劉新華
(平定縣河長制辦公室工作處,山西 平定 045200)
陽泉市平定縣地貌類型復(fù)雜多樣,山地、丘陵、階地較多,平川、溝地較少。地形為中高山地,間有河谷及狹小盆地。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,受日照和冷曖氣流交替影響,一年中氣候變化明顯,四季分明。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源蘊(yùn)藏豐富,優(yōu)質(zhì)無煙煤儲量大,埋藏淺,易于開采,煤炭灰份低,含硫少,發(fā)熱量大,煤質(zhì)優(yōu)良,其他的礦藏資源如煤層瓦斯氣,紫砂陶土地、鐵礦、砂巖也十分豐富。
流域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,封凍期一般在12月中旬至次年3月中旬,多年平均封凍期為90d。每年5月日照時數(shù)最大,2月最短,年均實照時數(shù)為2732.3h,高于10℃期間的日照時數(shù)為1695.5h。年均氣溫在 10℃~11℃之間,7月最熱,平均氣溫為23.5℃;1月最冷,平均氣溫-5℃左右,春秋氣溫變化較大,回升或下降均較快。無霜期約為160~180d,平均風(fēng)速2m/s,最大風(fēng)速28m/s。
紅巖嶺自然風(fēng)景區(qū)位于山西省平定縣東北部的岔口鄉(xiāng),為太行山秋林山脈腹地,地處平定、盂縣與井陘縣交界地帶,位于陽泉市東偏北50km處,景區(qū)群峰雋秀,松柏青翠,四季皆美。
黃楊河是冶河的一條支流,起源于岔口鄉(xiāng)的西頭嶺村、向西北經(jīng)小嶺、西家莊村、神靈臺、神水泉、楊樹莊出縣境入河北省后流入滹沱河。紅巖嶺景區(qū)河道工程,位于黃楊河河道上,上游河道長10km,控制流域面積57km2,河道比降34.2‰。
紅巖嶺景區(qū)河道工程,地處黃楊河神水泉段,為平定縣紅巖嶺景區(qū)玻璃棧道配套景觀工程。河道寬15m,堤壩河底以上4.5m,基礎(chǔ)埋深1m,堤防埋設(shè)在基巖上。景區(qū)河道工程于河道上新建兩座單孔拱橋,分別是前橋與里一號橋,橋梁與河道正交,橋長均為15m。
河床演變規(guī)律與河道特征密切相關(guān),不同特征的河道呈現(xiàn)不同的演變規(guī)律。影響河床演變的因素包括來水、來沙條件,河床、河岸地質(zhì)地貌等邊界條件以及下游侵蝕基準(zhǔn)點(diǎn)的影響等。這些因素又與河流本身的特點(diǎn)相結(jié)合,使河流處于不斷變化中。一般河道在長期水流的作用下,會達(dá)到動態(tài)沖淤平衡,導(dǎo)致輸沙不平衡的因素,除地區(qū)的地質(zhì)、地貌、氣候、土壤、植被等自然特征外,人類活動也是重要原因之一。
根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)規(guī)定,紅巖嶺景區(qū)景源級別為市縣級,保護(hù)價值、防護(hù)等級為Ⅳ級,受淹損失小。防洪標(biāo)準(zhǔn)可選30~10年一遇,由于橋梁為外圍配套設(shè)施,故本次防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。項目區(qū)河道防洪標(biāo)準(zhǔn),項目區(qū)所在河道均為鄉(xiāng)村段河道,河道標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇(P=10%)。
黃楊河流域面積57km2,主河道長10km,流域平均坡度34.2m/km。根據(jù)《山西省水文計算手冊》流域水文下墊面產(chǎn)流地類圖、匯流地類圖,工程段河道以上流域水文下墊面產(chǎn)流灰?guī)r森林山地9.0km2,灰?guī)r灌叢山地48.0km2;下墊面匯流森林山地9.0km2,灌叢山地 48.0km2。
工程段流域?qū)贌o資料地區(qū),本次評價設(shè)計洪水采用山西省2011年編制完成的《山西省水文計算手冊》中的流域模型法、推理公式法和經(jīng)驗公式法,分別進(jìn)行了計算。黃楊河10年一遇(P=10%)洪峰流量,流域模型法計算結(jié)果為80m3/s,推理公式法為69m3/s,經(jīng)驗公式法為78.9m3/s;20年一遇(P=5%)洪峰流量,流域模型法為134m3/s,推理公式法為121m3/s,經(jīng)驗公式法為122.2m3/s。
三種方法結(jié)果接近,三種方法中流域模型法匯流計算方法理論最為嚴(yán)謹(jǐn),對流域經(jīng)過產(chǎn)匯流計算,能夠得出較為理想的設(shè)計洪水值;另外,從安全的角度考慮,流域模型法計算結(jié)果偏大,故本次選用流域模型法計算結(jié)果,即黃楊河10年一遇洪峰流量80m3/s,20年一遇洪峰流量134m3/s。
本次評價按明渠恒定非均勻流進(jìn)行水力計算,采用試算法推求工程上下游的水面曲線,并比較工程處上下游河段工程建設(shè)前后變化,河道水面線計算成果見表1。
表1 河道水面線計算表(P=10%) 單位:m
橋梁工程為拱橋,發(fā)生20年一遇洪水時,里一號橋水面線高程683.66m,橋底面板高程686.81m,凈空高度3.15m;前橋水面線高程672.26m,橋底面板高程675.38m,凈空高度3.12m。故發(fā)生20年一遇(P=5%)洪水時,洪水可從橋下通過,不會漫過橋梁,滿足凈空要求。
黃楊河10年一遇(P=10%)沖刷處的水深1.01m,平均流速5.54m/s,沖刷深度0.64m,埋深1.0m,滿足沖刷要求;20年一遇(P=5%)沖刷處的水深1.43m,平均流速6.67m/s,沖刷深度0.98m,埋深1.0m,滿足沖刷要求,河道水面線計算成果見表2。
工程項目位于陽泉市平定縣,工程段河道為天然河道,無其他水利及流域規(guī)劃。
本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,工程段河道標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。符合《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)要求。
兩座拱橋均在河道以上建設(shè),不占用河道行洪斷面,施工完成后將按原地貌恢復(fù)河道現(xiàn)狀,工程在運(yùn)行期內(nèi)基本不影響河道行洪。但施工時將會在施工期對河道行洪造成影響,建議工程建設(shè)施工安排在非汛期。通過對河道歷史演變與近期演變概況分析,并結(jié)合河道橫縱向現(xiàn)狀,認(rèn)為河道現(xiàn)狀河勢基本穩(wěn)定。
本工程施工過程中對堤防有一定的擾動,應(yīng)采取相應(yīng)保護(hù)措施避免損毀堤防及橋梁。應(yīng)及時恢復(fù)堤防原貌,并采取相應(yīng)措施盡量減少對堤防質(zhì)量的影響。10年一遇洪水時,工程處產(chǎn)生最大壅水高度為0.22m,壅水長度418m。20年一遇洪水時,工程處產(chǎn)生最大壅水高度0.34m,壅水長度441m。
兩座拱橋均在河道以上建設(shè),不占用河道行洪斷面,施工完成后將按原地貌恢復(fù)河道現(xiàn)狀,對河道水面線沒有影響。工程建設(shè)安排在非汛期施工,減小對河道行洪的影響。施工單位在施工前應(yīng)與有關(guān)單位積極協(xié)調(diào),制定合理的施工方案,不得影響第三人的合法水事權(quán)益。
表2 河道水面線計算表(P=5%) 單位:m
工程運(yùn)行期間基本不會影響汛期的防汛搶險。施工期間將會對汛期河道防洪構(gòu)成威脅。因此,工程應(yīng)安排在非汛期施工。
在施工期間,由于施工道路的修建、河槽土石方開挖、漿砌石護(hù)岸及施工留下的其他各種廢棄物等,將對河道的環(huán)境、水土保持產(chǎn)生一定的影響。同時,在施工期間,施工棄渣、施工單位生產(chǎn)生活廢水和污水的排放對水質(zhì)會有一定影響。
工程完工后,一般情況下不會對河道水環(huán)境及周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
黃楊河工程段河道基礎(chǔ)埋設(shè)在基巖層上,且埋深滿足沖刷要求。
工程施工期必須安排在非汛期進(jìn)行,施工單位要與河道主管部門、水情部門保持密切的聯(lián)系,根據(jù)洪水預(yù)報,合理安排工期,以確保安全順利施工。施工完成后,應(yīng)及時清除施工便道等臨時建筑物,所產(chǎn)生的棄渣、廢料也應(yīng)及時清理出河道,集中處理,并按有關(guān)規(guī)范要求恢復(fù)河道原狀,以保證汛期行洪暢通。
為保證河道防洪工程的安全運(yùn)行,在本工程完成后,工程建設(shè)單位應(yīng)及時恢復(fù)阻塞、破壞河槽處。
工程建設(shè)單位應(yīng)做好工程范圍上、下游排水口等設(shè)施的調(diào)查工作,并與其積極溝通,避免施工可能對第三人的水事權(quán)益造成影響。
加強(qiáng)施工期間的管理,禁止棄土、棄渣排入河道,禁止施工期間生產(chǎn)、生活污水直接向河道排放,以減少施工期對環(huán)境的影響程度;切實做好水土保持工作,盡量減少臨時占地和周邊生態(tài)環(huán)境的破壞程度,防止工程施工中對河道的破壞,同時避免拖延施工進(jìn)度和出現(xiàn)意外事故造成重大損失。
切實做好水土保持工作,防止對河道的破壞。工程建成以后,工程管理部門及當(dāng)?shù)丨h(huán)保、水行政部門應(yīng)加強(qiáng)河道的管理措施和環(huán)保力度,以免給河道環(huán)境造成破壞。應(yīng)做好河道環(huán)境保護(hù)、避免水體污染和不能影響河道行洪等工作。
通過對紅巖嶺景區(qū)進(jìn)行防洪分析、綜合評價,結(jié)果表明兩座橋不占用河道行洪斷面,工程在運(yùn)行期內(nèi)基本不影響河道行洪。河道工程針對工程建設(shè)可能產(chǎn)生的水利影響,提出了可行的補(bǔ)救措施,為河道工程施工提供了可靠依據(jù)。