凡河铁岭新区段河道整治分析

邵 薇

(辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司，沈阳 110003)

1 概 述

凡河位于辽宁铁岭县，全段河长16.8km，流域基本呈东西走向，河流长度102km，建有大型水库——榛子岭水库，距河源40.7km，水库以下山间谷地较为开阔，两岸耕地以玉米、水稻为主，是铁岭县乃至辽宁省的重点商品粮产地。凡河流域内多山并且山势陡峭，干流较短，洪水、枯水流量相差较大，据30年余年资料统计，流量大时达2390m3/s，而枯水时却经常接近断流。榛子岭水库修建后对调节凡河下游河道的流量发挥了很大的作用，但由于其位于河道上游，对下游区间洪峰以至于辽河的错峰作用甚小，因此在市种畜场以下河段防洪任务依然很重。凡河河道生态治理工程主要施工项目有：堤防工程、护坡及护岸工程、清障工程、穿堤建筑物工程、道路工程。通过本工程可以提高河道防洪标准，减轻洪水威胁，

2 河道现状与存在问题

2.1 河道现状

新区水利工程均在凡河的下游平原地带，纵断面比降和流速都相对较小，河道淤积明显，河曲也很发育，由京哈铁路桥至辽河口段大的弯道有9处[1-2]。

凡河河道在京哈铁路桥以上无堤。凡河平原段铁路桥下河道比下降0.26‰，由于上游洪水汇流快，下游辽河洪水顶托严重，洪水期使此段水位雍高。由于凡河下游沿岸人口密集，城镇集中，从铁路桥至辽河汇流口建起了防洪堤20.6km，其中左堤10.2km(回水堤左岸6km)，右堤10.4km(回水堤5km)。102公路桥以下河段现有防洪标准为回水段20a一遇，凡河10a一遇。凡河下游现有堤防堤线曲折，堤距宽窄不一，并且堤身断面瘦小，回水段堤防顶宽5m，凡河段堤防顶宽2m左右。堤距最窄处不足100m。现有河道流心距为16.8km。

2.2 存在问题

凡河河道存在的主要问题是：凡河下游目前的防洪标准是10a一遇，辽河回水段20a一遇洪水，由于下游修建新城区，远不能满足城市防洪要求，防洪标准亟待提高。

3 防洪标准及堤线布置

3.1 防洪标准

凡河下游河道堤防的防护对象为铁岭市新城区。根据铁岭市总体规划，新区建成后市、县二级政府均迁往，新区面积25km2，人口20万人，为中等城市，城市等别为三等。

根据中华人民共和国行业标准《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92中第2.1.2条和中华人民共和国行业标准GB50201—94《防洪标准》中第2.0.1条规定，铁岭新城区和凡河的防洪标准分别为50-100a一遇和50a一遇，辽河回水段与城市段辽河防洪标准相同为100a一遇洪水(P=1%)。

3.2 规划原则

根据河道现状及防洪设计要求，在凡河下游102公路桥以下修筑防洪堤，堤防工程最大限度地与城市建设相结合。3+000-14+745段采用50a一遇洪水标准，辽河回水段0+000-3+000采用100a一遇洪水标准。

3.3 堤线布置

凡河现有河道蜿蜒曲折，在规划范围内有大的弯道9处，结合新区整体规划，利用其优美的自然景观，对铁路桥下游弯段和拟建的高速铁路下游弯段进行裁弯，其余均随弯就弯，最大限度地保持河道现有河势，同时减少河道土方开挖量。左、右岸堤线随弯就弯与主河道平行，二岸堤防的内侧堤肩距离采用350m。

该段河道蜿蜒曲折，现有河道流心距为16.8km，规划后河道裁弯2处，流心距14.75km。规划左堤长度14.26km，右堤长度14.23km。

3.4 河道纵断面

河道纵断面结合河道现有情况，同时考虑满足非汛期由凡河向莲花湖供水的需要确定， 0+000-10+000段河道比降0.262‰，10+000-14+745段河道比降0.632‰。

3.5 河道横断面

规划的河段为复式断面，主槽开挖成梯形断面，主槽上开口采用220m，边坡1∶2.5，坡面采用植草砖护砌。

3.6 堤防型式

堤防类型的选择要根据当地条件、当地材料、利用主槽开挖土料和现有堤防拆除土料填筑土堤，堤防采用梯形断面，堤顶按城市总体规划为生活道路，根据堤防工程设计的有关规范，主堤顶宽≥8m，次堤顶宽≥6m[3]。根据凡河下游的具体情况，考虑到防洪抢险和休闲旅游的需要，顶宽采用10m。

4 水面线推算

4.1 基本资料

4.1.1 河道断面

推求水面线时采用规划断面，主槽为梯形，开口宽为220m，边坡为1∶2.5，采用植草砖护砌。

4.1.2 河道糙率

规划后河道顺直，断面规则，主槽底为砂质，床面较平整，边坡为植草砖护砌。边滩平面顺直，为铺设方砖的人行路及草坪，纵断平顺整齐，无影响行洪的植物，据此查《水利计算手册》，主槽糙率为0.025，其它糙率为0.030[4]。

4.1.3 起调水位及设计流量

凡河汇入辽河的汇流口位于辽河大断面L165处，根据辽宁省水利勘测设计院所推算的辽河水面线成果， L165断面50a和100a水位分别为54.34m和54.81m，20a起调水位及凡河设计辽河相应水位均由L165断面内插并参考上游铁岭水文站水位流量关系确定，各种频率的辽河设计凡河相应、凡河设计辽河相应的流量及水位资料如表1所示。

表1 起调水位及设计流量成果表

4.1.4 河道交叉建筑物

1)跨河建筑物

凡河102公路桥下游河道现有跨河桥梁6座，即102公路桥、高速公路桥、京哈铁路桥、大凡河桥、小凡河桥和入河口跨河桥。

2)拦河建筑物

在城市总体规划中,铁岭新领域需要创建一个和谐统一的城市风格系统．要求凡河和莲花湖之间通过运河连接使水流成为整体并流动起来。

在桩号10+000处修建一道充气橡胶拦河坝，在非汛期凡河水面抬高后，将凡河水引入如意湖，并通过天水河向莲花湖输水，这样既能使如意湖、莲花湖水源有保证，又能使两湖及天水河流动起来，使凡河、如意湖、天水河与莲花湖一道成为赏心悦目的亮丽景观带[5-6]。

4.2 凡河水面线推求

4.2.1 回水长度计算

回水计算时采用辽河设计、凡河相应与凡河设计、辽河相应推求二条水面线，其交点即为回水终点，二条水面线的外包线为凡河回水水面线。

根据规划后的河道断面，按照能量守恒方程，推求各频率回水段水面线结果见表2、表3。

表2 P=1%凡河设计回水计算成果表

表3 P=2%凡河设计回水计算成果表

4.2.2 主槽标准复核

根据水面线推求结果可以看出，20a一遇洪水边滩水深基本在0-0.5m，认为20a后的标准洪水不会从主槽流出。

4.3 堤顶超高及高程

按堤防工程有关规范规定要求，计算结果P=1%时堤顶超高值为2.06m，P=2%时堤顶超高值为1.73m而规划辽河回水段及凡河段堤顶超高值均取2m。

4.4 规划河道标准的复核

规划河堤顶高程采用100a一遇洪水位加0.5m超高程，通过对各频率的设计成果比较可以看出，规划采用的河道防洪标准介于50a一遇洪水标准和20a一遇洪水标准之间，采用的堤顶高程比50a一遇洪水标准设计堤顶高程平均低0.9m，平均比20a一遇洪水标准高0.4m。

5 堤防设计

5.1 堤型与堤顶结构

基于的原则措施适应当地条件和使用本地材料,采用主槽开挖土料和现有堤防拆除土料填筑堤防，堤防采用梯形断面，两侧边坡不固定，迎水坡水平长度50m，背水坡水平长度30m，两侧边坡均随着堤高由高变低，边坡由陡变缓。考虑到樊凡河下游穿过新城区，结合旅游和防洪抢险需要，堤防顶宽采用10m。

5.2 筑堤材料与土堤填筑标准

土堤填筑前清除表面树根、草皮等杂质，清基平均厚度30cm。筑堤土料均为主河槽开挖料及现有堤防拆除土料，与阶地表面土质基本相同，根据地质勘察资料确定为低液限黏土。

依据堤防工程设计的相关规定，黏性土的填筑标准按压实确定，压实按二级路堤标准确定为0.92。根据对土料进行压缩试验及击实试验确定其设计干容重采用1.50t/m3，最优含水量20%。

5.3 堤防稳定计算

由于凡河堤防断面与两岸城市主干道相结合，堤顶宽度大，边坡缓，多缓于1∶15，其渗透稳定和抗滑稳定均不存在问题，不需进行计算。

6 结 语

通过河道整治措施，使凡河河道的防洪标准得到提高，可减免沿河两岸洪涝灾害的发生，大大降低了洪水对河道两侧耕地及人民生命财产的威胁，穿堤建筑物等措施实施后，对排除内涝、缓解农业用水矛盾等方面均起着至关重要的作用。工程建成后，规范的堤防、绿色的堤坡和与其配套的护堤林带，不仅具有良好的水土保持作用，也美化了河道两岸的自然环境，提高人民生活水平，具有极大的促进作用。