黑河初設報告

2021-04-23 03:50:13 字數 4016 閱讀 5634

召陵區作為全國最年輕的縣級行政區,位於漯河市區京廣鐵路東,東與周口市商水縣相鄰,南接駐馬店市上蔡、西平縣,北邊沙河傍境而過,轄九個鄉鎮街道辦,總土地面積364.38km2,總人口49萬人。

黑河位於漯河市召陵區中南部,流域內地勢由西北向東南方向傾斜,海拔高程在55.64~52.84m之間,屬於平原窪地,自降坡降約為1/6000。

黑河屬汾泉河水系,北臨沙潁河流域,南臨洪汝河流域。

黑河作為區內主要排澇河道,發源於漯河市召陵區翟莊街道辦事處龍塘村西南,流經召陵區東南部翟莊、後謝、鄧襄鎮、萬金鎮,向東於萬金鎮坡小莊村東南出境入上蔡、項城,於沈丘老城入黑河,河長113 km,流域面積1108 km2,其中塔橋斷面以上流域面積為206 km2。召陵區境內長22 km。

黑河曾於1976、2023年,進行過規模性兩次治理,支、鬥、農溝配套齊全,本幹橋、涵也進行了配套建設,工程實施後效益得到了較好的發揮,1987~2023年,十年間洪澇災害損失大幅減少。

近年來,隨著城市化、工業化的迅猛發展,居民增多,工業、生活廢水、廢物排放量增加,致使河道淤積嚴重,排水不暢,水位抬高。部分堤防堤身單薄,岸陡無灘,堤後有大坑。涵閘工程,年久失修,啟閉機無法啟閉,閘門,消力段、擋土牆等不同程度存在損毀現象,已影響其功能發揮。

黑河在召陵區境內長22 km,防洪堤防長11 km(均為左岸堤防),橋梁13座,排涵15座。

圖2-1 黑河流域水系圖

黑河流域屬華北暖溫帶季風氣候,四季分明。冬季北方大陸氣團不斷南侵,多偏北風、天氣寒冷、雨雪稀少。夏季副高北上,多偏南風,降水充沛。

區域內多年平均氣溫14.6℃,多年平均降雨量796.4公釐,最大年降水量1455.

6公釐,最小年降水量378.1公釐,豐枯年相差3倍,且多集中在汛期6~9月份,佔全年降水量的51.4%,降水歷時及強度極不均勻。

年均日照時間2228.9小時,年均蒸發量1100mm,乾旱指數1.35。

冬季受北方大陸氣候不斷南侵多偏北風,夏季副高壓北上多偏南風,年平均風速為2.8 m/s,平均值3月份最大為3.3 m/s,8月份最小為2.

2 m/s,瞬間最大風速為25 m/s,一般風速不超過3.4m/s。

召陵區黑河流域較小。本次規劃範圍是對召陵區境內黑河本幹按五年一遇除澇標準進行恢復配套和提高。

黑河屬溫帶季風氣候,冷暖氣團交替非常頻繁,降水比較充分。當夏季風的暖氣流登陸北上,與北方南下的冷空氣相遇時,因為暖空氣輕,冷空氣重,較輕的暖濕氣就會被抬公升到冷空氣之上,形成了鋒面雨。降水水平範圍大,常常形成沿鋒而產生大範圍的呈帶狀分布的降水區域。

隨著鋒面平均位置的季節移動,降水帶的位置也移動。黑河流域由於受季風環流影響,降水時空分布不均,暴雨發生比較頻繁,平均每年有暴雨2~3天,多集中於6~8月份,且黑河流域地勢低窪,因而常有不同程度澇災發生。

由於黑河所處氣候條件及位置的特殊性,極易形成洪澇災害,據不完全統計,工程治理前內澇嚴重,特別是2023年洪水,南面老王坡滯洪區洪水漫溢向北竄過黑河,使黑河以北大面積受淹,幾乎絕收,損失慘重。經2023年、2023年兩次大規模治理後,工程發揮了較大效益,內澇情況出現較少,農業損失減少。但隨著工程執行多年,工業、城市、生活廢水、廢物增多,河道淤積越來越嚴重、洪澇災害發生越來越頻繁,每年都有不同程度災害發生。

2023年受災較為嚴重達8.4萬畝,絕收近2萬畝,給當地農業生產及農民生產帶來極大損失。

依據河南省水文局2023年編制的《河南省水利工程水文計算常用圖》(以下簡稱《圖集》),按黑河流域所在位置,查取流域中心24h點雨量均值及變差係數cv值,取cs=3.5cv,利用《圖集》中給出公式計算設計點雨量,並且流域面積小於1000km2的設計面雨量可用點雨量代替。故設計面雨量成果見表2.

4-1。

表2.4-1 24h 設計面雨量表

黑河流域內徑流資料缺乏。根據河流的產匯流條件,對黑河設計洪水採用平原區排水模數公式進行流量計算:

2-1)

式中:q—設計洪峰,m3/s;

k—峰量係數,取0.035;

f—匯水面積,km2;(在1/50000地形圖上量取)

r—設計淨雨(mm),由《圖集》,河南省平原區降雨徑流關係p+pa~r曲線圖查得,pa為設計前期影響雨量,50年一遇以上暴雨 p=imax,5~20年一遇pa=2/3imax,各水文分割槽最大初損值imax,見《圖集》。r值見表2.4-2;

a—綜合折減係數。

表2.4-2 設計淨雨深r表

下墊面條件對匯排水有不同的滯蓄作用,洪水標準越高,洪峰消減越明顯,經分析,選用綜合折減係數見表2.4-3。

表2.4-3 綜合折減係數表

設計洪水成果見表2.4-4。

表2.4-4 設計洪峰流量計算成果表

施工期設計洪水的推求採用水文比擬法,修正移置附近水文相似區域的水文特徵值。

其中:;

,——分別為設計流域和參證站集水區域的徑流量,m3/s;

,——分別為設計流域的流域面積和參證站的集水區域,km2;

k ——為修正係數。

周莊水文站位於潁河支流黑河下游周莊境內,集水面積1320km2,徑流資料齊全,與研究區域相距較近,同屬溫帶季風氣候區,水文氣象條件及匯流條件也有很大的相似性。因此,選取周莊水文站作為參證站,進行施工期設計洪水的計算。黑河河道治理工程工期為8個月,從2023年9月份至次年4月份,河道主槽疏浚工程工期為2-3個月,根據工程特性,選定工程施工期中流量較枯的11-2月份為計算期即可滿足施工要求,利用周莊水文站計算期內最大徑流量作為選取樣本(詳見表2.

5-1),進行頻率分析計算,設計流量成果表詳見表2.5-2。

表2.5-1 周莊水文站計算期內最大徑流量表

此處選用5年一遇洪峰流量的計算成果,通過水文比擬法計算黑河施工期設計洪水,成果見表2.5-3。

表2.5-2 周莊水文站計算期設計流量成果表

表2.5-3 黑河施工期設計洪水

黑河在1976、2023年進行治理,經過多年的執行,河道漂浮物越積越多,形成大的淤積五十多處,河道淤積嚴重、排水不暢、汙水位抬高,極易沖垮橋梁、堤防。堤防(4+100~4+800)段,橋兩側長700公尺堤段,堤身單薄,岸陡無灘,堤後有大坑,水大時極易出現滲水等險情,甚至有潰堤危險。15座排澇涵閘消力池沖毀,漿砌石護坡裂縫、滑坡、帽梁斷裂無閘門,水漲時倒灌淹沒農田。

部分農田無排澇涵閘,致使農田積水嚴重。

工程標準低、質量差、年久失修、不配套、管理界線及責任不清、洪澇災害時常發生,因此召陵區迫切希望以防洪保安為主要目標,徹底**黑河。

針對黑河存在問題,採取的措施:一是河道疏浚;二是改建、新建涵閘。

因此本次黑河治理的工程內容主要包括:(1)19.4km長河道疏浚及擴挖工程(樁號0+000~19+400);(2)新建涵閘5座,維修涵閘15座;(3)重建橋梁4座,維修橋梁3座。

根據《防洪標準》(gb50201-94)、《堤防工程設計規範》(gb50286-98),黑河河道治理工程屬三等工程,堤防級別為4級,主要建築物等級為3級,次要建築物等級為4級,臨時工程為5級;堤防防洪標準為20年一遇,5年一遇除澇標準。

1)《防洪標準》gb50201-94;

2)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》sl252-2000;

3)《堤防工程設計規範》gb50286-98;

4)《堤防工程管理設計規範》sl171-96;

5)《水工混凝土結構設計規範》sl/t191-96;

6)《砌體結構設計規範》gb50003-2001;

7)《水利水電工程設計工程量計算規定》sl328-2005。

《召陵區黑河近期治理建設規劃報告》召陵區水利局2008.8

結合實際,統籌兼顧、標本兼治、全面規劃,綜合治理、兼顧上下游和左右岸關係、集中力量、確保重點、技術可行、效益突出等等。

5.3.1.1河道現狀

(1)黑河本次治理段全長19.4km。由於常年淤積,現狀河道斷面已不能滿足防洪、排澇標準,因此本次治理對河道進行全段清淤。

治理段現有防洪堤防長11公里(均為左岸堤防),其中700公尺長(樁號4+100~4+800)堤防堤身單薄,岸陡無灘,背有大坑。

(2) 8座過堤涵閘(樁號1+200處新莊趙1#閘、樁號4+400處大姜2 #閘、樁號7+200處沱溝1 #閘、樁號8+000處沱溝3 #閘、樁號8+500處疙瘩張1 #閘、樁號9+250處疙瘩張2 #閘、樁號9+900處李槐庭1 #閘、樁號10+600處李槐庭3 #閘)堤防均存在堤防被偷挖現象,挖深2~3公尺,底寬8~12公尺,長約10~15公尺。

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