泸水吉安县段防洪工程设计综述

周贤茂

（吉安县水利局，江西 吉安 343100）

1 工程概况

泸水吉安县段防洪工程位于吉安县浬田镇、固江镇、梅塘镇境内，治理河段位于吉安县禾水支流-泸水河处，为江西省主要支流治理项目。泸水为禾水流域内最大的支流，涉及莲花、永新、安福、吉安县和吉安市吉州区。流域南邻禾水及其支流，西毗禾水，北依南坑水、袁水及其支流、同江、横石水。

泸水浬田段、固江段、梅塘段河道曲折，尤其是固江段、浬田段河道弯道较多，凹岸处河道冲刷严重，对岸边公路、农田及村庄存在较大威胁，局部河道较窄，河段河道坡降平缓，浬田段沂塘村附近河道中间有一江心洲，江心洲的存在导致两侧河道束窄，河道右岸岸坡侵蚀冲刷严重；梅塘段旧居村、敛溪村附近河岸冲刷厉害，局部河岸已坍塌，工程区现无防洪设施，在汛期时受泸水洪水淹没，洪涝灾害频繁发生；浬田段、固江段、梅塘段沿河一带村庄较多，人口密集，河岸边坡部分较陡，易发生崩塌。

2 工程总体布置

泸水吉安县段整治总长20.50km，治理河段始于浬田镇S224吉安县与安福县交接处，终于梅塘镇敛溪村处,新建护岸全长12.08km，拆除重建电灌站4处。

2.1 河道护岸布置

对迎流顶冲、急流傍岸，直接威胁岸坡安全的河段，采用平顺护岸形式进行处理。护岸由水下固脚工程和水上护岸两部分组成。水下固脚工程主要分为C20混凝土矮挡墙固脚和抛石固脚，水上护岸主要分为干砌块石护岸和生态砌块护岸。

2.2 涉河建筑物

对现有岸坡护岸，会破坏现有岸边电灌站，考虑到现有岸边四处电灌站存在年久失修、老旧破损的情况，本次综合考虑将岸边现有电灌站拆除并重建，在桩号K6+740、K17+205、K18+086、K18+525位置拆除重建电灌站，泵房面积27.84m2，采用砖混结构，泵房内布置一15KW水泵。

3 护岸工程

泸水吉安县段为天然河道，河道” S” 型段较多，部分边坡基岩裸露岸坡稳定，大部分为土质边坡，处在迎流顶冲位置较多，岸坡冲刷严重。根据现场调查和实测资料分析， 对迎流顶冲、急流傍岸，直接威胁岸坡安全的河段，采用平顺护岸形式进行处理。护岸由水下固脚工程和水上护岸两部分组成，水下固脚工程主要分为C20混凝土矮挡墙固脚和抛石固脚，水上护岸主要分为干砌块石护岸和生态砌块护岸。设计枯水位+0.5m高程以上采用干砌块石护岸和生态砌块护岸，设计枯水位+0.5m高程以下部分采用抛石固脚和C20混凝土矮挡墙固脚。

抛石固脚：抛石体顶高程为设计枯水位以上0.5m，抛石体内侧设置C20混凝土基脚，抛石体顶宽2m（包括基脚顶宽），抛石坡度为1：2，干砌块石护岸C20混凝土基脚尺寸为0.5m×1.0m（宽×高），生态砌块护岸C20混凝土基脚尺寸为0.5m×1.0m（宽×高）［1］。C20混凝土矮挡墙固脚：固脚顶高程为设计枯水位以上0.5m或者高于0.5m，固脚采用C20混凝土，矮挡墙顶宽0.7m，高1.5～2.0m，迎水面坡度为1:0.8，背水面垂直，底部设置0.5m厚底板，迎水面开挖面采用块石回填防冲。

干砌块石护岸：岸坡陡于1:2.0的，将岸削成1:2.0再护岸；岸坡缓于1:2.0的按原坡护岸；护岸块石厚度0.35m，下设砂砾石垫层0.10m，干砌块石护岸顶采用C20混凝土压顶，压顶厚0.15m。生态砌块护岸：岸坡陡于1:2.0的，将岸削成1:2.0再护岸；岸坡缓于1:2.0的按原坡护岸；生态砌块为自锁式生态砌块，厚度0.12m，下设砂砾石垫层0.10m，生态砌块内回填种植土，护坡表面撒草籽，自锁式生态砌块护岸顶采用C20混凝土封边梁，封边梁厚0.4m［2］。各段具体护岸设计情况见表1。

表1 泸水河道护岸设计情况表

4 涉河建筑物

现有岸边四处电灌站存在年久失修、老旧破损的情况，本次综合考虑将岸边现有电灌站拆除并重建。

4.1 建筑物级别及防洪标准

1）设计灌溉流量：

经计算，各电灌站设计流量成果见表2所示。

表2 电灌站设计流量计算

2）设计水位：

为确定电灌站的设计扬程，并合理地选择机组和选定机组安装高程，需分析电灌站进、出水池水位。

各电灌站进、出水池水位成果见表3。

表3 电灌站进、出水池水位成果

4.2 电灌站总扬程、水泵选型、安装高程计算

本次以沂塘电灌站为例计算。

1）泵站净扬程：

净扬程：泵站设计提水水位为55.07m，出水池设计水位为61.20m，泵站净扬程为6.13m。

2）水泵水头损失计算：

a）进水管路沿程水头损失

式中：hfs为进水管路沿程水头损失，m；f为管材摩阻系数，查规范，钢管取6.25×105；L1为管长，m，进水管长L=18m；Q1为管道设计流量，m3/s；d为管内径，mm；m为流量指数，查规范，钢管取1.9；b为管径指数，查规范，钢管取5.1；

b）吸水管路局部水头损失：

吸水管路的局部水头损失组成由进水喇叭口1个，90°钢制弯头1个，11.31°钢制弯头2个，闸阀1个，管径均为400mm。

式中：ξ0为吸水管进口喇叭口局部阻力系数，取0.2；ξ1为DN150钢制90°弯头局部阻力系数，单个取0.98；ξ2为DN150钢制11.31°弯头局部阻力系数，单个取0.0094；ξ3为DN150闸阀局部阻力系数，取0.17；

a）压水管路沿程水头损失：

式中：hfd为压水管路沿程水头损失，m；f为管材摩阻系数，查规范，钢管取6.25×105；L2为管长，m，吸水管长L=13m；Q2为管道设计流量，m3/s；d为管内径，mm；m为流量指数，查规范，钢管取1.9；b为管径指数，查规范，钢管取5.1；

b）压水管路局部水头损失：

压水管路的局部水头损失组成由90°钢制弯头1个，闸阀1个，管径均为125mm。

式中：ξ4为DN125钢制90°弯头局部阻力系数，单个取0.98；ξ5为DN125闸阀局部阻力系数，取0.17；

所以压水管路水头损失：

所以管路总水头损失：

3）泵站总扬程：

泵站总扬程=泵站净扬程+管路总水头损失=10.4m。

4）水泵选型：

在不减少原电灌站规模的情况下，对新建水泵进行选型，根据选型原则，初选用型号为IS150-125-250B型离心泵，配套电机型号为160L-4/15，水泵额定流量约0.0474m3/s（47.4L/s），额定扬程为14.6m，必需汽蚀余量为3.0m［4］。

5）水泵安装高度：

水泵安装高度HX=10-吸水管路水头损失-必需汽蚀余量=10-1.088-3.0=5.912m。

6）水泵安装高程H泵安=H提水位+HX=55.07+5.912=60.98。结合现场实际地形情况并考虑一定富余［5］，水泵安装高程可适当降低调整，本次沂塘电灌站水泵安装高程为58.65m，低于60.98m的安装高程，满足要求，各电灌站水泵安装高程见表4。

表4 电灌站水泵安装高程表 m

4.3 工程布置

电灌站由进水池、泵房、进出水管、出水池、水泵机组组成。泵房面积27.84m2，采用砖混结构，泵房内布置一台15KW水泵，扬程14.6m，进水管采用DN150钢管，出水管采用DN125钢管。水泵初拟选用一台IS150-125-250B型离心泵，配套电机型号为160L-4/15，额定扬程为14.6m，额定流量为0.0474m3/s（47.4L/s），泵房在原址重建，采用砖混结构，遭遇大洪水时，村民需将电机拆卸，放于村庄民房安全处，防止电机被淹。

5 结 语

文章针对泸水吉安县段河道现状存在的险情进行加固设计。对迎流顶冲、急流傍岸，直接威胁岸坡安全的河段进行护岸处理，护岸由水下固脚工程和水上护岸两部分组成；水下固脚工程主要分为C20混凝土矮挡墙固脚和抛石固脚，水上护岸主要分为干砌块石护岸和生态砌块护岸；对现状年久失修、老旧破损的四处电灌站进行拆除重建设计，电灌站拆除重建设计内容包括新建砖混结构泵房，更换水泵、电机、进出水钢管等机电设备，并对电灌站扬程、水泵选型、水泵安装高程等进行了详细的计算、分析。

工程实施后，河道岸坡抗冲刷能力增强，生态环境变美，对岸坡及后侧居民区起到一定的保护作用；电灌站拆除重建后将增大区域排涝能力，也会进一步改善吉安县的投资环境与人们的生活环境。