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中小河流治理工程设计要点探索

全国中小河流治理工作自2009年启动以来,成效较为显著。但某些中小河流治理项目存在基础资料缺乏、设计理念滞后、后期实施困难等问题。对于受到人类活动影响较大的采砂河道,河道现状情况更为复杂,设计工作的难度也更大。

1.认真搜集资料

设计工作前期应该认真搜集相关资料,包括已有的文字资料和现场调查资料。已有的文字资料主要为流域综合规划、流域防洪规划、土地规划等文件。现场调查的内容主要包括以下7个方面的基本情况:一是河道历史特别是近期洪水的水位、流量,是否出现过险情,险情出现位置以及原因分析等。二是河道内外的采砂活动是否有规划,采砂活动是否处于可控状态,采砂活动是否对河道的防洪安全产生影响等。三是调查清楚河道内外工程可能影响的范围内土地权益的归属,为工程布置提供参考,土地征用困难是阻止后期工程实施的最大障碍。四是河道内现有的或拟建的水闸、橡胶坝、堰体等对水位和流量起控制作用的水工建筑物,需要明确建筑物的位置、堰顶高程、孔口尺寸等。五是河道两岸向河道内排水或从河道引水的渠道、涵管、闸门等建筑物,需要调查清楚建筑物的数量、位置、高程、孔口尺寸等。六是穿越河道的电力、石油、热力、供水管线等,应对管线的权属、等级、规模、管顶高程、安全要求等进行全面的调查,在设计工作中进行相应的迁建或采取相应的保护措施。七是调查清楚桥梁等级、结构型式、梁底高程、桥孔跨度、桥墩尺寸、桥墩抗冲深度等。对于采砂规模较大并且需要采用外调土筑堤的河道,还需要对取土料场进行调查。

2.合理确定防洪标准

首先应根据保护对象的级别和受灾后的影响严重程度,按照《防洪标准》(GB50201-2014)分段确定防洪标准。另一方面中小河流治理应服从流域综合规划或防洪规划要求。防洪标准的确定除了应满足治理河段自身的防洪要求外,还应与大江大河干流及其主要支流的防洪标准相协调,统筹协调治理河段与下游河段防洪标准的关系,防止洪水风险转移。

3.科学布置堤线

堤线布置对河道的行洪能力、工程投资规模都有重要的影响,考虑工程布置方案时应首先对堤线进行科学、合理的布置。在满足河道行洪的前提下,河道堤线的平面布局应尽量维持河道的自然形态。近年来部分河道因无序的采砂活动,河道断面产生较大变化,岸线位置发生移动,但相应的土地权属却没有重新认定,现状河道内的土地性质可能是耕地或城市土地。

4.严格进行河道水面线计算

水面线是河道治理工程设计的重要依据,应根据河道的具体情况对水面线进行分析计算。应根据具体的减糙措施选择合理的设计河道糙率,并充分考虑在工程运行期内糙率的变化趋势,对于采砂河道,更应考虑到采砂遗留的砂坑对设计河道糙率的影响。计算水面线时应充分考虑到河道内现有的桥梁、堰体等节点建筑物对水面线的影响。采砂河道现状河底高程可能低于设计的河底高程,但应注意到设计河底高程以下的河道断面属于无效过水断面,计算水面线时过水断面应考虑到将这部分断面扣除。

5.因地制宜确定工程措施

应根据河流现状和主要问题,在综合考虑河流特点、地形、地质、施工条件、环境影响等因素的基础上确定工程措施。河道堤岸防护措施应尽量采用有利于生态和景观的措施,避免硬化、渠化河道。充分考虑河道河势演变的规律,采用安全的抗冲措施。在选择工程措施时应考虑地下水对施工质量、施工安全的影响。对于高地下水位的河道,应列计充足的排水费用和避免过深的基坑开挖设计方案。

6.根据现场情况合理变更设计

近年来的人类活动对于河道的影响较大。如果工程批复后未能及时实施,现场地形就有可能发生较大变化,比如造成现状河底高程低于原设计资料中的河底高程,这将影响河道内的可用土方量和防护工程的安全,需要根据具体情况对设计进行适当的变更,以确保工程的顺利实施和工程安全。

作者:王有为 孙斌 单位:河北省电力勘测设计研究院

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