板房溝河出山口段河道防洪治理方案探討

高天

（烏魯木齊市水利勘測設計院（有限責任公司），新疆烏魯木齊830001）

板房溝河出山口段河道防洪治理方案探討

高天

（烏魯木齊市水利勘測設計院（有限責任公司），新疆烏魯木齊830001）

板房溝河位于烏魯木齊市南山風景區(qū)內，河道出山口上游有烏魯木齊市南山照壁山國家森林公園，游客來往頻繁，但出山口下游河道未治理，景觀效果差，對上游風景區(qū)的旅游事業(yè)帶來負面影響。河道內洪峰較大，出山口下游兩岸有居民居住及重要基礎設施，汛期須采取臨時搶險渡汛措施，確保兩岸居民及重要設施的安全。通過收集基礎資料、現(xiàn)場走訪調查的方法，提出防洪與景觀結合的治理方案，同時配套泥沙處理、兩岸綠化、尾水收集利用設施等。方案符合景觀要求，可提高河道防洪能力，促進當?shù)芈糜问聵I(yè)發(fā)展。

水利；防洪；景觀

0 引言

板房溝河屬烏魯木齊河流域，發(fā)源于天山北麓的維昆達坂，距離烏魯木齊市約50 km。該河屬降雨和冰雪融水混合補給型河流，河道內常年有徑流，河道總流域面積約350 km2，多年平均年徑流5220萬m3。河道洪水類型主要有冰川融水型洪水、暴雨型洪水、冰川融水暴雨混合型洪水。根據(jù)《烏魯木齊縣板房溝河流域規(guī)劃報告》中水文分析成果，河道百年一遇的洪峰流量為600 m3/s，50年一遇的洪峰流量為458 m3/s。

板房溝河全長約42 km，出山口上游段長約31 km，為烏魯木齊市照壁山國家森林公園景區(qū)開發(fā)段，出山口下游長約11 km，河道兩岸分布有公路、電力線纜、供水管道、板房溝鄉(xiāng)、水西溝鎮(zhèn)的四個行政村（居民約6280人、耕地約5655畝）、以及已建成的南旅基地。由于受資金的限制，該河道出山口段至今未修建永久性防洪工程，河道防洪標準低、防沖能力差，每年汛期，縣政府需投入大量的人力、物力、財力搶險渡汛，才能保證兩岸居民及基礎設施生命及財產(chǎn)安全，該段河道實施永久性防護工程建設迫在眉睫。

1 河道現(xiàn)狀存在問題

1.1 防洪設施較乏、兩岸居民及基礎設施安全受到威脅

河道出山口0 km～8 km范圍兩岸分布有照壁山國家森林公園的景觀大道、村莊、耕地、電力線纜、供水管線等。河岸受洪水套刷，耕地面積日益縮小、村莊受到威脅、電力線纜基礎沖毀、供水管道局部外漏，河道整治亟待解決。

1.2 河道水土流失日益嚴重

由于河道兩岸均為砂礫石河岸，岸坡常年受風力、水力侵蝕的作用，岸坡崩塌時有發(fā)生。崩塌的土體滑落至河道，汛期被洪水沖刷、挾帶至下游，造成上游河道水土流失日益加重、下游平原區(qū)淤積問題突出。

1.3 河道現(xiàn)有防洪標準已不能滿足地方經(jīng)濟發(fā)展的要求

南山風景區(qū)旅游綜合服務基地（簡稱南旅基地）位于板房溝河道出山口下游8 km～11 km處兩岸的階地上，具有旅游服務中心、國際文化交流中心主要功能。根據(jù)《烏魯木齊縣總規(guī)》，至2030年，該片區(qū)河道兩岸規(guī)劃總人口為5萬人，板房溝河從南旅基地中間穿過，由于該段河道防洪標準較低，河道現(xiàn)有防洪標準已不能滿足南旅基地經(jīng)濟發(fā)展的要求。

1.4 河道景觀效果差

該段河道位于照壁山國家森林公園下游，公園內歷年游客較多，但出山口河道受洪水套刷，景觀效果差，對國家森林公園的旅游事業(yè)造成一定影響。

2 河道治理理念

同時隨著城市的發(fā)展，城市周邊的水源河道日益成為市民節(jié)假日放松休閑去往的區(qū)域。為了給旅游愛好者打造良好的休閑娛樂環(huán)境，河道治理時在滿足防洪功能下，還應滿足休閑度假的景觀要求。因此，該段河道在治理時，應采用防洪結合景觀的治理理念[1]。

根據(jù)以上治理理念，河道治理布置時采用防洪渠結合景觀湖的布置方案，對防洪渠及景觀湖兩岸空地進行綠化，使河道在汛期能夠安全度汛，在非汛期景觀湖內注滿水，形成水面和綠地結合的景觀帶。

3 景觀水源選擇

由于烏魯木齊市是缺水城市，城市上游河道內水在解決當?shù)鼐用裆罴吧a(chǎn)需求之外，河道內除了少量生態(tài)用水，無多余水量下泄，即河道內基本無多余水量供打造景觀要求。要滿足以上設計功能，首先要解決景觀湖水源問題。

根據(jù)現(xiàn)場調查，板房溝河道內的水在灌溉期通過出山口0+000處的照壁山水庫調節(jié)后引入下游輸水干渠進行灌溉，為了打造景觀湖水面，可在灌溉期將原干渠灌溉水從上游引入河道作為景觀湖的水源，在下游合適高程通過工程措施返回到輸水渠道以滿足灌溉要求。

4 具體治理措施

4.1 主河道防洪結合景觀治理方案

4.1.1 工程布置

主河道治理采用景觀湖和防洪渠結合的形式，根據(jù)現(xiàn)狀地形布置景觀湖12座，景觀湖布置在河道較寬處，由6個大湖面和6個小湖面連接形成十二連湖景觀，工程布置見圖1。河道可在0+000處引入灌溉水源，在3+575處將灌溉水返回渠道，因此，樁號3+575以上景觀湖可形成動感的水面，3+575之后湖內注入少量水可形成為靜止的湖面。湖與湖之間設置防洪渠，防洪渠沿河道較窄處布置，主要起到連接景觀湖、輸水、泄洪的作用。

圖1 工程布置示意圖

4.1.2 工程設計方案

（1）景觀湖設計：為達到景觀水面效果，湖面部分設計縱坡采用1‰，采用跌水過渡連接。湖面采用全斷面景觀水面兼防洪的復式斷面，湖深為2 m，針對湖的位置采取不同的駁岸布置形式[2]。為確保旅游安全，湖內水深0.5 m，在小流量時邊坡大部分駁岸裸露，凸顯駁岸整體景觀效果。景觀湖冬季不存水，擋坎的下部設置少量排水孔，冬季可將水放空。湖內采用跌坎形成瀑布，跌坎形式采用硬質懸臂式鋼筋砼擋墻跌坎，跌坎下游采用干砌卵石灌漿防沖。設計斷面圖見圖2。景觀效果圖見圖3、圖4。

圖2 景觀湖設計斷面圖

圖3 景觀湖效果圖

圖4 駁岸效果圖

由于河床巖性為砂礫石，滲透性強，為減少滲漏損失，使湖面保持一定的水量，湖面應采用土工膜防滲處理[3]。

（2）防洪渠設計：防洪渠設計要滿足抗沖流速要求，設計流速不能超過防沖襯砌材料極限流速。可將防洪渠設計縱坡調整在6‰以內，中間設置陡坡或跌水來調節(jié)高差。

防洪渠斷面采用現(xiàn)狀溝寬結合渠道實用經(jīng)濟斷面結合的形式設計[4]，邊坡1∶1.75為宜，渠深2 m左右。防洪渠以泄洪和輸水為主，可不進行防滲處理，滿足防洪、防沖功能即可。設計斷面圖以及防洪渠效果圖見圖5、圖6。

圖5 防洪渠設計斷面圖

圖6 防洪渠效果圖

4.2 泥沙治理方案

板房溝河為出山口河道，河道縱坡較大，河道內泥沙較多，再加上治理河道兩岸還有多條沖溝匯流，汛期會有大量泥沙進入景觀湖，造成湖面淤積，后期清淤工作量很大。因此主河道及兩岸沖溝泥沙處理措施環(huán)節(jié)至關重要。

治理段上游有照壁山水庫攔蓄洪水，因此主河道排泄到下游的泥沙將大大減少，為了杜絕泥沙進入下游的景觀湖，可在工程起點設置沉砂池再次攔沙，非汛期管理人員定期人工清理泥沙。

工程沿線兩岸有13條沖溝需治理，由于沖溝流域面積較小，洪水較小，為了減少生態(tài)破壞，治理時采用鉛絲石籠矮谷坊[5]的形式將泥沙攔截在上游，使河道治理與現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)有機結合。

谷坊平面典型設計

谷坊剖面典型設計

4.3 兩岸綠化配套設施方案

河道治理要達到景觀要求，僅僅靠斷面設計還遠遠不夠，河道兩岸的綠化工作至關重要。為便于工程建成后的運行管理和沿線綠化工作，需在河道沿線兩岸布置供、排水管道，其中供水管道布置時分為旅游及管理人員生活供水管道及沿線綠化供水管道兩部分布置，以減小生活用水凈化處理費用。生活及綠化供水管道采用獨立的管道，可埋設在同一個管溝，生活供水水源選擇附近居民生活用水水源，綠化水源采用河道起點處的照壁山水庫水源或者景觀湖內水源。排水管道沿景觀湖岸邊布置，布置時結合景觀湖沿線設置的休閑吧、廁所、餐廳等場所位置布置。

4.4 末端尾水回收利用方案

烏魯木齊市為缺水城市，再加上水資源時空分布不均，板房溝河流域水資源短缺，工程在設計時應考慮工程末端水資源的回收利用，以利于工程的長期運行。

可在末端12號景觀湖靠近右岸位置設置集水池，池口設置攔污柵，池內埋設收集管道，將末端水量輸送到板房溝河道下游左、右岸的已建水池中儲存，作為縣域下游的生態(tài)林綠化水源。

5 結語

板房溝河道出山口段兩岸居民及重要基礎設施較多，河道距離上游景區(qū)及下游的烏魯木齊市較近，河道治理應越早越好，治理措施采用防洪、景觀結合的方案，是近年來城市周邊河道治理的趨勢。文章在提出主河道治理理念的同時，給出了具體治理方案，以及景觀水源選擇、河道內泥沙處理、兩岸綠化、生過供水及尾水利用方案。本方案實施后，可解決河道防洪問題，同時提高河道景觀效果，配套的泥沙處理、生過供水管道及尾水利用措施有利于工程的長期安全運行。建議在具體實施階段精確測量地形圖，進行詳細的地勘工作、水文分析論證后進行。

[1]基于河道綜合治理的濱河景觀設計研究.丁硯強.西北農林科技大學.2012(11)；

[2]基于水動力特性的河道景觀設計方法.張雅卓，練繼建.天津大學水利工程仿真與安全國家重點實驗室.2012(01)；

[3]中國水庫大壩土工膜防滲技術進展.束一鳴，吳海民，姜曉楨.河海大學水利水電學院南京水利科學研究院巖土工程研究所. 2016(01)；

[4]山區(qū)傍山渠道實用經(jīng)濟斷面形式淺析.蒙進，向國興.貴州省水利水電勘測設計研究院貴州省水利水電勘測設計研究院.2009(03)；

[5]鉛絲格賓石籠在東碾河治理工程中的應用.李建杰.山西省水利建筑工程局.2015(04).

TV85

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1673-9000（2017）04-0037-03

2017-02-15

高天（1982-），男，寧夏固原人，工程師,主要從事水利設計工作。