1.地形地貌
淶源縣盆地邊緣山區(qū)小流域位于縣城西北部,地形起伏,地面高程852~892m,北高南低,平均縱坡1/60,F(xiàn)狀各支溝東西向切割嚴(yán)重,植被較差,上段河道為“V形”斷面,邊坡1:1、深約5m;下段河道為復(fù)式斷面,底寬3~4m,邊坡1:1,深4~5m不等。河道內(nèi)雜草叢生,部分河段灘地種植農(nóng)作物,局部河段由于無序取土及農(nóng)業(yè)活動(dòng)等致使邊坡陡直、河底坑洼的現(xiàn)象。
2.地質(zhì)條件
工程區(qū)地層巖性主要為第四系松散層:壤土(Q4)分布于表層,以粉土為主,含植物根系,層厚為0.5~0.7m。第四系上更新統(tǒng)中粉質(zhì)壤土、粘土(Q3eol+pl)具氧化鐵染色,含云母、姜石、砂粒,層厚為1.1~6.3m。第四系中更新統(tǒng)卵石(土)(Q2al+pl)磨圓度較好,呈亞圓形,粒徑一般為2~15cm,占總質(zhì)量的50%,粗砂、礫砂充填,最大揭露層厚為30.4m。工程區(qū)地下水埋藏較深(35m深度內(nèi)未見地下水),最大凍土深度為1.5m。地震基本烈度為Ⅶ度。
3.防洪標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模
根據(jù)縣城城市規(guī)劃,至規(guī)劃期末(2030年),中心城區(qū)人口規(guī)模為32萬人,建設(shè)用地38.37ha,人均11m2,確定縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。鑒于工程地處縣城上游,洪水和汛后泥沙對縣城影響較大,工程按50年一遇標(biāo)準(zhǔn)一次實(shí)施,相應(yīng)洪峰流量為11.4~28.6m3/s。
4.工程布置
為完善縣城防洪體系,將各溝洪水截流導(dǎo)排,解決縣城西北部洪水的威脅。具體布置:結(jié)合城市總體規(guī)劃和外環(huán)路建設(shè),工程布置于規(guī)劃城市范圍外緣、外環(huán)路外側(cè)防護(hù)林帶中,沿外環(huán)路向西,依次截留各溝道洪水,最后匯入現(xiàn)狀河道。新開挖導(dǎo)洪溝,橫斷面型式為梯形;縱坡綜合現(xiàn)狀地面、各支溝溝底高程及上下游溝道現(xiàn)狀河底縱坡確定,設(shè)置落差建筑物3座,結(jié)合落差建筑物和橋梁共設(shè)置6處防沖措施,防止河道過度下切,橋梁處防護(hù)長度為其投影以外上、下游不少于5.0m。對支溝交叉斷面下游進(jìn)行封堵,封堵結(jié)構(gòu)采用梯形斷面,6處封堵結(jié)構(gòu)臨水側(cè)采取漿砌石防護(hù)措施,防護(hù)長度為現(xiàn)狀溝上開口線兩側(cè)各延伸不少于5.0m,城區(qū)雨水由市政排水一并排除。
5.工程設(shè)計(jì)
5.1導(dǎo)洪溝縱橫斷設(shè)計(jì)
河道設(shè)計(jì)縱坡以現(xiàn)狀地面高程和各支溝溝底高程為基礎(chǔ),以設(shè)計(jì)水面線控制,同時(shí),結(jié)合上下游河道現(xiàn)狀河底縱坡進(jìn)行調(diào)整。上游溝道現(xiàn)狀南北高差達(dá)80.0m,平均縱坡16.7‰,沖刷下切嚴(yán)重,斷面呈“V”字形;下游河道現(xiàn)狀河底平均縱坡為10‰,為“U”形斷面;河底為卵石,斷面型式趨于穩(wěn)定。為降低防護(hù)投資,綜合上下游河道縱坡及斷面沖刷狀況,綜合確定設(shè)計(jì)縱坡不陡于10‰。設(shè)計(jì)橫斷面采用梯形斷面,設(shè)計(jì)底寬4m~6m,邊坡1∶2.2。
5.2封堵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
新建導(dǎo)洪溝交叉斷面下游的支溝封堵是導(dǎo)洪工程成敗的關(guān)鍵,結(jié)合城市建設(shè)和工程棄土,對原界溝各支溝與導(dǎo)洪溝交叉斷面下游溝道進(jìn)行封堵,城區(qū)雨水排除由市政建設(shè)分段就近排入河道解決。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)及地質(zhì)情況,封堵結(jié)構(gòu)斷面型式為梯形,頂高程至設(shè)計(jì)洪水位以上0.7m,頂寬6.0m,內(nèi)外邊坡均為1∶2.2;A(chǔ)清理至現(xiàn)狀溝底以下1.0m,并碾壓密實(shí);與現(xiàn)狀溝道岸坡銜接應(yīng)削坡至緩于1∶2,按水平分層由低處開始逐層填筑碾壓。對支溝匯入口頂沖部位采取漿砌石防護(hù)措施,防護(hù)長度按現(xiàn)狀溝道上開口線向兩側(cè)各延伸不少于5.0m,防護(hù)總長度121.3m。
5.3關(guān)鍵河段防護(hù)設(shè)計(jì)
按照“近遠(yuǎn)結(jié)合、分期實(shí)施”原則,考慮山區(qū)河流特點(diǎn),降低投資僅對關(guān)鍵河段進(jìn)行防護(hù)以固定河勢,防止河床過度沖刷下切。結(jié)合縱斷設(shè)計(jì)和陡坡、橋梁等建筑物設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu),共布置6處防沖措施,間距為250~700m不等,待經(jīng)歷若干次洪水檢驗(yàn)后,酌情采取相應(yīng)防護(hù)措施。橋梁處均采用適應(yīng)地基變形能力好的鋼絲石籠防護(hù)結(jié)構(gòu),防護(hù)長度按橋梁投影以外上、下游不少于5.0m確定。局部河道防護(hù)長度20~35m不等,共計(jì)110m。鋼絲石籠防護(hù)結(jié)構(gòu)由上至下依次為400mm厚高鍍鋅鋼絲石籠、100mm厚砂卵石墊層。
6.工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
6.1工程標(biāo)準(zhǔn)確定
考慮流域面積小,20年、50年洪水洪峰流量(分別為21.2m3/s、28.6m3/s)相差不大,且洪水和汛后泥沙對縣城影響較大,工程按50年一遇標(biāo)準(zhǔn)一次實(shí)施。
6.2形成完整的防洪體系
工程主要任務(wù)是解決縣城西北部的防洪問題,對下游河道按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行治理,從而提高縣城整體防洪標(biāo)準(zhǔn)。工程措施設(shè)計(jì)中,考慮兩岸保護(hù)對象的不同進(jìn)行分別設(shè)防,左側(cè)為縣城,按主堤設(shè)計(jì);右側(cè)為農(nóng)田,按洪水不出槽控制,為超標(biāo)準(zhǔn)洪水預(yù)留通道。
6.3高效利用土地
工程布置于外環(huán)路外側(cè)防護(hù)林帶中,設(shè)計(jì)洪水位以上岸坡可適當(dāng)植樹成為防護(hù)林的一部分。
6.4城區(qū)排水問題
山區(qū)城市坡度較大,城區(qū)雨水排除壓力較大,應(yīng)分段排入現(xiàn)有河道。工程設(shè)計(jì)時(shí)考慮承泄城區(qū)雨水,為城區(qū)排水建設(shè)留有余地。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展,地方政府加大了中小流域河道治理的力度,當(dāng)?shù)鼐用駥Ψ篮楸0蔡岢隽烁咭螅疚奶岢錾絽^(qū)小流域截導(dǎo)洪工程設(shè)計(jì)中的新思路,可供類似工程參考和借鑒。