分叉型河道治理工程設計分析

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摘要：文章闡述了織女河的基本情況以及存在的主要問題，并根據暴雨資料進行洪水計算，提出織女河治理具體工程措施，編制合理的施工組織設計及水保、環保方案，并對河道治理效益進行了評價。

關鍵詞：河道治理；洪水計算；施工組織

一、織女河概況

織女河位于山東半島，發源于臨淄、青州市的山丘地區(青州市稱裙帶河、廣饒縣叫泥河子)，流經廣饒縣淄河店西、西水磨村北，于劉家河頭村西北入壽光境，向東流經臺頭鎮三樓村、一樓村北，有陽河、烏陽溝河匯入，復向東北經洰淀湖農場南匯入塌河。壽光市境內全長10.64公里，入境流域面積341平方公里，自陽河匯入后，流域面積為757平方公里。益壽新河截取王欽河等58.18平方公里后，織女河現流域面積為692.8平方公里。1975年1月進行改道治理，在三座樓村東分叉，北段為新織女河，南段為老織女河。織女河治理河段位于山東省壽光市。壽光市位于山東半島中部，渤海萊州灣南畔，跨東經118°32′～119°10′，北緯36°41′～37°19′，東鄰濰坊市寒亭區，西接廣饒縣，南接青州市和昌樂縣，北瀕渤海。縱長60公里，橫寬48公里，海岸線長56公里，耕地141萬畝，總面積2180平方公里，占全省總面積的1.43%，常住人口113.94萬(第六次人口普查數據)，蔬菜播種面積80萬畝，蔬菜年產量40億公斤，產值40億元。壽光市也是全國改革開放三十周年18個重大典型之一，首創的“冬暖式蔬菜大棚”全國聞名，其蔬菜種植水平始終居于全國前沿水平，市場營銷范圍輻射全國。目前蔬菜種植面積發展到80萬畝，其中有機蔬菜65萬畝，有322種農產品獲得國家優質農產品認證，科技進步對農業增長貢獻率達70%。

二、織女河存在的主要問題

老織女河河頭村至三座樓村堤防不明顯，防洪標準低，兩岸堤防單薄，不能滿足設計行洪要求；三座樓村至鄭家埝村堤段，堤防存在，但河槽坡度變化范圍較大，堤頂寬度局部2m左右；鄭家埝村至治理段末端堤防較完整，但不滿足設計行洪要求。新織女河原有堤防未有設計標準，且局部不能滿足本次設計行洪要求，斷面形狀不規則，堤防單薄；河道人為植樹，嚴重影響河道行洪；灘地人為種植作物，產生作物秸稈等堆積河道內。兩岸堤防屢遭人為開墾，局部堤段破壞嚴重。按10年一遇防洪標準核算目前河道過水能力。本次糙率系數n值的選取，參照已建工程，結合河道的實際情況，選定主河槽糙率為0.02，灘地糙率為0.03。分析水力計算成果，并考慮波浪爬高、風壅水面高度、安全加高等因素，河道局部堤段防洪標準達不到10年一遇防洪標準，工程建設勢在必行。

三、織女河洪水計算

織女河流域內有益都、白兔丘、西劉橋、朱良、口埠、豐城，自設雨量站至今有完整的降水量資料系列，為自記雨量計觀測記錄。第一，計算單元劃分。根據織女河干支流及控制斷面分布情況，劃分為縣界、陽河河口、烏陽溝河口、匯合口、洰淀湖入口5個水文計算斷面，考慮到各控制段內、下墊面因素一致性，將各控制段又劃分為若干個計算單元。第二，設計雨期的選定。根據流域暴雨洪水特性及干流河道洪水傳播時間、河槽等情況，確定設計雨期為3日，計算時段為24小時、3日。第三，設計面雨量推求。計算單元采用流域內及附近雨量站，采用算術平均法計算流域平均面暴雨資料系列，采用年最大值法從系列中選取年最大24小時、3日暴雨量，進行頻率計算，用矩法公式初估統計參數均值、CV，取CS=3.5CV，采用皮爾遜Ⅲ型曲線進行適線，得到不同設計標準的設計點暴雨量，進而求得不同設計標準的設計面暴雨量。第四，設計雨型及設計凈雨計算。為使設計凈雨量更加準確合理，結合本水庫流域特性和平原區面積、降雨徑流關系，推算設計凈雨。第五，設計凈雨時程分配。各計算單元設計頻率的日凈雨量，采用泰沂山北區山丘區和平原區2小時分配比例，進行時程分配，求得設計凈雨過程。第六，匯流計算。根據流域情況采用瞬時單位線，求出河道計算單元的設計洪水。第七，設計洪水的地區組成。根據計算單元（區間）相同設計頻率的設計洪水，對干支流洪水演算至設計斷面后與區間洪水錯時段迭加，即得到設計斷面不同頻率的設計洪水。分叉河道計算：首先，假定支流流量Q1及Q2，使其和等于干流流量。取下游河道匯合處水位作為兩支流起推水位，分別沿兩條支流向上游計算水面曲線，一直計算到上游分叉口，如果兩支流的分叉口處兩個水位恰好相等，所假設水位Q1與Q2即為所取流量。通過上面方法試算，下游匯合處流量（p=10%）為428m3/s，老織女河設計流量226.84m3/s，新織女河設計流量201.16m3/s。第八，計算結果。應用以上方法計算洪水過程，求得各控制斷面不同設計頻率的設計洪峰流量，詳見表1。

四、織女河工程設計

織女河綜合治理工程治理范圍為廣饒縣與壽光市縣界（樁號0+000）～洰淀湖入口（樁號10+546）老織女河段10.6km堤段及新織女河7.3km堤段，治理長度共計17.9km。主要治理內容為河道清淤疏浚、堤防加固及跨（沿）河建筑物設計3個部分。對本次治理的老織女河樁號0+000～樁號10+546段及新織女河樁號0+000～樁號7+324段，共計17.9km河段河槽進行清淤疏浚。本次治理的老織女河樁號0+000～樁號10+546段及新織女河樁號0+000～樁號7+324段，共計對17.9km河段進行堤防加固，滿足10年一遇防洪標準要求。根據織女河流域防洪工程措施的情況，結合本次河道治理的規劃目的，按設計要求布置跨（沿）河建筑物等，具體分為：（一）老織女河左岸。新建生產橋1座，改建生產橋2座新建2+576生產橋1座，上部結構為鋼筋混凝土空心簡支板橋，下部結構為樁柱結構，摩擦灌注樁基礎；橋面寬為凈5-2×0.5m，跨徑為10.0m，共6跨，橋長60.0m。改建1+630生產橋橋面寬為凈7.5-2×0.5m，跨徑為10.0m，共7跨，橋長70.0m；改建2+020生產橋橋面寬均凈5-2×0.5m，跨徑為10.0m，共7跨，橋長70.0m。（二）老織女河。三樓村東橋處建涵閘3座老織女河拆除重建單孔涵閘2座，樁號分別為1+991（右岸）、2+005（右岸）；新建單孔涵閘1座，樁號分別為2+024（左岸）。涵洞孔口尺寸均為2.0m×1.5m，閘門尺寸均為2.0m×2.0m。（三）老織女河樁號7+200處改建閘附橋1座鄭家埝村后（樁號7+200處）改建閘附橋1座。閘7孔，長27.4m，設3.0m×2.5m雙向止水鑄鐵閘門。橋長57.8m，寬5m。（四）堤頂防汛道路為便于防汛和工程建成后的運行管理，路面硬化長度為7.14km。路面硬化段為老織女河樁號0+000至樁號7+200。路面采用瀝青混凝土路面，路面凈寬5.0m，路面兩側設路緣石，兩側預留0.5m的土路肩；為便于堤頂排水，由堤中心向兩側設2%的橫坡。

五、織女河施工組織設計

（一）施工條件。織女河綜合治理工程非汛期流量較小，施工用水、用電條件良好，道路交通方便，建筑材料購置方便，施工條件良好。（二）施工導流。本河道計劃在冬春季施工，此時雨水較少，便于展開作業，可減輕施工成本。如需汛期施工，導流建筑物防洪級別為5年一遇。施工導流采用圍堰擋水結合抽排的導流方式。（三）主體工程施工。本次織女河綜合治理工程主要是土方工程。在原有河道的基礎上，按設計斷面進行挖填作業，挖出的土用來培高兩側堤防，多余的土按業主要求集中堆放，防止施工污染。堆渣地點由業主確定，渣土可由河道兩側的臨時施工道路運送。砌石工程為人工作業，應嚴格按施工程序操作。水泥砂漿采用機械拌和，各種建筑材料均應達到設計要求。砌體應做到砂漿飽滿，避免出現垂直通縫，且要砌體穩定牢固。混凝土拌和采用攪拌機攪拌，攪拌機的進料及出料均采用手推膠輪車運輸，混凝土采用砼攤鋪機平倉振搗，磨光機磨光，人工灑水養護。（四）施工進度。根據主體工程的施工特點，并考慮合理的施工強度，以及人工、材料、機械設備、物資供應的可能性，計劃于2013年12月初開始進入準備期，2014年2月初開始施工，2014年5月底結束，初步確定施工總工期為6個月。六、總結河道治理增量效益是指該河道經綜合治理后增加的經濟效益，包括防洪效益、灌溉效益、生態環境保護效益等。本項目實施后，將大大提高河道防洪標準，減少沿河兩岸受災面積，防洪效益顯著。項目的多年平均防洪效益由治理前后減少的洪水災害損失之差確定。多年以來，河道一直沒有進行清理整治，淤塞河段較多，水質較差，影響到兩岸農業生產和居民的生存環境。項目實施后，地面土壤侵蝕量和產沙量將減少，環境質量等得到改善。

作者:袁寶安 單位:濰坊市水利建筑設計研究院