顾洞河河道治理堤线选定及坝线方案的拟定探究

叶万超

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司， 辽宁 沈阳 110000)

1 概况

顾洞河是大凌河中游的一条支流，治理段位于辽宁朝阳市双塔区桃花吐乡荒地村至大凌河入河口，距朝阳市内15 km，该河段总长11.228 km。该治理河段涉及到两岸共有8个自然屯，人口1.2万人，耕地为1万亩，林地为0.8万亩。现有跨河建筑物有：西坤头营子的锦赤铁路桥，小白窑处的101线公路桥，邵三家处的京四高速公路桥的三处建筑物。

2 河道治理的必要性

2.1 历史洪水灾害

多年来，该治理河段两岸经常遭受大凌河洪水的影响，在过去的几十年中，发生了许多重大洪水，给当地经济造成严重的损失。

2.2 护岸坝工程现状及跨河桥

治理河段原来局部有一些石笼丁坝和土砂坝保护，但由于常年失修，已经基本上不具备防洪能力。

2.3 河床演变分析及治理规划

顾洞河河床在自然条件下具有一般的沙质河道的演变特征，即在大洪水年份主槽受到严重冲刷，沙滩淤积较为严重，而在中小水年份主要为河道淤积，考虑到自1994年以来没有发生特大洪水的事实，滩涂土地的淤积相对较严重，淤积厚度平均约为1.1 m。但于由顾洞河砂质较好，一直做为朝阳市建筑市场砂料取料场，采砂已有30多年的历史，许多年前，由于计划外的采矿，现有的河床到处都是孔洞。 尽管近年来已经对其进行了处理，但是由于资金困难，它无法满足现有的防洪标准。

顾洞河护岸工程项目区位双塔区境内，治理段上游起自该荒地村，下游止于大凌河入河口处。本次河道以疏浚为主，101线桥以上右岸修建险工险段2 km。

2.4 存在问题

防洪标准低下，河床滥挖，没有固定的主洪道。 尽管河道中有一些天然的陡峭山脊，但它们不符合设计标准，防洪标准不到10 a一遇，由于河道两旁的民居拥挤，许多建筑物的丁坝已被修改或掩盖，防洪效果无法实现。

2.5 河道治理范围

近年来，随着双塔区经济社会的飞速发展，乡镇规模迅速扩大，产业规模逐年增加，企业蓬勃发展。 两岸保护区的规模也以每年20%的速度增长。 其中，右岸已在辽西建设了第一批农业。 在园区内，左岸101号线桥头处建有铁粉厂，经济社会发展与防洪安全矛盾日益突出。 更严重的是，经过30多年的开采，这条河没有形成泄洪区。长深高速公路上方最深的坑深达10 m。拟治理河段的保护对象主要现有人口2.2万人，耕地5.0万亩，林地1.8万亩，保护学校以及农业基础设施。

3 防洪标准

3.1 防洪标准

防护对象是乡村和耕地，根据其人口和耕地面积，将其分为四个级别，每个级别的防洪标准见表1。

表1 乡村防护区的等级和防洪标准

3.2 工程项目规模

顾洞河在双塔区境内河道总长11.228 km。治理左、右岸防洪标准均为10 a一遇，防洪堤级别为Ⅴ级。右岸自101线大桥以上险工险段2 km建防洪堤，其余10.498 km河道以疏浚为主，断面形式为复式断面。

4 堤防工程

4.1 起始水位的确定

依据最不利组合原理,顾洞河与大凌河交汇处的起始水位,由大凌河同频率洪水在此处的水位来确定。按照大凌河的1994年洪水验证成果中数据，顾洞河起始断面在大凌河实测断面C1与B39之间，断面间距740 m，断面C1至顾洞河起始断面380 m，因此，顾洞河起始断面水位可通过C1与B39断面的水位内插法求得，C1处断面水位为154.00 m，B39处断面水位152.09 m，所以求得顾洞河起始水位为153.02 m。

4.2 历史洪水及洪水特性

历史上曾出现1949、1964、1984、1991、1994等年份的较大洪水，每次都给沿河两岸造成巨大的经济损失。顾洞河属于典型的山溪性河流，河流具有涨落急剧等特点[3]。一次洪水过程持续时间大约为1～2 d，峰顶流量持续时间较短，大约在半个小时左右。

4.3 堤线选定

4.3.1 堤线布置安全性原则

该设计以疏浚河水为主要目的，使河流在经过处理后可以安全地排放设计标准洪水，并保护河流两岸的村庄，农田和人民生命财产安全[1-3]，对于原有的堤防和建筑物，在不影响泄洪的前提下，可以使用。设计的主要目的是疏通河水，使河流经过处理后可以安全地达到排放设计标准洪水，并保护河道两岸的村庄，确保人民的生命财产安全， 坚决清理影响洪涝灾害的林地、堤防和建筑物，避免给以后带来麻烦。新的堤防控制线主要以上下游，左右岸的总体规划为基础，并在土壤质量较好，相对稳定的地方建造[4-5]。

4.3.2 堤线布置经济性原则

河流治理应该是经济合理的，体现出最小的风险、获得最大的收益。在防洪安全的同时，应努力满足当地对灌溉，供水，生态，景观等的需求[6]，并充分发挥投资效益，尽量占用或不占用耕地和林地，以减少由此所造成的经济损失，在条件允许的情况下，尽量将路堤与道路结合起来，以方便交通和防洪[7-9]。

4.3.3 堤线布置自然性原则

在考虑河流自然条件的基础上，同时又考虑了上游、下游和左右两岸，尽量尊重河流的原始自然形态,确保堤防部分的连接轻柔，不允许有折线或急剧弯曲存在。

4.3.4 堤线布置生态性原则

恢复和保护河流的多样性，满足生态河流的边界要求，为河流中的动植物栖息地的生长创造条件。

4.3.5 堤线布置景观性原则

河流改善项目还应考虑景观要求，在堤防布置的同时，应注意沿河绿化和环境美化工作，在充分发挥水利工程防洪效益的同时，努力使之成为美丽的环境工程景观[10]。

4.3.6 堤线应布置

堤线应布置在耕地，拆毁房屋等建筑物少的地区，避开文物古迹，有利于防洪和工程管理。

4.3.7 排水涵布置

根据河道地形和现有工程条件，天然山洪沟可以使内部排水顺畅，此外，应在低地形地区设置排水涵，以确保堤坝后不积水。

4.4 堤线布置、堤距及堤防断面

顾洞河属于丘陵地带的河道，河道蜿蜒迂回，现状两岸没有完整的堤防。岸边坎高0.5～5 m不等。天然河道底坡铁路桥以上2 km左右为5.25‰，101线公路桥上下底坡在2‰～3.5‰，高速路以上为5.7‰左右。从上游到下游的自然景观、地形地貌变化不大。

5 坝线方案的拟定

因考虑到河道以疏浚和治理为主,所以河床糙率取综合糙率0.037 5。本次设计以实际地形及现有的护岸为基础分为两部分，第一部分为大凌河入河口处以上0+000～6+240 m,此段河道较窄，左右堤距设计为150 m，疏浚后主河槽宽50 m；第二部分为桩号6+240～11+228，左右堤距为250 m，疏浚后主河槽宽100 m。右岸101线大桥以上2 km处为险工险段，修建护工程型式采用疏浚和砂砾料护岸坝型式，迎水坡采用人工生态格宾网护砌, 疏浚范围采用主槽和二阶滩地相结合的形式，主槽过洪水，两岸按界定的边缘向内栽植生态林带20 m，栽植树种为速生杨。主河槽与漫滩之间栽植阔叶速生槐5 m。

6 结语

近年来，尽管顾洞河上游的植被状况有所改善，但在汛期洪水仍容易泛滥，发病期凶猛，起伏陡峭，在一年之内，洪水中有大量的沙土，在洪水地区侵蚀和淤积现象很严重。在防洪工程建设过程中，大堤的土壤材料的开挖在一定程度上破坏了当地植被，影响了生态环境。施工应基于尽可能减少植被破坏的原则，施工完成后，应进行海滩开挖区域，进行平整和压实处理，选择堤防线和选择坝线方案，以利于行洪。