滹沱河治理工程措施的選擇和布置

字號:

摘 要:“96.8”洪水以后,滹沱河進行了以防洪為主的較大規(guī)模整治。本文介紹了主要工程措施的選擇和簡要布置,為同類河道治理提供參考。
    關鍵詞:滹沱河治理;工程措施;選擇;布置
    1 前言
    滹沱河進入平原以后,為典型的游蕩性河道,河槽寬淺,主槽散亂,主流搖擺不定,流速較大,沖淤變化劇烈,遇洪水易泛濫成災,嚴重威脅國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)的安全,必須進行整治。
    “96.8”洪水以后,為提高滹沱河防洪標準,自1998年開始,分期分批實施了一系列治理工程,現(xiàn)將確定的主要措施和簡要布置介紹如下。
    2 堤防工程
    2.1 北大堤和南大堤的上延堤防工程是用來防止洪水漫溢災害的一種最古老而使用最廣泛的防洪措施,雖說是治標性的,但在現(xiàn)階段仍不失為防御洪水的一種重要措施。滹沱河現(xiàn)狀北大堤起于無極縣東羅尚村南,長101.1km,為1級堤防;南大堤起于深澤縣西三村北,長82.6km,為3級堤防。本次設計將南、北大堤均按3級堤防上延至京廣鐵路橋,分別叫北堤、南堤,上延的南、北堤之間的距離一般都在4-5km,這樣,即保護了兩岸良田不受洪水淹沒,又保持了該段滹沱河的容蓄能力。
    2.2 復堤和戧堤北大堤和南大堤堤頂高程凡不滿足本次設計水面線(考慮“96.8”洪水)和《堤防工程設計規(guī)范》(GB50286-96)要求或堤頂高程、堤頂寬度不夠的堤段,采取復堤措施以滿足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)狀情況,復士后北大堤堤頂寬度不小于8m,邊坡系數(shù)為4.0;南堤堤頂寬度不小于7m,邊坡系數(shù)為3.0.上延段大部分也都是在原有堤埝上加高培厚,考慮到堤本身較低,堤外地勢又逐漸抬高,堤頂寬度取5m,邊坡系數(shù)2.0-2.5.對于滲徑長度不足的堤段,戧堤是經(jīng)濟適用的措施。戧堤可以從堤前戧、堤后戧或前后都戧,這要根據(jù)現(xiàn)有堤防狀況、地形地質條件、施工條件確定。
    3 丁壩、鎖壩和導流排
    3.1 丁壩滹沱河出山后,從靈壽、鹿泉至晉州、深澤,歷年來修筑了數(shù)十條丁壩,“96.8”洪水中大部分被沖毀。這次修復設計中,滹沱河出山后的一段河道內(nèi),由于河床突然放寬至數(shù)公里,水流橫向擺動大,河勢流向變化急劇,在這樣的河段適當布置一些丁壩,發(fā)揮其主導作用以控制水流是必要的。
    丁壩有長丁壩和短丁壩之分。長丁壩有束窄河槽,將水流動力軸線移向對岸,改變主流位置的功能;短丁壩只能挑托水流外移或迎托水流,起局部擴岸護灘作用。在本次修復設計中,對原有丁壩的功能進行重新認定,特別是對有挑流作用的長丁壩持謹慎態(tài)度。長丁壩的挑流應以不影響對岸堤防或岸灘穩(wěn)定為原則,對于伸入河段制導線以內(nèi)的丁壩一律減短至制導線以外。例如無極縣25#丁壩由原來的675m縮短為510m,北中山險工布置的丁壩群,盡管主流已逼近北岸,但由于該河段狹窄僅300m,采用了長22-37m的短丁壩方案,只頂托水流,削殺水勢,無挑流作用,不影響對岸。
    單獨布置一座丁壩,易引起其上下游水流情況的惡化,同時考慮到滹沱河洪水來勢洶猛,一座丁壩難以承受巨大的水流沖擊,因此,丁壩大都布置成丁壩群,少者四五座,(正定大孫村D1、D2、22#、D3丁壩),多者十余座(無極辛莊-佛堂營14座丁壩和深澤北中山川12座丁壩)。用于防洪護堤的丁壩,布置成非淹沒丁壩,壩頂略低于堤頂高程而高于50年一遇洪水位,如靈壽縣、正定市、無極縣中合流至佛堂營14座丁壩;用于保護河灘的丁壩,壩頂一般與灘地齊平,如深澤北中山和高廟丁壩群。為使壩頭前水流平順,丁壩布置成下挑,丁壩軸線與水流方向交角60-65°。丁壩的間距,按過壩后水流擴散邊線不出下一丁壩壩身為原則,一般為壩長的2-4倍。這樣,既能充分發(fā)揮每一座丁壩的作用,又能保證兩壩間不發(fā)生沖刷。
    丁壩壩頭受水流頂沖,防護工程量大,可采取丁壩連續(xù)導流排的結合型式,王崗、姚莊等險工就是采取這種結構形式,效果很好。
    3.2 鎖壩在滹沱河中下游河段,由于筑堤、蓋房取土等原因,造成灘地沿南、北大堤形成一條寬、深不一的堤腳溝,洪水上灘后,即在溝中形成一股堤跟隨流,或大或小,甚者可誘導主流逼近大堤,危害極大。對于這種堤腳溝和通向堤腳溝的汊溝,采用鎖壩予以堵塞,以促進其淤塞衰亡。當?shù)棠_溝較長時,應布置成鎖壩群。
    鎖壩壩頂?shù)闹胁坎贾贸伤?,兩端?%-5%的坡度升高并與灘地銜接,使得壩頂過流時自中心向兩側發(fā)展,緩流落淤自兩側向中心發(fā)展,直至淤平。當采用鎖壩群時,間距一般取鎖壩長的1.0-1.5倍
    3.3 導流排滹沱河上采取導流排防護的有王崗、姚莊、呂漢險工和石佛高速公路藁城段險工。導流排的主要功能是用來消減水勢和導引水流,在導流排之間,緩流落淤。由于是透水的,它的挑流作用較小。導流排是輕型結構,工程量、投資較丁壩省。導流排長度按河道整治線確定,導流排軸線與整治線的夾角取70-90°,間距取導流排長度的1-3倍。為加速導流排之間的落淤,可在兩導流排的頭部用簾板連接,做成順水流方向透水的順排。滹沱河上的導流排均布置成淹沒式,以充分發(fā)揮其作用。