浅析延安市洛川县界子河厢西堡段治理措施

白雪梅，张 蕊

(渭南市水利水电勘测设计院，陕西 渭南 714000)

洛川县界子河为北洛河左岸一级支流，发源于洛川县东北的黄龙山区，流域最高点为界牌梁，海拔高程1 474 m。界子河为洛川县与富县的界河，上游河道又称厢寺河，纳入吴家河和王家河后称为界子河，由西北向东南流经洛川的菩提乡、史家湾、厢寺林场、庙滩、桑家沟等村，于庙沟有吴家河汇入，厢西堡村有王家河汇入，向下游流经榆林河、沼泥河、界子河、张家洼等村后，在富县的峪口村汇入北洛河，全流域面积575 km2，河道长度47 km，河道平均比降8.2‰。

界子河厢西堡段位于该河道上游，治理段总长5.45 km，河道比降3‰～6‰。该河段现状局部有浆砌石砌筑的田坎，但多数已水毁、滑塌破损严重，大部分河段无防护工程，天然黄土岸坎坍塌严重。为保障治理河段沿岸2 300亩耕地及下游取水泵站等安全，建设本工程是十分必要的。

按照陕西省中小河流治理有关文件安排，界子河厢西堡段河道治理的目的是护滩固槽，按照稳定主槽、保护河滩的原则进行河槽整治，对河岸护岸护根，从而约束洪水，减少岸坡淘刷；
工程布局尽量减少对河滩已有树木的损毁，治理后河段设计流速基本控制在3 m/s的生态流速内。

2.1 区域地质

工程所在区域地貌单元属洛川高原沟壑地貌，主要特征是塬沟分明,支离破碎,倾斜度比较平缓,但受集水切割比较严重,沟头发育活跃,沟深坡陡,川道窄狭,第四纪的黄土岩层最厚,广泛覆盖于县内的老岩层之上,表层以新土为主,老黄土次之,地带性黑垆土尚有残存,河谷川道还有裸露的基岩。

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)，工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05 g,相应的地震基本烈度为VI度。

2.2 工程地质

界子河拟治理段河道沿线地层岩性主要为第四系全新统冲洪积层。第四系全新统冲洪积层具二元结构，上部为黄土，厚度一般1.5～2.0 m；
下部为冲洪积砂卵石层，结构稍密，成分主要为砂岩，结构稍密～中密，一般粒径30～50 mm, 最大粒径100 mm，分布厚度1.0～5.0 m。河道沉积多为块状岩石碎屑，多具次圆状，结构松散～中密，分选差。

河道边坡土体天然密度为1.58～1.79 g/cm3，垂直渗透系数平均2.78×10-5cm/s，水平渗透系数平均4.00×10-5cm/s，为弱透水。地基土承载力特征值：粉质粘土fak=130 KPa；
卵石fak=260 KPa。

3.1 设计整治流量

界子河厢西堡段治理段流域大部为黄土林区，植被良好，对洪水的拦蓄作用较强，发生大洪水的几率较小，从河道现状断面来看，大多呈矩形，底宽4～8.75 m，深0.90～2.0 m，断面较小，加之河道两岸均为耕地，河道治理以“护滩固槽，稳定河势”为原则，根据平滩流量并结合洪水分析确定界子河厢西堡段设计整治流量。

依据实测现状河道断面，采用曼宁公式计算现状断面的平滩流量，并对现状断面平滩流量进行流量分级，见表1。

表1 界子河厢西堡治理段河段平滩流量分级表

从平滩流量分级来看，现状河道平滩流量在6.1～75.5 m3/s之间，其中55%的平滩流量小于15 m3/s，故本次界子河厢西堡治理段设计整治流量取用15 m3/s。

3.2 河道特性及河道演变分析

界子河拟治理段河道长度5.45 km，河道走向总体上从东北流向西南，较顺直，2+900～3+800、4+800～5+000连续小弯道较多。河道断面为单一U型，口宽4.0～20 m，河床平均比降5.8‰。0+000～2+000段两岸为一级阶地，2+000～5+450段左岸为土石山体，右岸为一级阶地。河岸为黄土，河床为淤泥、卵石，河槽内灌木、杂草丛生。

据调查，界子河中上游为地下河道，两岸林木茂密，植被良好，洪水峰型一般略胖，河槽纵向比降0.58%，比降缓，洪水流速小；
从地质条件看，河床卵石上覆淤积土厚0.5～2.0 m，河床基岩埋深最浅0.8 m，最深处3.0 m，因而多年来，河床纵向以淤积为主，冲刷较小。

河道两岸坡主要为黄土层，抗冲刷能力较差，但两岸灌木丛生，加之河道左岸多靠山体，因而河势基本稳定，横断面亦无较大变化。

3.3 工程总体布局

工程总体布局原则不改变天然河道走向，起止点与现状河道顺接，对河槽岸坎通过整修后护岸、护根，护岸平顺圆滑，确保洪水流向与河岸平行，以有效防止河岸根部冲刷破坏，防止河岸坍塌。河岸线局部与桥梁交错段，与桥墩顺接；
岸线弯道随弯就弯；
左岸靠山体段维持现状。

3.4 深泓线

现状河道由于0+700～0+900河底比降平缓，壅水严重。为了行洪畅通，本设计对0+700～1+100段疏浚河底，疏浚比降0.55%。其余段维持现状河底。

设计河槽横断面分别按照矩形、梯形两种方案，从岸坡稳定、造价、施工、占地及管理运行等方面进行比较，推荐选用矩形断面。设计底宽不小于6 m。

3.5 设计水面线

本设计采用能量守恒方程分析现状河道及治理后河道水面线，现状河床糙率取用0.040，治理后河道糙率取0.035。经计算，在设计流量为15 m3/s时，现状河道水深一般为0.98～2.02 m，0+100～1+900河岸线低于水面线，水面高于河岸0.21～0.96 m，1+900～5+450河岸线高于水面线，水面低于河岸0.27～1.36 m，现状河道平均流速0.21～2.35 m/s；
河道治理后水深一般为0.7～1.48 m，水面几乎不出槽，平均流速1.29～2.96 m/s。

4.1 平面布置

工程平面布置基本维持现状河道走向从东北流向西南，护岸工程沿现状岸坎线布置，岸线弯道段设圆弧段与上下游顺接，岸顶高程维持现状。

4.2 冲刷深度及护岸基础埋深

现状河床沿线地层自上而下分别为淤泥、卵石、砂岩，按照河床颗粒组成、过水断面、以及平面形态，分别在平顺段、顶冲段选择计算断面，分断面进行冲刷深度计算。

经计算，0+000～0+100段河槽冲刷深度为0.93～1.15 m，0+100～0+500段冲刷深度为1.15～1.35 m，0+500之后段冲刷深度为0.95～0.20 m。本次治理段冲刷深度综合取1.0 m；
设计护岸基础深度不小于1.0 m。

4.3 护岸顶高程

本河道治理原则为“护滩固槽，稳定河势”，设计护岸顶高程按照现状岸顶滩面高程确定。

4.4 护岸型式

本着“防冲不防淹”的河道治理原则，治理工程主要承担稳固河槽、控制河势任务。设计对现状河岸以整修、防护为主，护岸型式主要从经济适用、便于施工、减少占地、管理方便等方面综合比较选取(见表1)。

治理段河岸高度大部分为2.0 m左右，以4+500断面作为代表断面，护岸型式选择分别拟定三种方案，各方案分述如下：

方案一：格宾挡墙。岸坡采用格宾挡墙砌护，砌护顶高程为现状岸顶，顶宽100 cm，护坡高200 cm。护脚采用格宾笼石，笼石单块尺寸100×100×200 cm；
墙背采用300 g/m2无纺土工布。

方案二：预制阶梯式生态挡墙。采用预制阶梯式生态框，堆积高度200 cm，护岸结构从外到内依次为：生态框，300 g/m2无纺土工布，碎石回填；
护脚采用格宾笼石，笼石单块尺寸100×100×200 cm。

表1 护岸型式选择比较表(每延米)

通过上述方案比较，设计护岸型式采用格宾挡墙砌护，挡墙顶高程与现状岸顶一致，顶宽100 cm，挡墙高200～300 cm。挡墙采用格宾笼石分层错台搭砌，错台宽50 cm，每层高100 cm，格宾笼石规格为200×100×100 cm、150×100×100 cm、100×100×100 cm；
设计沿墙背铺设300 g/m2无纺土工布，以防止墙背填土在洪水退落时带入格宾挡墙，避免墙后地面产生不均匀沉降(见图1)。

图1 设计护岸图

界子河厢西堡段河道治理工程已于2019年底实施，经过2020年、2021年汛期的行洪检验，该段河道治理效果达到预期目的，说明治理方案是可行的。通过对界子河厢西堡段河岸进行护岸护根，约束了洪水，完善了该段河道防洪体系，大大减少了岸坡淘刷，确保河道岸边居民生命财产安全，保护耕地2 300亩，保护下游取水泵站1座，防洪效益显著。

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