【正文】 淤泥深度超過(guò)1m，大部分河道僅有 7～ 10m 寬，河道斷面嚴(yán)重阻水，且沒(méi)有完整的護(hù)堤和護(hù)坡工程。 工程建設(shè)緣由 ① 石榴河開(kāi)平區(qū)段由于久未治理，年久失修，現(xiàn)狀的防洪標(biāo)準(zhǔn)已不足 5 年一遇，其 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)既不適應(yīng)城市安全要求，也不滿(mǎn)足流域規(guī)劃確定的防洪要求。河道是水生態(tài)環(huán)境的主要載體，因此， 該工程建設(shè)亦是生態(tài)環(huán)境的需要。因此，石榴河開(kāi)平區(qū)段河道治理工程建設(shè)又是唐山市城市發(fā)展的需要，它對(duì)于完善城市功能、改善城市生態(tài)環(huán)境和提高城市品位具有重要意義。 執(zhí)行的主 要規(guī)范、規(guī)程 《水利水電工程 可行研究報(bào)告 編制規(guī)程》（ DL502193）； 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）； 《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5028698）； 《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SDT33889）； 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522020）； 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ QBJ1089）； 《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 SDJ1078； 《水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)規(guī)范》（試行）。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ① 防洪標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 GB5020194，本工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)近期按 20年一遇洪水設(shè)計(jì)。工程主要建筑物為 4 級(jí)建筑物，次要建筑物一般按 5 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL20397），堤防工程不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，建筑物按地震烈度 Ⅷ 度設(shè)防。 為適應(yīng) 河道景觀規(guī)劃要求， 河道迎水坡 擬采用混凝土六菱板 進(jìn)行全斷面護(hù)砌。 工程量及投資 本工程 估 算總投資為 萬(wàn)元。 主要工程量為：土方開(kāi)挖 678882m3，土方回填 535520m3，石方10800 m3，混凝土 68580 m3。施工期計(jì)劃為2020 年～ 2020 年。 2 基本情況 自然地理 開(kāi)平區(qū) 位于京津冀經(jīng)濟(jì)圈腹地的唐山市， 是唐山市中心城區(qū)之一。開(kāi)平自古為商賈重鎮(zhèn)， 素有 填不滿(mǎn)的開(kāi)平城 之說(shuō)，被譽(yù)為 “京東四大名鎮(zhèn) ”之首。秦漢屬右北平都，唐代為石城縣治所，元代由義豐縣所轄，明朝永樂(lè)元年設(shè)在真定府的 開(kāi)平中屯衛(wèi) 徙于此地，開(kāi)平由此得名，至今 600 余年。 205 國(guó)道橫貫境內(nèi)，唐山市外環(huán)路使開(kāi)平區(qū)與路北區(qū)、路南區(qū)、高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)和豐南區(qū)之間實(shí)現(xiàn)快速直達(dá)，開(kāi)平區(qū)東側(cè)的唐山市環(huán)城高速、東南側(cè)的唐港高速與 京沈、唐津、唐曹和沿海高速公路可全部互通，形成四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)。沿構(gòu)造方向有褶皺與斷層發(fā)育，即陡河斷層和碑子院斷層。 本區(qū)屬冀東灤河（近期陡河）洪沖積扇堆積而成的山麓平原中部，總的趨勢(shì)是北高南低，中部隆起，形成東西兩個(gè)低平。北部丘陵占總面積的 13%，中部平原占 69%，南部洼地占 18%。 水文氣象 本區(qū)屬東部季風(fēng)暖 溫帶濱海半濕潤(rùn)氣候，四季分明，各具特色，雨熱同季，季風(fēng)顯著。 年平均氣溫 ℃ ，一月最冷，平均氣溫 ℃ ，極端最低氣溫℃ ；七月最熱，平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫 ℃ 。 全年最多風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，頻率 8%；其次是西風(fēng)，頻率 7%。風(fēng)速 年平均 ，極端最大風(fēng)速（ 10 級(jí)）25 m/s。多年平均徑流量 億 m3。地表水可利用量 m3，可開(kāi)采地下水量 億 m3，共計(jì) 億 m3。 河流水系 境內(nèi)主要河流有 2 條，即陡河、石榴河。 陡河全長(zhǎng)（豐潤(rùn)區(qū)馬莊戶(hù)～豐南區(qū)澗河 ） ，流域面積1340km2。 陡河市區(qū)段的河北橋～勝利橋河段于 1992年至 1996年進(jìn)行了全面綜合整治，河道設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的五十年一遇提高至百年一遇，設(shè)計(jì)行洪流量達(dá)到 600m3/s；該段河道為無(wú)堤河道，設(shè)計(jì)河底寬38m，邊坡 1： 3，縱坡 1/2260，干砌石護(hù)腳， 水位以下為漿砌石護(hù)坡，以 上為混凝土六菱板護(hù)坡。 ② 石榴河 石榴河系陡河的一條支流，古稱(chēng)官渠水，發(fā)源于古冶區(qū)北部的丘陵山地。 石榴河由古冶區(qū)謝家套村流入開(kāi)平區(qū)婁子莊，至王盼莊村西南匯入陡河，途中流經(jīng)開(kāi)平區(qū)的 3 個(gè)鎮(zhèn)， 29 個(gè)村莊，境內(nèi)長(zhǎng) 18km。 石榴河擔(dān)負(fù)著開(kāi)平區(qū) 3 個(gè)鎮(zhèn)、 29 個(gè)村莊的農(nóng)田灌溉和防洪任務(wù)。 2020 年開(kāi)平區(qū)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值 億元，人均生產(chǎn)總值達(dá)到39499 元。 2020 全區(qū)總戶(hù)數(shù)為 81991 戶(hù)，總?cè)丝?246131 人，其中農(nóng)業(yè)人口108440 人，非農(nóng)業(yè)人口 137691 人 。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入 11414 元，農(nóng)民人均純收入5753 元。 由于流域內(nèi)降水量年內(nèi)年際分配不均，表現(xiàn)為有時(shí)河水來(lái)水量大、流速急、水位變幅大，從而引起河道排水不暢，造成河堤漫溢決口，發(fā)生瀝澇災(zāi)害。久旱之后突降暴雨致澇成災(zāi)是石榴河流域的另一種瀝澇災(zāi)害形式，即由旱轉(zhuǎn)澇。 1959 年 7 月 21 日～ 7 月 22 日境內(nèi)普降暴雨，歷時(shí) 21 小時(shí)，發(fā)生了石榴河自有水文記載以來(lái)最大的一次洪水。石榴河河堤于 22 日晨 6 點(diǎn) 30 分發(fā)生決口，其中一處長(zhǎng)約 17m，高 3m。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，此次水災(zāi)淹沒(méi)大田 萬(wàn)畝，其中絕收 萬(wàn)畝，減產(chǎn) 萬(wàn)畝；淹沒(méi)園田 萬(wàn)畝，倒塌房屋 488 間，畜棚 1 間，豬圈16 間；沖走商業(yè)瓜菜 1500kg。礬土礦也因進(jìn)水致使 18 個(gè)礦井被損壞。 河道工程現(xiàn)狀 石榴河開(kāi)平區(qū)段，流經(jīng)洼里鄉(xiāng)、開(kāi)平鎮(zhèn)、越河鄉(xiāng)，由西王盼莊村匯入陡河。石榴河沿途除匯集雨水外，以附近的煤礦疏干水和生活污水為其主要徑流。 防洪形勢(shì)分析 石榴河作為唐山市中心區(qū)城市防洪河道之一曾于 1992 年對(duì)其作出了河道整治規(guī)劃，但當(dāng)時(shí)僅對(duì)石榴河上游段即古冶城區(qū)段做出了河道防洪整治方案，而對(duì)石榴河開(kāi)平區(qū)段則由于歷史及資金等方面原因未制訂防洪規(guī)劃方案。 目前，石榴河開(kāi)平區(qū)段河道行洪能力已達(dá)不到 5 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。一俟發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水，由于河道防洪能力嚴(yán)重偏低，洪水無(wú)法順暢下泄，洪水將出槽形成漫流乃至發(fā)生潰堤決口，并將形成較長(zhǎng)時(shí)間滯蓄和淹沒(méi)，直接威脅城區(qū)安全， 導(dǎo)致嚴(yán) 重的洪澇災(zāi)害，給人民的生民財(cái)產(chǎn)造成極大損失。 4 水文分析 流域概況 石榴河隸屬陡河支流，發(fā)源于古冶區(qū)北部的丘陵山地，至開(kāi)平區(qū)王盼莊村西南匯入陡河。 流域總體地勢(shì)由東北向西南逐漸降低，由丘陵、山麓平原、沖擊平原、人工地貌等主要地形組成，流域高差 。流域內(nèi)蘊(yùn)含豐富的煤炭、石灰?guī)r、陶瓷土、礬土等礦產(chǎn)資源，是國(guó)家重要的煤炭基地。 年徑流 流域多年平均徑流量 1885 萬(wàn) m3。 泥沙 依據(jù)《唐山市水文手冊(cè)》，石榴河控制流域土壤侵蝕類(lèi)型為土石山地輕度侵蝕，流域上游為低山丘陵區(qū)，植被覆蓋良好，綜合考慮各方面影響因素， 流域多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)確定為 85t/km2。則石榴河流域多年平均侵蝕模數(shù)為 ，多年平均輸沙量為 萬(wàn) t。 ① 單因子公式法洪水計(jì)算 計(jì)算公式： Qmp＝ CppC? ； F ——— 流域面積（ km2）， F=185 km2。 pC? 由多年平均洪峰流量模系數(shù) pC? 等值線(xiàn)圖查得，石榴河流域pC? ＝ 。 石榴河設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表 (單因子公式法 ) 表 41 重現(xiàn)期（年） 20 50 100 200 頻率 (%) 5 2 1 Kp 8 Cp 24 Qmp（ m3/s） 252 366 455 548 ② 多因子公式法洪水計(jì)算 計(jì)算公式： JFHCQ pmp ?????? 式中： Qmp ——— 某一頻率的洪峰流量（ m3/s）； F ——— 流域面積 (km2)， F＝ 185 km2； C ——— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； C=。 運(yùn)用多因子公式法計(jì)算得到石榴河設(shè)計(jì)洪水成果，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表42。 石榴河設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表 表 43 重現(xiàn)期（年） 20 50 100 200 頻 率 (%) 5 2 1 Qmp（ m3/s） 205 285 348 412 5 工程建設(shè)的必要性和目標(biāo)體系 河道治理工程的必要性 石榴河開(kāi)平區(qū)段由于久未治理，年久失修，現(xiàn)狀的防洪標(biāo)準(zhǔn)已不足 5 年一遇，其 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)既不適應(yīng)城市安全要求，也不滿(mǎn)足流域規(guī)劃確定的防洪要求。因此，為保證開(kāi)平區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，確保城區(qū)安全，必須盡快建立城區(qū)的防洪工程體系，把石榴河開(kāi)平區(qū)段治理工程早日付諸實(shí)施，這是非常緊迫和必要的。 ② 運(yùn)用現(xiàn)代新材料、新工藝、新技術(shù)，使石榴河河道治理工程達(dá)到技術(shù)的先進(jìn)性、布局的合理性和工程設(shè)計(jì)科學(xué)化的目標(biāo)。 6 工程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 ① 參照有關(guān)法 規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合實(shí)際情況，合理確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，為工程設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。 ③ 因地制宜，就地取材，在保證工程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能減少投資。 依據(jù)的規(guī)范 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522020） ； 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）； 《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5028698）； 《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL20397）； 《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CJJ5092）； 《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（ SL4493）； 《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5028899）； 與本規(guī)劃有關(guān)的其他規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 防洪標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)《唐山市城市防洪規(guī)劃》，本次石榴河開(kāi)平區(qū)段的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。工程主要建筑物為 4 級(jí)建筑物，次要建筑物一般按 5 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL203－ 97）， 堤防工程不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，建筑物按地震烈度 Ⅷ 度設(shè)防。 本次石榴河開(kāi)平區(qū)段河道治理工程包括 河道疏浚清淤，開(kāi)卡清障，拓寬河槽，修筑堤防，護(hù)砌邊坡等項(xiàng)內(nèi)容。 工程總體布置 本工程治理范圍為石榴河 婁子莊～王盼莊的區(qū)間河段 ，治理河段總長(zhǎng) 。河道斷面形式設(shè)計(jì)為梯形， 迎水坡坡比采用 1： ，背水坡坡比 1：3，堤頂寬 5m。 堤頂根據(jù)需要布置交通道路，堤頂兩側(cè)擬布置綠化帶，具體方案待下一階段進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)時(shí)再做詳 述。計(jì)算公式如下： 612112)(RnCARmhbhhmbAiKiRCAQ???????????????????? 式中： Q ——設(shè)計(jì)最大過(guò)水流量（ m3/s） A —— 過(guò)水面積（ m2） ? —— 濕周（ m） R —— 水力半徑（ m） C —— 謝才系數(shù) K —— 流量模數(shù)（ m3/s） i —— 渠道底坡 n —— 粗糙系數(shù) 設(shè)計(jì)堤頂高程計(jì)算 堤頂高程按設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定。 ① 風(fēng) 浪要素計(jì)算 風(fēng)浪要素按下列公式計(jì)算確定： gVVTgtgVVHgTgVVdgthVFgthVdgthH????????? ???????????? ???????????????????????????????? ????????? ????????????????? ????m i n22221 6 80 0 1 式中： H —— 平均波高（ m） T —— 平均波周期（ s） V —— 計(jì)算風(fēng)速（ m/s） F —— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（ m） d —— 水域的平均水深（ m） g —— 重力加速度（ m/s2）， g＝ m/s2 mint —— 風(fēng)浪達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的最小風(fēng)時(shí)（ s） 據(jù)平均波周期 T 和設(shè)計(jì)水深可查表求得波長(zhǎng) L 。 V —— 設(shè)計(jì)風(fēng)速，按計(jì)算波浪的風(fēng)速確定。 PK —— 爬高累積頻率換算系數(shù)，可查表確定。 H —— 堤前波浪的平均波高（ m） m —— 斜坡坡率， ?ctgm? ， ? 為斜坡坡角（度）。 ⑶ 當(dāng) m 時(shí)，可由 m＝ 和 m＝ 的計(jì)算值按內(nèi)插法確定。河道底寬、水深、邊坡、縱坡的設(shè)計(jì)原則以盡可能減少工程量、占地和投資為出發(fā)點(diǎn)，并盡可能滿(mǎn)足不沖不淤流速的要求。 河道兩側(cè)按設(shè)計(jì)要求，修筑堤防。 河道水 力設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算 采用明渠均勻流公式進(jìn)行石榴河河道斷面的過(guò)水能力計(jì)算，河道設(shè)計(jì)指標(biāo)計(jì)算成果見(jiàn)表 61。計(jì)算成果如表 62。石榴河橫斷圖、縱斷圖詳見(jiàn)附圖。 為體現(xiàn)景觀河道設(shè)計(jì)要求以及防止風(fēng)浪作用對(duì)堤防的淘刷，本工程采取全斷面護(hù)砌方案，護(hù)坡材料采用