内蒙古兴和县二道河治理工程设计

李铁军

（河北省地矿局第三地质大队，河北张家口 075000）

内蒙古兴和县二道河治理工程设计

李铁军

（河北省地矿局第三地质大队，河北张家口 075000）

本文通过工程实例分析了内蒙古兴和县前、后河和二道河的气象水文工程地质环境及其特点，对河道的治理进行了论述，提出了治理设计、施工技术要点，水土保持和环境保护的保障措施，得出投资概算与防洪效益是合理的结论。

河道治理;工程设计;水土保持;投资概算与防洪效益

改革开放以来，随着国民经济的快速增长和人民生活质量的不断提高，我国地表水系河道的治理工程越来越多，城市的防洪工程凸显重要。下面根据自己的工作实践，对内蒙古兴和县二道河治理工程做一介绍。

1 工程概况

本工程的主要任务是对前、后河和二道河靠近城关镇段进行河道防洪，起到提高防洪标准、保护城关镇安全，兼顾改善水质、美化环境、打造提高城市品位，改善人文和人居环境，整合前、后河和二道河两岸资源条件，有效推进兴和县社会经济可持续有序发展。

2 气象水文

兴和县地处中纬度内陆，属中温带大陆性季风气候，受蒙古高压大陆性气团和西风带环流大气运动控制，经常遭受寒冷、干燥气团袭击。大陆性气候特征十分明显，主要表现为冬季寒冷而漫长，春秋季短，夏季炎热，雨季集中，日照充足，光能丰富，昼夜温差大，积温高，蒸发强烈，降雨少，干燥多风。

兴和县平均气温为4.2℃。年温差33.7℃。0℃以下长达153d，20℃以上仅有46d。

兴和县干旱缺雨，年平均降水量为409.4mm，年降水日数平均83d。全年降水集中在6～8月份，夏季降雨占全年降水量的70%，春季降水量仅占全年降水量的12%，冬季雨雪稀少，而且日降水量又集中在少数几天里，多为雷阵性暴雨，易形成山洪和内涝，年均洪涝灾达5000km2。年平均蒸发量为2036.8mm，是年降水量的5倍。

前、后河为二道河上游的主干流，属海河流域，本次河道防洪段上游前河流域面积为295.05km2，后河流域面积为1687.24km2。在兴和县城关镇东二道河流域的十八台村有兴和水文站，所在位置经度为113°56′，纬度40°53′，流域面积2019 km2，本站于1963年1月建站，由内蒙古自治区水文总站管理。兴和站实测资料系列为1964～2006年，主要观测项目有水位、流量、含沙量、输沙量等。治理工程断面处多年平均天然径流量6073.63万m3。设计洪水采用值前河20年一遇洪峰流量222.9m3/s，后河20年一遇洪峰流量611.85 m3/s，二道河20年一遇洪峰流量690.05m3/s。

全河在石头沟以上有间歇水，以下均有清水，该河大部分为丘陵区，在北水泉、灶火口、解放村附近有沼泽地，主要支流有马家湾河、黄石崖河、鸳鸯河、前河、银子河，另有团结、皂火口、友谊4座水库。二道河境内主流长度161.3km，境内流域面积1697.5km2，河道比降7.3‰，多年平均流量1.017m3/s，多年平均径流量5886.5×104 m3/a，出境后经友谊水库调节流入东洋河，东洋河为永定河一级支流。

二道河主流地处中部浅山丘陵地区，控制流域面积较大，河道长，汛期形成的洪水峰高浪大，历时短，造成的洪水灾害原因较多，一是因河势控制能力差，洪水走势改变，淘刷河岸，毁坏农田；二是因部分河段河床抬高，下游洪水排泄不畅，洪水泛滥，淹没农田和冲毁村庄现象时有发生；三是因河道废弃物堆放数量较大，部分河段防洪标准底，造成汛期洪水灾害发生次数频繁，这种现象主要集中在二道河的城关镇和张皋镇境内。

3 工程地质

兴河县隶属于集宁卓资地台（Ⅰ）内蒙古地轴（Ⅱ）阴山台拱（Ⅲ）东缘，从构造形迹来看，本区属纬向构造带，复合有三个构造体系，基底华夏系构造体系，东西向构造体系以及次级x型构造体系。新生代未发现有显著的构造变形形迹，以北北东向沉积盆地为特征，新构造运动以地壳的上升为主，伴随有新生岩浆活动，在工作区未发现有大的区域性构造带，在区域稳定性上属于相对稳定区。

工程位于前、后河和二道河河道及一级阶地上，承载能力可以满足该工程的设计要求，工程地质条件较好。但地下水位浅，存在施工围堰、导流和排水问题。

经过勘探揭露，拟建场地10.0m深度范围内岩土层以粉土、细砂、粗砂、砾砂、碎石、强风化玄武岩为主，描述如下:

粉土(Q4 ml) ①：土黄色，稍密，稍湿，以粉土为主，含碎石及植物根茎等，层厚0～0.41m。

细砂(Q4 al+pl ) ②1：褐黄色，稍密，湿，矿物成份以石英长石为主，砂质均匀、纯净，本层分布于整个场地的上部，层厚0～0.71m。

粗砂(Q4 al+pl )②2：浅黄色，稍密，饱和；砂质均匀、纯净，矿物成份以石英长石为主，颗粒级配差，最大层厚4.05m。

砾砂(Q4 al+pl )②3：黄褐，中密，稍湿；砂质均匀、纯净，层厚1.84m左右。

碎石(Q4 al+pl )③：杂色，中密，饱和，粗颗粒呈棱角状及次棱角状，不均匀砂混土充填，2～20mm约占20%，大于20mm约占55%，级配较差，原岩多以玄武岩为主，层厚0.4m左右。

强风化玄武岩（N2Z)④：棕褐色，气孔状构造，局部致密状隐晶质结构，风化裂隙较为发育，裂隙充填物为不均匀砂及粉土，岩体被切割成块状及碎块状,岩芯较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层在勘探深度内未被揭穿，最大揭露厚度为6.4m。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）确定，工作区抗震基本设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，场地属Ⅱ类场地，特征周期值取0.35s，属设计地震第一组，抗震一般地段。

工程区域地表水和地下水对混凝土无腐蚀性。

在防洪堤各段基础开挖深度内，以细砂为主构成的边坡，水下边坡坡度值：当水深＜1m、流量＜0.5m3/s时，分别为1:1.75及1:1.50；当水深1～2m、流量0.5～10m3/s时，分别为1:2.00及1:1.75。当无地下水时时，边坡为1:1.5。

工程所用的土石料均从泄洪槽底开挖拉运，使用的块石和砼粗骨料在城关镇西南4km处的石料场拉运，砼细骨料从后河砂场拉运，平均运距为5km。

4 工程布置及建筑物形式

（1）工程选址

根据《兴和县中小河流近期治理建设规划》，二道河防洪重点为前河与后河交汇处的城关镇，依据前、后河和二道河与城关镇的相对位置、地形地貌、地质条件、城关镇现状及城区发展规划，并参照建设单位和有关专家的建议，选择本治理工程范围位于乌兰察布市兴和县城关镇前、后河和二道河的接触段，分别为前河治理工程段、后河治理工程段和二道河治理工程段；前河治理工程段从兴和县新城区西环路与南环路拐角处开始，桩号为Q0+000，到与后河汇流处止，末端桩号为Q9+100；后河防洪段从兴和县新城区西环路与北环路拐角处开始，桩号为H0+000，到与前河汇流处止，末端桩号为H2+991.21；二道河防洪段从前河与后河汇流处开始，桩号为E0+000，到拐向低山河谷区止，末端桩号为E0+900；治理工程范围总长为12.99km。

（2）工程布置

工程总布置为前河防洪段由上游城前支沟段和前河主河槽段组成，上游城前支沟防洪段是Q0+000～Q3+685及从兴和县新城区西环路与南环路拐角处开始到与前河主河道相交止，长度为3685m。前河主河槽段是Q3+985～Q9+100及从上游城前支沟与前河主河道相交开始，桩号为Q3+685，到与后河汇流处止，末端桩号为Q9+100，长度为5415m；后河防洪段从兴和县新城区西环路与北环路拐角处开始，桩号为H0+000，到与前河汇流处进入二道河止，末端桩号为H2+991.21，长度为2991.21m；二道河防洪段从前河与后河汇流处开始，桩号为E0+000，到拐向低山较深河谷区止，末端桩号为E0+900，长度为900m。

①前河

本次初步设计前河主河槽治理工程段是Q7+780～Q9+100，根据地形条件、地理位置和沟道相邻的南环路等特点，该段为城关镇南环路与河道的结合段，将道路边坡护砌与沟道治理工程有机结合起来布置。

在桩号Q7+780～Q8+710段一侧为南环路，沟道与路基相邻。

在桩号为Q8+710～Q9+100，该段与城关镇南环路不相邻。

②二道河

中国农业大学水利土木工程学院党委书记杨培岭以《节水灌溉技术的未来发展方向和趋势》为题进行了精彩演讲，他呼吁要深入基础理论研究，加快节水灌溉科研成果的转化，实现节水灌溉技术的创新。要推广自动化控制系统，加强节水灌溉设备质量的监管控制，加强水资源管理，合理确定水价，建立健全节水灌溉体系服务。

二道河防洪段从前河与后河汇流处开始，桩号为E0+000，到拐向低山较深河谷区止，末端桩号为0+900，长度为900m。

（3）主要建筑物型式确定

主要建筑物包括河道重力式浆砌石护岸工程、公路路基护坡工程、防冲潜坝工程和河道与河道入口交叉工程等。

① 重力墙式浆砌石护岸：浆砌石重力式挡土墙结构，顶宽为0.5m，内边坡系数为0.4，砌筑砂浆标号为M7.5，勾缝砂浆标号为M10，墙顶为200mm厚C20砼压顶，墙后填筑顶宽为0.8m，外边坡系数为1的碾压式土石堤。基础深度应根据冲刷深度和底层地质情况确定，应将基础底置于粗砂层，以满足抗滑、防冻胀和承载力的要求。

② 防冲潜坝：泄洪槽每隔50m设置浆砌石防冲潜坝一个，坝顶宽0.5m，砌筑砂浆标号为M7.5，坝顶为200mm厚C20砼压顶。于潜坝后设置4m宽，0.5m后的铅丝石笼防冲保护体系。其深度根据冲刷深度确定。

③ 河道入口交叉工程：为了防止河道交叉处的槽底冲刷破坏，在前、二道河的交叉处，设两道防冲潜坝，与汇流河出口处的潜坝形成封闭面，该区间铺设0.15m厚的干抛石，抛石下面铺设0.3m厚的中粗砂。

④ 前河入口工程：为了将原河道与防洪段平顺连接，在前河Q7+780处设入口连接建筑物，右岸设计为翼墙，左岸为八字墙，于八字墙前设4m宽的防冲铅丝石笼，下面铺设0.3m厚的中粗砂。

⑤ 二道河入口工程：为了将原河道与防洪段平顺连接，在二道河E0+000处设入口连接建筑物，右岸和左岸均为八字墙，于八字墙前设4m宽的防冲铅丝石笼，下面铺设0.3m厚的中粗砂。

⑥ 两岸沟道与护岸交叉工程：在工程范围内，根据现场勘测，共有1处较大沟道与护岸交叉工程，交叉工程位置是Q8+050，位于左岸。于交叉口处预留1000mm宽，1000mm深的进水口。沟道设3000mm长的入口渠道，与护岸夹角为45°。

（4）水力计算成果汇总

前、后河和二道河水力计算成果见表1。

表1 水力计算成果汇总

5 水土保持及环境保护

本项目区属风水复合侵蚀区，水力侵蚀和风力侵蚀强度均较强。

本工程计划于2010年4月开工，2010年10月底完工。根据对工程所在区域的植被自然恢复情况进行调查后发现，该区内地表扰动后的自然恢复期需2年，故确定其自然恢复期为2年，即某一施工单元的土建施工期再加上2年作为该区域水土流失的预测时段。

通过分析，本工程建设可能造成的新增土壤侵蚀，造成水土流失的重点区是建设期大量动用土方的扰动区。其间尤以填筑防护堤工程最为严重，为工程建设过程中产生水土流失的主要区域，是水土流失防治的重点区域。

前、后河是二道河的源头，流域内植被条件较好，人类活动主要以农业为主。下游为友谊水库。

工程建成后，主要有防洪效益，属社会效益。防洪段内防洪标准可由目前的不足五年一遇提高到二十年一遇，既可美化当地环境，也可为下游河畔水土保持及防风截沙工程创造有利条件。同时保护兴和县城关镇7.8万人口及十八家大、中、小型工矿企业的安全，改善下游友谊水库入库水质，提高灌区灌水质量，理顺河道，改善环境、美化城市、消除洪水隐患，为乌兰察布市兴和县城关镇营造一片安全舒适的优美环境。

6 投资概算与防洪效益

乌兰察布市兴和县二道河治理工程建设投资为1266.92万元，其中：建筑工程投资964.35万元，占一至五部分投资的81.86%；机电设备11.95万元，占一至五部分投资的1.01%；施工临时工程52.45万元，占一至五部分投资的4.45%；独立费用149.8272万元，占一至五部分投资的12.67%；基本预备费58.9万元。工程静态总投资为1236.92万元，水土保持及环境保护投资为30.00万元，工程总投资为1266.92万元，

经计算，该项目区治理工程的经济内部收益率为9.04%大于水利行业的基准收益率8%，经济净现值为1777.19万元大于零，经济效益费用比1.35大于1。故该项目区防洪堤工程在经济上是合理的。

Engineering Design of Comprehensive Treatment for the Erdaohe River of Xinghe County, Inner Mongolia Autonomous Region

LI Tiejun

(The Third Geological Team of Hebei Bureau of Geology and Mineral, Zhangjiakou, 075000)

Based on the engineering examples of the Qianhe River, Houhe River and Erdaohe River in Xinghe County, Inner Mongolia autonomous Region, we have analyzed the meteorological hydrological engineering geological environment and the characteristics of the river management in this paper, and put forward the control design, construction techniques, soil and water conservation and environmental protection. The conclusion suggests that the protection measures of investment estimate and flood control efficiency are reasonable.

River engineering design; Water conservation; Benefit of investment estimate and flood control

（略）

X43,X141

B

1007-1903(2010)03-0039-04