1.1工程基本情況
任河流域位于川陜交界的大巴山區(qū),東經(jīng)107°56′~109°17′,北緯31°42′~32°51′之間,整個流域呈帶狀狹長型。任何流域紫陽段轄區(qū)14個鄉(xiāng)鎮(zhèn),總?cè)丝?5.63萬人,總面積1213km2,其中耕地面積20.92萬畝,人口密度129人/ km2,流域內(nèi)國內(nèi)生產(chǎn)總值58560萬元,人均3747元,工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值55514萬元。其中農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值40739萬元,工業(yè)總產(chǎn)值14775萬元,農(nóng)村和鎮(zhèn)區(qū)居民人均收入分別為1478元和5228元。
任河為漢江一級之流,發(fā)源于重慶市城口縣,由西向東經(jīng)麻柳、毛壩、高灘、芭蕉、向陽、城關(guān)等鄉(xiāng)鎮(zhèn),于任河嘴匯入漢江,任河紫陽段流域面積1213 km2(總流域面積4893km2,主河道長212公里),紫陽段主河道長56.9公里,平均比降7.3‰,多年平均降水量1150~1250mm,據(jù)瓦房店站實測資料統(tǒng)計分析多年平均徑流量35.3方/m3(多年平均流量為112方/m3)。麻柳河系任河的一級支流,于麻柳鎮(zhèn)境內(nèi)匯入任河。
紫陽境內(nèi)沿任河的鎮(zhèn)區(qū)均為山區(qū)集鎮(zhèn),麻柳鎮(zhèn)麻柳河兩岸建置、毛壩鎮(zhèn)沿任河兩岸建置,高灘鎮(zhèn)主要沿任河左岸建置,因受地形和暴雨的雙重影響,洪水災(zāi)害一直是鎮(zhèn)區(qū)的首要災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計建國以來共發(fā)生10次較大洪水,受災(zāi)人口達(dá)4509人,受災(zāi)耕地達(dá)428畝,傷亡數(shù)十人,房屋損失3381間,守在損失達(dá)1510萬元,其中受災(zāi)損失最嚴(yán)重的是2000年7月13日,受災(zāi)人口達(dá)1214人,死亡2人,損失房屋910間,受災(zāi)損失達(dá)728萬元。嚴(yán)重制約著城區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,為確保鎮(zhèn)區(qū)的防洪安全,2000年7.13洪水后有關(guān)單位及個人沿河局部修建了提防及護(hù)岸工程,累計長度不足200m。已建提防及護(hù)岸工程未進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低,堤線不順且不連續(xù),工程質(zhì)量差,致使沿河的麻柳鎮(zhèn)、毛壩鎮(zhèn)和高灘鎮(zhèn)防洪形勢嚴(yán)峻。
為根治水患,促進(jìn)城區(qū)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,紫陽縣水利局組織相關(guān)技術(shù)人員于2008年11月編制完成了“近期治理規(guī)劃”。紫陽縣人民政府對“近期治理規(guī)劃”進(jìn)行了批復(fù)。
本防洪工程自上而下分別位于支流麻柳河的麻柳鎮(zhèn)區(qū)河段、任河干流的毛壩鎮(zhèn)、高灘鎮(zhèn)區(qū)河段,即“兩河三鎮(zhèn)”。防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水,提防級別為4級。
該工程位于任河紫陽縣麻柳鎮(zhèn)、毛壩鎮(zhèn)、高灘鎮(zhèn)等3個集鎮(zhèn)段,治理河段長3.28km。新修護(hù)岸長度3032.2m,加固護(hù)岸長度213.77m。
1.2主要工作項目
Ⅰ標(biāo)段為麻柳鎮(zhèn)及高灘鎮(zhèn)段護(hù)岸工程。
1.3具體工作內(nèi)容
本工程為新修麻柳鎮(zhèn)段護(hù)岸1.01267km;新修高灘鎮(zhèn)段護(hù)岸0.310km,擴(kuò)建涵洞1座。
1.4 水文
任河流域位于川、陜交界的大巴山區(qū)。主河道發(fā)源于重慶市城口縣的大巴山南麓的大燕山,是漢江右岸最大一級支流。自東南流向西北,于毛壩關(guān)轉(zhuǎn)向東北。流經(jīng)重慶、四川萬源市大竹區(qū)和陜西麻柳、毛壩、高灘、向陽、城關(guān)等鄉(xiāng)鎮(zhèn),于紫陽縣城西南的任河咀匯入漢江。任河流域紫陽段回流面積1213km2,紫陽段主河道長56.9公里,河道平均比降7.3‰.麻柳河是任河一級支流,工程下斷面控制流域面積215km2,主河道長26.3km,平均比降20.75‰.
任河河道可分為上、中、下三段,上游兩岸山勢陡峻,河口狹窄呈V型河谷,水面寬度一般10~30m,比降大,平均22.7‰,水流急,屬自然森林區(qū);高望至大竹河為中游區(qū),河道比降4.2‰,河谷呈V型,水面寬度一般20~60m,水流較急,兩岸山勢平穩(wěn),階地較發(fā)育,人類活動相對較頻;大竹河以下為下游區(qū),河床比降2.4‰,河谷呈U型,水面寬度一般30~100m,流量大比降較平緩,山勢相對平緩,階地發(fā)育。
任何流域?qū)俦眮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū),冬季受西北冷高壓控制寒冷少雨;夏季受西南低渦和太平洋副亞熱帶高壓向西北延伸影響,炎熱且多雷暴雨并伴有伏旱;秋季熱帶副高壓后退緩慢影響天氣陰涼濕潤多有連陰雨,總的流域氣候特征為:四季分明、溫和多雨、無霜期長,由于地處山區(qū)相對高差大,故氣候垂直變化明顯,多面平均氣溫14℃~15℃,多年平均降水量1150~1250mm,蒸發(fā)量800mm。流域有城口、萬源、紫陽三個氣象站,據(jù)紫陽氣象站資料統(tǒng)計,多年平均降水量1099.1mm,最豐年1683.2mm(1974年),最枯年711.1mm(1966年),最大為最小的2.4倍。降水年內(nèi)分配不均變幅大,常形成旱澇交織。多年平均氣溫15.1℃,年極端最高氣溫41.3℃,年極端最低氣溫-7.6℃,無霜期多年平均為242天。最大風(fēng)速24m/s,多年平均風(fēng)速1.5m/s,出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向NNE,多年平均最大風(fēng)速11m/s。
任河徑流主要來源于降水補(bǔ)給,徑流年紀(jì)變化大,據(jù)瓦房店站實測資料統(tǒng)計分析,多年平均徑流量35.3m3/s(平均流量為112 m3/s),實測最大年平均流量232 m3/s(1983年),最小42.4 m3/s(1999年),最大量是最小量的5.47倍,且年內(nèi)分配不均,4~10月水量占全年水量85.6﹪,11~3月僅占14.4﹪,年最小流量多發(fā)生在1~2月份。
瓦房店站懸移質(zhì)輸沙量依據(jù)高灘站實測沙量按面積比修正至瓦房店并用年平均流量與年平均輸沙量關(guān)系插補(bǔ)知,多年懸移質(zhì)輸沙量為355萬t。
1.5 地質(zhì)
工程區(qū)位于任河下游川陜交界強(qiáng)烈切割的山岳地帶,群山雄偉,溝谷幽深,岸坡陡峻,水流湍急。任河屬于漢江的一級支流,發(fā)源于重慶市城口縣境內(nèi)。任河及其支流河谷谷底寬度一般小于200m,有呈條塊狀分布的一級階地。階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰,上部壤土,下部沙礫石。
地層巖性
工程區(qū)河谷兩岸基巖裸露,底層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,出露地層以震旦系、寒武系、奧陶系、志留系的頁巖、板巖灰?guī)r和砂巖為主,簡介如下:
1)震旦系(Za),下部以紫紅色和黃綠色凝灰?guī)r為主,中部為砂質(zhì)頁巖、灰質(zhì)頁巖、板狀頁巖夾薄層灰?guī)r,炭質(zhì)頁巖與硅質(zhì)頁巖互層,下部以中厚層灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r和鐩石條帶灰?guī)r為主。
2)下寒武統(tǒng)石牌組(ε1S)以頁巖夾粉砂巖,砂質(zhì)頁巖及薄層灰?guī)r為主,底部有一層5~10m厚的黃綠色含白云母石英砂巖。區(qū)內(nèi)主要分布于大巴山斷裂帶(F1)以北地區(qū)。
3)下寒武統(tǒng)魯家坪組(ε1L),下部為硅質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁巖、白云質(zhì)灰?guī)r,中、上部為碳質(zhì)頁巖及深灰色頁巖夾泥夾巖。
4)下寒武統(tǒng)箭竹壩組(ε1L),地層巖性單一,為青灰色石灰?guī)r。
5)中寒武統(tǒng)毛壩關(guān)組(ε1L),深灰黑色厚層泥灰?guī)r夾石灰?guī)r、灰質(zhì)頁巖、碳質(zhì)巖透鏡體。
6)中寒武統(tǒng)八卦廟組(ε2b),青灰色石灰?guī)r、含砂質(zhì)。
7)上寒武統(tǒng)(ε3),巖性以角礪狀灰?guī)r為特征,并與灰?guī)r和泥灰?guī)r交互層。
8)奧陶系中~下統(tǒng)(O1-2),下部為中層灰質(zhì)板巖、灰質(zhì)泥質(zhì)板巖夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r。中部以泥質(zhì)板巖、灰色泥質(zhì)板巖為主,偶見泥灰?guī)r。上部為灰色泥質(zhì)板巖夾礪質(zhì)板巖。
9)下志留統(tǒng)斑關(guān)組(ε1b),巖性以炭質(zhì)頁巖互層夾炭質(zhì)砂巖為主,夾灰質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r。
10)第四系(Q),巖性主要為沙礫石、壤土。
工程區(qū)地震動峰值加速度a=0.05g地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s,相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。
工程區(qū)地下水按含水層巖性分為孔隙潛水和基巖裂隙水兩種類型,孔隙潛水的含水層為沙礫石和粉質(zhì)粘土,基巖裂隙水含水層為強(qiáng)~弱風(fēng)化基巖。地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水,地下水以下降泉和滲流形式補(bǔ)給河水或向下游河道排泄。環(huán)境水對混凝土無腐蝕作用。
1.6 地質(zhì)條件
工程區(qū)位于山區(qū)河谷段,堤岸沿線地貌類型清晰,底層結(jié)構(gòu)簡單,堤基土層以沙礫石和基巖(砂頁巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)板巖)為主,地質(zhì)調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)不良的地質(zhì)現(xiàn)象,可能存在的主要工程地質(zhì)問題有滲透穩(wěn)定和沖刷問題。
支流麻柳河較任河干流比降大,河床受洪水季節(jié)水流側(cè)蝕強(qiáng)烈,堤基沙礫石②層干密度ρd=1.85~2.0g/cm3,相對密度Dr=0.15~0.30,松散~稍密,允許不沖刷流速V=1.0~1.5m/s,抗沖刷能力差。根據(jù)本次地質(zhì)調(diào)查資料分析,麻柳河和任河洪水沖刷深度2.0m,建議防洪堤基埋深應(yīng)≥2.0m,基巖斜坡段防洪堤埋深應(yīng)≥0.5m。
堤基沙礫巖石層②的不均勻系數(shù)Cu=19.3~27.7,顆粒級配不連續(xù),允許水力坡降i=0.1~0.15,滲透破壞形式以管涌為主。