墨尔根河治理工程措施分析

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【题目】黑龙江省墨尔根河堤防加固探究 
【第一章】墨尔根河的河道治理研究绪论 
【第二章】水文与地质研究区概况 
【第三章】墨尔根河治理工程措施分析 
【第四章】综合治理工程效益分析 
【结论/参考文献】墨尔根河防洪工程探析结论与参考文献

　　第 3 章 墨尔根河治理工程措施分析

　　3.1 防洪现状及防洪要求

　　3.1.1 防洪现状

　　现在墨尔根河防洪堤工程主要兴建于六七十年代，随着农业生产的发展，防洪堤不断加长、加高、培厚，现有防洪堤总长度为 54.2km.其中：左岸庆安段 32.1km,防洪标准为 10 年一遇（部分险工弱段达不到 8 年标准）。

　　工程标准低，配套程度差。墨尔根河堤防工程抗洪能力不高，堤防缺少构造物，没有配套的防洪工程。一旦洪水到来，如不堵死缺口，则受洪水威胁，如果堵死缺口，则内水排不出去，造成内涝，可以说内外交困。1985 年发生了 50 年一遇的洪水，2003 年又发生了 50 年一遇的洪水，不到 20 年时间发生了两次较高频率洪水，给沿岸人民生命财产造成较大危害。

　　墨尔根河河道经多年的雨水冲刷，导致河道内产生多处淤积和冲坑，部分河漫滩被老百姓开发成水田，迫使河道淤积，致使位置在 0+178~6+492 河段内产生阻水情况。

　　目前河岸岸边近于直立，呈陡坎状，坎高 2.20m,上部岩性为低液限黏土，厚度 1.60m,下部为级配不良粗砂。低液限黏土抗冲性较好，但其下部级配不良粗砂抗冲性差，凸岸侧水流较湍急，将下部级配不良粗砂冲蚀后，上部低液限黏土将会产生塌岸，边坡 1:1.25,局部边坡形状不规则，坡脚立陡。

　　现有防洪堤总长度为 54.2km,左岸：庆安县境内防洪堤长度 32.1km,平均堤间距离是 300m,迎水坡比是 1:1.25;背水坡比为 1:1.5;堤防堤高 0.50m-2.30m,堤坡不规则。堤顶宽度 2.20m~3.30m.

　　行洪区内过度开发，围堤种地、围堤养鱼、植树造林、违章建筑等阻水现象严重，缩小了河道的行洪能力，抬高了洪水位，增加了防洪压力。

　　墨尔根河河道多年没有实施的疏浚，这导致了河道严重萎缩，即排洪能力逐渐下降，严重威胁沿岸居民的安全。

　　3.1.2 防洪要求

　　随着经济的发展和人口的增长，工业和商业企业的规模逐渐增大，目前的防洪标准已经不能满足实际的要求。为了促进庆安的社会主义新农村建设更快更好发展，必须对墨尔根河进行改造治理，来保证居民的人身和财产安全，增强流域内的防洪能力，采取必要的治理和改造措施，从根本上解决防洪和排洪的薄弱环节。

　　随着人与自然和谐发展，有效防御洪水和防洪的途径，应综合处理河流的管理，保护生态环境，开发和利用的河流，河流管理和防洪标准之间的关系。统筹兼顾河流治理与河道管理，防洪与排涝，近期与长远的关系。

　　制定有效的治理改造目标，从庆安的发展情况出发，判断墨尔根河存在的重点问提和环节，找到存在问提严重的标段，采取具体问题具体分析的有效措施，一个一个地突破，从而达到最好的治理效果。

　　通过墨尔根河治理的例子，提高人们的防洪和排洪兼顾的意识，处理好河流整改和城市的发展、流域生态环境保护、水资有效的开发利用等之间的关系。使我们的农村和城市的生态环境向着良性发展，真正做到人与自然和谐共处的统一。

　　3.2 防洪保护范围和标准

　　3.2.1 防护对象及范围

　　墨尔根河防洪工程对庆安县同乐乡及致富乡内的同乐村、同富村、巨富村双富村及永富村等十一个村屯。共 4.17 万人、工商企业 36 个、建筑、公路、交通、通讯、电力等基础设施以及 2 万亩耕地，具有保护作用，直接关系到这些地区的人民生命财产的安全。

　　3.2.2 标准和水平年

　　（1）标准

　　防洪堤的标准是 20 年一遇，排水标准是 10 年一遇。

　　（2）水平年

　　现状水平年为 2010 年，设计的水平年为 2020 年。

　　3.3 主要治理内容

　　本次治理措施对于河道淤积严重地段采用清淤处理，位于 0+178~6+492 处的河段，对于百姓无故占河道耕地的行为根据相关法律法规进行退田还河。河岸水土流失严重地段采取衬砌措施，位置在 1+722~2+213、4+344~4+727 处。堤防汛期常出现漫堤地段采取加高培厚措施，治理长度 6.183km.

　　主要治理的内容为：防洪堤加固 6.183km,河道清淤 6.314km,砼板护岸0.874km.以上各工程部位都是历年容易产生险情段或是存在一定的安全隐患地段。通过对墨尔根河的堤防、河道、护岸的治理达到改善墨尔根河防洪现状差的目的。

　　本文通过水力计算的方法确保对有险情堤段的堤防、河道、护岸措施切实可行。

　　3.3.1 堤防工程治理措施

　　由于年久失修，地方政府资金有限，此段堤防长期处于危险状态，个别堤段堤顶宽度不足 1 米，边坡坡比不足 1:1.5,每年一到雨季就会出现险情，地方防汛主管部门用编织袋装土进行应急防汛，但根本问题从未解决，本文通过对该处堤防采取加高培厚措施处理以改善该段流域的防洪现状，排除险情。

　　按天然的建筑材料进行勘察，筑堤的料采用粘土，临水侧的边坡比采用 1:3.0,背水侧边坡采用 1:3.0,不设马道。

　　由于堤防临水侧面较宽，背水侧面较窄，对该段采用在临水侧帮宽加高，加高平均高度 1.4 米，平均宽度 1.0 米。土料选用粘土土料进行加高培厚。

　　3.3.1.1 渗流计算分析

    1、计算断面

　　根据地质勘察成果，同时结合堤防实际情况，渗流计算选取的是堤防断面是5+323、4+123 两个横断面，这两个断面的宽度、高度及土料性质均具有代表性，所以选定这俩断面进行计算。

　　由于堤基材料是黏壤土，故我们选用不透水地基的计算方法计算。

　　2、不透水地基计算方法和成果分析

　　计算根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）规定，计算简图如 3.3.1:

　　采用公式计如下：

　　（1）渗流量计算：

　　渗流计算参数见表 3.3.1.

　　渗流计算成果见表 3.3.2.

　　由渗流计算成果表可是出逸比降<允许出逸比降，故渗流满足安全的要求。

　　3.3.1.2 堤防边坡稳定计算

　　土堤稳定分析采用的瑞典圆弧条分法，对于均质的土堤防我们采用不计条块间作用力的总应立法，选取填筑高度最大的两个断面进行分析计算，左岸 4+123断面，5+323 断面。

　　稳定计算基本资料表见表 3.3.3.

　　设计按以下三种工况考虑：

　　（1）设计洪水位稳定渗流期的背水坡边坡稳定；

    （2）上游 1/3 堤高水位时的迎水坡边坡稳定；

    （3）施工期建成无水迎水坡边坡稳定。

　　抗滑稳定安全系数根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-98）的有关规定，4 级堤防正常运用条件的抗滑稳定安全系数允许值是 1.15.

　　抗滑稳定计算公式

    堤坡抗滑稳定计算采用瑞典圆弧滑动法，土堤边坡稳定计算简图见图 3.3.3.

 

　　由上表 3.3.4 可见，堤防断面上、下游堤坡抗滑安全系数都满足抗滑稳定的最小安全系数。

　　3.3.2 河道整治工程措施

　　河道内存在淤积现象，影响洪水的宣泄能力，需对现有河道进行清淤处理，同时加强河道管理，迅速制止滥占河道现象，以确保河道原有的泄洪条件。具体原则措施如下：

　　（1）清除河道内树木及杂物。

　　（2）在原河道基础上进行清淤，主要尺寸及边界以原河道为主。

　　（一）河道的依据

 

　　3.3.3 河道护岸措施

　　在满足相同强度的情况下，分以下几种方案以供选择：

　　拟采用砼护岸、干砌石护岸两种方案进行比较。

　　（1）混凝土护岸：

　　厚度 t 按下式计算确定：

　　计算得 t=0.028m,根据已往工程经验。

　　计算得 t=0.02m,根据《渠系工程抗冻设计规范》，在寒冷地区，现浇砼板厚度不应小于 0.20m.本次设计为中小型河流，为季节性河流，冬季几乎断流，故受冻害影响很小，根据已往工程经验，取 t=0.12 米。

　　混凝土板结构尺寸为 2.0m×2.0m×0.12m,板下 10cm 厚砂垫层、设土工布。

　　护岸顶高程应与滩面相平。

　　护岸下部位于枯水平台内侧设置固脚，固脚顶部高程高于设计枯水位 0.5m,固脚断面为矩形，采取混凝土填筑，固脚的尺寸宽定为 0.6m,高定为 0.8m.

　　（2）干砌石护岸：

　　干砌石做堤防护面，满足干砌石稳定所需要的护面板厚度 t 按下式计算确定：

　

　　计算得 t=0.16m,根据《渠系工程抗冻设计规范》，在寒冷地区，干砌块石厚度不应小于 0.35m.本次为中小型河流，为季节性河流，冬季几乎断流，故受冻害影响很小，根据已往工程经验，取 t=0.30 米。

　　坡面采用干砌块石护砌，块石厚 30cm,下设 10cm 砂垫层及无纺布，护砌高度3.8m,边坡 1:2.护岸底部为浆砌石固脚，尺寸为 0.6m×1.0m.

　　固脚冲刷计算：

　

　　坡脚设置砼固脚，断面为矩形，宽 0.6m,高 0.8m.选定尺寸为该区域类似工程经验取得，均满足抗冲要求。

　　两种方案的投资比较见表 3.3.1.

　　如若采用方案二的话，料石需从外运，增加成本，综合以上两种方案，结合本工程实际情况，本文采用方案一。由于不同地方的原材料运距及价格不等，本论文中的护岸方式只适用于庆安县地区，其他地区的中小河流护岸建设可根据实际情况选择更加合理的护岸方式。