小流域截導洪工程設計分析

時間:2022-02-24 03:17:40

導語:小流域截導洪工程設計分析一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

小流域截導洪工程設計分析

1.地形地貌

淶源縣盆地邊緣山區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。現狀各支溝東西向切割嚴重,植被較差,上段河道為“V形”斷面,邊坡1:1、深約5m;下段河道為復式斷面,底寬3~4m,邊坡1:1,深4~5m不等。河道內雜草叢生,部分河段灘地種植農作物,局部河段由于無序取土及農業活動等致使邊坡陡直、河底坑洼的現象。

2.地質條件

工程區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。第四系上更新統中粉質壤土、粘土(Q3eol+pl)具氧化鐵染色,含云母、姜石、砂粒,層厚為1.1~6.3m。第四系中更新統卵石(土)(Q2al+pl)磨圓度較好,呈亞圓形,粒徑一般為2~15cm,占總質量的50%,粗砂、礫砂充填,最大揭露層厚為30.4m。工程區地下水埋藏較深(35m深度內未見地下水),最大凍土深度為1.5m。地震基本烈度為Ⅶ度。

3.防洪標準及規模

根據縣城城市規劃,至規劃期末(2030年),中心城區人口規模為32萬人,建設用地38.37ha,人均11m2,確定縣城防洪標準為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年一遇標準一次實施,相應洪峰流量為11.4~28.6m3/s。

4.工程布置

為完善縣城防洪體系,將各溝洪水截流導排,解決縣城西北部洪水的威脅。具體布置:結合城市總體規劃和外環路建設,工程布置于規劃城市范圍外緣、外環路外側防護林帶中,沿外環路向西,依次截留各溝道洪水,最后匯入現狀河道。新開挖導洪溝,橫斷面型式為梯形;縱坡綜合現狀地面、各支溝溝底高程及上下游溝道現狀河底縱坡確定,設置落差建筑物3座,結合落差建筑物和橋梁共設置6處防沖措施,防止河道過度下切,橋梁處防護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行封堵,封堵結構采用梯形斷面,6處封堵結構臨水側采取漿砌石防護措施,防護長度為現狀溝上開口線兩側各延伸不少于5.0m,城區雨水由市政排水一并排除。

5.工程設計

5.1導洪溝縱橫斷設計

河道設計縱坡以現狀地面高程和各支溝溝底高程為基礎,以設計水面線控制,同時,結合上下游河道現狀河底縱坡進行調整。上游溝道現狀南北高差達80.0m,平均縱坡16.7‰,沖刷下切嚴重,斷面呈“V”字形;下游河道現狀河底平均縱坡為10‰,為“U”形斷面;河底為卵石,斷面型式趨于穩定。為降低防護投資,綜合上下游河道縱坡及斷面沖刷狀況,綜合確定設計縱坡不陡于10‰。設計橫斷面采用梯形斷面,設計底寬4m~6m,邊坡1∶2.2。

5.2封堵結構設計

新建導洪溝交叉斷面下游的支溝封堵是導洪工程成敗的關鍵,結合城市建設和工程棄土,對原界溝各支溝與導洪溝交叉斷面下游溝道進行封堵,城區雨水排除由市政建設分段就近排入河道解決。根據《碾壓式土石壩設計規范》(SL274-2001)及地質情況,封堵結構斷面型式為梯形,頂高程至設計洪水位以上0.7m,頂寬6.0m,內外邊坡均為1∶2.2。基礎清理至現狀溝底以下1.0m,并碾壓密實;與現狀溝道岸坡銜接應削坡至緩于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措施,防護長度按現狀溝道上開口線向兩側各延伸不少于5.0m,防護總長度121.3m。

5.3關鍵河段防護設計

按照“近遠結合、分期實施”原則,考慮山區河流特點,降低投資僅對關鍵河段進行防護以固定河勢,防止河床過度沖刷下切。結合縱斷設計和陡坡、橋梁等建筑物設置防護結構,共布置6處防沖措施,間距為250~700m不等,待經歷若干次洪水檢驗后,酌情采取相應防護措施。橋梁處均采用適應地基變形能力好的鋼絲石籠防護結構,防護長度按橋梁投影以外上、下游不少于5.0m確定。局部河道防護長度20~35m不等,共計110m。鋼絲石籠防護結構由上至下依次為400mm厚高鍍鋅鋼絲石籠、100mm厚砂卵石墊層。

6.工程設計要點

6.1工程標準確定

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年一遇標準一次實施。

6.2形成完整的防洪體系

工程主要任務是解決縣城西北部的防洪問題,對下游河道按照設計標準進行治理,從而提高縣城整體防洪標準。工程措施設計中,考慮兩岸保護對象的不同進行分別設防,左側為縣城,按主堤設計;右側為農田,按洪水不出槽控制,為超標準洪水預留通道。

6.3高效利用土地

工程布置于外環路外側防護林帶中,設計洪水位以上岸坡可適當植樹成為防護林的一部分。

6.4城區排水問題

山區城市坡度較大,城區雨水排除壓力較大,應分段排入現有河道。工程設計時考慮承泄城區雨水,為城區排水建設留有余地。隨著社會經濟的加速發展,地方政府加大了中小流域河道治理的力度,當地居民對防洪保安提出了更高要求,本文提出山區小流域截導洪工程設計中的新思路,可供類似工程參考和借鑒。

本文作者:徐寶同張建波工作單位:河北省水利水電第二勘測設計研究院