浅析古浪古浪河流域综合治理工程河道堤防设计

【摘 要】 物流园区段是古浪县古浪河流域综合整治工程的重要组成部分。河道整治工程的总体布置在以利行洪的前提下兼顾了古浪县计划新区规划建设；堤身设计按坡式、坝式、墙式等防护型式四种方案进行了比选。设计方案实施后，运行情况良好，堤防工程设计方案合理。

【关键词】水利工程 堤形选择 坡式 坝式 墙式等防护型式

1 工程概况

古浪河是内陆河流域石羊河水系的一条主要支流，流域面积883km2，古浪河上游主要支流有黄羊川河、龙沟河，下游支流有柳条河。其中龙沟河为古浪河的最大支流，由发源于乌鞘岭主峰西毛毛山北麓的小龙沟河和发源于天祝县大泉头的磨河。上游高山发育着原始森林，植被较好，中、下游两岸山坡植被较差，生态环境脆弱。流域为长条形，主沟长35km，宽8km，河道纵坡32‰，地势南高北低，海拔在1900～2900m之间。中部山前平原地带海拔在1733～2568m之间。气温随高程变化而变化，降水随高程增加而增加。本工程共治理河道长度15.8km，包括乡村防护段、县城防护段和物流园区段，按照各河段设计洪水的不同分为5段治理。

2 堤线的布置

堤防设计主要设计内容为两岸堤防的建设，为了确保沿规划控制岸线加固堤防，疏浚河道，堤线力求平顺，避免出现折线或急弯，使水流畅顺，以利行洪；以规划控制岸线为基础，尽量结合现有的道路，减少拆迁，以降低工程造价；在满足防洪的基础上，堤形布置体现以人为本的规划理念。

3 堤防工程设计

3.1 堤距确定

防洪堤合理堤距的确定是一个比较复杂的问题，需进行多方案的比较，可依据河道稳定宽度、设计洪峰流量、河道天然比降、河道转弯角度等因素确定。合理堤距确定应满足安全、经济、通畅的要求，同时根据河相关系，不改变河道形态，尽量少占耕地或不占地，所选堤距应大于稳定河宽，并且根据具体情况，多方面综合考虑，最后确定堤距。

根据现场踏勘及实测情况，项目区河道宽度在30～100m范围之间，按造床流量计算出最大稳定河宽25.9m，据安全、经济、通畅、合理的原则，合理堤距基本维持现状河堤，为满足整体河势平顺的要求，尽量少占用耕地和荒地。

3.2 新建防洪堤堤型比选

堤岸一般有坡式、坝式、墙式等防护型式，三种防洪堤均能有效防护岸坡淘刷、坍塌，以达到保护河岸农田及沿岸居民的安全。根据已建工程的经验，结合古浪河各段河道实际地形条件，对三种防洪堤进行比选。

墙式（重力式）护岸多适用于河道狭窄，堤外无滩易受水流冲刷的坎岸地段，其护岸结构多采用浆砌块石砌筑，稳定性好，但墙身断面较大，圬工量大，对基础条件要求高。以磨河段堤高2.5m，基础埋深1.5m的典型断面进行计算，墙式（重力式）护岸每公里工程造价约125万元。

坡式护岸适应于滩地河床填方堤坝，具有结构简单，施工工艺不复杂，维修养护较容易，圬工量小等特点。能较好地适应地基条件，整体稳定性较好；能有效的吸收波能，对强风浪区有较强的适应性；当地有较丰富的砂砾石料，部分淤积河段疏浚河槽时开挖的砂砾石可用来填筑河堤，筑堤材料能就地取材。同样以堤高2.5m，基础埋深1.5m的典型断面进行计算，堤防工程每公里造价约为100万元，护岸工程每公里造价约为77万元。

从稳定、经济角度考虑，坡式护岸优于墙式（重力式）护岸。浙江省《河道生态建设技术规范》DB33/1038-2007中提出，河道护岸横断面首选斜坡式护岸，其次为墙式（重力式）。可见斜坡式护岸适应性较广。从实际运行分析，古浪河治理段大多属于滩地河床，地形较开阔，修建砂砾石填筑的梯形断面斜坡式防洪堤能较好地达到工程建设目的，因此设计阶段将坡式护岸作为主要的工程措施，但因部分河段河道狭窄，河岸紧靠两岸房屋，受地形限制无法修建坡式护岸，故这部分河道防护采用墙式（重力式）护岸。

3.3 堤岸护坡材料的比选

防洪堤护岸形式综合考虑安全、耐久、生态、经济、景观等因素确定。常用的有植物护坡、堆石（含铁丝网、钢丝网、纤维网）护坡、干砌石护坡、浆砌石护坡、砼护坡。工程区干旱少雨蒸发量大，多年平均降水量361.8mm，蒸发量1783.8mm，不宜采用植物护坡；堆石护坡体积较大，当地块石较缺，粒径较大的卵石或漂石需从河道中人工拣集（含量约占15%），不宜采用；干砌石护坡断面较浆砌石或砼大，整体性差，在河岸线较长的情况下管理难度较大，当管理不善时护坡干砌石有可能被他人作为料源窃走利用，因此本工程未考虑干砌石护坡。

坡式护岸材料采用浆砌石和砼两种方案比选，浆砌石护岸具有结构简单，抗冻胀、抗泥石流冲击性能好，但墙身断面大，圬工量较大，对基础条件要求高，经分析，每公里造价约为110万元。砼护岸具有墙身断面较小，具有一定抗冻胀、抗渗能力，结构轻巧，整体性好，且圬工量小等优点，每公里造价约为77万元。

墙式（重力式）护岸材料仍选用浆砌石和砼两种方案比选，经分析，浆砌石护岸每公里造价约为125万元，砼护岸每公里造价约为154万元。

对以上几种防洪堤护坡材料从技术、经济比较后，坡式护岸推荐砼护岸型式，墙式（重力式）护岸推荐浆砌石护岸型式。

3.4 堤顶高程确定

依据《堤防工程设计规范》（GB50286―98）和《工程建设强制性条文・水利工程部分》规定，防洪堤安全超高为防洪堤安全加高值加上设计波浪爬高和设计风雍增水高度，利用古浪河的多年平均最大风速和修堤后河道各控制断面的水力特性，根据《堤防工程设计规范》进行堤顶超高和波浪计算。

依据《堤防工程设计规范》（GB50286―98）第2.2.1条和《工程建设强制性条文・水利工程部分》规定，4级不允许越浪的堤防安全超高取0.6m，5级不允许越浪的堤防安全超高取0.5m。

4 结语

古浪县古浪河河道治理工程先后经专家多次论证而确定。在项目实施过程中，针对施工中发现的实际地质条件，加强基础处理，工程主体结构按照既定设计方案施工后，工程运行情况良好，因此，堤防工程总体设计方案合理。