惠阳区乌边陂拆除影响与方案设计分析

何爱政

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司惠州分公司，广东 惠州 516008)

1 乌边陂现状

1.1 项目背景

淡水河是西枝江一级支流，东江二级支流，发源于海拔944 m的深圳最高峰梧桐山，全长95.0 km，淡水河惠阳段长55.8 km，占淡水河总长度的一半以上，穿越了惠阳大半个区域，流域面积达782.9 km2，占惠阳总面积的75%，集雨面积广阔，水量充足。

淡水河干流原有4 座拦河陂头，从上游往下游分别为水围陂、乌边陂(又名西湖陂)、淡水陂和永湖陂，其中淡水陂已经在惠阳城防工程中完成了拆除，水围陂现状已经被洪水冲毁，现状淡水河干流还有2座拦河陂，分别为乌边陂(秋长街道辖区)和永湖陂(永湖镇辖区)。本文以乌边陂为例进行阐述分析[1-4]。

1.2 乌边陂现状

乌边陂位于惠阳区秋长街道西湖村，现状陂身基本完好，下游有消力池及块石海曼，下游河道中有一小块淤滩。乌边陂左岸上游为农田，左岸下游为空地；右岸为果园及草地，岸坡植被茂盛。如图1、图2所示为乌边陂上、下游俯视图。

图1 乌边陂上游俯视图

图2 乌边陂下游俯视图

由于乌边陂周边农田大面积消失，水陂的原有功能基本丧失，但其已严重阻碍行洪，尤其洪水期，对上游水位有显著的壅高，对行洪极为不利，易淹没上游两岸农田及村庄；阻断上下游连接，对鱼类洄游、生物多样性及船只通航等造成阻碍。为在近期内能加大淡水河行洪能力，减轻强降雨对淡水河流域居民的生活影响，对乌边陂进行拆除是十分必要和迫切的。

2 陂头拆除影响分析

本次淡水河上陂头拆除，设计洪水直接引用已经批复的《东江支流淡水河流域(惠阳段)防洪排涝工程可行性研究报告》(惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司，2009年)中成果。50 a一遇洪水，乌边陂处设计洪水1100 m3/s，陂头下游洪水位24.85 m、陂头上游洪水位25.09 m。5 a一遇洪水，乌边陂处设计洪水686 m3/s，陂头下游洪水位22.48 m、陂头上游洪水位22.78 m。施工期(10—次年3月)5 a一遇洪水，乌边陂处设计洪水158 m3/s，陂头下游洪水位17.97 m。本次测量时间为2019年6月上旬，根据本次测量成果，乌边陂左右地势较低，左岸地面高程为22.0 m，右岸地面高程21.6 m，乌边陂上游侧水位为19.4 m，下游侧水位为17.7 m，上下游水位差1.7 m。

(1)陂头拆除对水面线的影响。乌边陂的陂头垂直河段方向的宽度70 m(陂顶高程19.30 m)，与上下游河道主槽的平均宽度接近，现状陂头存在情况下50 a一遇、5 a一遇洪水壅水高度为0.24 m、0.30 m，现状陂头拆除可明显降低上游河道水位。

(2)陂头拆除对上游岸坡稳定的影响。乌边陂陂身现状完好，其上下游水位高差依然存在，因此上游两岸岸坡土体含水量处于饱和状态，拆除乌边陂后会使上游水位降低，若是水位突降，会导致崩岸、滑坡等不良情况发生。建议在拆除时首先应缓慢降低上游水位，待水位基本稳定后再拆除。

3 乌边陂拆除方案设计

3.1 乌边陂拆除方案比选

针对乌边陂现状地形及存在的问题，本文拟定了三种方案，分述如下：

方案一：分段拆除，一期利用在右岸破开的缺口导流，拆除左岸部分；二期再利用左岸已拆除部分导流，拆除右岸部分。每次拆除均填筑上下游围堰，束窄河床导流，抽水，干地施工，拆除水陂，运走渣石，最后拆除围堰，清场。

方案二：采用浮船作业，先将水陂拆除，降低陂前水位，再拆除护坦块石，采用打捞船进行渣石清理。

方案三：采用钻孔爆破拆除。在陂身钻孔并安装炸药，采用爆破法施工拆除水陂。拆除完再采用打捞船进行渣石清理。

上述三个方案比较情况见表1，两个方案典型断面见图3～图5。

表1 方案比较情况

图3 方案一典型断面

图4 方案二典型断面

图5 方案三典型断面

通过分析，方案一，施工难度小，方便施工，施工质量有保证，但围堰回填及挖除工程量最大。方案二，利用浮船拆除水陂，降低水位，打捞船清理渣石，工程量最少，但在船体上破除及打捞存在不确定性，有搁浅及危及船体安全等风险，另外水下打捞渣石，可能会清理不到位，施工质量难以保证，同时还需增加租赁船只的费用。方案三，爆破拆除法具有不填筑围堰直接施工，临时工程量较小等特点，曾在三峡工程三期上游碾压混凝土围堰拆除中应用过，但考虑到项目周边环境复杂，爆破安全要求高，水下钻孔难度大且钻孔精度难控制等因素，本次不推荐采用该方法。综上考虑，乌边陂拆除选择方案一作为本次推荐方案。

3.2 乌边陂围堰计算分析

(1)断面型式。断面型式选择梯形断面，顶宽暂定4 m，上下游边坡1∶2.5，迎水面采用彩条布防渗，土包压脚压顶，采用土方填筑。

(2)围堰顶高程设计。根据《水利水电工程围堰设计规范》(SL 645—2013)，围堰顶高程应不低于设计洪水的静水位与波浪高度及堰顶安全加高值之和，本工程围堰等级为5级，安全加高取0.5 m。

本次施工导流标准采用枯水期5 a一遇洪水。乌边陂拆除，分两期导流：第一期，在左岸侧拆除15.0 m宽缺口加缺口右侧边上11.0 m宽的陂身导流，其余右岸侧陂身填筑围堰拆除陂身，则枯水期5 a一遇洪水，下游水位17.97 m、上游水位19.77 m；第二期，以右岸侧一期拆除的堰体部分导流，导流宽度20.0 m，则枯水期5 a一遇洪水，下游水位17.97 m、上游水位19.33 m。

惠阳地区多年平均年最大风速为12 m/s，围堰前水深3.5 m，风区长度540 m。根据《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)，根据风浪计算公式得波浪爬高为0.494 m。由此可得围堰堰顶高程如下：①乌边陂一期上游围堰堰顶高程为20.764 m，取20.8 m。②乌边陂一期下游围堰堰顶高程为18.964 m，取19.0 m。③乌边陂二期上游围堰堰顶高程为20.324 m，取20.5 m。④乌边陂二期下游围堰堰顶高程为18.964 m，取19.0 m。

(3)围堰高度。根据实测地形，乌边陂上游现状平均河底高程为16.7 m，下游现状平均河底高程为17.5 m，则乌边陂一期上游围堰平均堰高为4.1 m，二期上游围堰平均堰高为3.8 m，下游围堰平均堰高1.5 m。

(4)围堰稳定计算。根据规范SL 645—2013规定，抗滑稳定采用简化毕肖普法时，利用理正岩土6.0软件辅助计算土石围堰的边坡稳定安全系数大于规范规定的最小安全系数。因此，围堰断面满足稳定要求。

4 结 语

随着水利工程的不断发展，不少早期水利设施因维护不当出现各种破损情况，不仅无法起到利用水资源、保障流域水安全等作用，甚至对实际行洪安全产生负面影响。针对此情况，必须根据实际情况合理选择维修重建或是拆除措施，惠阳区乌边陂功能基本丧失，到目前已经废弃，但其存在又对淡水河的行洪造成了较大的影响，是淡水河干流上较大的阻水建筑物，乌边陂拆除是十分必要和迫切的。通过合理比选乌边陂拆除方案，加强围堰计算分析，可保证拆除作业的有序落地，全面增强淡水河行洪能力，减轻强降雨对淡水河流域居民的生活影响。