吕金浩,吴海燕
(齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有限责任公司,黑龙江 齐齐哈尔 161006)
乌裕尔河是嫩江左岸的一级支流,克东县乌裕尔河堤防治理工程位于乌裕尔河中上游。克东县乌裕尔河堤防虽经过多年的建设,已具一定的规模,但由于前期国家投入较少,治理标准低,目前只能达到3年-5年的防洪能力,堤身断面窄小,堤防高度未达到设计标准。部分河岸坍塌严重,侵蚀着岸边农田及堤防。现有的穿堤建筑物建设标准低,质量较差,使用年限久,普遍损毁较严重,已经不能正常发挥作用,汛期时不但影响堤内排水,而且给堤防安全带来隐患。
在堤防工程建设中对现状堤防进行加高培厚的同时,为避免汛期因排水不畅造成内涝,需要增加排水建筑物,保证防洪工程建设完成后达到即能防洪又能排出内涝的作用,因此对现有克东县乌裕尔河排水体系进行改造升级,对内水出路进行合理布局,内水规划设计显得尤为重要[1]。
根据《灌溉与排水工程设计标准》(GB50288-2018)规定,同时结合克东县乌裕尔河地区的实际情况,确定农田采用5a一遇排涝标准,坡水采用10a一遇的排水标准。建筑物排水流量根据平原、坡水的组合流量来确定。
通过走访调查克东县乌裕尔河沿线水利工程的现状,结合现有的排水的实际情况,内水规划本着“因地制宜,综合治理,统筹兼顾,高水高排,低水低排。”的思路确定以下基本原则。
1)在满足环境保护要求的前提下,充分利用现有的排水工程,制定符合克东县实际情况的排水方案。
2)根据流域自然地理特点、行政区划、承泄区等合理划分各排水分区及排水口位置,排水口宜选在自排条件好、排水线路短、工程量小、占地少等经济指标较好的位置。
3)穿堤建筑物的位置应结合地形、地质和水流条件,并考虑内水排水分区及排水口位置等条件。
4)现有穿堤建筑物要按新的排水标准复核其过流能力,尽量利用现有的排水建筑物,根据现有穿堤建筑物的运行情况可以对其进行利用、维修或拆除重建。
5)对山区坡水比较大的地区,考虑高水高排,低水低排的综合排水方案。
6)根据排水区内各种土地利用组成以及内外水组合情况,考虑排水沟道的调蓄作用和洪水的迟缓系数,合理确定抽排规模[2]。
乌裕尔河克东县堤防由新生堤防、蒲裕路堤防共5段组成。根据规划原则,在进行排水分区划分时充分考虑本地区的实际情况,对于乌裕尔河堤防沿线的公路和田间路较多,排水分区规划结合地形图应充分考虑现有公路和高岗地对排水布局的影响;克东县对乌裕尔河堤防管理范围征地已确权,规划应充分利用管理范围土地优化建筑物结构减少新征土地面积;对于有滞蓄条件的,尽量采用自排方式;对于无自排条件的,采用自排与强排相结合的排水方式;建筑物的布置应尽量利用现有沟道和地形低洼地来布置。通过对原有堤防建筑物的排水分区的复核和新增堤防建筑物的规划,共规划13个排水分区,由13个建筑物和8段回水堤承担排水任务。
新生堤位于乌裕尔河左岸,由3段堤防组成,本区规划排水分区8个,排水建筑物8座。堤防第一段上游坡水通过地表漫散或汇入轱辘滚沟排入乌裕尔河。堤防第一段与第二段之间为新农沟,堤防第二段与第三段之间为玉岗沟,堤防第三段与蒲裕路堤防之间为红旗沟,三条沟均排坡水,排水沟入河段两侧均有现状回水堤。
蒲裕路堤位于乌裕尔河左岸,由2段堤防组成,本区规划排水分区5个,排水建筑物5座。两段堤防之间为玉岗沟,堤防第二段末端至克东县与克山县交界处。
各排水闸分区排水面积详见表1。
表1 各区段排水面积汇总表
克东县乌裕尔河排水分为平原区农田排水和山区坡水两部分。
1)平原区农田排水
平原区排水沟道设计流量为控制面积乘以相应的排水模数,由下列公式计算:
Q10%(20%)=F×q10%(20%)
(1)
式中:Q10%(20%)为10a一遇(5a一遇)设计流量,m3/s;F为排水面积,km2;Q10%(20%)为水田(旱田)排水模数。
各分区平原排水模数成果详见表2。
表2 各分区平原排水模数成果表 q(m3/s/km2)
2)山区坡水计算
坡水设计洪峰流量由《黑龙江省水文图集》查算,计算公式:
Qp=Kp/K5%× Cp×F0.67
(2)
式中:Qp为设计频率的洪峰流量,m3/s;Kp为设计频率为P的模比系数;Ks%为20a一遇模比系数;Cp为洪峰流量参数;F为集水面积,km2。
3)组合流量
规划各区大部分坡水通过现有回水堤防排入乌裕尔河,堤防的排水建筑物承担少部分坡水及平原排水。分区内的平原排水和山区坡水按上述方法进行计算组合。对明渠排水的以及有调蓄条件的排水分区,可以适当消减排水建筑物的流量。详见排水建筑物流量表3[3]。
表3 排水建筑物流量表
中小河流治理工程中,一般对堤防防洪工程设计考虑的比较详细和稳妥,而对于内水规划从近年竣工的防洪工程运行情况看,规划设计精度尚欠缺、重视度不够。因此建议设计者在后期的设计中对于内水出路的规划要给与充分的重视。规划时要因地制宜,充分考虑现有工程的排水措施,包括已建工程和农民自建的临时排水措施。