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所屬欄目:水力論文 發布日期:2010-09-01 10:21 熱度:
摘要:通過對小流域大坡降河道特征的分析,以實例為基礎,初步探討大坡降河道清淤整治時規劃坡降確定、斷面形式采用及岸坡防護,以資為類似工程參考。
關鍵詞:小流域,大坡降河道,清淤整治,坡降確定,岸坡防沖
隨著各地大江大河治理逐步接近尾聲,河流源頭的小流域治理工作逐漸展開,小流域治理對改善區域經濟發展環境,維系經濟可持續發展與所依賴的環境條件、各種自然資源協調發展,減少和避免因洪旱災害所引發返貧現象、促進區域經濟的健康發展有積極意義。
1問題引出
河流源頭的小流域河道具有坡降大、沖刷淤積嚴重的特點,尤其上游水土保持措施不好的小流域,卵礫石、沙土受水流的搬動能力影響,從上至下分段淤高河道可與兩岸農田齊平,一遇暴雨,洪水失去河道約束,頻繁改道損壞農田,危害較大。因此在進行河流源頭小流域治理時基本都涉及到河道清淤整治,以抑制河床進一步向不利方向演變。以東江上游埔前河小流域為例來研究大坡降河道清淤整治的問題。
埔前河位于某區南部,屬東江右岸一級支流,流域面積為90.7km2,主河道長30.9km,平均坡降0.0188,發源于桂山山脈的尖頂山,流域內以車角為界,分為山區和平原區兩部分,車角以上為山區,集水面積54.8km2,河床平均坡降0.022,山高陡峻,耕地稀少,車角以下為平原區,集水面積35.9km2,河床坡降0.01至0.04,兩岸人口稠密,土地平坦連片,有耕地2.5萬田。流域上游有水庫控制,水庫下游至匯入東江口沿途結合農田灌溉布置有8座引水陂頭。
埔前河從河口至水庫下游新娘潭陂河道長15.3km,河底高程落差64.0m,其中下游8.4km至樟陂處河道坡降在0.003以下,樟陂以上還有老牛陂、社潭陂、小坑陂、社潭陂四座陂頭,本河段長6.9km,落差40.0m,天然河道坡降大,洪水流速快,本段河床為卵礫石床基,在上游修建控制性水庫后,下泄洪水沖積物含量減少,對兩岸沖刷嚴重,尤其凹岸崩塌連片存在,已危及農田。
2整治河床坡降確定
本次取老牛陂~社潭陂段為研究對象河段,該段現狀河道底高程極不規則、起伏大,很具代表性。有關測量斷面間距、現狀河底高程見表1、圖1。
表1老牛陂~社潭陂段有關參數成果表基面:珠基
從表1可以看出,老牛陂陂前、陂后河底高程差2.0m,如果埔前河上游水土流失嚴重,老牛陂陂前淤積滿的話,則落差將達3.3m。本段從A70斷面至A58斷面距離732.1m,落差4.9m,平均坡降0.0067;在修建陂頭后,以現狀陂前A69斷面現狀底高程63.4m計,平均坡降0.0046,同時老牛陂陂頂高程64.69m,有效的壅高了陂前水位,減緩上游河道流速,阻止河道的進一步下切,保護兩側開發利用土地的安全。
由此引出大坡降河道整治的一個重要原則:對河流比降較大、沖刷嚴重的河段,適當修建擋水陂頭,減緩流速;有條件時,把防沖和引水灌溉結合考慮,綜合利用。
對于沒有嚴重淤積的河道,規劃河底坡降以現在河道坡降為基礎,局部挖填,避免大幅度改變河道現狀;對于淤積嚴重河道,結合設計洪水流量、兩岸地形及設計斷面進行大方量開挖清淤,以設計洪水位不高于地面高程為宜,但必須同時做好流域內上游產流區的水土保持工作,在松散沖積物主要形成區出口段采取修建水庫、格柵壩、攔砂壩等措施,有效攔截上游沖積物,避免剛清挖河道很快再次被淤積。對于現狀坡降較大,兩岸土質抗沖能力差的河段在適當位置修建陂頭壅高水位降低流速,也可根據地形實際設置跌水。
對于老牛陂~社潭陂段河道現狀河底高程在A67~A63斷面之間存在一深潭,在規劃河底坡降時忽略其存在,以其他現狀底高程確定一合適的坡降,以目測適線,對A61~A59適當下挖,對于深潭段在整治時拋大塊石以防止深潭段進一步沖刷擴大引起新的崩塌。
3河道斷面形式、防護
大坡降河道由于水流流速大,沖刷能力強,河岸一般都是垂直或接近垂直的崩塌,因此在河道清淤整治時在條件允許時則進行削坡,對于景觀要求不大的河段采用梯形斷面即可,如受條件限制也可采用矩形斷面,對于城區段河段結合濱河公園以采用復式斷面為宜。斷面的尺寸以現狀河道斷面為基礎,以河道設計過流能力最終確定規劃斷面尺寸,對于現狀較寬河段予以保留,以利于水生生物群落的形成。
大坡降河道流速基本都大于土質河岸的抗沖流速,尤其對于小流域的上游,由于洪水暴漲暴落,對于零星居民點、農田等以防沖保護為主,可不設防洪標準,因此岸坡防護對大坡降河道相當重要。
坡式護岸:洪水位以下以天然石塊為主材,采用400mm~250mm厚蜂巢護墊、1000mm×1000mm×230mm(厚)規格的棕櫚石或厚400~500mm的干砌塊石,常水位以上坡度較緩區域可采用生態袋護砌,設計水位以上一般均采用土工三維護墊+草皮護坡。
墻式護岸:主要材料包括砼仿木樁結構以及自嵌式擋墻、蜂巢擋墻穿過城建區等修建土堤受限制的地段,采用防洪墻。根據受力情況分別采用不同的材料,堤坡需要承擔較大動荷載的,如堤路結合段,仍以混凝土擋墻結構為主;周邊是已建房屋的以樁式岸墻為主,周邊為山包且開挖為主的以采用仰斜式蜂巢擋墻為主;周邊無建筑物且需填筑的,則以自嵌式擋墻為主。
對于無條件進行削坡的矩形河段,采取墻式護岸。
4結語
(1)大坡降河道一般處于小流域中上游,現狀河底起伏大,在規劃河底坡降時可忽略局部起降大河段,基本以現狀河底高程確定規劃坡降;對于水土流失嚴重的小流域,由于河道淤積嚴重,可結合兩岸地形進行大方量開挖清淤,但需同時做好上游流域水土保持措施。
(2)河道斷面在受水流沖刷崩塌河段一般采用梯形斷面為宜,也可結合實際情況采用復式斷面或矩形斷面,但需采取適當的防沖措施。
參考文獻
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文章標題: 小流域大坡降河道清淤整治研究
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