分叉型河道治理工程设计分析

摘要：文章阐述了织女河的基本情况以及存在的主要问题，并根据暴雨资料进行洪水计算，提出织女河治理具体工程措施，编制合理的施工组织设计及水保、环保方案，并对河道治理效益进行了评价。

关键词：河道治理；洪水计算；施工组织

一、织女河概况

织女河位于山东半岛，发源于临淄、青州市的山丘地区(青州市称裙带河、广饶县叫泥河子)，流经广饶县淄河店西、西水磨村北，于刘家河头村西北入寿光境，向东流经台头镇三楼村、一楼村北，有阳河、乌阳沟河汇入，复向东北经洰淀湖农场南汇入塌河。寿光市境内全长10.64公里，入境流域面积341平方公里，自阳河汇入后，流域面积为757平方公里。益寿新河截取王钦河等58.18平方公里后，织女河现流域面积为692.8平方公里。1975年1月进行改道治理，在三座楼村东分叉，北段为新织女河，南段为老织女河。织女河治理河段位于山东省寿光市。寿光市位于山东半岛中部，渤海莱州湾南畔，跨东经118°32′～119°10′，北纬36°41′～37°19′，东邻潍坊市寒亭区，西接广饶县，南接青州市和昌乐县，北濒渤海。纵长60公里，横宽48公里，海岸线长56公里，耕地141万亩，总面积2180平方公里，占全省总面积的1.43%，常住人口113.94万(第六次人口普查数据)，蔬菜播种面积80万亩，蔬菜年产量40亿公斤，产值40亿元。寿光市也是全国改革开放三十周年18个重大典型之一，首创的“冬暖式蔬菜大棚”全国闻名，其蔬菜种植水平始终居于全国前沿水平，市场营销范围辐射全国。目前蔬菜种植面积发展到80万亩，其中有机蔬菜65万亩，有322种农产品获得国家优质农产品认证，科技进步对农业增长贡献率达70%。

二、织女河存在的主要问题

老织女河河头村至三座楼村堤防不明显，防洪标准低，两岸堤防单薄，不能满足设计行洪要求；三座楼村至郑家埝村堤段，堤防存在，但河槽坡度变化范围较大，堤顶宽度局部2m左右；郑家埝村至治理段末端堤防较完整，但不满足设计行洪要求。新织女河原有堤防未有设计标准，且局部不能满足本次设计行洪要求，断面形状不规则，堤防单薄；河道人为植树，严重影响河道行洪；滩地人为种植作物，产生作物秸秆等堆积河道内。两岸堤防屡遭人为开垦，局部堤段破坏严重。按10年一遇防洪标准核算目前河道过水能力。本次糙率系数n值的选取，参照已建工程，结合河道的实际情况，选定主河槽糙率为0.02，滩地糙率为0.03。分析水力计算成果，并考虑波浪爬高、风壅水面高度、安全加高等因素，河道局部堤段防洪标准达不到10年一遇防洪标准，工程建设势在必行。

三、织女河洪水计算

织女河流域内有益都、白兔丘、西刘桥、朱良、口埠、丰城，自设雨量站至今有完整的降水量资料系列，为自记雨量计观测记录。第一，计算单元划分。根据织女河干支流及控制断面分布情况，划分为县界、阳河河口、乌阳沟河口、汇合口、洰淀湖入口5个水文计算断面，考虑到各控制段内、下垫面因素一致性，将各控制段又划分为若干个计算单元。第二，设计雨期的选定。根据流域暴雨洪水特性及干流河道洪水传播时间、河槽等情况，确定设计雨期为3日，计算时段为24小时、3日。第三，设计面雨量推求。计算单元采用流域内及附近雨量站，采用算术平均法计算流域平均面暴雨资料系列，采用年最大值法从系列中选取年最大24小时、3日暴雨量，进行频率计算，用矩法公式初估统计参数均值、CV，取CS=3.5CV，采用皮尔逊Ⅲ型曲线进行适线，得到不同设计标准的设计点暴雨量，进而求得不同设计标准的设计面暴雨量。第四，设计雨型及设计净雨计算。为使设计净雨量更加准确合理，结合本水库流域特性和平原区面积、降雨径流关系，推算设计净雨。第五，设计净雨时程分配。各计算单元设计频率的日净雨量，采用泰沂山北区山丘区和平原区2小时分配比例，进行时程分配，求得设计净雨过程。第六，汇流计算。根据流域情况采用瞬时单位线，求出河道计算单元的设计洪水。第七，设计洪水的地区组成。根据计算单元（区间）相同设计频率的设计洪水，对干支流洪水演算至设计断面后与区间洪水错时段迭加，即得到设计断面不同频率的设计洪水。分叉河道计算：首先，假定支流流量Q1及Q2，使其和等于干流流量。取下游河道汇合处水位作为两支流起推水位，分别沿两条支流向上游计算水面曲线，一直计算到上游分叉口，如果两支流的分叉口处两个水位恰好相等，所假设水位Q1与Q2即为所取流量。通过上面方法试算，下游汇合处流量（p=10%）为428m3/s，老织女河设计流量226.84m3/s，新织女河设计流量201.16m3/s。第八，计算结果。应用以上方法计算洪水过程，求得各控制断面不同设计频率的设计洪峰流量，详见表1。

四、织女河工程设计

织女河综合治理工程治理范围为广饶县与寿光市县界（桩号0+000）～洰淀湖入口（桩号10+546）老织女河段10.6km堤段及新织女河7.3km堤段，治理长度共计17.9km。主要治理内容为河道清淤疏浚、堤防加固及跨（沿）河建筑物设计3个部分。对本次治理的老织女河桩号0+000～桩号10+546段及新织女河桩号0+000～桩号7+324段，共计17.9km河段河槽进行清淤疏浚。本次治理的老织女河桩号0+000～桩号10+546段及新织女河桩号0+000～桩号7+324段，共计对17.9km河段进行堤防加固，满足10年一遇防洪标准要求。根据织女河流域防洪工程措施的情况，结合本次河道治理的规划目的，按设计要求布置跨（沿）河建筑物等，具体分为：（一）老织女河左岸。新建生产桥1座，改建生产桥2座新建2+576生产桥1座，上部结构为钢筋混凝土空心简支板桥，下部结构为桩柱结构，摩擦灌注桩基础；桥面宽为净5-2×0.5m，跨径为10.0m，共6跨，桥长60.0m。改建1+630生产桥桥面宽为净7.5-2×0.5m，跨径为10.0m，共7跨，桥长70.0m；改建2+020生产桥桥面宽均净5-2×0.5m，跨径为10.0m，共7跨，桥长70.0m。（二）老织女河。三楼村东桥处建涵闸3座老织女河拆除重建单孔涵闸2座，桩号分别为1+991（右岸）、2+005（右岸）；新建单孔涵闸1座，桩号分别为2+024（左岸）。涵洞孔口尺寸均为2.0m×1.5m，闸门尺寸均为2.0m×2.0m。（三）老织女河桩号7+200处改建闸附桥1座郑家埝村后（桩号7+200处）改建闸附桥1座。闸7孔，长27.4m，设3.0m×2.5m双向止水铸铁闸门。桥长57.8m，宽5m。（四）堤顶防汛道路为便于防汛和工程建成后的运行管理，路面硬化长度为7.14km。路面硬化段为老织女河桩号0+000至桩号7+200。路面采用沥青混凝土路面，路面净宽5.0m，路面两侧设路缘石，两侧预留0.5m的土路肩；为便于堤顶排水，由堤中心向两侧设2%的横坡。

五、织女河施工组织设计

（一）施工条件。织女河综合治理工程非汛期流量较小，施工用水、用电条件良好，道路交通方便，建筑材料购置方便，施工条件良好。（二）施工导流。本河道计划在冬春季施工，此时雨水较少，便于展开作业，可减轻施工成本。如需汛期施工，导流建筑物防洪级别为5年一遇。施工导流采用围堰挡水结合抽排的导流方式。（三）主体工程施工。本次织女河综合治理工程主要是土方工程。在原有河道的基础上，按设计断面进行挖填作业，挖出的土用来培高两侧堤防，多余的土按业主要求集中堆放，防止施工污染。堆渣地点由业主确定，渣土可由河道两侧的临时施工道路运送。砌石工程为人工作业，应严格按施工程序操作。水泥砂浆采用机械拌和，各种建筑材料均应达到设计要求。砌体应做到砂浆饱满，避免出现垂直通缝，且要砌体稳定牢固。混凝土拌和采用搅拌机搅拌，搅拌机的进料及出料均采用手推胶轮车运输，混凝土采用砼摊铺机平仓振捣，磨光机磨光，人工洒水养护。（四）施工进度。根据主体工程的施工特点，并考虑合理的施工强度，以及人工、材料、机械设备、物资供应的可能性，计划于2013年12月初开始进入准备期，2014年2月初开始施工，2014年5月底结束，初步确定施工总工期为6个月。六、总结河道治理增量效益是指该河道经综合治理后增加的经济效益，包括防洪效益、灌溉效益、生态环境保护效益等。本项目实施后，将大大提高河道防洪标准，减少沿河两岸受灾面积，防洪效益显著。项目的多年平均防洪效益由治理前后减少的洪水灾害损失之差确定。多年以来，河道一直没有进行清理整治，淤塞河段较多，水质较差，影响到两岸农业生产和居民的生存环境。项目实施后，地面土壤侵蚀量和产沙量将减少，环境质量等得到改善。

作者:袁宝安 单位:潍坊市水利建筑设计研究院