河道危險地段防護工程設計探究論文
摘要：生態(tài)河道建設是現代生態(tài)城鎮(zhèn)建設中的重要環(huán)節(jié)， 加強水利基礎性工程的建設， 進一步完善防洪、排洪、灌溉等農田水利設施系統(tǒng)， 從治理中小河道著手， 大力開展河道生態(tài)整治工作， 構建具有良好循環(huán)功能的水生態(tài)系統(tǒng)。本文以顧洞河榆樹底村河道險段治理工程為例， 闡述河道險段治理工程設計的主要內容， 分析了工程設計需要考慮的主要因素， 為今后的工程設計提供理論參考。
關鍵詞：農田河道治理； 生態(tài)治理； 清淤； 護岸；
顧洞河發(fā)源于北票市金廠溝梁， 是大凌河的一級支流。自北向南依次流經龍?zhí)多l(xiāng)、哈爾腦鄉(xiāng)和桃花吐鎮(zhèn)， 在桃花吐鎮(zhèn)坤頭營子村匯入大凌河。全長57.77公里， 流域面積451平方公里。項目區(qū)位于龍?zhí)多l(xiāng)顧洞河上游， 河道起點至項目區(qū)終點范圍內河長4.79公里， 流域面積為46.12平方公里， 河道總比降為7‰。
由于人為的濫采亂棄和水流的沖淤破壞， 導致河道出現大量的沙堆和沖坑， 嚴重阻礙了河道行洪。為保證河道的過流能力， 避免河道形態(tài)在水流作用下的進一步惡化， 需要對項目區(qū)上游河道實施清淤疏浚工程。同時項目區(qū)河道下游有過水路面一處， 過水路面下游兩岸已有石籠護岸， 為避免水流對過水路面上游河道兩岸造成的沖刷破壞， 需要對過水路面上游河道兩岸進行防護。同時， 結合鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)建設規(guī)劃， 在保證河道過流能力的前提下， 為進一步改善河道生態(tài)環(huán)境， 對兩岸岸坡進行生態(tài)防護。
1 水文計算
1.1 洪峰流量
項目區(qū)內多年平均降水量為475毫米， 降雨年際變化較大， 時空分布不均， 多集中在7~8月， 約占全年降水量的51.7%.流域內多年平均徑流深為86.8毫米， 徑流量以洪水下泄為主， 非汛期河道徑流量較小。冬季氣候寒冷干燥， 冬春季節(jié)雨、雪稀少， 最大凍土深度為1.50米。
根據顧洞河河勢的變化規(guī)律， 結合工程布置情況， 本次計算共布置了2個控制斷面。本次設計按照十年一遇的防洪標準進行護岸穩(wěn)定性及沖刷計算， 洪峰流量為348.52方立米/秒。
1.2 水面線計算
以最下游處控制斷面為起始斷面， 利用HEC軟件進行水位推求。糙率資料取自《大凌河河道保護治理規(guī)劃》， 由于項目區(qū)河段較為狹窄、主槽和灘地段界線模糊， 結合上述情況分析， 該河段糙率率定為0.033.
2 清淤疏浚設計
2.1 清淤疏浚工程設計
在平面位置上， 以河道現有的兩岸岸坎線作為本次清淤疏浚工程的工程線。
在縱斷面上， 以現狀河道最低點作為設計河底高程， 以不改變整個河段的現有比降、平順銜接上下游河道。
在橫斷面上， 考慮到項目區(qū)土壤條件， 按照1∶1.5的設計坡度對左岸岸坎進行填挖修整。
綜上所述， 確定清淤疏�？傞L度1057米、比降8‰、平均寬度40~50米、平均深度0.67米。
2.2 抗滑穩(wěn)定校核計算
選取典型斷面進行計算， 坡比為1∶1.5, 高度為2.5米。不同工況下的`土堤抗滑穩(wěn)定安全系數取值及計算結果， 見表1.
表1 岸坡抗滑穩(wěn)定計算表
通過對典型斷面的抗滑穩(wěn)定計算分析， 在坡比為1∶1.5時， 岸坡抗滑穩(wěn)定滿足要求。
3 護岸工程
3.1 護岸工程設計
在橫斷面上， 考慮到項目區(qū)土壤條件， 按照1∶1的坡度進行護岸石籠基槽開挖。石籠護岸工程采用“品”字形結構， 共三層石籠網箱疊放， 從下至上采用的石籠網箱規(guī)格 （長×寬×高） 分別是：4.0米×1.5米×1.0米、4.0米×1.2米×1.0米、4.0米×1.0米×1.0米三種規(guī)格的石籠網箱， 石籠埋深不少于1.5米， 網箱采用8#鍍鋅鐵絲機編， 網眼大小為13厘米×15厘米， 網箱與網箱之間采用8#鍍鋅鐵絲連接， 網箱內填充塊石粒徑介于25~50厘米之間， 級配良好， 填充后空隙率小于30%, 塊石強度不低于30Mpa.
3.2 沖刷深度校核計算
沖刷計算依據《堤防工程設計規(guī)范》 （GB50286-2013） 中平順護腳沖刷深度計算公式計算， 計算彎曲段沖刷深度結果為1.258米， 平順段沖刷深度結果為1.417米。可知采用十年一遇防洪標準進行沖刷計算時， 沖刷深度不大于1.5米， 因此， 本次設計的護岸建筑物埋深取1.5米， 可滿足抗沖要求。
4 植物綠化工程
岸坡修整后， 為起到防洪固坡作用， 需對岸坡及坡腳進行植物措施防護， 防護形式主要為岸坡播撒草籽， 植草種類主要為高羊茅、麥冬草以及狗牙根草， 按等比例混合種植。
5 結語
顧洞河險段治理工程設計以增加河道過流能力、防沖為主， 兼顧河流生態(tài)修復。采取的河道整治工程措施可以滿足十年一遇流量下的防沖要求。采取的植物綠化措施， 可以改善水質條件， 恢復項目區(qū)河段的生態(tài)功能。
河道險段防護工程設計應滿足的要求為， 以防護為主， 兼顧上下游及左右岸， 保證項目區(qū)河勢穩(wěn)定、邊坡安全；在河勢上， 盡量保留河流的自然形態(tài)；在生態(tài)上， 盡量保護物種的多樣性；在滿足上述要求的前提下， 河道治理規(guī)劃應與區(qū)域規(guī)劃相協調， 與周邊環(huán)境及發(fā)展相協調。
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