柳林清河河道综合治理项目运行管理浅析

2019-02-14刘耀文

山西水利 2019年5期

刘耀文

（柳林县水利局，山西柳林 033300）

1 概况

柳林县清河城区段综合治理项目采用复式河槽方案，一级河槽宽110～120 m、深3.5 m，两岸设矩形（规格为3.5 m×3.5 m或2.5 m×3.5 m）钢筋混凝土截（雨）污箱涵12.3 km，两岸箱涵间根据河道纵坡布设8座拦河蓄水橡胶坝和2座大型音乐喷泉，箱涵顶以上、两岸河堤间为二级河槽，宽140～210 m、深2～5 m。汛期一级河槽蓄水全部放空，作为行洪河道；非汛期时橡胶坝充坝蓄水，在治理段上游堆土石围堰将上游来水引入两岸箱涵内，箱涵河道外侧连接城区雨污水支涵（管）87处，将城区排出的雨水和生活污水分别截流于两岸箱涵内，与上游来水一起从箱涵尾端泄入不蓄水的主河道内；以确保治理段橡胶坝库区只蓄积柳林泉出流的清水。

本项目历时约10年，累计完成投资约3亿元，治理段东起寨东村东、西至庙湾新街口，全长6.2 km，蓄水段长5.1 km，水面56.1万m2、蓄水量约81万m3、主河道内建有大型音乐喷泉2座；河道两岸二级平台景观绿地面积23.5万m2；域内有4大支沟、6座桥梁、87条雨污水支涵（管）。干流支流有洪水、污水、泥沙，外部条件相当复杂，特别是8座橡胶坝联合运行，其技术要求非常高。

2 运行中遇到的问题及解决办法

2.1 充坝水源

原设计充坝、排水系统均采用DN400钢管和大功率水泵，以快速充坝、抽排，充水系统前置3 000 m3水池接城市自来水管网。根据柳林泉的涌出量计算蓄满一座橡胶坝库区大约需60～80 h，短时间快速充坝意义不大；经过长期探索，不断改进采用DN100的两台泵自河道内吸水，通过消防水袋翻过箱涵顶插入充水口的方式充水立坝，不仅充坝速度完全可以满足拦蓄泉水的需要，而且使用河道内的清水与使用城市自来水相比每次充坝可节约水费0.48～0.65万元。按8座坝每年充坝两次计算（不包括平时补水），年可节约运行费用约10万元。经过一年的成功试运行，在二期和东延工程设计时取消了前置水池，共节省水池建设费用约400万元。

2.2 坝顶偏流

每座坝都是分两跨设计，共用一座泵房，充排水管路是独立的。两跨坝自然渗漏量不同引起坝顶塌落度不均衡，使的坝顶溢流出现偏流现象，影响景观效果。经运管人员在实践中认真分析，决定在DN400的两根充水主管之间焊接一根DN100的连接管，并在其中间安装DN100的蝶阀。这样即可实现两套充水管路随时联通或阻断，联通状态下可使两跨坝顶始终持平，有效解决偏流问题；而阻断状态下可以实现单独放空某一跨坝，以满足检修、施工等需求。

2.3 水面结冰

柳林泉域出口水温18～20℃，在20世纪80～90年代泉水涌出量较大，约1 m3/s，中间河宽约10 m，因而每到隆冬季节，水面蒸汽袅袅，素有“四十里抖气河”的美誉。近年来由于工农业用水量的不断增大，泉水涌出量锐减；尤其是橡胶坝建成后蓄水面宽度100～120 m，“晾水”效应显著，一二期工程建成的1—5号坝冬季水面全部结冰。东延工程实施时为了尽可能减少结冰区域，决定从刘家疙瘩原有旧水池（10#坝库区尾端）起接一根DN400的波纹管从箱涵靠河道外侧埋设、一直通到9号坝坝袋上游处穿过箱涵底板直接通向9号坝库区，该管路埋深4 m也就实现了在保温状态下将18℃的泉水送到9号坝库区，这样就实现了9号、10号坝库区冬天不结冰。现在的冬季，约1 200 m2的水面上晴天鸳鸯戏水、别有情趣，阴天气雾缭绕、蔚为壮观，引来无数游人驻足观赏。

2.4 护底损坏

原设计方案箱涵靠河道侧设5 m宽C20素混凝土护底，护底下铺设两布一膜土工布，护底边搭设在深1.25 m，宽0.5 m的M10浆砌石齿墙上。清河河道在屈家沟岔至香严寺段形成了约100°的大湾，行洪时洪水漩涡又急又大，由于运行管理中没有对冲刷现象引起足够重视，加之护底部位常年有积水或淤泥，未能及时发现和修复因冲刷而损坏的护底。在历经多年洪水冲刷后，终于在2010年的“9.19”洪水过境时造成该段100余m箱涵基础被掏空，5节箱涵（每节20 m）下沉3～5 m，直接经济损失150万元。在修复时采用了新的护墙方案——紧贴箱涵底板向河道内侧斜向下45°插入2.5 m深，且将其下边缘设在深1.25 m、宽0.5 m的M10浆砌石齿墙上。经过8年运行，该段箱涵正常发挥效益，事实证明改进方案明显优于原设计。

2.5 涵内淤积

在运行初期，由于缺乏经验，加之人为倾倒等原因，使得北岸屈家沟口及以下约230 m段箱涵内严重淤积，淤积最大深度2.3 m。清淤工作异常困难，采用小型机械只能直进直退、无法掉头，每次作业运距远、耗时长、运量小，且机械自身排烟严重，致使涵内空气含氧量极低，长时间作业司机会出现缺氧、恶心的情况；只能采用人工多点作业方式，在箱涵靠河道侧壁上每10 m开一个作业口，投入大量人工和资金才完成清淤工作。

经全面排查发现：南涵内因上游来水长期流过，几乎没有淤积；北涵沟岔以下和上游淤积也很少，最大淤积深度不超0.5 m。由于涵内壁全部为混凝土壁、糙率很小，涵底纵坡5‰，根据大水冲刷、小水淤积的河道水流特点，采用库区蓄水与清淤闸门联合调度高水头、大水量冲淤的方式较好地解决了涵洞内的淤积问题，同时也加强了源头管理，禁止往敞开的支沟内倾倒垃圾，在各支沟汇入处的箱涵侧壁口装上拦污栅，有效解决了人为淤积问题。