山西水利科技 文章编号：１００６—８１３９（２０１５）０３—１ １８—０３ ２０１５年８月 百公里汾河治理与生态修复襄汾县段一期工程设计概述 茹玉玲 （运城市水土保持监督监测总站山西运城０４４０００） 摘 要：百公里汾河治理与生态修复襄汾县段一期工程包括襄汾上游段和襄汾县城区段。治理 范围北起尧都区与裹汾县交界处，南至襄汾县城已建工程２＃橡胶坝下游１．４４ ｋｍ处，治理长度 ２Ｏ．３ ｋｍ。文中叙述了工程现状及存在的问题、设计理念及治理目标、防洪标准、主要建筑物的设计等 内容。工程实施后提高了治理段防洪标准，满足两岸农业灌溉需求，沿河两岸绿化美化，打造绿色生态 带，改善了居民的生活环境。 关键词：汾河；河道；治理 中图分类号：ＴＶ２２２ 文献标识码：Ｂ Ｄｅｓｉｇｎ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ－ｓｔａｇｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｘｉａｎｇｆｅｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｂｅｌｏｎｇｓ ｔｏ Ｈｕｎｄｒｅｄ Ｍｉｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｅｎｈｅ Ｒｉｖｅｒ Ｗａｔｅｒｃｏｕｒｓｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＲＵＹｕ——ｌｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ－ｓｔａｇｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｘｉａｎｇｆｅｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｂｅｌｏｎｇｓ ｔｏ ｈｕｎｄｒｅｄ ｍｉｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｅｎｈｅ ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒｃｏｕｒｓｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ｘｉａｎｇｆｅｎ ｃｏｕｎｔｙ ｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｒａｎｇｅ ｉｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｏｒｄｅｒ ｏｆ Ｙａｏｄｕ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ａｎｄ Ｘｉａｎｇｆｅｎ ｃｏｕｎｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ｔｏ １．４４ｋｍ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｏｆ ２＃ｒｕｂｂｅｒ ｄａｍ ｉｎ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｅｄ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｘｉａｎｇｆｅｎ ｃｏｕｎｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ．Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ ｉｓ ２０．３ ｋｍ．Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｇｏａｌｓ，ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｈａｓ ｒａｉｓｅｄ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｔｈｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｄｅｍａｎｄ ｏｎ ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ。Ｂｏｔｈ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｆｆｏｒｅｓｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｚｏｎｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ ｌｉｖｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ Ｆｅｎｈｅ ｒｉｖｅｒ；ｗａｔｅｒｅｏｕｒｓｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ １工程概述 汾河发源于宁武县东寨镇管涔山脉楼子山下水 母洞，和周围的龙眼泉、象顶石支流汇流成河。干流穿 站至候马段为平原型河段，河道弯曲，水流不稳定，为 汾河干流最为平缓的河段。 襄汾段工程是百公里汾河治理与生态修复工程 中重要的一部分。襄汾段一期工程包括襄汾上游段、 越忻州、太原、晋中、吕梁、临汾、运城６个地市、４５个 县（市、区），在万荣县庙前村附近汇入黄河，干流全长 ７１６ ｋｍ，流域面积３９ ４７１ ｋｍ２。 襄汾县城区段，治理范围北起尧都区与襄汾县交界处 南至襄汾县城已建工程２＃橡胶坝下游１．４４ ｋｍ处，河 道长２０．３ ｋｍ。 汾河临汾段自霍州市石柜入境，侯马市张王出 境，全长１６１．５３ ｋｍ。该段为汾河流域中下游地区，义 棠站至赵城站河段为灵霍山峡河段，山高谷深，赵城 收稿日期：２０１５—０６—２０ 修回日期：２０１５—０７—０９ ２工程现状及存在的问题 襄汾段一期工程治理范围内汾河河道平顺、滩槽 作者简介：茹玉玲（１９８２一），女，２０１１年毕业于太原理工大学，助理工程师。 第３期（总第１９７期） 茹玉玲：百公里汾河治理与生态修复襄汾县段一期工程设计概述 １１９ 分明，从１９９１年开始治理，已建有部分堤防，但河道 防洪体系尚不完善，部分工程抗洪能力低，河道无序 采砂尚未根本治理，沿河生态环境亟待改善。存在的 主要问题有： （１）现有堤防工程普遍存在高度不够、边坡陡等 问题。不能满足设防洪水标准的要求，需进行加高加 固；部分河段无堤防工程，存在安全隐患。 （２）有些堤防在修建加高时直接从堤防前的滩地 取土，形成了近堤沟槽，还有部分河段附近村民在堤 边开挖引渠灌溉、在堤防坡脚采砂，危及堤防安全。 （３）近年来河道径流减少、河床淤积、主槽萎缩以 及河道内人为大量设障，堆放垃圾，各类阻水建筑物 不断增多。 （４）沿河泵站取水困难，影响灌溉效益。 ３设计理念及治理目标 ３．１设计理念 坚持以人为本，回归自然，人与自然和谐共生。把 治理段建成现代产业带、绿色生态带、宜居城镇带，为 广大居民提供良好的生态休闲环境，促进当地经济快 速发展的绿色走廊。 ３．２治理目标 （１）新建或加固改建堤防、对河道进行清障、疏 浚、固槽，使襄汾上游段防洪能力达到２０年一遇防洪 标准，城区段达到５０年一遇防洪标准。 （２）对沿河支流人汾段进行治理，保证水路通畅， 确保堤防安全。 （３）改建沿河泵站取水口，满足两岸农业灌溉 需求。 （４）硬化堤顶道路，满足防汛要求。 （５）改善河道生态环境，营造宜居环境，改善人们 的生活质量。 ４防洪标准和级别 根据《防洪标准》（ＧＢ５０２０１—９４）及《堤防工程设 计规范》（ＧＢ５０２８６—９８），确定治理段汾河干流防洪标 准为：襄汾县城区段防洪标准为５０年一遇，堤防级别 为２级；其余河段防洪标准为２０年一遇，堤防级别为 ４级。支流防洪标准为２０年一遇，堤防级别为４级。 沿河泵站根据灌溉面积，中型泵站为Ⅲ等工程， 建筑物按３级建筑物设计，小型泵站为Ｖ等工程，建 筑物按５级建筑物设计。 ５主要建筑物的设计 ５．１堤防设计 已建堤防根据现状情况进行加固处理，治理段现 状堤距２５０ ３００ ｍ，新建或改建堤防分河段确定，顺直 段不小于３００ ｍ，弯道段为３５０ ｍ左右。 该段河道滩槽分明，主槽采用梯形断面，边坡１：３， 疏浚时结合现状实际情况，局部河段宽度不足６０ ｍ 时，将主河槽扩宽至设计宽６０ ｍ，当现状宽度大于 ６０ ｍ时，维持现状不变。两侧滩面结合现状地形进行 清理、整平。 新建堤防为均质土堤，断面为梯形断面，临水侧 边坡１：３，背水侧边坡１：２，临水侧采用铅丝笼块石护 坡，厚５００ ｍｍ，上部覆土厚３００ ｍｍ，种植草皮绿化， 背水坡撒种草籽护坡。堤顶宽８ ｍ，路面宽度６ ｍ，采 用沥青碎石路面。已建堤防加高、加固，以现状堤防背 水侧堤顶线控制，堤防断面形式与新建堤防相同。 ５．２固槽、护基工程设计 ５．２．１固槽工程 主槽坡面采用干砌块石固槽，护坡坡度１：３，厚 ５００ ｍｍ，上部覆土厚３００ ｍｍ，种植草皮绿化。 ５．２．２护基工程 河道冲刷深度采用《堤防工程设计规范》 （ＧＢ５０２８６—９８）附录Ｄ中公式计算。 计算结果为：水流平行于岸坡产生的冲刷深度， 从滩面起算，堤岸冲刷深度０．８６～２．５９ ｍ，从河床面起 算，主槽冲刷深度２．１４～３．７２ ｍ；水流斜冲河道凹岸局 部冲刷深度，从河床面起算，冲刷深度０．２３ ２．４０ ｍ。 铅丝石笼是一种透水的、柔性的、生态的防护结 构。具有施工简便、抵御自然破坏能力强、可以承受大 范围的变形、损坏后易修复等特点。根据冲刷计算结 果，采用铅丝石笼对新建堤防堤脚及主槽坡脚进行 护基。 新建堤防护脚，顶宽１．０ ｍ，底宽２．０ ｍ，基础埋深 １．５ ｍ，顺直段护基自坡脚向河道延伸３ ｍ，弯道段凹 岸护基自坡脚向河道延伸７．５ ｍ。主槽护脚，顶宽１．０ ｍ， 底宽２．０ ｍ，基础埋深１．０ ｍ，顺直段护底自坡脚向河 道延伸４．５ ｍ，弯道段护底自坡脚向河道延伸７．５ ｍ。 ５．３支流入汾段工程设计 由于长期冲刷，支流人河口没有或只有部分短堤防， 造成河水在支流人河口附近溢出，使堤防损坏。采取 工程措施将人河口处堤防向支流上游延伸，长度为 ３００－１ ０００ｍ １２０ 茹玉玲：百公里汾河治理与生态修复襄汾县段一期工程设计概述 ２０１５年８月 考虑到支流人河口堤防与干流堤防的连接，分别 按干流对支流壅水和不壅水两种情况计算水面线，取 大值加堤顶超高确定堤防高程。 治理段汾河沿岸共有４条支流汇入，邓庄涧河、 洗耳河、豁都峪、三官峪，治理长度２ ４２０ ｍ。 ５．５生态绿化工程设计 生态绿化工程范围为主河槽至左右大堤之间堤 内的绿化和汾河大堤以外各２０ ｉｎ、６０ ｍ范围以内堤 外的绿化。 以功能分区为基础，充分利用现有植被条件，大 力绿化美化，营造丰富的植物景观，把工程区建设成 为生态绿地与景观绿地并重的开放式大型带状绿地。 支流人汾段堤防设计为均质土堤，堤防断面为梯 形断面，临水侧边坡１：２．５，背水侧边坡１：１．５，护坡自 上而下分别为３００ ｍｍ厚种植土、４００ ｍｍ厚铅丝笼 块石。设计堤顶宽８ ｍ，路面宽度６ ｍ，采用沥青碎 石路面。 乔木、灌木、花草相结合，速生树与慢生树结合，形成 开敞、通透、色彩丰富、与地形相结合起伏有致的连续 景观带。 ５．４沿河泵站工程设计 工程区内共有中、小型泵站１３座，结合现状对泵 ６结语 一台、引水渠进行改造，引水渠采用梯形断面，铅丝笼石 护砌，进口底高程与设计河底高程一致，出口与现状 进水口连接。 一期工程完成后，治理段河道达到了５０年、２０年 遇的防洪标准，增加绿化面积３８６．１１万Ｉｌｌ ，治理段 空气得到净化，改善了两岸的自然环境和人居环境， 对当地的经济增长起到更大的促进作用。 一Ｓ屯 止 ．ｓ屯 ．喜 （上接第９８页）度之比，低液限粉土取２．６９，级配不 良砾取２．６５； 式中：．，升平——闸基渗透上升段的水力坡降； 一闸坝上、下游水位差； ～ｎ——土的孔隙率（％），低液限粉土４５％，级配不 良砾取４８％； 、 低液限粉土层、级配不良砾层的厚度； 系数； Ｋ 、Ｋｆ—＿ｆ氐液限粉土层、级配不良砾层的渗透 ２６——坝基宽度。 ｄ５、ｄ 一分别占总土重的５％和２０％的土粒粒 径，ｍｍ，分别取０．３５、１．２７。 经计算，低液限粉土临界水力比降 Ｏ．９３，级配 不良砾层临界水力比降Ｊｏ，＝Ｏ．２７。 经计算，天然闸基渗透上升段的水力比降．，升平为 ２．４，大于闸基允许水力比降，存在渗透变形破坏问题， 需进行处理。 坝基级配不良砾层的允许水力比降等于临界水 力比降除以安全系数。当渗透稳定对水工建筑物危 害较大时，安全系数取２为宜。建议低液限粉土＇，允 ｛ ０．４６，级配不良砾层．，允许＝０．１３。 ５结论 闸基级配不良砾地基承载力满足荷载要求，可作 为持力层。级配不良砾层为强渗漏层，存在渗漏问题。 且天然状态下低液限粉土及级配不良砾允许水力比 降小于天然然状况下闸后渗透上升段的水力比降。建 ４）渗透变形可能性判别 据闸基处坝基渗透地质剖面，计算闸基渗透上升 段的水力坡降．，升平。闸基表层为低液限粉土，层厚 ０．７ ２．０ ｍ，平均渗透系数３．７７￣１０ ｃｍ／ｓ，合０．３２ ｍ／ｄ。 议在闸基上游作水平铺盖或在基础下设垂直防渗墙， 防渗墙应深入下部相对隔水层低液限黏土层１～２ ｍ， 以减少渗漏量，加长渗透途径，确保工程安全。 下为级配不良砾层，厚１０一ｌ２．５ ｍ，渗透系数８～１３ ｍ／ｄ。 闸基渗透上升渗流段的水力坡降可按下式计算： ．，升平 Ｈ ２ ＋２６、／
