陵川县白洋泉河河道治理工程设计分析

摘 要：简述了白洋泉河的概况，分析了白洋泉河现状及主要问题，从工程任务与规模、工程总体布置等方面，重点介绍了白洋泉河河道治理工程农村段的设计情况。

关键词：白洋泉河；河道治理；农村段

1 概况

白洋泉河是丹河的一级支流，发源于陵川县平城镇杨寨村，于泽州县东下村乡棘针掌汇入丹河干流，流域总面积625.3km2，流域长度48km，平均宽度13.65km，平均纵坡10.2‰。

河道设计治理长度9.5km，分县城段和农村段两部分。县城段治理长度2.65km，起止桩号0+000～2+650；农村段分3段，治理长度为6.25km，起止桩号为4+300～5+670、16+670～17+786、39+466～43+230；支流入河口治理长度0.8km。

2 任务及规模

工程任务为保护各治理段范围内的人口、耕地和交通道路的防洪安全，理顺紊乱的河道，减少河床摆动，清理河床淤积，根据治理河段现状布置堤防。县城段河道保护6个村、1.2万口人、800亩耕地、1条县道，1座桥梁及4条乡村道路的防洪安全；乡村段河道保护6个村、0.9万口人、2500亩耕地、1条高速公路、2条县道、4座桥梁及7条乡村道路的防洪安全。

根据《防洪标准》（GB50201-94），工程治理范围内沿河两岸村镇人口少于20万，工矿企业基本属于小型，防洪等级标准为：县城段Ⅳ等，乡村段Ⅴ等；重现期适合采用县城段20年一遇，农村段10年一遇。

3 水文地质条件

3.1 水文

根据《山西省水文计算手册》对河道分段进行洪水计算。白洋泉河治理河段分段洪峰流量结果如下：（1）云谷图段防洪标准为10年一遇，河道最大设计洪峰流量为47.2m3/s；（2）潞城段河道设计标准为10年一遇，河道最大设计洪峰流量为192m3/s；（3）丈河村段河道设计标准为10年一遇，河道最大设计洪峰流量为228m3/s。（4）支流羊河段防洪标准为10年一遇，河道最大设计洪峰流量为40.2m3/s。

3.2 地质

本区地貌形态主要为黄土丘陵区，剥蚀侵蚀严重，沟谷发育，大部为平缓低山，以剥蚀为主。治理段地形总体平坦开阔，地表覆盖上更新统黄土，侵蚀下切及水土流失严重，河床普遍淤积提高，沿岸黄土冲沟及阶地发育，主河床较窄，形成较宽的河漫滩。岩性为第四系全新统冲积物。地下水含水类型主要为松散岩类孔隙水，次为岩溶裂隙水及少量上层滞水，松散岩类孔隙水主要赋存于第四系松散及堆积层中；裂隙水埋藏于基岩石灰岩岩溶裂隙中，上层滞水零星分布于人工填土和第四系粘性土中。

区内未见自然不良地质现象。由于本区地势平坦，不会发生大滑坡、泥石流等不良地质现象。根据实地踏勘和调查区域地质资料，在工程区及其附近不存在全新活动断裂构造，也未发现滑坡、崩塌、泥石流、采空区、地面沉降等不良工程地质作用。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），确定堤防工程区地震动峰值加速度为0.05g（相当于地震基本烈度Ⅵ度），不考虑地震液化问题。

4 工程现状及问题分析

4.1 工程现状

陵川县位于山西省东南端，属太行山革命老区，是全省“两区”开发县（区）之一，经济基础相对薄弱。近年来，全县大力实施“生态立县、工业强县、开放活县”三大战略，努力转变经济发展方式，县域经济快速发展。随着城市建设的快速发展和河道两岸居民生产活动的加快，天然河道被挤占现象越发严重。如本工程县城段全长2.65km全被挤占或开垦种植；农村段全长6.85km，全部被开垦种植。以上种种现象致使河道的行洪能力伤失或大大减弱。

4.2 问题分析

数十年来，全县降水量偏少，河道基本常年干涸，即便在汛期也是少水，河道防洪重要性得不到体现。同时由于河道在管理方面存在诸多难题，城市快速发展产生的大量建筑和生活垃圾随意倾倒河道内，严重堵塞河道；河道沿线居民则大面积开垦河床，加速河道两岸水土流失，岸线破损，生态多样性处于劣势，急需改善。

山体森林覆盖水平较低。如若突发较强降雨，将给河道沿线农田、厂矿和居民人生财产带来巨大损失。因此，治理本工程势在必行。

5 工程设计

5.1 工程布置原则及堤型选择

5.1.1 工程布置原则

工程堤防布置服从河流的流域规则，利于工程安全和综合效益的发挥；堤线走向与布置位置，应服从河流的治导线；堤距应能满足河道过水断面要求，保证设计的洪峰流量能安全通过；河道底坡基本按河道现状底坡进行布置。

5.1.2 堤型选择

根据工程实际情况，堤防型式主要有浆砌石护岸堤防和浆砌石重力式堤防两种。护岸堤防顶宽0.5m，迎水坡比1：1.5，背水坡比1：1.0；重力式堤防顶宽0.5m，迎水面直墙，背水面坡比1：0.35；堤内均设有Ф50mmPVC排水管，梅花型布置，间距2.0m，后设反滤；堤防每隔10.0m设分缝，缝填聚乙烯闭孔泡沫板。

5.2 堤顶高程的确定

根据《堤防工程设计规范》GB50286-2013，堤顶高程应按设计洪水位加堤顶超高确定。

河道设计水深采用规范推荐的公式，逐段试算，公式为：

堤顶安全高度采用下式计算：

Y=R+e+A

5.3 堤脚防冲设计

根据《堤防工程设计规范》GB50286-2013，堤坝冲刷深度按下式计算：

5.4 堤防稳定计算

计算考虑堤防抗滑和抗倾覆两种状态。

抗滑稳定计算采用抗剪强度公式：

5.5 支流入河口治理

汇入口堤防型式为M7.5浆砌石重力式堤防，堤防顶宽0.5m，迎水面直墙，背水坡比1：0.35；堤内设有Ф50mmPVC排水管，梅花型布置，间距2.0m，后设反滤。堤防每隔10.0m设分缝，缝填聚乙烯闭孔泡沫板。对汇入口河床全断面铺设铅丝石笼治理。

作者简介：王陵峰，男，现工作于晋城市陵川县水务局。