第19卷 第11期 中 国 水 运 Vol.19 No.11 2019年 11月 China Water Transport November 2019 水利工程中堤防设计方案研究与优化 王 娜 （河南省商丘市宁陵县水利局，河南 宁陵 476700） 摘 要：本文以淮河（寿西湖段）行洪区调整和建设工程为研究对象，分析了该工程区的气候气象情况和地质构造，从行洪区、行洪区与保护区组合、保护区三个方案对从环境影响、整治效果、工程量、占地影响、调度的灵活性、河势稳定、防洪形势、实施难易程度等多方面进行综合分析，结果表明：行洪区方案应作为淮河干流正阳关~峡山口段行洪区调整和建设方案。 关键词：行洪区；堤防；设计 中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）11-0188-02 淮河发源于河南省桐柏山，流经豫、皖、苏三省，于江苏三江营入长江，全长1,000km，流域面积18.7万km2，正阳关控制的流域面积8.9万km2，来水面积占洪山头以上总面积的69%。正阳关是淮河上中游洪水的主要汇集点，几乎控制了上游山区的全部来水[1-2]。新中国建立以后在淮河干流或支流上建设了一大批的水利工程，如正阳关至峡山口段的行洪工程，该工程由于年久失修，目前工程主要存在如下问题[3-4]：（1）行洪区运用标准低，防汛压力大；（2）行洪区行洪实际行洪能力达不到规划要求；（3）行洪区内不安全人口多，调度运用决策难度大；（4）随着正阳关以上干流河道及淮北支流河道的治理，正阳关以下河道的防汛压力加大，因此淮河干流正峡段两行洪区急需进行整治，经过之前规划及设计单位对各种方案比选分析，整治规划方案如下：寿西湖与董峰湖均改为有闸控制的行洪区，寿西湖内建保庄圩，疏浚涧沟口至峡山口段河道，因河道疏浚影响到东淝闸右圩和靠山圩圩堤，需实施东淝闸右圩和靠山圩圩堤退建。工程内容包括寿西湖行洪区调整和建设工程、董峰湖行洪区调整和建设工程、河道疏浚及生产圩处理工程三个主要部分。 一、工程概况 淮河干流正峡段行洪区调整和建设工程具体位置位于安徽省的六安市寿县，淮南市毛集区、凤台县的7个乡（镇）的29个行政村以及寿西湖农场。董峰湖行洪区调整和建设工程位于淮河北岸，寿西湖行洪区调整和建设工程位于淮河南岸，两行洪区隔淮河干流相望。正阳关至峡山口段（简称正峡段）长约36km，上端正阳关是淮河上中游洪水主要汇集点，古有“七十二水归正阳”之称。正阳关上游3.5km有淠河汇入，下游1.8km有颍河在沫河口处汇入。行洪方式为漫堤行洪，规定行洪水位为焦岗闸24.5m。寿西湖行洪区位于正阳关和寿县之间的淮河右岸。 工程地处亚热带和暖温带过渡地带，属暖温带半湿润季风气候区。工程区多年平均蒸发量为1,077.6mm。该区多年平均气温15.4℃，极端最高气温41.2℃，极端最低气温收稿日期：2019-06-12 作者简介：王 娜（1983-），女，河南省商丘市宁陵县水利局工程师。 零下16.6℃。一年中气温低于零度的天数平均为59d。年平均相对湿度70%~80%。全年日照时数2,000~2,300h。全年无霜期220~240d，平均初霜日期在10月中旬~11月上旬；平均终霜日期在3月下旬~4月上旬。多年平均风速3.2m/s，极端最大风速16m/s。 工程区土壤主要为砂礓黑土、潮土和潮棕壤土三种。工程区范围内地层岩性及其空间分布比较稳定，属稳定场地，浅层地基土强度均不高，且多为透水性较大的砂壤土、轻粉质壤土，场地工程地质条件较差。闸底板座落于0层砂壤土和①层粉质壤土中，需对其进行加固处理。 二、堤防工程设计 1．堤防退建和加固 根据工程总体规划和河道整治需要，对董峰湖行洪堤起点至夺丰收排涝站处的原行洪堤，以及纪台孜庄台至行洪堤下口门的原行洪堤进行加固，加固长度7,415m。对夺丰收泵站至纪台孜庄台段行洪堤，按照与寿西湖行洪堤堤距1,000m的原则进行行洪堤退建，长度6,010m。拆除退建堤防之间的原行洪堤，长度6,163m。 2．堤身及浅层堤基加固处理 对董峰湖老堤加固段堤身进行全线锥探灌浆处理，锥灌堤段长7.44.16km，平均锥深7.2m。对堤内外堤脚各10m范围内的沟塘一律填平至附近地面高程，在堤后设置护堤地平台，平台首高程为地面高程以上0.5m，宽10m。 3．护坡工程 对堤防内外边坡均进行防护，其中，水流直冲段外坡采用砼预制块护坡，长3.71km，其它堤段采用草皮护坡，长9.64km，所有内坡均采用草皮护坡。 三、工程方案环境影响分析 针对正峡段行洪区工程体系不完善，行洪效果难以达到规划要求以及部分堤距过窄、主流贴岸等主要问题，规划河道整治方向为：调整行洪区，完善蓄行洪功能，满足规划泄量要求；退建局部束水河段堤防，疏浚河道，整治生产圩， 第11期 王 娜：水利工程中堤防设计方案研究与优化 189 扩大河道中等洪水泄流能力。 根据董峰湖和寿西湖行洪区不同的定位，经过多种调整方案论证和研究，下面从三个方案进行分析，即：一是行洪区方案，即寿西湖与董峰湖均改为有闸控制的行洪区；二是行洪区和保护区组合方案，即寿西湖改为防洪保护区，董峰湖改为有闸控制的行洪区；三是保护区方案，即寿西湖、董峰湖退建均改为防洪保护区。 1．方案一：行洪区方案 寿西湖与董峰湖均改为有闸控制的行洪区，寿西湖内建保庄圩，疏浚涧沟口至峡山口段河道，因河道疏浚影响到东淝闸右圩和靠山圩圩堤，需实施东淝闸右圩和靠山圩圩堤退建。工程内容为寿西湖行洪区调整和建设工程。 寿西湖行洪区调整和建设工程：维持原有行洪堤，在原设计口门处分别建进洪闸、退洪闸各1座，设计流量2,000m3/s。新建菱角、涧沟、城西3处保庄圩，新筑保庄圩堤长27.5km，堤顶高程按设计洪水位加1.5m超高确定，顶宽6m。保庄圩总面积63.2km2，安置寿西湖内现有的9.0万人，其中就地保护6.8万人，需迁入保庄圩2.2万人（本工程迁移人口0.16万人，另外2.04万人迁移列入行蓄洪区居民迁建工程中）。 行洪区方案共需完成铲筑堤土方1,286万m3，疏浚土方量为2,087万m3。工程永久占地16,200亩，临时占地14,200亩，迁移人口28,000人，防汛道路长67.3km，泵站6座，流量42.28m3/s，穿堤涵闸15座。估算投资37.95亿元。 2．方案二：行洪区与保护区组合 寿西湖行洪堤退建改为防洪保护区，退堤线按堤距2,000m控制；董峰湖改为有闸控制的行洪区，疏浚涧沟口至峡山口段河道，因河道疏浚影响到东淝闸右圩和靠山圩圩堤，需实施东淝闸右圩和靠山圩圩堤退建。工程内容为寿西湖行洪区调整和建设工程。 拟建内容：寿西行洪堤退建改防洪保护区，堤线按堤距2,000m控制。寿西湖进口至赵台孜段18.5km堤防退堤，最大退距1,000m，退建后焦岗闸以上堤距2,000m，焦岗闸至东淝河口渐变至1,500m，退出面积14.3km2，新筑堤防长18.1km。堤顶高程按设计洪水位加1.5m超高确定，顶宽6m，边坡1：3~1：4.5。寿西湖行洪堤退建段沿堤修建的蒋庙、黑龙、五村、上朱台孜、下朱台孜等5座移民安置庄台及黑泥沟、朱厂等2座管理段庄台需铲除，土方140万m3。 组合方案共需完成铲筑堤土方1,210万m3，疏浚土方量为3,170万m3。工程永久占地34,300亩，临时占地21,000亩，迁移人口28,800人，防汛道路长33.4km，泵站6座，流量21.83m3/s，穿堤涵闸4座。估算投资45.44亿元。 3．保护区方案 寿西湖、董峰湖退建改为防洪保护区，退堤线按堤距1,500m控制；疏浚涧沟口至峡山口段河道，整治东淝闸右圩和靠山圩。工程内容为寿西湖行洪区调整和建设工程。 建设工程：寿西淮堤退建改防洪保护区，堤线按堤距1,500m控制。寿西湖进口至赵台孜段18.5km堤防退堤，最大退距500m，退建后涧沟口至东淝河口段堤距1,500m，退出面积7.4km2，新筑堤防长17.9km。堤顶高程按设计洪水位加1.5m超高确定，顶宽6m，边坡1：3~1：4.5。寿西湖行洪堤退建段沿堤修建的蒋庙、黑龙、五村、上朱台孜、下朱台孜等5移民安置庄台及黑泥沟、朱厂等2座管理段庄台需铲除，土方140万m3。 保护区方案共需完成铲筑堤土方1,329万m3，疏浚土方量为6,420万m3。工程永久占地28,800亩，临时占地42,100亩，迁移人口21,500人，防汛道路长34.1km，泵站6座，流量21.83m3/s，穿堤涵闸4座。估算投资48.39亿元。 四、不同工程方案环境影响对比分析 上述三个工程方案，淮河干流正阳关至峡山口段河道过流能力均满足设计规划要求，现根据三个工程方案产生的环境影响，从环境影响角度和社会、经济损益角度对三种整治方案进行比选。 综上所述，单纯从环境工程产生的自然环境影响方面考虑，方案三最优；但是综合考虑方案规划环境协调性、社会环境影响和经济可行性三个方面因素，方案一产生的环境影响最小，方案一最优，即寿西湖、董峰湖均改为有闸控制的行洪区，疏浚涧沟口至峡山口段河道，整治东淝闸右圩和靠山圩。因此推荐方案一即行洪区方案作为淮河干流正阳关~峡山口段行洪区调整和建设方案。 五、结论 本文以淮河（寿西湖段）行洪区调整和建设工程为研究对象，分析了该工程区的气候气象情况和地质构造，从行洪区、行洪区与保护区组合、保护区三个方案对从环境影响、整治效果、工程量、占地影响、调度的灵活性、河势稳定、防洪形势、实施难易程度等多方面进行综合分析，结果表明：行洪区方案应作为淮河干流正阳关~峡山口段行洪区调整和建设方案。 参考文献 [1] 田雨普，刘娟，潘明强.堤防防浪林宽度设计方法探讨[J].人民黄河，2018，40（09）：35-37+96. [2] 宋福生.盘锦市某河道堤防防渗设计[J].河南水利与南水北调，2018，（4）：5-6. [3] 王震宇.生态堤防设计原则及问题分析[J].水利规划与设计，2018，181（11）：23-25. [4] 卢珊珊，陈汉杰.西江某堤防软弱地基基础处理方案设计[J].中国水运（下半月），2019，6：144-145.