重点河道问题分析及治理方案布局

导语：重点河道问题分析及治理方案布局一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

［摘要］针对析木西大河海城河重点河道存在的危险因素,基于蜂巢格网护岸与河道底部清淤策略对重点河道进行治理。验算析木西大河水面线,证明海城河回水不会干扰该段河道的治理。其次,新建蜂巢格网护岸,河道两侧护岸总长度为12.018km,桩号设置为19+945~20+503m；对河道底部进行清淤处理,清淤任务达558.0m,恢复原有河道底宽8.0m,清淤深度达0.5m。最后,通过护岸稳定验算、边坡稳定性验算证明本次河道治理符合河道修整的安全标准,满足了防洪泄洪需求。

［关键词］河道；治理；蜂巢格网护岸；清淤；方案

析木西大河是太子河一级支流海城河支流,发源于海龙川东麓,其支流黑金河、栗子园河、岔沟河、白草洼河于李房桥与打白虎村汇入西大河,流入析木镇。析木西大河2012年爆发洪水灾害,水利工程设施大面积毁坏,水毁工程修复后其河道防洪标准没有达到标准、抗洪能力差,高频率洪涝灾害限制居民生产与生活、制约地区经济发展[1]。为保障人民生命财产安全、营造稳定和谐的社会经济发展环境,对析木西大河海城河重点河道进行问题分析与治理方案布局。

1重点河道问题分析

析木西大河重点段河道存在两个关键性问题：其一,基础防洪设施薄弱。本次河道治理工程沿岸险工险段频率高,岸坡砂砾石处于裸露状态,防护措施不合格[2]。西大河接纳三条支流洪水汇入,在大规模强降雨天气下,河道防洪能力不达标、岸坡防冲能力差,致使附近农田冲毁、交通受阻、居民生命财产安全受到严重威胁。其二,河道淤积严重。属山区河流类型的析木西大河存在显著的坡面陡峻、岩石裸露、径流系数大、汇流历时短等特征,当洪水下泻时常常伴有泥沙、草木和卵石等物质,因此河道河床构成以砾砂和粗砂为主；析木西大河上游汇入支流较陡,汛期泥沙量大,加深了河段内淤积程度[3]；此外,生活垃圾丢入河道造成淤堵,日积月累阻碍河道泄洪。

2治理方案布局

针对基础防洪设施薄弱与河道淤积严重问题,对该流域重点河道进行防洪治理布局,一方面新建蜂巢网格护岸,提高河道抗冲刷能力；另一方面,开展透彻的河道底部清淤处理,促使水流畅通无阻,回归析木西大河重点段的正常泄洪状态。河道两岸蜂巢格网护岸长度设计为12.018km,左岸右岸分别为4296m、7722m,桩号设置为19+945~20+503m；设计河道清淤任务达558.0m,目标是将恢复原有河道底宽8.0m,清淤深度达到0.5m。2.1方案实施的准备工作为确保本次治理工作可行可靠,推算析木西大河水面线,证明本方案既能解决河道防洪能力差、河道淤积问题,又使得治理段不受海城河回水影响[4]。本研究基于《防洪标准》（GB50201-2014）将防护标准设置为10年一遇。本次河道断面采用2017年6月实测断面,析木西大河河口至黑金河拉木房河段实测153个断面,从中选取10座桥和36个控制断面,推求水面线的基本参数信息如下：水面线计算的起点水位为析木西大河入海城河河口断面处（桩号0+000）,起始水位为64.635m,逐段向上游推算；洪水计算成果设计为：10年一遇洪峰流量为Q10=741.09m3/s；依据2017年实测断面资料与河道主槽、边滩现状情况,确定综合糙率为0.035；水面线大断面为河道控制断面、桥孔处断面,一般间距为400m~600m。结合《海城河河道治理规划》计算结果可知71.0m为10年一遇洪水位值,对应的水位差值为4.508m,水位值=71.0-4.508=66.492m。该水面线推算结果显示,桩号0+600m位置水位达66.492m,在海城河洪水位顶托干扰下回水段长度为600m。在本次工程方案中,析木西大河洪水位设计为69.918m,1+789m为起点标记桩号,可见河道治理方案回水段设计超出析木西大河较大部分,海城河回水不会干扰该段河道的治理。各断面水面线计算结果见图1。蜂巢网箱在工程构件严苛标准下制作而成,双隔板蜂巢格网网面抗拉强度30kN/m,不仅符合规范标准,且性能更优。蜂巢格网施工需遵循以下程序：地基处理平整且夯实完毕,基于测量的地形数据放定施工边线并标记；使用整齐石块贴附于蜂巢格网笼边以补齐裸露在外的定边、侧边[5]；使用小片石料填充明显缝隙确保蜂巢格网紧密坚实。以石料为填充主材的蜂巢格网容易形成柔性、透水的网垫结构,与河道岸坡防护工程治理的匹配度高。（2）冲刷深度计算以《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）为依据求取河道护岸工程冲刷深度,计算方法如式（3）所示：表1数据显示,桩号0+000~0+890m河段冲刷深度上限值为0.92m,桩号1+983以上河段冲刷深度在0.8m以下。保障护岸基础埋深符合冲刷深度标准前提下,护岸基础埋深全部设计为1.0m,符合标准的同时方便材料采购及施工。2.2.2河槽清淤修整由于析木西大河重点段及支流黑金河段河槽内部坑洼严重、沙丘垃圾等杂物量大,干扰正常泄洪,对该河段实施河槽底部清淤修整。河槽清淤修整按自然比降开展,根据横断面图土方计算确定重点河段河槽底部清淤工程量。在支流黑金河上游河段,对淤积严重的河道实施清理,其桩号标记为19+945m~20+503m,河道宽度为8.0m,平均清淤深度达0.5m,清淤长度设定为558.0m。清淤修整后的河道河槽平整顺直,强降雨下河道泄洪能力大大改善。本工程河道清淤土用于河道岸坡的填筑,土质与土量均满足需求。2.3方案验算2.3.1护岸稳定验算分别定义b、m、c、s表示水流动对河床底部的剪切力、岸坡剪切力、块石临界剪切力、岸坡临界剪切力,依据式（6）~式（9）计算4项剪切力值以评估护岸稳定性：式中：断面水深均值与河床坡降用d、i表示,水重度为γw；防护系数用C表示,Dm表示块石中值粒径,γs为泥沙容重；表示河岸与水平线的夹角。本工程护岸稳定计算结果见表2。表2数据显示,b、不大于1.2倍的c,同时m不大于1.2倍的s,可断定护岸至少达到0.28m厚度才符合抗冲刷标准,本工程护岸厚度为0.3m,因此本工程护岸稳定性通过验算。2.3.2边坡稳定性验算采用岩土工程系列软件求取本工程的边坡抗滑稳定。边坡填筑料设计指标如下[6]：边坡土料为砂质土,天然容重为18kN/m3,饱和容重为20kN/m3,内摩擦角为25°,粘聚力为0kPa。该指标支持下各工况边坡整体抗滑稳定计算结果见表3。

3结论

为增强析木西大河海城河重点河道防洪泄洪能力,营造稳定和谐的社会发展环境,分析了该河道目前存在的问题,利用新建蜂巢网格护岸、河道底部清淤两种措施制定了针对性的河道治理方案。本方案存在以下优势：（1）采用生态护岸与硬性护岸相结合策略恢复河道生态环境,不仅河道防洪能力得到提升,也兼顾了沿岸生态环境的保护,与当前低碳社会建设目标相适应。（2）本次治理中河道开挖土方大部分用于自身回填,剩余弃土用于土坑、岸坡填筑,与我国节约资源的基本国策相契合。由此可见,本方案有效治理析木西大河海城河重点河道之外,发挥了生态环保功能,为区域河流防洪建设、河道治理提供了有价值的参考。

参考文献

[1]卢小波,吕生玺.黑河中游张掖城区段水生态治理方案研究[J].水资源与水工程学报,2020,31（2）:95-102.

[2]蒋海红,袁绍春,吕波,等.重庆盘溪河黑臭水体治理方法初探[J].环境工程,2019,37（8）:37-41.

[3]罗优,雷文韬,丁晶晶,等.入湖展宽河道淤积调整沿程变化分析[J].水利水电科技进展,2018,38（2）:26-32.

[4]朱熠明,葛高岭,郭翠双.河道水流冲刷对推移质运动形态影响试验研究[J].水运工程,2020（S1）:10-15.

[5]张亚,余灿,杨璐瑶,等.遵义市中心城区河道底泥污染评价及底泥清淤方案[J].水电能源科学,2019,37（12）:37-40.

[6]吕毅,孙少锐,蒋波,等.南京某土石混合体边坡稳定性评价与治理措施研究[J].甘肃科学学报,2019,31（5）:93-101.

作者：刘明 单位：皓筠工程设计有限公司