王金寶
(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院,陜西西安710018)
延安市寶塔區(qū)蟠龍河防洪現(xiàn)狀及治理措施
王金寶
(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院,陜西西安710018)
結(jié)合延安市寶塔區(qū)蟠龍河防洪現(xiàn)狀,分析河道存在的問題,根據(jù)各段河道的情況給出不同的堤線布置方式和工程治理措施:青化砭鎮(zhèn)段針對河道沖刷不斷侵蝕現(xiàn)狀岸坎,導(dǎo)致岸坎后退坍塌,使原本稀缺的土地資源不斷減少,水土流失加大的問題,提出修建擋土墻的型式對其進(jìn)行防護(hù),保障岸坎的穩(wěn)定性,減少水土流失;蟠龍鎮(zhèn)段針對兩岸土坎防洪標(biāo)準(zhǔn)低,不連續(xù),且一遇洪水將引起河床擺動及淹沒的問題提出修建梯形斷面堤防進(jìn)行防護(hù),并通過比較綜合確定出最優(yōu)的堤線布設(shè)方案,為蟠龍河后續(xù)治理及以后中小河流工程設(shè)計提供一定的借鑒。
蟠龍河;治理措施;青化砭;姚店
蟠龍河又名蟠龍川,為延河左岸一級支流,黃河右岸二級支流,發(fā)源于延安市寶塔區(qū)貫屯鄉(xiāng)南塌村拓家山東麓,由西北向東南流經(jīng)寶塔區(qū)貫屯、蟠龍、青化砭、姚店等鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),于寶塔區(qū)姚店鎮(zhèn)附近匯入延河。河道全長54.6 km,流域面積586 km2,河道比降6.2‰。
蟠龍河流域西與延河上游左岸支流建華寺溝、碾莊溝、豐富川流域為界,北與清澗河上游流域相接,東與延河左岸支流武陽川流域為鄰,南臨延河。地勢西北高東南低,上游分水嶺拓家山海拔1561.2 m,下游蟠龍河口處海拔913 m左右。
蟠龍河流域因受樹枝狀河流水系切蝕,流域形成溝壑縱橫,梁峁起伏,以黃土丘陵溝壑為主的地形,相對高度200 m左右。從地貌單元大致可分為蟠龍鎮(zhèn)以上黃土梁殘塬溝谷區(qū),蟠龍鎮(zhèn)以下黃土梁丘陵溝壑區(qū)兩個地貌單元。流域上游植被相對較好,下游較差,水土流失嚴(yán)重,主要農(nóng)作區(qū)分布于下游較寬的河道川臺地。
寶塔區(qū)青化砭鎮(zhèn)、姚店鎮(zhèn)位于蟠龍河中、下游段。該區(qū)域暴雨頻發(fā),洪水泛濫成災(zāi),給當(dāng)?shù)鼐用裨斐删薮髶p失,青化砭鎮(zhèn)段防洪體系薄弱,不能滿足城鎮(zhèn)發(fā)展需要,工程區(qū)上游段左岸有部分已建成擋墻,右岸均為已建成擋墻,質(zhì)量較好,滿足防洪標(biāo)準(zhǔn),其余為高岸坎,部分岸坎基巖裸露。工程區(qū)范圍內(nèi)左岸均無擋水建筑物,右岸為山體裸露基巖。姚店鎮(zhèn)段工程區(qū)內(nèi)除省道205靠河岸處有部分漿砌石擋墻外,其余河段均無防洪工程,河道兩岸地貌單元為一級階地,上部為壤土層,中部為砂礫石層,底部為砂巖。隨著社會城市化水平的不斷提高及我國開發(fā)西部戰(zhàn)略的實施,城區(qū)規(guī)模不斷擴大,城區(qū)防洪安全問題更為突出,防洪保安的要求愈來愈高,應(yīng)加大中小河流域治理力度。
(1)防洪體系不完善,沒有形成完整的防洪安全保護(hù)區(qū),青化砭鎮(zhèn)段除部分區(qū)域已成工程有少量防護(hù)工程,其余基本無防護(hù),僅依靠自然岸坎進(jìn)行防護(hù),由于河道沖刷不斷侵蝕現(xiàn)狀岸坎,導(dǎo)致岸坎后退坍塌,使原本稀缺的土地資源不斷減少,水土流失加大。姚店鎮(zhèn)現(xiàn)狀無任何防護(hù)工程,河道呈天然S彎,左右岸均有大片耕地及油井,由于土坎標(biāo)準(zhǔn)低,且不連續(xù),大多僅能防御5年一遇洪水,且一遇洪水將引起河床擺動及淹沒,侵蝕兩岸灘地,防護(hù)能力十分有限。
(2)管理設(shè)施不配套,群眾防汛意識差。近年來河道內(nèi)亂建、亂挖、亂棄現(xiàn)象加劇,不斷侵占河道,造成河道淤塞,行洪不暢。河道內(nèi)垃圾,以及違章修建牲畜圈,影響行洪?,F(xiàn)有防護(hù)工程缺乏必要的維護(hù)與管理,群眾違章侵占河道,河勢惡化,洪水隱患加重。
寶塔區(qū)青化砭鎮(zhèn)、姚店鎮(zhèn)為寶塔區(qū)工業(yè)重鎮(zhèn),目前青化砭鎮(zhèn)下游段無防洪工程,沒有完整的防洪體系;姚店鎮(zhèn)上游段無任何防洪工程,一旦發(fā)生大洪水時,將會影響保護(hù)區(qū)內(nèi)的人員、農(nóng)田防洪安全,整個城鎮(zhèn)防洪形勢嚴(yán)峻。
(1)青化砭鎮(zhèn)段防洪工程建成后,將與現(xiàn)有防洪工程形成一個完整的體系,可抵御20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)了現(xiàn)有土地資源,防止岸坎坍塌,減輕河道對岸坎沖刷,將與已成的城區(qū)段防洪工程形成一個完整的體系,更加有效的保障城鎮(zhèn)人民生命財產(chǎn)安全;姚店鎮(zhèn)段防洪工程建成后,對穩(wěn)定河勢,減輕河床擺動及沖刷將起到顯著成效。保障現(xiàn)有農(nóng)田及耕地免受10年一遇的洪水災(zāi)害。
(2)建設(shè)該防洪工程,是貫徹落實中央關(guān)于加大水利投資建設(shè),加強中小河流域治理,改善水利薄弱環(huán)節(jié),進(jìn)一步保障居民生活、生命財產(chǎn)的需要。2008年中央一號文件明確提出加大農(nóng)田水利工程投入,加大中小河流域治理力度。根據(jù)文件精神,要優(yōu)先治理威脅人民群眾安全較嚴(yán)重的河流和河段,提高城鎮(zhèn)、農(nóng)田保護(hù)區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn),保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全和防洪安全。
隨著青化砭鎮(zhèn)以石油為龍頭的工業(yè)經(jīng)濟迅速發(fā)展,油氣資源的不斷開發(fā)利用以及西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施,城區(qū)規(guī)模不斷擴大,并迅速向南、北發(fā)展,特別是青化砭鎮(zhèn)以南至石棉羊溝村將逐步夸大為城鎮(zhèn)范圍,所以青化砭鎮(zhèn)段的工程任務(wù)是保護(hù)現(xiàn)有土地資源,防止岸坎坍塌,減輕河道沖刷對岸坎的沖刷侵蝕。
姚店鎮(zhèn)段工程主要是根據(jù)2008年中央一號文件精神,提高農(nóng)田保護(hù)區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn),保障人民群眾生命財產(chǎn)安全和防洪安全。為此,確定本防洪工程的主要任務(wù)提高農(nóng)田保護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn),提高生產(chǎn)力,使現(xiàn)有的兩岸灘地及油井免受20年一遇的洪水災(zāi)害,為區(qū)域內(nèi)企業(yè)和生產(chǎn)秩序提供保證。
鑒于兩鎮(zhèn)存在問題不同,治理措施上亦有所不同,青化砭鎮(zhèn)段參照已成工程設(shè)計為擋墻結(jié)構(gòu)護(hù)岸,姚店鎮(zhèn)段為梯形堤防型式護(hù)灘。具體工程布置如下:
青化砭鎮(zhèn):從左岸已成工程向下游至青化砭采油廠橋段,起點接已成擋墻,結(jié)合對岸已成工程或高岸坎和堤距要求,以及河勢彎道,利用左岸岸坎與下游青化砭采油廠橋銜接,連成閉合單元,本段工程采用擋墻結(jié)構(gòu),以便同現(xiàn)狀工程協(xié)調(diào)。從青化砭中橋至石棉羊溝村結(jié)合現(xiàn)狀岸坎,滿足行洪要求的前提下,采用坡式護(hù)岸,使堤線布設(shè)平順圓滑,并和下游205省道有機結(jié)合起來,形成閉合單元體,防護(hù)工程長度1825 m
姚店鎮(zhèn):姚店鎮(zhèn)段工程區(qū)為天然S彎,左右兩岸均為大片灘地,河灘內(nèi)有趙劉變電站及鉆井十余座,左岸從省道205至石家溝村橋處為起點,向下游與省道205向銜接,右岸以河道天然卡口山體基巖為起點,順應(yīng)河勢走向,滿足行洪要求等前提下,對河道進(jìn)行規(guī)整和梳理,下游與高岸坎相銜接,形成閉合單元。姚店鎮(zhèn)段新修堤防2166 m,其中左岸1093 m,右岸1073 m。
4.1 堤線布設(shè)
4.1.1 青化砭鎮(zhèn)段堤線布置
隨著城鎮(zhèn)近年來的發(fā)展,青化砭鎮(zhèn)段沿蟠龍河兩岸已形成了一定規(guī)模的防洪工程,均為沿河各單位或居民為滿足自保而修建,城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大,現(xiàn)有地段已不能滿足城鎮(zhèn)發(fā)展需要,為防洪安全及城鎮(zhèn)發(fā)展需要,該河段堤線依據(jù)現(xiàn)狀岸坎布設(shè)。擬建工程上游段現(xiàn)狀堤距寬度在49 m~65 m之間。本次青化砭鎮(zhèn)段堤線以青化砭采油廠橋分為上、下兩段,青化砭采油廠橋上游段依靠左岸岸坎將已成工程銜接,與青化砭鎮(zhèn)采油廠橋銜接,沿岸坎布設(shè),形成閉合;青化砭采油廠橋下游段左岸為一級階地,岸坎高5 m~7 m,右岸為天然山體陡坎,堤線布設(shè)在一級階地前沿的高岸坎處,沿岸坎布設(shè)護(hù)岸工程,與省道205相銜接,形成閉合。該段堤線布設(shè)時充分考慮了河道行洪斷面,堤距均大于已成工程工程堤距。
4.1.2 姚店鎮(zhèn)段堤線布置
姚店鎮(zhèn)段工程距上游青化砭鎮(zhèn)段防洪工程8 km左右,分為左右岸兩段,現(xiàn)狀無堤防,兩岸均為一級階地,岸坎高4~5 m,左岸灘地范圍內(nèi)有趙劉變電站及油井?dāng)?shù)座,其余為耕地,該河段為天然S彎,根據(jù)堤線布設(shè)原則,保證行洪寬度的基礎(chǔ)上盡量保護(hù)現(xiàn)有耕地及油井設(shè)施,左岸起點位于省道205通往石家溝村橋處,終點位于下游同省道205相銜接,結(jié)合現(xiàn)狀地形,堤線基本沿天然岸坎或田間道路布設(shè),堤線從上游起點開始,從樁號左0+000~左0+262為直線段,連接樁號左0+262~左0+548弧線段,弧線末端樁號左0+548為天然卡口段,為本次姚店鎮(zhèn)段工程最窄處,堤距為80 m,從弧線末端至堤線終點樁號左1+093基本為直線段,依據(jù)天然岸坎布設(shè),與右岸堤防右0+000~右0+447相對。右岸堤防由于灘面成緩坡狀,灘面前緣與河槽高差僅為2m左右,堤線從天然卡口段開始,堤距從最窄出80 m逐步過度到173 m(樁號右0+500處),順應(yīng)河勢走向,在河道頂沖段放寬堤距,保證河道行洪,逐步過度為到下游110 m堤距,同天然岸坎相銜接。推薦方案雖然保護(hù)耕地少了80畝,但行洪斷面大,避免與河爭地,對河道行洪有利,防洪安全系數(shù)高,經(jīng)過水面線計算,平均可降低0.3 m,最窄處可降低0.98 m,而且堤線縮短200 m,工程投資相對較小。
圖1 姚店鎮(zhèn)段堤線走向方案圖
4.2 工程設(shè)計
通過對仰斜式漿砌石擋土墻、懸臂鋼筋砼擋土墻、扶臂式鋼筋砼擋土墻、以及衡重式擋土墻的比較,仰斜式擋墻單米造價最低,地基應(yīng)力較小。衡重式擋墻,基地應(yīng)力大,造價較高。扶臂式和懸臂式擋墻雖然耐久性好,但該擋土墻耗鋼量大,造價頗高,而且墻體均為立模現(xiàn)澆,施工不易。本次從整體穩(wěn)定、自身結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟合理性、施工條件以及增加城市可利用土地等多方面綜合考慮,推薦采用仰斜式漿砌石擋墻方案。
經(jīng)過穩(wěn)定計算,確定青化砭鎮(zhèn)段采用M7.5仰斜式漿砌石擋土墻方案。經(jīng)計算,具體尺寸為,墻頂寬度0.85 m,臨水側(cè)坡比為1∶0.45,背水坡坡比1∶0.1,墻趾寬0.8 m,墻趾高1.0 m,墻底坡比0.1∶1,底部寬度為2.67 m~3.86 m。防洪墻基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)滿足抗沖刷和凍結(jié)土深度的要求。根據(jù)不同基礎(chǔ)埋深,擋墻高度為4 m~8 m。墻背填土對于無粘性土要求相對密度不低于0.65??紤]到青化砭鎮(zhèn)段均為高岸坎,本次設(shè)計堤頂超高按0.5 m考慮,擋土墻頂高程按20年一遇洪水位加0.5 m確定。
姚店鎮(zhèn)段根據(jù)洪水淹沒范圍及地形地貌條件,通過滲透及穩(wěn)定計算,確定堤防型式選用梯形土堤斷面,臨河側(cè)坡比1∶2.0,背河側(cè)坡比1∶1.5,頂寬4 m。通過計算,姚店鎮(zhèn)段堤頂超高按1.30 m考慮,堤頂高程按10年一遇洪水位加1.3 m確定,基礎(chǔ)采用M7.5漿砌石1.0 m×1.5 m的矩形結(jié)構(gòu)。
工程區(qū)最大凍土深度85 m,通過沖刷計算,青化砭鎮(zhèn)平順段沖刷深度為1.0~0.55 m,姚店鎮(zhèn)段平順沖刷深度在0.23~1.0,斜沖段沖刷深度為1.19~1.50 m之間。依據(jù)沖刷計算結(jié)果,堤基埋置深度按深泓下0.5~1.0 m控制,對于基巖面高于堤基埋置高程的情況下,按照基巖面以下0.5 m高程控制,基礎(chǔ)坐落與砂巖或者泥巖面一下0.5 m,經(jīng)計算,地基承載力基本滿足要求,對于距離河道較遠(yuǎn)的灘面,基礎(chǔ)埋置由于開挖量較大,可適當(dāng)抬高基礎(chǔ)地高程,控制在地面以下2.5 m左右,基礎(chǔ)坐落于砂礫石層上,經(jīng)計算,地基承載力均滿足要求。
通過本次工程治理,使工程治理保護(hù)對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到國家規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)了沿岸人民群眾的生命和財產(chǎn)安全,顯著減少了河岸塌岸、河床擺動及淹沒等洪水災(zāi)害,改善了治理河段河道面貌,明確了河道管理范圍,是城鎮(zhèn)建設(shè)和企業(yè)開發(fā)行為約束在河道治理堤線以外,保障了河道行洪寬度,并且形成了連通的防汛搶險通道,為河道兩岸城鎮(zhèn)建設(shè)提供安全良好的環(huán)境。
TV871.2
B
1673-9000(2017)04-0045-02
2017-05-16
王金寶(1983-),男,陜西富平人,工程師,主要從事水利規(guī)劃、設(shè)計、咨詢、水土保持、移民監(jiān)測評估、等相關(guān)工作。