2025年水利案例練習(xí)題及答案試題一：中小河流生態(tài)治理工程驗(yàn)收爭議處理2023年，某省清河縣啟動(dòng)清河流域（縣域段）綜合治理工程，該河為長江一級(jí)支流的二級(jí)支流，流域面積820km2，干流長度45km，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。工程區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量1350mm，降水集中在5-8月（占全年70%）。治理前，河道存在三大問題：①河道淤積嚴(yán)重，主槽平均淤積厚度1.2m，行洪斷面縮窄30%；②部分堤防為土堤，頂寬僅3-4m，迎水坡坡度1:2.5，局部存在塌陷、裂縫；③河道硬化率高（漿砌石護(hù)岸占比65%），水生生物棲息地破碎化，底棲動(dòng)物密度不足治理前的1/3。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括：①清淤疏浚：清除主槽淤積物85萬m3，拓寬主河槽至35-40m，縱坡比由0.8‰調(diào)整為0.75‰；②堤防加固：新建混凝土防洪墻12km（頂寬6m，迎水坡直立），改造土堤8km（頂寬拓寬至6m，迎水坡放緩至1:3，增設(shè)草皮護(hù)坡）；③生態(tài)修復(fù)：拆除硬質(zhì)護(hù)岸5km，改建生態(tài)格賓石籠護(hù)岸（占比70%）和植物纖維毯護(hù)岸（占比30%），恢復(fù)淺灘濕地2.3hm2，種植本土挺水植物（蘆葦、香蒲）8hm2，投放濾食性魚苗（鰱魚、鳙魚）15萬尾。2025年6月，工程完工后申請竣工驗(yàn)收。驗(yàn)收委員會(huì)現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn)：①混凝土防洪墻段，墻后地面出現(xiàn)3條長度5-8m、寬度2-3mm的裂縫；②生態(tài)格賓石籠護(hù)岸局部石塊松動(dòng)，部分區(qū)域石籠網(wǎng)片被水流沖刷變形；③淺灘濕地水位波動(dòng)頻繁，蘆葦存活率僅65%（設(shè)計(jì)要求≥80%）；④河道縱坡比實(shí)際測量為0.78‰，與設(shè)計(jì)值0.75‰存在偏差。建設(shè)單位認(rèn)為：裂縫為溫度應(yīng)力引起的表面微裂，不影響結(jié)構(gòu)安全；石籠松動(dòng)是施工期臨時(shí)防護(hù)措施未完全固定，可后期修補(bǔ)；蘆葦存活率低因2025年春季干旱導(dǎo)致補(bǔ)水不及時(shí)；縱坡偏差在允許誤差范圍內(nèi)（±0.05‰）。運(yùn)行管理單位提出異議：①防洪墻裂縫可能引發(fā)滲透破壞，需進(jìn)行專項(xiàng)檢測；②石籠護(hù)岸變形影響長期穩(wěn)定性，需返工；③濕地生態(tài)功能未達(dá)標(biāo)，需補(bǔ)植并優(yōu)化補(bǔ)水方案；④縱坡偏差可能導(dǎo)致局部壅水，需復(fù)核行洪能力。問題1：指出本工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)（50年一遇）確定的主要依據(jù)，并說明中小河流治理中防洪標(biāo)準(zhǔn)選擇需考慮的關(guān)鍵因素。（15分）問題2：針對驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的生態(tài)格賓石籠護(hù)岸問題，分析可能的原因，并提出整改措施。（20分）問題3：蘆葦存活率未達(dá)設(shè)計(jì)要求，從施工和運(yùn)行管理角度提出改進(jìn)建議。（15分）問題4：對于防洪墻墻后地面裂縫，需開展哪些檢測工作？請列出檢測項(xiàng)目及判定標(biāo)準(zhǔn)。（20分）問題5：河道縱坡比偏差是否會(huì)影響行洪能力？需通過哪些技術(shù)手段驗(yàn)證？（30分）答案及解析問題1答案：（1）設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)（50年一遇）確定的主要依據(jù)：①《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）中“中小河流防洪標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定：保護(hù)人口≥20萬人或耕地≥30萬畝的河流，防洪標(biāo)準(zhǔn)可取50-100年一遇；結(jié)合清河縣統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，清河流域保護(hù)人口約25萬人，耕地約35萬畝，符合50年一遇標(biāo)準(zhǔn)適用范圍。②流域歷史洪水分析：根據(jù)1950-2022年水文資料，清河縣曾發(fā)生5次超過20年一遇洪水，其中1998年、2016年洪水接近50年一遇量級(jí)，需提高防洪標(biāo)準(zhǔn)以保障區(qū)域安全。③區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)重要性：清河縣為省內(nèi)糧食主產(chǎn)區(qū)，縣城及3個(gè)重點(diǎn)鎮(zhèn)沿清河分布，GDP占全縣70%，需通過50年一遇標(biāo)準(zhǔn)降低洪水風(fēng)險(xiǎn)。（2）中小河流治理中防洪標(biāo)準(zhǔn)選擇需考慮的關(guān)鍵因素：①保護(hù)對象重要性：包括人口、耕地、城鎮(zhèn)、交通干線、重要基礎(chǔ)設(shè)施等的規(guī)模與價(jià)值；②洪水風(fēng)險(xiǎn)程度：流域暴雨特性、歷史洪水頻率及災(zāi)害損失；③工程投資與效益：不同標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的工程規(guī)模、投資成本與防洪效益的平衡；④生態(tài)與景觀要求：避免過高標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致河道過度硬化，需兼顧生態(tài)空間；⑤上級(jí)規(guī)劃銜接：與流域綜合規(guī)劃、區(qū)域防洪規(guī)劃中確定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。問題2答案：（1）生態(tài)格賓石籠護(hù)岸問題可能原因：①材料質(zhì)量：石籠網(wǎng)片材質(zhì)（鍍鋅層厚度、抗拉強(qiáng)度）未達(dá)設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)要求鍍鋅層≥260g/m2，抗拉強(qiáng)度≥500MPa），導(dǎo)致抗沖刷能力不足；②施工工藝：石塊裝填不密實(shí)（設(shè)計(jì)要求孔隙率≤25%），局部石塊粒徑偏?。ㄔO(shè)計(jì)要求150-300mm），未按“先四周后中間”分層裝填，造成石籠內(nèi)部松散；③基礎(chǔ)處理不到位：護(hù)岸基礎(chǔ)開挖深度不足（設(shè)計(jì)要求嵌入河床以下1.5m），或基礎(chǔ)未采用碎石墊層（設(shè)計(jì)要求30cm厚級(jí)配碎石），水流淘刷導(dǎo)致基礎(chǔ)失穩(wěn)；④水流條件變化：清淤后河道流速增大（原設(shè)計(jì)流速1.2m/s，實(shí)測1.5m/s），超出石籠設(shè)計(jì)抗沖流速（1.3m/s），加劇局部沖刷。（2）整改措施：①材料檢測：對現(xiàn)存石籠網(wǎng)片進(jìn)行鍍鋅層厚度、抗拉強(qiáng)度檢測，不合格部分全部更換為符合設(shè)計(jì)要求的熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金網(wǎng)片；②結(jié)構(gòu)加固：對松動(dòng)區(qū)域拆除表面石塊，重新按“大石塊打底、中小石塊填縫”原則裝填，確保孔隙率≤25%，頂部用200mm×200mm×50mm混凝土壓頂塊固定；③基礎(chǔ)修復(fù)：對護(hù)岸基礎(chǔ)外露段，采用拋石固腳（塊石粒徑≥300mm），并補(bǔ)做30cm厚級(jí)配碎石墊層，延伸至河床以下2.0m；④流速調(diào)控：在石籠護(hù)岸段增設(shè)丁壩（長度10m，間距50m），引導(dǎo)水流遠(yuǎn)離岸坡，降低局部流速至1.3m/s以下；⑤后期監(jiān)測：在整改區(qū)域安裝流速儀、石籠位移傳感器，連續(xù)監(jiān)測3個(gè)月，確保穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。問題3答案：（1）施工角度改進(jìn)建議：①優(yōu)化種植時(shí)機(jī)：蘆葦種植應(yīng)避開干旱期（原計(jì)劃3月種植，2025年3月降水量僅25mm，較常年偏少60%），調(diào)整為4月下旬（雨季初期，土壤濕度≥70%），或采用帶土球移植（土球直徑≥30cm）提高成活率；②強(qiáng)化保水措施：種植后鋪設(shè)無紡?fù)凉げ迹酥?00g/m2）覆蓋，減少水分蒸發(fā)；在濕地周邊增設(shè)臨時(shí)灌溉管網(wǎng)（管徑50mm，間距10m），干旱期每3天補(bǔ)水1次（水深保持10-20cm）；③改良種植基質(zhì)：對局部沙質(zhì)土壤區(qū)域，摻入30%黏質(zhì)土+5%有機(jī)肥（雞糞腐熟），提高土壤保水保肥能力（原土壤有機(jī)質(zhì)含量僅0.8%，設(shè)計(jì)要求≥1.5%）。（2）運(yùn)行管理角度改進(jìn)建議：①建立生態(tài)補(bǔ)水機(jī)制：與上游水庫（距工程區(qū)15km）簽訂協(xié)議，每年3-5月（蘆葦生長期）下泄生態(tài)流量≥0.5m3/s，確保濕地水位波動(dòng)≤10cm/d；②加強(qiáng)病蟲害防治：定期巡查（每周1次），發(fā)現(xiàn)蘆葦葉斑?。òY狀為葉片出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)）及時(shí)噴施多菌靈（濃度0.1%），蟲害（二化螟）采用性誘劑誘殺（每公頃設(shè)置10個(gè)誘捕器）；③開展適應(yīng)性管理：連續(xù)2年監(jiān)測蘆葦存活率（每0.1hm2設(shè)1個(gè)樣方，樣方大小1m×1m），若仍低于80%，更換耐干旱品種（如菖蒲）或調(diào)整種植密度（原密度25叢/m2，可降低至20叢/m2）。問題4答案：需開展的檢測工作及判定標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）裂縫深度檢測：采用超聲波法（儀器型號(hào)：HC-U810）或鉆孔取芯法（鉆孔直徑50mm，間距2m），檢測裂縫是否貫穿防洪墻結(jié)構(gòu)層（設(shè)計(jì)墻厚0.8m）。判定標(biāo)準(zhǔn)：裂縫深度≤0.3m（表面裂縫）為合格；深度＞0.3m（深層裂縫）需處理。（2）裂縫寬度與延伸性監(jiān)測：使用裂縫測寬儀（精度0.01mm）測量裂縫寬度，并用紅漆標(biāo)記裂縫兩端，每7天觀測1次長度變化。判定標(biāo)準(zhǔn)：寬度≤0.3mm且無延伸為安全；寬度＞0.3mm或持續(xù)延伸（每月增長＞1mm）需加固。（3）墻后土體滲透系數(shù)檢測：在裂縫區(qū)域布置3個(gè)探井（深度3m），采用常水頭滲透試驗(yàn)（儀器：TSZ-1型滲透儀）測試土體滲透系數(shù)（原設(shè)計(jì)要求≤1×10??cm/s）。判定標(biāo)準(zhǔn)：滲透系數(shù)≤1×10??cm/s為正常；＞1×10??cm/s需檢查墻后排水系統(tǒng)（原設(shè)計(jì)設(shè)置φ100mmPVC排水孔，間距2m，坡度5%）是否堵塞。（4）防洪墻結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測：在裂縫附近安裝鋼筋應(yīng)力計(jì)（量程±300MPa）和混凝土應(yīng)變計(jì)（量程±2000με），監(jiān)測墻身應(yīng)力分布（設(shè)計(jì)允許拉應(yīng)力≤1.5MPa）。判定標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)測拉應(yīng)力≤1.5MPa為安全；＞1.5MPa需分析是否因地基不均勻沉降（設(shè)計(jì)允許沉降差≤20mm）引起，必要時(shí)進(jìn)行地基注漿加固（水泥漿水灰比0.5:1，注漿壓力0.3MPa）。問題5答案：（1）縱坡比偏差（設(shè)計(jì)0.75‰，實(shí)測0.78‰）可能影響行洪能力，原因如下：河道縱坡是影響水流流速和泄洪量的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)曼寧公式Q=(1/n)×A×R^(2/3)×i^(1/2)（Q為流量，n為糙率，A為過流面積，R為水力半徑，i為縱坡比），縱坡比增大（i由0.75‰增至0.78‰）會(huì)導(dǎo)致流速增加，但同時(shí)可能引起局部沖刷；若縱坡調(diào)整不均（如某段縱坡突變），可能形成壅水，降低行洪效率。（2）驗(yàn)證行洪能力的技術(shù)手段：①水文計(jì)算復(fù)核：采用HEC-RAS軟件建立一維水動(dòng)力模型，輸入實(shí)測縱坡（0.78‰）、糙率（混凝土防洪墻段n=0.015，生態(tài)護(hù)岸段n=0.030）、設(shè)計(jì)洪水流量（50年一遇為850m3/s），模擬水面線，對比原設(shè)計(jì)水面線（設(shè)計(jì)洪水位38.5m），若實(shí)測洪水位超過設(shè)計(jì)值0.2m以上，需調(diào)整縱坡。②地形測量修正：使用RTK測量（精度±2cm）河道縱斷面，重點(diǎn)復(fù)核清淤段（樁號(hào)K10+000-K20+000）的底高程，確認(rèn)縱坡偏差是全局均勻變化還是局部突變（如某500m河段縱坡達(dá)0.85‰）。若為局部突變，需對該段重新清淤，調(diào)整底高程至設(shè)計(jì)值。③物理模型試驗(yàn)：在水工模型試驗(yàn)室（比尺1:50）中，按實(shí)測地形制作河道模型，模擬50年一遇洪水（流量850m3/s），觀測水面線、流速分布及是否存在壅水現(xiàn)象（