山洪沟治理工程设计要点分析

2016-03-11李腾达

黑龙江水利科技 2016年9期

关键词：跌水山洪护岸

李腾达

(三明市明兴水利水电勘察设计有限公司，福建三明 365000)

山洪沟治理工程设计要点分析

李腾达

(三明市明兴水利水电勘察设计有限公司，福建三明 365000)

为了有效预防自然灾害的发生，加强山洪沟治理工程建设至关重要。文章以三明市山洪沟为研究实例，详细探究山洪沟治理工程设计要点。在山洪沟治理中，必须结合实际情况制定具体的治理方案，以保证山洪沟的有效治理。通过山洪沟治理，可以形成较为完善的防洪体系，为下游经济社会可持续发展提供保障和支撑，确保山洪沟行洪安全。

山洪沟治理；河道治理；工程设计；抗灾能力

0 引言

现如今，自然灾害频繁发生，山洪治理工程建设的重要性日益突出，我国在山洪沟治理设计、施工和管理方面的改革也在不断推进。对于山洪沟治理工程，必须将理论和实践相结合，进行合理的工程设计，并加强施工管理，这样才能有效提高山洪沟对于灾害的抵抗能力。

1 山洪沟治理设计概述

山洪发生时，最明显的特征是短时间内洪水暴涨，而且水流冲击力增加，下流速度快，对于周边环境会产生十分严重的破坏作用，因此，必须加强山洪沟的治理。在山洪灾害治理过程中，必须综合考虑山洪沟所处地质条件、植被覆盖程度等，因地制宜，采用综合治理方法，具体的工程措施是护岸工程、排洪渠工程、分洪流道工程等等。在山洪沟治理工程建设中，可以在山洪沟具体位置设置拦截设施，拦截下流物体，提高河床稳定性[1]。另外，还可以利用山塘、洼地等对洪水进行储蓄，尽量减轻水流的冲击作用。除此以外，在山洪治理过程中，还需要坚持生态保护原则，在符合自然定律的前提下进行治理。

2 山洪沟治理工程设计方法

2.1 拦挡坝设计

当发生山洪灾害时，水流速度会不断增大，不可避免的会对河床造成巨大的冲击作用，同时，洪水中还会携带有断木、巨石等，这就会对周边地质环境造成严重破坏。另外，为了尽量减轻水流中的携带物对下游设施造成严重破坏，可以采用拦挡工程对河床以及下游设施加强保护。在山洪沟治理过程中，常见的拦挡坝形式有两种，即谷坊和栅格坝。其中，谷坊指的是在山洪沟上游修建堤坝，以此起到拦截河流中携带物的作用，在沟床冲刷作用下有效截流水流中的泥沙[2]。在具体的应用工程中，必须综合考虑山洪沟地质、洪水实际情况，并合理预测洪水后期损失程度。在实际施工过程中，谷坊位置可以设置在沟谷宽敞段下游窄口位置。另外，在拦挡坝中，格栅坝是一种比较特殊的形式，在具体的应用过程中，可以采用钢构件进行组装，或者采用混凝土杆件进行安置，其主要作用是对水流中的巨大石块进行拦截，确保洪水和泥流能够顺利排除。

2.2 跌水和陡坡设计

在山洪沟治理过程中，如果需要将截洪沟以及排洪渠道建设在地形高差较大的地形上，则可以采用跌水形式，采用这一形式能够确保将上下游渠道进行有效连接；陡坡指的是一种急流槽，地形变化情况比较均匀[3]。如果坡降在1∶4～1∶20，则可以采用陡坡设计方式，这样能够有效提高山洪沟治理经济效益。但是，如果坡降在1∶4以上，则可以采用跌水设计方式，这样就可以有效避免深挖高填。另外，还需要注意的是，如果跌水跌差在5m以内，则可以应用单级跌水形式，如果跌水跌差在5m以上，则可以应用多级跌水形式。

2.3 堤防与护岸设计

当发生山洪灾害时，不可避免的会对两岸建筑和居民的日常生产生活造成不良影响，因此，为了防止周边建筑受到破坏，可以沿岸修建护岸工程。为了确保护岸工程能够与周边环境相结合，提高安全使用性能，可以采用平顺护岸结构形式。一旦发生山洪灾害，两岸就会受到巨大的冲击作用，甚至可能会出现塌岸事故，对此，可以采用刚性护岸的结构形式。

另外，堤防工程修建的主要目的是对原有的堤防起到加固作用，在具体的修建过程中，首先需要对当地实际情况进行现场勘察，明确山洪沟的泄洪要求，然后再确定堤距位置，并合理选择堤线。如果山洪沟两岸居民人口数量较多，或者受到已有建筑物的限制，则可以采用防洪墙堤防形式；如果山洪沟周边建筑环境良好，则可以使用土堤堤防形式。

2.4 沟道治理方法

有些城镇建设在山区，一旦发生山洪灾害，就会造成严重的地表径流危害，会对周边重要的设施造成严重破坏，对此，为了将地表径流引入排水沟道，可以修建截洪沟。在实际应用过程中，沟道内会积累一些杂物或者泥沙，因此为了确保沟道能够顺利泄洪，应该定期清理杂物，并对卡口进行疏挖。值得注意的是，在截洪沟选址方面，应该尽量利用原有坡面沟道，并且结合山洪沟泄洪要求，合理计算其断面形式和大小。

3 工程实例

3.1 工程概况

渠里溪重点山洪沟防洪治理项目位于渠里溪上游河段，地处泰宁县下渠乡大渠村和渠口村所在地，距乡政府所在地下渠村7km。由于受自然地理、气候条件及防洪设施薄弱等因素影响，渠里溪洪灾发生频繁。由于地方经济实力薄弱，投入不足，防洪建设滞后。

黄塘溪发源于红山，流域面积54.2km2，主河道长17.0km，平均坡降14.0‰。后溪村和伍坊村地处三明市宁化县安远镇，距三明市区43km。由于受自然地理、气候条件及防洪设施薄弱等因素影响，后溪及埂下溪洪灾发生频繁。由于地方经济投入不足，防洪建设滞后。

桂阳溪为都溪的支流，发源于里心镇罕坛山东麓，由北向南流经岩上、桂阳、大余坊、贤河、大埠、于客坊乡石台附近注入都溪。在进行治理工程设计时，结合山洪沟治理设计要点，主要从堤防与护岸设计、排涝渠、导流以及沟道整治这几个方面进行详细概述。

3.2 山洪沟治理设计要点

3.2.1 岸线布置

通过现场踏勘，根据水面线计算成果，考虑山洪沟治理工程河道现有河岸走向，现有河道防洪设施及房屋设施、农田分布等实际情况，并考虑现有已建及拟建堤防工程布置，对堤线进行一定经济、技术比较和分析。堤线基本均沿原河岸岸边布置并与原有堤防衔接，在淤积严重处适当扩宽。

3.2.2 堤线布置

通过现场踏勘，根据水面线计算成果及乡村规划成果，考虑河道现有河岸走向，现有河道防洪设施及房屋设施、农田分布等实际情况，并考虑现有已建及拟建堤防工程布置，对堤线进行一定经济、技术比较和分析，合理确定山洪沟治理工程堤线布置形式。

3.2.3 堤防型式选择

堤型根据堤线所处地形、地质情况，结合房屋及农田分布现状，对于虽堤后场地较宽但目前受占地影响而干扰工程建设的堤段可选择有直墙重力式、仰斜式及复合式3种结构进行比选。

为确保堤岸受洪水水流作用可能发生冲刷破坏的堤段能安全运行，结合本工程地形、地质条件及堤线布置及堤型结构断面等实际情况，按照相关规范及文件的要求，进行堤脚和坡面的防冲保护设计。

3.2.4 护岸

在对护岸型式进行选择时，必须坚持因地制宜，综合考虑施工条件、环境景观、城镇建设发展规划、工程造价等因素，经过计算经济比较，综合确定。

3.2.5 导流方案

施工导流主要是为新建护岸的基础的土方开挖、混凝土垫层铺设、下部构造的埋石混凝土浇筑等项目的施工围护。导流方式有岸边围堰、水流沿主河槽泄流等等，导流建筑物可以采用土石围堰的结构型式。

3.2.6 排涝渠设计

建设防洪堤后，堤背形成涝片，为使涝水尽快排出，可以在防洪堤堤背建设一条排涝渠，采用C15混凝土浇筑。涝水在隔边桥上游侧的人行便桥至预留出口排至河中。

3.3 河道治理

从水土保持角度考虑，山洪沟治理工程建设对地表的扰动、植被的破坏，可采取工程措施和植物措施防止和减缓水土流失，不存在不可恢复性的水土流失的重大影响因素，项目是可行的。

山洪沟治理工程建成后能明显提高治理河段内的防洪能力，完善防洪体系，从而减轻保护区的洪水灾害损失。虽项目实施中会对环境造成一定影响，如房屋拆迁安置，项目占用滩涂地、耕地等，项目施工破坏地表植被，施工噪声，粉尘对附近居民的影响，但不存在制约工程建设的因素；施工不利影响是暂时的，施工期采取噪声控制措施、粉尘防治措施、污废水处理措施和生态保护措施等，可将施工期的影响降至最低。