm 厚格宾石笼护脚,防护宽度5 m。
部分原有浆砌石堤防由于临近主槽,基础已经高于地面。本次设计中基础埋深不满足设计的原有堤防增加M7.5 浆砌石护坡护脚,护脚总宽5.5 m。
5.4 支流入河口设计
治理段在桩号G23+000 处有桐峪沟、桩号G24+600 处有熟峪沟2 条支沟汇入,桐峪沟入河口处堤防由干流河道堤防向支流方向延伸约172 m,熟峪沟入河口处堤防由干流河道堤防向支流方向左岸和右岸分别延伸约91 m、121 m 与支沟原有堤防相连,支流入河口堤防防护长度548 m。考虑到支流入河口堤防与干流堤防的连接,在支流与干流堤防的连接段采用干流堤防的高程,堤防断面型式与入河口处干流河堤相同,加固措施为:采用重力式浆砌石挡墙,措施与主河堤相同。
5.5 滩槽整治工程
河道纵断直接影响滩槽整治工程量的大小,本着尊重历史,尊重现状的原则,河道纵断按照现状坡度,不进行大挖大填。
图3 防洪土堤加格宾石笼护堤断面
由于采砂、淤积等原因造成河道内高低不平,影响行洪,对河槽按照现状河底纵坡,进行滩槽整治。滩槽整治范围为泽城村—麻田大桥,长14.9 km。
5.6 生态护岸工程
为修复河道生态环境,麻田旧大桥以上左岸636 m采用防洪土堤加格宾石笼护坡,格宾石笼是护岸护坡具有生态功能,笼内存在一定的孔隙,可以增强水体的流动性,让土体与水体之间能够自然的交换,空隙被土填充后,有利于自然植物的生长,具有美化环境,改善生态,还可以作为观光景点,具有环境保护作用。在土堤顶部进行绿化,种植国槐等,从而达到护坡护岸的绿化和生态保护的目的。
6 结语
清漳河左权县泽城村—麻田村段河道治理工程是通过工程措施对河道进行堤防建设,工程本身就是改善生态环境的公益工程。工程实施后具有如下效益:
1)防洪效益:本工程通过对河道河堤修建、加固,可以减少河槽摆动,稳定主槽河流,减轻对两岸滩地的冲刷,提高河道防洪标准,可以有效地保护两岸群众的生命财产安全和农田安全,同时改善河道及周边地区的生态环境。
2)社会效益:本工程实施后,大大提高保护区内的防洪标准,可节省每年汛期防洪抢险投入的大量人力、物力和财力,对加快城镇建设,促进地区经济快速发展十分有利。