東洋河城鎮(zhèn)段綜合整治工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

仇延林，李明雙

（1.遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110006；2.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003）

東洋河城鎮(zhèn)段綜合整治工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

仇延林1，李明雙2

（1.遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110006；2.遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003）

本文論述了采用剛性三級(jí)低堰方案替代橡膠壩設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)目標(biāo)、工程布置等，為城市段河流整治提供了新的思路和方法。

整治工程；優(yōu)化設(shè)計(jì)；東洋河

1 設(shè)計(jì)優(yōu)化說明

遼寧省岫巖縣東洋河原4號(hào)橡膠壩工程位于東洋河干流，北洋橋上游約232 m處，為該河段四級(jí)橡膠壩的第一級(jí)。隨著岫巖縣城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展需要，原設(shè)計(jì)4號(hào)橡膠壩回水范圍內(nèi)對(duì)右岸灘地（景觀灘地）淹沒較大，對(duì)周邊的浸沒影響也不可避免。應(yīng)建設(shè)單位要求，在滿足原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)原4號(hào)橡膠壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案調(diào)整，以求更好地解決原設(shè)計(jì)與現(xiàn)狀要求存在的問題。

2 壩型確定

為減少蓄水對(duì)右岸灘地及周邊浸沒影響的范圍，設(shè)計(jì)對(duì)防洪安全、回水水面線計(jì)算、景觀效果和運(yùn)行管理等因素進(jìn)行確定，經(jīng)分析，確定采用剛性低堰分三級(jí)將水面抬至80.60 m高程，隨地面高程的變化，減少淹沒最大水深達(dá)2.5 m。三級(jí)低堰擋水高度分別為79.20，79.70，80.60 m。

3 剛性低堰特點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

1）剛性低堰方案作為該河段蓄水方案，在技術(shù)上是可行的。通過剛性低堰與河道主槽護(hù)岸相結(jié)合，保護(hù)大片右岸林木岸灘，從而細(xì)化河床結(jié)構(gòu)，理清河床層次，豐富河床色彩，使河床最大可能的接近原生態(tài)景觀。

2）剛性低堰可以減輕泥沙對(duì)下游橡膠壩的淤積問題。三道堰可以有效攔截推移泥沙，對(duì)改善下游3座橡膠壩運(yùn)行條件，特別是對(duì)3號(hào)橡膠壩的保護(hù)是有利的。

3）剛性低堰方案可以逐級(jí)提高水位，解決攔河雍水高水位造成的岸邊浸滲問題。

4）剛性低堰方案施工方便、使用壽命長(zhǎng)。

3.2 缺點(diǎn)

1）剛性低堰的蓄水量要少于橡膠壩的蓄水量，水面景觀沒有橡膠壩的宏偉壯觀。

2）東洋河屬于典型北方山區(qū)河流，四季降水不均勻，河床流量在一年中可以由4 100 m3/s變化到1.75 m3/s，同時(shí)，該河段處于哈達(dá)、偏嶺兩河的匯河口的下游，河流由西北向東南方向轉(zhuǎn)彎處，河床受兩座山頭（冷家隈子山、炮臺(tái)山）束窄影響，河床水流條件惡劣，泥沙問題突出，河床沖淤變化劇烈，將來清淤工作量大是不可避免的。

3）修建剛性低堰，要做好河床灘地的工程防護(hù)，降低復(fù)雜水流和泥沙的沖淤對(duì)灘地的影響程度。景觀設(shè)計(jì)要關(guān)注相應(yīng)洪水泄流要求。同時(shí)洪水過后，局部人工清掃和整理（如人行道、人工花圃、局部沖溝和部分淤積等）工作不可避免。

4 設(shè)計(jì)目標(biāo)

在滿足水面景觀、攔擋大部分泥沙和防洪安全的前提下，剛性低堰設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足以下要求：

1）突出親水性。整個(gè)工程在設(shè)計(jì)理念上要方便游人進(jìn)入和人、水互動(dòng)。注重各功能區(qū)域的完善，如碼頭、游樂區(qū)等。

2）接近原生態(tài)。基本保留原河床灘地，用擋土墻固定部分河床，同時(shí)改換部分高大喬木為耐水的觀花賞葉叢生灌木。河床左岸的防洪設(shè)施主要以植物措施為主，在原來已有的防護(hù)林基礎(chǔ)上，補(bǔ)植一些具有景觀效果的樹種。

3）以曲為美。剛性低堰、兩岸的護(hù)岸的軸線均設(shè)計(jì)成曲線，使之具有流曲之美，更接近原生態(tài)。

4）注重和諧、綜合利用。達(dá)到景觀和防洪要求的和諧統(tǒng)一、工程設(shè)施和周圍環(huán)境的和諧統(tǒng)一、注重工程的綜合利用，既保證游樂需要，也要保證能順利通過設(shè)計(jì)洪水。

5）加強(qiáng)工程管理。該工程位于山區(qū)河流，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察和多年河道演變觀察，汛期河流泥沙含量較高，但由于缺少統(tǒng)計(jì)資料，暫不能對(duì)泥沙進(jìn)行定量分析。建議上游水文站能針對(duì)不同季節(jié)對(duì)泥沙進(jìn)行觀測(cè)，工程運(yùn)行后定期清淤，保證工程正常發(fā)揮作用。

5 基本資料

該工程岫巖站設(shè)計(jì)洪水成果見表1，工程設(shè)計(jì)堤防高程計(jì)算成果見表2。

表1 岫巖站設(shè)計(jì)洪水成果表

表2 岫巖城市段堤防設(shè)計(jì)高程成果表m

6 工程布置及建筑物

方案是在原4號(hào)橡膠壩址上游613.70 m處開始，向上游依次修建3道剛性低堰來抬高河床水位，保證形成連續(xù)水面，回水到鐵路橋下80.60 m高程，并考慮景觀效果的攔河蓄水工程。

6.1 工程設(shè)計(jì)

6.1.1 建筑物級(jí)別及洪水標(biāo)準(zhǔn)

東洋河右岸城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年，堤防工程等級(jí)為2級(jí)；左岸城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年，堤防工程等級(jí)為4級(jí)。攔河雍水建筑物級(jí)別為3級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年。設(shè)計(jì)洪水成果見表3。

表3 設(shè)計(jì)洪水成果表

6.1.2 工程布置

1）3道低堰工程。此段河道的攔蓄設(shè)計(jì)采用3道混凝土曲線堰，從下游堰址至上游堰址依次為第一道堰、第二道堰和第三道堰。

2）河道主槽護(hù)岸工程。河道主槽護(hù)岸頂高程確定，將非汛期5～10年洪水控制在河道中，護(hù)岸采用漿砌石重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，擋墻頂寬50 cm，迎水面直立，背水坡1∶0.3。左岸護(hù)岸總長(zhǎng)1 751.17 m，右岸護(hù)岸總長(zhǎng)1 800.98 m。

6.2 水力計(jì)算

1）堰頂高程復(fù)核。

天然河道按恒定流確定水面線，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水流量為2 990 m3/s，校核標(biāo)準(zhǔn)洪水流量為4 110 m3/s，河道比降i=14/1 000，糙率n=0.03，3道低堰水面線與左右堤防頂高程對(duì)應(yīng)成果見表4。

表4 3道堰左右堤防設(shè)計(jì)高程比較成果表 m

由計(jì)算可知：此次設(shè)計(jì)要求堤頂高程比規(guī)劃設(shè)計(jì)的堤頂高程偏高，但現(xiàn)狀堤頂高程均高于此次設(shè)計(jì)要求堤頂高程，因此右岸堤防現(xiàn)狀滿足防洪要求，左岸灘地今后若建堤防應(yīng)考慮低堰完建后對(duì)洪水位影響而確定堤頂高程。

2）3道低堰水力計(jì)算。

東洋河常年來水量為20 m3/s，此次3道低堰堰頂高程及回水高程確定按此流量確定。堰上水深定為H=0.3 m，堰頂順?biāo)鲗挾圈?1.0 m，2.5＜δ/H=3.33 m＜10，為寬頂堰過流。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)?shù)脱叽怪彼鲗挾?.5 m，隔墩寬度1.0 m時(shí)，滿足過流20 m3/s的要求。

3）3道低堰工程規(guī)模確定。

3道低堰均采用折線型堰，上游堰面直立，下游堰面1∶1.0，堰頂順?biāo)鏖L(zhǎng)度1.0 m。上游鋪蓋順?biāo)鏖L(zhǎng)度5.0 m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.4 m。第一道低堰順?biāo)鏖L(zhǎng)度5.4 m，第二道低堰順?biāo)鏖L(zhǎng)度5.05 m，第三道低堰順?biāo)鏖L(zhǎng)度5.5 m。均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，護(hù)坦厚0.4 m。下游拋石防沖槽順?biāo)鏖L(zhǎng)度3.4 m，埋置深度0.8 m。3道低堰特征指標(biāo)見表5。

TV86

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表5 三道低堰特征指標(biāo)

2012-04-01