策勒县防洪工程设计浅析

赵卫东

(新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830002)

河道防洪工程建设对于城市发展、生态环境构建具有十分重要的意义，可有效改善城市防洪标准低下的现状，同时，结合生态景观打造工程可为当地居民提供良好的生活休憩环境。随着国内水利工程建设水平的日益提升，使得水利工程领域的施工安全以及工程功能变得日趋完善，并在一定程度上能够体现美感[1]。防洪整治工程不仅能改善河道本身的排洪抗涝能力，而且可以使河堤变得更加美观，以供国内游客进行游玩观赏[2]。科学系统的防洪排涝工程在一定程度上能够对河道的原有位置进行固定，还能够在提升河道水质方面起着积极的作用，完全响应了我国《中华人民共和国防洪法》的相关规定[3]。考虑到新疆地区的降水分布不平衡，致使当地的水灾以及旱灾的发生频率不断升高，给当地的相关部门带来了严峻的挑战[4]。本文对策勒县策勒河策勒大桥至策勒县段进行防洪整治设计分析。

1 工程概况

策勒河发源于中昆仑山北坡，消失于塔克拉玛干大沙漠南缘，流域面积2032 km2，水文站以上河长109 km。为解决水灾旱灾频繁问题，对策勒县策勒河策勒大桥至策勒县段进行防洪整治，恰哈桥至东方红渠首段0+000～0+672、东方红渠首至东干渠闸口段右岸0+000～1+170、东方红渠首至东干渠闸口段左岸0+000～1+170、沿线修建防洪堤，提升河岸的整体稳固性，保护河流两岸居民和耕地。

2 水文条件

以策勒河水文站资料为基础，对项目覆盖区域的洪峰流量进行科学计算。其中，覆盖区域内的年最大洪峰流量Cv值高达0.58。除此以外，将河流流域内的面积进行考虑，该水文站能够集中高达694 km2的水量，而干流治理起点的断面流域能够集中347 km2的水量，其治理末端的流域能够集中548 km2的水量。综合考虑以往的集水面积以及洪峰流量之间关系可以得出，治理河段所涉及的洪峰流量需要大于水文站。具体来说，治理起点最好取值为0.62，而治理终点则应当取值为0.60，Cs为4倍的Cv，以此来对坝址进行洪水成果推算，推算结果见表1。

表1 策勒河河干流治理段设计洪峰成果表 单位：m3/s

3 工程设计

3.1 河道整治水面线推求

分析国内相关部门颁布的天然河道糙率参考表可以得知，河段内部的水面线糙率通常为0.045左右，而水面线计算中所涉及的另一参数应当借鉴2014年公布的水面比降。

考虑到河道需要进行相关整治，且防洪堤必须得到相关部门的重点建设，这在很大程度上会给河道的原有状态产生影响，特别是能够改善河流本身的水力条件。通过对每个断面近10年来遇到天然水面线高程时发生的变化分析，能够得出如下结论：如果遇到天然水面线高程时，河道在经过相关整治以后所受影响的湿周会相应减少85%左右，所以干流水面线的糙率需要控制在0.043左右。相较于天然河道来说，其数值会有不同程度的变化，必须要根据其水面线来进行科学计算。借助伯努利方程来进行计算与求解，相关计算结果见表2。

表2 整治河段设计水面线成果表

3.2 堤型设计

(1)控制河宽以及确定堤距

通过从业人员的反复实地进行调查发现，结合工程防洪标准为及其相应洪峰流量，确定河床稳定宽度为22 m。对河道存在一些地段并不符合其实际要求，在河宽低于22 m时必须要进行相应的拓宽施工。

(2)布置堤线

本工程的设计是在河宽低于22 m时对其进行拓宽，当面对河宽大于22 m时按照天然河道进行科学布置。值得一提的是，从业人员需要明确河道的最大规划宽度为32 m，所以在布置堤距时需要将其范围划定在22 m～32 m之间。

(3)防洪工程主要建筑物设计

1)堤型选择

按照“因地制宜、经济实用、就地取材、便于施工”的原则，堤型选择主要根据工程河段所处地理位置、堤基地质、筑堤材料、施工条件及工程造价等因素确定。将工程所在的实际地形条件考虑在内，结合当地居民比较密集的实际情况，如果需要借助贴坡式断面技术时，则其需要面对坡度较缓的水面边坡，通常控制在1∶1.5～1∶1.8之间。与此同时，由于堤防工程的施工占地面积较大，且涉及的房屋拆迁较多，因此在居民房屋较密集段采用仰斜式堤型，分布在河道两岸的居民相对较少，在河宽较宽时应用贴坡式碾压砂卵石堤型。

2)堤顶宽度确定

综合考虑《堤防工程设计规范》等文件的规定，并充分结合本工程的实际需求，将堤顶的宽度设置为3 m，堤顶为沥青混凝土路面，可供行人通行，方便沿岸居民的业余文化生活。

3)堤身结构

通常来讲，防洪堤的堤型通常为仰斜式C20砼挡墙，其基准深度为2 m，且堤防基础通常会被设置在砂卵石层上。为了有效改善砼挡墙的稳定性，必须要在其底部设置一个1∶0.2的倒坡。需要注意的是，挡墙的底部宽度需要设置为2.2 m，墙身的水平宽度需要设置为2 m，挡墙采用C20砼浇筑。为有效降低墙背所受的压力，需要在墙身设置排水孔，而排水孔通常需要排列成梅花型，每两个孔之间相距大约为3 m。堤顶以上的部分需要使用C20砼护坡，其中厚度可以设置为20 cm。防洪堤迎水坡基脚宽0.9 m，高0.6 m，为C20砼。在选取堤身的填筑材料时，尽可能优先选用当地的沙砾，并借助机械设备进行碾压以及夯实，降低工程建设难度，在一定程度上节约工程投资并有利于河道防洪安全，其典型的堤型断面见图1。

(a)左岸

4 结论与建议

4.1 结论

考虑到新疆地区的降水分布不平衡，致使当地的水灾以及旱灾的发生频率不断升高，给当地的相关部门带来了严峻的挑战，为解决水灾旱灾频繁问题，对策勒县策勒河策勒大桥至策勒县段进行防洪整治，沿线修建防洪堤。本河道治理工程实施后，不仅能够提高河道的整体防洪能力，而且能够改善河道原有的行洪能力，可以有效保护沿河两岸人民生命财产安全，使河堤变得更加美观。总而言之，堤防工程可以提升河岸的整体稳固性，并对河道两岸的农田进行有效防护。更重要的是，对于河道两岸的生态环境是有好处的，因此，该工程的社会效益是非常理想的。

4.2 建议

在防洪整治工程建设运行过程中，应注意以下几点：1)防洪工程设计范围内不得修建与防洪治理无关的永久性建筑物；2)加强河道管理和上游流域水土保持监管，减少下游河道淤积，保障河岸安全；3)工程批复后按照相关建设程序组织实施，使工程早日投入运行发挥工程效益，有效保障沿岸农田生产安全和村民生命财产安全。4)治理后，应强化管理，落实河长制，严格按照“一河一策”进行长效管护，同时建立第三方监管机制，通过聘请第三方监测，对河流的污染源管控、水质监测、两岸环境整治等工作进行评估，发现问题、上报情况、监督整改落实。5)另外应建立监督举报机制，接受公众监督。使河道问题彻底根治，使河流变成一条“河清岸绿，鱼翔浅底”的生态之河。