沈阳市于洪区蒲河九龙河综合治理规划研究

2018-11-06 08:25张荣坤
水利科学与寒区工程 2018年10期
关键词:于洪区蒲河堤顶

张荣坤

(辽宁省白石供水有限责任公司,辽宁 沈阳 122000)

1 基本情况

蒲河为浑河右岸较大的一条支流,发源于铁岭县横道河子乡想儿山,流域面积2540 km2,河道全长205 km,于洪区境内河长32 km。蒲河流经于洪区的西北部,该段为蒲河的中游段,除一小部分区域处于丘陵边缘地带外,其余大部分流经平原地区,地势平坦,河流比降平均为2.5‰,河床宽浅,河床质为细砂和淤泥,两岸有连续堤防。土壤类型为水稻土和草甸土,土壤肥沃,是沈阳市的主要产粮区。

九龙河为蒲河右侧支流,是辽河下游平原区排水河道,流域面积336 km2,河长30.4 km,其中于洪区境内河长14.3 km。九龙河两侧堤距约70~80 m,河道主槽宽度为30~35 m,坡降0.18‰~0.40‰。

蒲河、九龙河流域属大陆季风性气候,气温随季节变化明显。多年平均无霜期为158 d,多年平均结冰期为150 d左右,土壤冻结深度为1.2~1.5 m;流域内平均风速为3.5 m/s,最大风速出现在4—5月,最大风速达28 m/s。流域年平均降水量为690 mm,流域内降水在年内分配上很不均匀,全年降水大部分集中在7、8月份,占全年的50%左右。于洪区段处于蒲河流域的中心,年平均降水量691 mm。

2 河道存在问题

蒲河两岸堤防局部未达到20 a一遇防洪标准,较多断面和较长河段套堤堤顶高程不能满足10 a一遇设计标准要求;九龙河铁路桥下局部河段不满足10 a一遇防洪标准,十里河桥下游至沈彰高速4.3 km堤防年久失修,每年汛期险情不断,严重威胁两岸20多个村屯和10万多亩耕地安全。

蒲河、九龙河堤防及套堤均未进行岸坡防护,不利于防洪和区域发展对水景观的需要;另外,为满足休闲观光带建设需要,对蒲河部分跨河建筑物进行拆除重建,以及在蒲河、九龙河上新建部分拦河建筑物,形成梯级水面。

3 总体思路与目标

根据《沈阳大工业区发展纲要》《沈阳市于洪区国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《九龙河休闲观光长廊发展规划》,计划通过工程建设牵动并不断推进全区现代生态型都市农业发展进程。秉承安全可靠、经济合理、尊重自然、保护生态和人文景观相结合的原则,综合考虑河道防洪、河流生态与人水和谐等需要,打造于洪区核心区“九龙河休闲观光长廊”。

结合九龙河、蒲河河道现状,确定本次规划的范围为:蒲河沈山铁路桥以下至新民界段,规划河长7.62 km;九龙河上游于洪区区界至蒲河河口段,规划河长14.3 km。规划水平年为2020年,蒲河防洪标准确定为20 a一遇、蒲河套堤防洪标准为10 a一遇、九龙河防洪标准为10 a一遇。

4 综合治理工程规划

本次综合治理工程规划的主要建设内容有:堤防加固工程、岸坡防护工程、水景观拦河工程、清淤疏浚工程、跨河建筑物工程。

4.1 堤防加固工程

规划范围内蒲河堤防经过多次整修,堤线已基本固定,本次规划仍采用原堤线;对规划范围内未达到防洪标准的堤段进行加高、加固;九龙河回水段曾按蒲河20 a一遇回水标准进行过整修,回水段以上河段多为民堤,此次规划按设计标准进行统一整修。

4.1.1 蒲河堤防

蒲河两岸堤防基本达到20 a一遇的防洪标准。未达标河段有两处:一是304国道桥路面与左右堤交叉处的高程比设计堤顶低0.7~1.0 m;二是铁路桥下右堤局部高程较设计堤顶低0.5 m。于洪区已规划对304国道桥进行改建,304桥道口堤防在桥梁改建中按设计堤顶高程改建路面,因此不纳入本次规划;铁路桥下右堤局部未达到设计防洪标准堤段,故需要进行加高。堤防设计迎水坡坡比1∶2.5,背水坡坡比1∶3,堤顶超高1.5 m。

4.1.2 蒲河套堤

蒲河现状较多断面和较长河段套堤堤顶高程不能满足10 a一遇设计标准,规划对这些河段堤防进行加高,且现状套堤顶宽极不平均,左堤顶宽1.1~32.3 m,右堤顶宽2.5~41.1 m。综合考虑水景观、游览、防汛交通及拦河闸日常运行管理维护等交通需要,堤防迎水坡坡比等于或缓于1∶2;按5 m控制套堤顶宽,不足处进行拓宽,堤顶超高按0.5 m设计,其中堤顶砂石路面宽3.5 m,两侧各0.75 m绿化带,因现状套堤50%以上堤段顶宽大于8 m,故不另设错车平台。

4.1.3 九龙河堤防

九龙河主要河段基本已达到设计标准,铁路桥下局部河段不满足10 a一遇设计防洪标准,规划加高,并按5 m标准控制顶宽,每间隔100 m设置错车平台。

4.2 岸坡防护工程

蒲河堤防、套堤和九龙河堤防均未进行防护,洪水时土堤受河水淘刷易引起塌岸,对堤防安全不利。规划河段处在于洪区拟建设的九龙河休闲观光带核心范围内,堤防的综合治理要综合考虑水景观要求[1]。此次规划对蒲河、九龙河两岸进行适当防护,兼顾防洪与水景观需要,防护形式根据河段和景观设计位置确定。

蒲河两侧大堤距主槽较远,最大堤距超过1 km,且现滩地已栽种树,堤脚流速较小,故不安排工程措施,仅对大堤迎背水坡播洒草籽进行植物防护。

蒲河套堤靠近水面,考虑建闸后整体景观要求,设计采用石笼、卵石、植物防护相结合的方式进行套堤的岸坡防护。具体为:主槽两侧采用6 m长石笼护底,石笼延至河岸0.5 m,河两岸紧接石笼进行卵石结合耐淹植物护岸,高1.5 m,其上直至套堤坡顶播洒草籽进行植物防护,同时亦可满足景观要求;套堤背水坡亦播洒草籽进行植物防护。

九龙河沈山铁路桥以下采用与蒲河套堤相同的防护型式,其卵石结合耐淹植物护岸高度为1.0 m;沈山铁路桥以上至于洪区界两侧堤坡播洒草籽进行植物防护。

4.3 水景观拦河工程

根据水面线计算结果,304国道桥上游旧闸工程不满足防洪要求,为满足河道防洪及水景观需要与区域发展规划相协调,本次规划对蒲河304国道桥上游旧闸进行拆除重建翻板闸,并在304国道桥下游1.5 km处新建一座拦河翻板闸工程,以形成梯级水面。蒲河两闸均采用水力自动翻板闸门拦河工程,闸高1.5 m,重建闸闸长70.0 m,新建闸闸长80.0 m。重建闸底板高程30.0 m,新建闸底板高程28.0 m;设计闸底板长8.0 m,厚0.9 m,闸室上下游分别设混凝土铺盖及消力池,翻板闸结构示意图见图1。

为在九龙河休闲观光带核心区形成阶梯式景观水面[2],规划在沈阜高速公路桥下游300 m、十里河桥下游600 m及达连桥下游1800 m处修建三座橡胶坝。橡胶坝坝高1.5 m,坝长30 m,采用充气式橡胶坝;设计坝底板长5.5 m,厚0.8 m,底板上下游分别设混凝土铺盖及消力池。橡胶坝结构示意图见图2。

图1 蒲河水景观拦河工程结构示意图(翻板闸)(高程单位:m;纵剖部长度:cm)

图2 九龙河水景观拦河工程结构示意图(橡胶坝)(高程单位:m;纵剖部长度:cm)

4.4 清淤疏浚工程

蒲河九龙河入口至旧闸河槽较窄,未达到《沈阳市于洪区蒲河整治综合开发项目建议书》设计底宽65 m的标准,水面线计算结果显示此段水面壅高。此次规划设计结合旧闸的拆除重建、套堤的填筑,对此段河道进行适当清淤开挖。设计河底宽度b=65 m,开挖边坡系数取m=2。

九龙河十里河桥至铁路桥段未进行过治理,现主槽淤积严重,束窄河床影响行洪;两侧滩地因当地群众自行取土,乱挖乱掘,遍布取土坑,感观极差,为与拟建设的九龙河休闲观光长廊相呼应,本次规划将此段河道进行清淤疏浚,拓宽整理河槽,疏浚土方用于两侧滩地取土坑的平整。河道断面底宽控制在36 m,以铁路桥桥上断面作为清淤的控制断面,河床比降按0.2‰控制,开挖边坡系数取m=2,清淤取土用于两侧滩地坑凹平整。

4.5 跨河建筑物工程

根据水面线计算成果,蒲河油田桥、304国道桥、旧闸以及九龙河光辉公路桥、十里河桥均存在壅水现象,应予以改扩建。目前,304国道桥的改建已经列入于洪区的规划,在改建设计中需要加大桥长保证泄洪、旧闸已在本方案中规划拆除,其他三座桥梁建议与权属部门协调进行改扩建,以满足防洪要求。

为通过对九龙河的治理,更好的拉动地区产业,规划在十里河桥上游修建一座交通桥。桥长50 m,宽7 m,双车道设计。桥墩为双侧圆截面立柱,直径1.2 m,墩台1.2 m×0.7 m。桥面为钢筋混凝土预应力空心板结构,板厚0.55 m。桥墩下设钢筋混凝土灌注桩,直径1.0 m,深15.0 m。

5 结 论

本研究主要形成了如下结论:

(1)建设蒲河、九龙河休闲观光长廊,主要依托堤防加固、岸坡防护、拦河、清淤和跨河建筑物五大类工程,以水景观建设和生态治理理念灌输全程,实现水环境改善、生态环境改善、居住和投资环境改善的最终目标。共规划治理河长21.92 km,其中蒲河7.62 km、九龙河14.30 km,工程总投资9855.32万元;

(2)本次综合治理规划尚有未尽事宜,一是蒲河304国道桥改建工程尚未开展,在前期工作阶段应提前参与,保证改建后堤顶高程达标;二是蒲河油田桥和九龙河光辉公路桥、十里河桥均存在壅水现象,应及时协调权属部门进行改扩建;三是本规划以工程措施为主,应在建设和管护阶段逐步探索适合的非工程措施,建立长效管理体制,保证工程发挥效益。

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