□叶林□周光华□刘建平
(1新蔡县水利局班台闸管理所;2信阳市平桥区洪山水库管理局)
汤河生态治理工程浅析
□叶林1□周光华1□刘建平2
(1新蔡县水利局班台闸管理所;2信阳市平桥区洪山水库管理局)
汤河京广铁路至南店段(桩号0+000~7+800)生态治理工程位于山丘区与平原区过渡地带,地势较高,两岸涝水无法汇入河道,且区间无支流汇入,其主要功能为将上游京广铁路以上的山区洪水安全输送至下游,设计洪水采用京广铁路处的20 a一遇下泄洪水。河道上游有汤河水库、中张贾水库及部落水库,治理措施中设计洪水采用中张贾水库下泄洪水演进至京广铁路处进行计算,该段河道20 a一遇设计洪峰流量为560 m3/s。
安阳市;汤河;工程设计;河道设计
汤河流域属温带大陆性气候区,多年平均气温13.50℃。多年平均降雨量594.80 mm,降水年内分布极不均匀,多集中在6-8月份,占全年降雨量的63.50%,且年际变化大,具有连续干旱与连续丰水的特点。
汤河治理段地形平坦,起伏较小,海拔高度一般在70~82m。地势西高东低,比降为1/490~1/1300。该段河道地层岩性主要为堤身填土(Q4ml)及其下部第四系全新统(Q4al)冲积物所组成。根据2001年《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)圈定,安阳市汤河京广铁路至南店段工程区地震动峰值加速度为0.20 g,地震基本烈度为Ⅷ度,设计特征周期为0.40 s。工程区场地类别为Ⅲ类。根据中国季节性冻土标准冻深线图,场区标准冻土深度为0.40 m。
汤河曾于20世纪60年代初进行过初步治理,标准较低。汤河上游属浅山丘陵区,比降陡,洪水流量大,加之河道弯曲,凹岸冲刷坍塌严重,部分河段紧邻村庄,现状岸坡较陡,危及村庄安全;河道淤积,过水断面小,治理段河道过流能力仅为278~501 m3/s,不足10 a一遇;河道内存在阻水建筑物,右岸现有断续堤防,防洪基础设施薄弱,多次发生洪涝灾害。为保障沿河群众生命财产及粮食生产安全,促进当地社会经济发展,对汤河进行治理十分必要。
4.1 河道工程
4.1.1 工程措施
为保持河道稳定,河道平面基本按现状河道走向,设计河道中心线基本与现状河道中心线一致,随弯就势,保持原有河道自然形态。水面线的推求采用固定边界、恒定、非均匀、渐变流的能量方程,按照20 a一遇设计洪水标准自下而上进行推求,设计糙率0.03。
4.1.2 岸坡护砌措施
汤河京广铁路至南店段工程治理段沿线共有6处岸坡紧邻居民区或厂房,河口较窄,为保证岸坡稳定,考虑拆迁占地投资及施工难度,对以上6处河道岸坡采用仰斜式浆砌石挡墙护砌至现状地面,顶宽0.50 m,面坡1∶0.60,背坡1∶0.40,基础深1 m,总长度2.80 km。岸坡护砌工程设计成果见表1。
表1 河道岸坡护砌设计成果表
4.1.3 坡脚加固措施
汤河京广铁路至南店段工程治理段桩号1+035~1+650左岸及桩号1+110~1+285右岸现状岸坡为浆砌石挡墙护砌,为防止两岸现状浆砌石挡土墙因清淤而导致的基础破坏,在挡墙基础外0.50 m砌筑M7.50浆砌石护脚,顶宽0.50 m,面坡1∶0.60,背坡1∶0.40,基础深0.80 m,总长度830 m。
4.1.4 弯道护砌措施
汤河京广铁路至南店段工程治理段沿线转角较大弯曲段共7处,为减少水流对岸坡冲刷,保障河道行洪安全,设计对以上7处弯道凹岸采用M7.5浆砌石进行护砌,厚0.30 m,护砌下部铺设土工布。护砌高度至现状地面,总长度536 km。弯道护砌工程设计成果见表2。
表2 河道弯道护砌设计成果表
4.2 堤防整修工程措施
根据河道设计洪水水面线,两岸地面高程、现状堤顶高程,确定安阳市汤河京广铁路至南店段工程堤防整修范围为:对右岸桩号1+700~7+800段现状堤进行整修,结合防汛道路建设,堤顶宽度加至4 m,设计堤坡坡度为1:2。加宽部分宽0.50~3.60 m,长6.10 km,堤防填筑土料宜采用亚粘土,堤防填筑压实度≥0.90。堤顶铺设泥结碎石路面,路面宽3.50 m,厚20 cm,考虑堤顶排水,堤顶向外侧倾斜,设置2%的横向坡度。
4.3 建筑物工程
汤河京广铁路至南店段河段现有建筑物主要为桥梁13座、拦河闸4座、3座提灌站、排水涵管1处。经复核计算,需拆除桥梁4座,水闸3座,分别为:107国道老桥、光明路东小桥、高速公路东石桥、河阳寺桥、河阳寺闸、光明闸及北陈王闸,恢复重建3座提灌站;改造排水涵管出口1处。其中河阳寺闸带桥、光明闸及北陈王闸为违章建筑物。小型提灌站设计扬程8 m,设计灌溉面积20 hm2,设计流量0.01 m3/s。水泵采用80-100A卧式离心泵,输水管道采用DN100防腐钢管。为避免洪水倒灌,设计在北陈王桥右岸排水涵洞出口设置平面铸铁DN1000拍门并新建M7.5浆砌石消力池1处。
4.4 工程管理措施
汤河现状未设专门的管理机构,汤河生态治理工程建设完成后,由各县成立相应的管理机构,隶属各县水利管理部门。工程管理范围为背河堤脚外5 m以内。根据《防洪法》、《河道管理条例》等有关法规,建立和健全相应的管理规章制度,加强河道日常管理,并建立测报系统及交通通讯系统。
4.5 水土保持措施
汤河京广铁路至南店段工程的防治责任范围为96.86 hm2,其中,项目建设区92.70 hm2,直接影响区4.16 hm2。项目建设区包括河道工程区、建筑物工程区、弃土场、施工生产生活区、临时道路区,是建设项目工程直接造成损失和扰动的区域,也是水土流失治理的重点区域。建设项目中的水土保持设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。以《中华人民共和国水土保持法》和《开发建设项目水土保持方案管理办法》等有关法律法规为依据,以防治水土流失、保护生态环境为目的,结合工程自身特点和建设实际情况,合理安排防治措施,使工程造成的水土流失得到有效控制。
4.6 环境保护措施
通过对河道的治理,从而大大减轻了这一地区的防洪压力,基本上消除了常遇洪水灾害的威胁,从而为这一地区经济可持续发展打下了可靠的基础,工程的社会经济效益和生态效益显著。洪涝灾害的减少,自然环境的改善,可降低传染性疾病的发病率,改善人们的卫生状况,基本消除环境给人类健康带来的恶劣影响,提高人群健康水平和生活水平。水利条件的改善,可有效控制地下水位,减少农田水渍时间,改良土壤性质,有利于增加农作物产量。
工程治理期间需临时占用部分滩地、施工临建工程会产生少量弃土弃渣、施工机械设备的噪声、汽车运输等在施工过程中会产生一些粉尘,都会对环境造成不利影响。通过实施水环境保护设计、环境空气质量保护、噪声防护、固体废弃物处理等相应的防治及保护措施,可减轻或避免对环境的影响。工程施工期可对地表水水质及饮用地下水水质进行监测。对高强度噪声的机械设备运营进行噪声监测。
4.7 节能措施
节能方案应符合相关建设标准、技术标准和《中国节能技术政策大纲》中的节能要求。工艺和设备的合理用能、主要产品能源单耗指标要以国内先进能耗水平或参照国际先进水平作为设计依据。工程勘察设计中要优化设计方案,根据勘探资料选取最优方案,降低能源的使用量。施工期只有一些施工机械需要用柴油,施工中根据工程量的多少、负荷的大小分别使用功率不同的施工机械,避免空载、空负荷运转等情况,减少能源的浪费。
汤河京广铁路至南店段工程属于社会公益性质的水利建设项目,工程实施后,产生的效益主要为减免洪涝灾害的直接效益与间接效益。安阳市汤河京广铁路至南店段治理河段仅为汤河的一部分,下游段仍未治理,不能达到设计标准,洪水出路仍未解决。为使河道发挥整体效益,建议加大投资力度和规模,使上下游系统协调,统一治理;同时应加强环境保护,避免沿河工矿企业向河道排放废、污水,以避免对汤河水质造成污染。
编辑:刘长垠 韦诗佳
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2016-12-16