曹县鲁豫边界杨河治理工程的设计探讨

摘　要：杨河是菏泽市南部与河南民权边界的一条主要防洪除涝河道，起源于河南境内，历史上杨河汛期洪水凶猛，多次泛滥成灾，该河给沿河人民的生命财产安全造成了巨大的损失，由此产生的用水矛盾和争端较为突出，曹县和民权两地群众对治理杨河的愿望非常迫切。

关键词：用水矛盾，治理杨河
　　一、流域概况简介
　　杨河位于菏泽市南部，是山东曹县与河南民权的一条主要防洪除涝河道，属黄河故道水系，杨河流域面积493平方公里，其中曹县仅占91平方公里，河南境内流域面积402平方公里，杨河在曹县境内全长23.8公里，流经邵庄、朱洪庙、梁堤头三个乡镇。
　　杨河为山东曹县与河南民权的一条重要防洪除涝河道，1968年，杨河按淮委在郑州分析的水文成果，即三年一遇除涝，二十年一遇防洪标准进行治理，杨河的开挖和田间工程的配套，有效解决了两地历史上由此形成的水利矛盾和争端，解决了该流域的洪涝灾害，改善了人民群众发展和生活的自然条件，田间配套也得以改善，在防洪、除涝、抗旱、改碱等方面都发挥了重要作用。
　　二、工程建设缘由分析
　　从1968年治理以来，杨河已运行了三十多年，从未经过治理，目前河道窄浅，工程老化失修，河槽淤积严重，经实测核算，现有防洪除涝能力仅为原设计的65％，另外，堤防险工、缺口隐患较多，这几年来，河南汛期从黄河故道、林七水库放水入小堤河，进一步加重了杨河下游的防洪任务，历史上杨河汛期来水凶猛，多次泛滥成灾，给该流域人民的生命和财产安全造成极大的损失，近期在1985年也出现过洪水冲破大堤造成仲堤圈100多间房屋倒塌，67公顷耕地受淹，尤其在2003年和2004年两年曹县连续遭受特大洪涝灾害，沿杨河每年有2000余公顷耕地绝产，群众财产损失惨重，洪涝灾害始终威胁着该流域人民群众的生命和财产安全，严重影响和制约着该流域国民经济的发展，因此对杨河进行综合治理，是当地群众和政府的迫切需求。
　　三、工程地质与水文地质
　　(一)地质概况
　　杨河所在流域属黄泛平原，该流域均被第四纪沉积物覆盖，沉积厚度一般在1000米左右，主要断裂有西部的聊城至兰考深断裂带穿过，深度达到地壳以下，他控制了山东的一些强震分布，中部经郓城、成武、曹县贯穿曹县断裂，东西向有釜山、曹县、金乡断层，第四纪地层的成因大部分为黄河冲积物、土层主要为砂土、砂壤土和粘性土，由于黄泛冲积的缓急不同，形成了砂壤、淤土相间。土层厚薄不均、交错复杂的分布特点。
　　(二)工程地质条件
　　该河道开挖范围内，主要是砂壤、淤土相间、土层厚薄不均，砂壤土天然含水量26.6％－40.2％，塑性指数4.5－8.4，液性指数0.73－0.87，一般为软塑、可塑状态、淤泥质砂壤土，灰黄色，很湿、软塑，含水量腐植质，天然密度一般为1.74－1.79克/立方米，地耐力平均为10吨/平方米，内摩擦角平均为30度。
　　(三)水文地质条件
　　杨河沿浅地下水属第四纪孔隙水，含水层多为粉沙、细纱组成，在垂直分布上，大部分为淡－碱－淡分布，地下水埋深一般在10米，地下水主要补给来源为大气降水，其次为河水补给，地下水随季节变化，年幅约12米，浅层淡水底板一般在地面以下15－16米，地下水矿化度在3克/升以上，不宜灌溉，地下水化学类型为碳酸盐水，对砼无侵蚀性，深层淡水一般在地面以下150－300米之间，水质较好。
　　四、工程规划与设计
　　(一)设计指导思想和原则
　　杨河治理工程应贯彻统一规划、综合治理、统筹兼顾、综合开发、因地制宜、保证实效的原则，进一步巩固完善现存的排水体系，增强防洪除涝和抗旱排碱的能力，以干流治理为基础，搞好防洪除涝工程配套，妥善处理河道疏浚与堤防加固、建筑物配套之间的关系，通过工程规划，强化工程管理，建立健全管理体系，强化管理队伍素质，完善管理措施，提高管理手段，搞好水利基础产业建设，因地制宜，倡导堤防绿化，加强生态环境保护，开展多种经营，把杨河治理成为民谋福、兴利除害的民心工程。
　　(二)设计依据
　　根据水利水电部颁发的《水利水电工程水利设计规范》和《山东省水文图集》，并结合历史上省际边界河道治理协议，杨河开挖治理标准上下游均按三年一遇除涝、二十年一遇防洪标准设计，除涝和防洪流量模数分别为0.244立方米/平方公里和0.676立方米/平方公里。
　　杨河治理工程设计采用1966年淮河规划组在郑州分析的水文成果，雨型概化过程及排水模数均以此为基础确定。
　　(三)工程建设标准及规模
　　杨河治理工程要服从防洪除涝的总体安排，兼顾上下游、左右岸地区间的利益，以除涝工程为主，兼顾蓄水灌溉、引黄补源相结合，以解决日益增长的水资源供需矛盾。
　　干流河道断面采用梯形单式断面，按上述各级设计参数，采用明渠均匀流，要素计算式采用：
　　Q=AR2/3I1/2/n
　　△H=Q2△L/K
　　K=ACR1/2
　　建筑物工程主要包括节制闸、桥梁、涵洞、护坡等工程共计27座。
　　杨河治理工程等别为Ⅲ等、工程规模为中型，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，治理河道长度23.8公里，新建、改建及维修加固建筑物27座，本工程需做土方236.43万立方米，砼及钢筋砼6141立方米，砌石6597立方米，工日14.2万个，木材84.61立方米，钢材313.53吨，水泥3317.05吨，工程估算投资2435万元。
　　五、工程效益与环境影响评价
　　通过对杨河的治理，使杨河的防洪除涝能力恢复到原设计标准，可使现有的防洪除涝能力提高35％，同时由于排水畅通，流速加大，增强了水体挟沙、稀释、净化能力，对水文、水质、沉沙等问题均产生有利的影响。
　　杨河治理工程，经分析，年效益886万元，年费用66.7万元，经济效益费用比R0=1.85大于1；经济内部收益率IRR=24％，大于12％；经济净现值NPV=2345.7万元，杨河治理工程经济效益显著。
　　杨河治理后，不仅解决了制约本流域经济发展的洪涝灾害，而且能够解决两省边界水利矛盾和群众纠纷，使得社会安定，群众安居乐业，有利于经济增长，社会的全面发展。
　　工程的实施，有效地降低了地下水位，促进了盐分的排除，改良了土壤，减轻了洪、涝、渍灾害，防止土地盐碱化和土地次生盐碱化的发生，对保护地表径流，防止水土流失有积极的作用，为农作物生长提供了有利条件，确保了农作物增长，从而增产增收。
　　杨河治理后，两岸堤防将更加完整，为河道的管理、维护、规划布置创造了有利条件，对堤防统一绿化、植树造林、间作果木，既能防风御沙，又美化环境，改善田间小气候，与河道自然景观，通过综合治理，建立污水监控防治体系，以达到改良水质，净化水系，真正使杨河治理工程为本流域的工农业生产和地方经济文明营造良好的生态环境。
参考文献：
1、《水利建设项目评价规范》（SL72－94）
2、《疏浚工程施工技术规范9》（SLJ202－82）
3、《堤防工程设计规范》（GB50286－98）
4、《水利水电等级划分及洪水标准》（SL252－2000）