中小河流治理中防洪堤设计探析

中小河流治理中防洪堤设计探析

苏欣

桐城市水利局

摘要：随社会快速发展，不规范开发建设事件不断发生，导致行洪区侵占问题不断加剧，致使河流源头区域的水土流失逐渐加重，河道断面逐渐缩小，这不仅降低河道对洪水、风浪等自然灾害的防御能力，同时对当地居民的生命财产安全也会造成严重影响，目前，河道治理工作已成为各地政府迫在眉睫的首要任务。

关键词:中小河流;河流治理;防洪堤;设计方法

引言

防洪工程指为防治洪水，防御、减轻洪涝灾害所修建的工程，主要有堤防、河道整治工程、分洪工程、水闸和水库等。防洪工程设施水毁项目指因遭受强降雨、冰雪融化、冰凌、风暴潮等影响而损坏、损毁的、需要修复的防洪工程设施的统称。

1河道现状

某项目区位于河道左岸,现状主要为竹林,目前尚未建设防洪堤,也没有规划岸线,出现暴雨洪水时农田受淹道路设施冲毁。工程的建设将解决左岸居民地开发建设的防洪安全问题,将使防洪标准满足要求,提升居民生活品质,同时工程按需改造排涝涵洞,及时排除堤内涝水。本次治理河道长度为3.19km,总体布置上形成两条线,一条为防洪岸线,一条为亲水驳岸线,防洪岸线背水侧为规划居民用地,并沿岸线设置通道,亲水驳岸线沿现状临水线布置,防洪岸线与亲水驳岸线间为休闲亲水平台,防洪岸线长1.5km,亲水驳岸线长1.69km。本文主要对河道防洪堤进行设计,并对防洪堤堤岸及护岸挡墙进行抗滑稳定分析计算。

2防洪工程设施水毁项目治理

每年汛期的洪涝灾害都会造成部分防洪工程设施损坏、损毁，为了安全度汛，充分发挥防洪工程体系的减灾作用，维护人民的生命和财产安全，水利部要求：1）防洪工程设施水毁项目具备施工条件的，要求尽最大努力保障在主汛期前完成修复任务，对汛前确实难以完成的或施工期有汛情发生的，要统筹落实水毁修复工作安全度汛责任人，逐个项目落实安全度汛措施和汛期施工措施。2）要全面建立防洪工程设施水毁修复项目台账，对投资规模在100万元以上的项目建立专门台账，并对各地规模以上防洪工程设施水毁修复工作开展情况进行监督检查，督促各地扎实做好水毁修复工作或制定安全度汛措施，确保安全度汛。

3中小河流治理中防洪堤设计

3.1布置治导线

治导线是于河道两岸布设整治工程所规划的水边线，通常以稳定河势流路为主要目的，由于其在中小河流治理中发挥作用突出，在实际工作中河流治理者应着重考虑以下几方面问题:①待整治河道应该与洪水流向或洪水趋势保持一致，尽可能避免对主河势方向进行更改或限制，因势利导，同时，避免设置新的人为冲点，以尽可能降低工程难度和投入成本;②应充分利用待整治河道中天然存在且相对稳定的河岸山咀、高坎、基岩等有利地形，以提高工程整体稳定程度;③尽可能预留充足的河道宽度，以获得良好的行洪断面。此外，作为防洪堤设计中的重点内容，治导线的布置还应严格遵循《中华人民共和国防洪法》第十九条中相关规定，从而为中小河流治理中的防洪堤建设打下坚实基础。

3.2护坡形式比选

根据选定的土堤型式以及河道断面平均流速,对土堤边坡的防护型式进行比较。由于该河道平均流速较大,且考虑河道转弯段,流态复杂、流速较大,并且充分结合现场冲刷情况及上下游护坡相统一,考虑采用M10浆砌块石护坡、干砌条（块）石护坡、联锁式生态护坡、生态砼护坡护坡及三维水土保护毯等多种方案进行比选。几种护坡结构形式如下：（1）M10浆砌块石断面型式为：按设计坡度培厚填土修坡后,在坡面用300mm厚M10浆砌块石护砌,下设150mm厚碎石垫层。（2）干砌条石断面型式为：按设计坡度培厚填土修坡后,在坡面用300mm厚干砌条石(块石）进行护砌,下设150mm厚碎石垫层。（3）联锁式生态护坡的断面型式为：迎水坡按设计坡度填土修坡后,面层铺砌环保砼预制块,预制块厚度0.12m。（4）生态混凝土护坡的断面型式为：按设计坡度培厚填土修坡后,在坡面用120mm厚生态砼护坡（表面植草）。（5）三维水土保护毯生态护坡的断面型式为：按设计坡度填土修坡后,撒播草种,然后铺设标准型三维开孔合成网垫,再覆20mm厚耕植土层。

3.3计算洪水位和河道断面

除确定冲刷深度之外，精确计算洪水位和河道断面也是中小河流治理防洪堤设计中的重要内容。想要确定洪水位和河道断面，则需要对待整治河道的控制径流面积、水文基本资料、各时段洪峰流量等内容加以确定，且需严格遵循设计相关标准，由于河道经治理后趋近于人工渠道，故在进行水力计算时可将明渠水流视为均匀流动。但在实际计算工作中，水文资料的调查结果通常伴有一定局限性，为避免测量误差对防洪堤的实际应用效果造成影响，则需要根据堤防等级，利用蒙特·卡罗方法结合以上内容，即可计算得出上下游洪水位和堤防安全加高值。

3.4设计断面

本段堤防采用复合式断面,上部采用土坡结构,下部为重力式挡墙结构,10年一遇设计水位35.86m~35.01m,设计堤顶高程约为38.24m~35.90m。上部土坡高1.4m~3.0m左右,堤顶为C30砼路面厚200mm,内侧场地在蓝线保护范围外整平作为居住地。迎水面外坡坡比1∶2.0,坡面采用生态砌块护坡厚0.12m,坡脚设置C20砼阻滑体高1m,背水面坡比1∶1.5,采用草皮护坡。滩地临水侧亲水驳岸采用重力式挡墙。挡墙墙身采用C20埋石砼浇筑,墙顶宽0.9m,临水侧坡为直立挡墙,背水侧坡比1∶0.4。挡墙基础采用C25钢筋砼底板厚1.0m。墙前河底采用抛石护脚。墙顶采用C25砼压顶厚0.3m,并设置仿木纹栏杆。墙背采用中粗砂回填（相对密度>0.65）,面层采用亚粘土夯填（压实度≥0.91）厚0.5m。

3.5踏勘及收集资料

现场踏勘的主要目的包括直观地了解河道要素和现状地形、周边人居环境及当地工程惯例等自然条件，同时更加高效地获取利益相关者的诉求和建议。设计师需要了解的诉求方分为两类，一类是项目所在地的水务、住建和环保等部门，一类是治理河道附近的受益居民。设计师往往容易忽略对周边居民的民意调查，实际上让他们也参与到河道规划设计当中，适当合理听取他们的意见，会提高周边居民对河道治理后维护的自发性和积极性。针对提前做好的问题假设，在现场对假设进行排除和验证，基本锁定河道现状问题、治理难点要点、可利用的本土资源等。

结束语

由于防洪基础设施薄弱、河道断面萎缩，对沿河乡镇的防洪安全构成了严重的威胁。该地区长期以来受横河洪水的影响，防洪问题突出，洪涝灾害遏制了区域经济的持续发展，随着横河下游新区段防洪体系的初具规模，横河中上游柏年河防洪工程的兴建，对该区域洪水组成进行分析，它可以确保整个防洪系统的形成和提高该流域的防汛抗灾害能力。因此，无论从地区经济发展需要还是从各行业对防洪的要求来看工程建设都势在必行。

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