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格宾石笼护坡在乌伦古河河道治理上的运用

时间:2016-05-13 19:22 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要:文章主要介绍了格宾石笼护坡技术在河道治理中的应用。
格宾石笼护坡在乌伦古河河道治理上的运用
  1、概况:
   乌伦古河属内陆河,河源由大、小青河组成。发源于阿尔泰山脉东段海拔 3 552 m 的达拉的大坂,大青河同小青河在青河县城附近汇合后称为青格里河,沿程有查干河汇入。青格里河与发源于蒙古境内阿尔泰山脉东部的布尔根河汇合后称为乌伦古河。乌伦古河由北向南流向二台,经二台向南流出山口后折向西北,二台后仅有山洪沟汇入,经约 500 km 的流程最后注入考勒湖( 又名吉力湖) 。
   乌伦古河河长 821 km,自河源达拉大坂至青河县城,河道比降 11. 38‰,青河县城至二台河道比降 1. 74‰,二台至考勒湖口更为平缓,为 0. 97‰。该水系流域面积为 6. 14 万 km2 ,其中国内集水面积为 3. 84 万 km2 。二台水文站处多年平均河川径流量 10. 3 亿 m3 ,为阿勒泰地区第二大河流。该河流经青河县、富蕴县、福海县及兵团农十师 182 团。乌伦古河流域由于各种原因,治理速度缓慢,主要干支流和山沟小河都没有得到较好的治理,目前已建的堤防工程和其他防洪设施不仅简陋,而且标准低。因此,经常受洪水的侵害,洪灾频繁发生,给国家和人民生命财产带来严重损失。
 
2、河道现状及存在的问题:
 
2.1、防洪工程现状:
   乌伦古河流域内现建有 15 座水库,设计总库容 4. 44 × 108 m3 ,兴利库容 2. 91 × 108 m3 ,其中,典型的拦河式水库 11 座,设计总库容 0. 96 × 108 m3 ,兴利库容 0. 46 × 108 m3 。据相关资料调查,乌伦古河干、支流上已建拦河水库中,均无承担下游河道防洪的任务。原因是,已建拦河式水库均属于小型水库,设计总库容仅有 0. 96 × 108 m3 ,兴利库容 0. 46 × 108 m3 ,也没有设置用于下游防洪的防洪库容。由于库容偏小,相比于乌伦古河汛期较大的洪水总量,对于削减洪峰、减小灾害的作用很小,鉴于此,这些小型水库均不具备承担下游防洪任务的基本条件。流域内现已建各种形式水闸 47 座,其中拦河式水闸共 21 座。
   这些水闸中,绝大部分修建时的建设标准都偏低,还有因为维修养护资金经费缺乏,建成后未曾做过保养和修护,被水损毁严重,进而影响了水闸的引水过洪能力。为了避免出现险情,在汛期,多采用短期引水和间断性引水来保证其安全运行,大型水闸等骨干水闸,则根据来水情况确定其引水时间,一般引水时间较长较长,且承担引水任务较重。流域内河道共有交通桥 35 座,其中富蕴县 15 座,青河县 14 座,福海县 6 座。
   目前,流域内的防洪工程大部分为黏土堤防,防洪设施非常简陋,而且防洪标准都偏低。除青河县内小青河县城段修建有浆砌石和混凝土防洪堤,其余部分段有土堤和干砌石防洪堤防外,沿线多处防洪抢险区段则连基本的、简易的防洪工程都没有。而且,2010 年洪水将现有的防洪工程全部冲毁。流域防洪工程和非工程建设严重滞后,已威胁到流域内人民群众的生命财产安全。
格宾石笼护坡在乌伦古河河道治理上的运用
2.2、 防洪工程存在的问题:
 
( 1) 防洪工程线长、群众负担重: 流域沿线现有防洪工程极少,仅有几个重点区域和重要设施段修建了防洪工程,而且防洪工程特别分散,不能做到流域沿线全覆盖,而流域防洪和山洪防范线长; 再者已有防洪工程的防洪标准均偏低,一次暴雨过后就会形成全流域受灾的状况,每年因防洪投入的人力、物力和财力巨大。据统计,2010 年一年,青河县投入防洪的资金为 1 257 元 / 人,占人均纯收入的 33. 4% ; 富蕴县投入防洪的资金为 740. 63 元 / 人,占人均纯收入的 14. 19% ; 福海县投入防洪资金为 2 406 元 / 人,占人均纯收入的 44. 68% ; 182 团防洪资金投入为 1 670 元,占人均纯收入的 10% 。防洪已成为乌伦古河流域农牧民的沉重负担。
 
( 2) 缺乏防洪工程建设资金: 目前,乌伦古河流域防洪工程的抢险工作的一般程序为: 流域各县政府( 防洪指挥部) 领导下达抗洪抢险指令,县属各机关单位干部职工参与抢险,资金来源则由县水利局从所收水费中截留出 3% ~ 5% 来支付。但与每年近百万元的洪灾抢修资金相比,各县防洪工程建设资金则显得杯水车薪,由于资金相对短缺,只能是毁一处修一处,每年受灾后,只能保证被水毁区段的修复和下一年应防范的重点区域和重要设施,仅能做到对损毁的防洪工程进行部分维修、加固,无多余资金做长远规划及灾害治理。
格宾石笼护坡在乌伦古河河道治理上的运用
( 3) 河道漫溢情况: 由于乌伦古河现状无永久性防洪工程,河道两岸均为当地老百姓自发组织堆填的临时性防洪堤,据
《乌伦古河防洪规划报告》成果,乌伦古河防洪段共计 92 处,其中,洪水漫溢段 18 处,长度为 55. 57 km。据调查,乌伦古河上游青河县现状修建临时性堤防工程的长度约为 11 km,乌伦古河中游河段富蕴县现状修建建临时性堤防工程的长度约为21. 40 km,乌伦古河下游福海县现状修建建临时性堤防工程的长度约为 23. 17 km,而对全流域来说青河县是临时堤防工程修建较多的一个县,这些临时性防洪堤坝由于防洪标准达不到 5
年一遇,每年乌伦古河洪水期,河道洪水漫溢情况严重,据统计,每年洪水期乌伦古河上游青河县河道漫溢处多达 10 处,河道中游富蕴县洪水期河道漫溢处达 5 处,洪水期乌河下游福海县河道漫溢达 3 处。洪水期由于河道洪水漫溢给乌伦古河两岸居民财产及生命带来威胁。
 
( 4) 河道塌岸情况: 乌伦古河河长 821 km,自河源达拉大坂至青河县城,河道比降 11. 38‰,青河县城至二台河道比降1. 74‰,二台至考勒湖口更为平缓,为 0. 97‰。由于乌伦古河上游青河县河段河道纵坡较大,加之河谷两岸较厚的松散砂卵砾石层,洪水期河道凹岸极易冲刷,造成塌岸,据《乌伦古河防洪规划报告》成果,乌伦古河防洪段共计 92 处,其中,洪水塌岸段 74 处,长度为 107. 71 km,据调查,每年洪水期乌伦古河上游青河县河道塌岸多达 14 处。乌伦古河中游富蕴县河段,由于河流纵坡较大,流速较快,洪水期水流将对河岸形成冲刷侵蚀,其类型为下蚀 + 侧蚀的侵蚀类型,河谷两岸主要为自然河谷林、草场及新增耕地,在每年的洪水期洪水对两岸河谷林及草场破坏严重,尤其是在凹岸洪水对河岸的冲刷破坏严重,据调查,每年洪水期乌伦古河中游富蕴段塌岸达 15 处。乌伦古河下游福海县河段由于河床两岸Ⅰ级阶地上部有砂层 ( 大多为2. 0 ~ 2. 5 m 厚) ,结构松散,下部为砂砾石层。洪水期水流对河道凹岸冲刷严重,据调查,每年洪水期乌伦古河下游福海县河道塌岸达 45 处。由于洪水期河道的塌岸对两岸河谷林及草场破坏严重,阻碍了乌河两岸的经济发展。
格宾石笼护坡在乌伦古河河道治理上的运用
3、护坡方案的选择:
   根据《新疆乌伦古河防洪规划报告》,乌伦古河共有险工险段 91 处,总长 163. 28 km,其中堤防 18 处,总长 55. 57 km,护岸74 处,总长 107. 71 km。近年来在综合考虑乌伦古河河道地形、地质、水流、工程造价、施工条件和河道总体布置等因素,乌伦古河河道治理取得了一定的成功经验,通过对已建护岸工程的建设,发现乌伦古河河道治理多采用的护坡方案为现浇混凝土护坡和格宾施工护坡。目前乌伦古河河道治理已建设护岸76. 7 km,其中 54. 99 km 为格宾石笼护坡,其余均为混凝土护坡。通过对已实施护坡方案对比,发现混凝土护坡和格宾石笼护坡各有其优缺点,但格宾石笼护坡方案更适用于乌伦古河。
   乌伦古河上已建设的格宾石笼护坡均采用 50 cm 厚,边坡1: 1. 75 的箱装格宾网箱,护坡底部采用两层各厚 40 cm 长度3. 7 m和 4. 7 m 不等的的格宾网箱,网箱尺寸 2 m × 2 m。
   格宾石笼护坡笼网防护结构为变形结构,该结构属于柔性结构,会随着拉力的增大而增加抗荷载能力; 具有良好的抗击震动性能和抗冲击能力,能很好的吸收外部动荷载施加所产生的能,量适应地基变形,与土层很好的结合,从而达到保持水土的作用。而且网状物的氧化腐蚀是一个极其缓慢的过程,会比其他结构的老化要来的晚。加上表层的合金保护及优化树脂膜,增大了网格的耐久性。此外,石笼网防护结构具有天然的透水性,可作为生态环境循环的良好通道,结构内由里而外的植生层,增加了对土壤的加筋作用,从而提高了结构的安全性和耐久性,有了植物的生长就更能,稳固水土,防止水土流失。石笼网防护结构由独立的单元构成,每个相邻单元间都由钢丝绞合,所以还具有很好的整体性。其次是工程施工快,施工难度不大,运行效果好,易维修。
   从利于植物生长及环境保护方面来看,格宾网生态护坡属生态环保型护坡,不会阻断水及水中微生物的通过,其透水及透气性能较好,这样就能保证一定时间后,植物及水中微生物的正常生长,不会破坏现有的生态环境和秩序; 从工程效果来看,格宾网生态护坡观赏性强; 因为格宾笼结构属于柔性结构,故完整性及柔韧性都非常好,这样有利于其适应外力施加的变形,能满足河道较大流速对岸坡的冲刷,适应冻胀变形,不易破损,尤其适应北方寒冷地区,是理想的护坡材料。综上所述,乌伦古河河道治理采用格宾石笼护坡方案。
 
4、结论及建议:
   格宾石笼护坡结构属于变形结构,是一种生态环保型格网结构。石笼网由高强度、高抗腐蚀、包覆 PVC 的钢丝或者有延展性的低碳钢丝经机械编织而成,格宾石笼网箱就是用石笼编织而成的箱型结构。格宾石笼网箱在施工现场填充石头,构成具有柔性、透水性及整体性的结构。
   格宾石笼护坡在乌伦古河上的成功应用,证实了这一结构在河道护岸治理上的优越性及适宜性。实践证明,无论在安全、造价、工期、外观效果方面都有不可比拟的多种优势,值得的在类似工程中推广应用。
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