淺談霍拉溝流域防洪的規(guī)劃與設(shè)計

艾尼·阿巴斯

巴州迪那河流域管理處 新疆 庫爾勒 841000

一、流域概況

霍拉溝發(fā)源于中天山霍拉山北坡，屬雨雪混合性河流。為開都河平原河段支流之一，多年平均徑流量為0.3億m3，河長69.2km。地理坐標(biāo)位于東經(jīng)85°15′～86°17′，北緯41°41′～42°15′之間。流域南北寬6.50km，東西長69.2km，面積450km2。河流出山口后，順勢而下，穿過218國道，流經(jīng)焉耆縣七個星鎮(zhèn)的乃明莫墩村、夏爾其克村、夏爾勒岱村、勞改農(nóng)場等地。

二、防洪工程現(xiàn)狀

霍拉溝流域防洪工程的建設(shè)，一直以來都是焉耆縣黨委和政府最為關(guān)心的民生大事，自2008年以來，通過中小河流治理項目的分步實施，霍拉溝流域內(nèi)域已建成各類混凝土、漿砌石標(biāo)準(zhǔn)防洪堤35km，各類泄洪渠、導(dǎo)流設(shè)施10km；流域內(nèi)防洪體系基本形成，各類防洪堤和泄洪渠、導(dǎo)流設(shè)施構(gòu)架已基本完善；經(jīng)多年運用，發(fā)揮了良好的工程效益。流域內(nèi)已實施的防洪工程情況如下：

1. 霍拉溝防洪一期：上段位于乃毛坤渠至218國道泄洪橋，處于山前泛洪區(qū)范圍內(nèi)；下段自218國道泄洪口橋起，末端為團結(jié)干排首端，堤防段總長度為21.913km。按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，對應(yīng)洪峰流量為97m3/s。堤防護坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式，上段于2010年開工建設(shè)，2011年竣工，目前運行良好，下段計劃于2021年完成建設(shè)。

2. 霍拉溝防洪二期：位于霍拉溝沖山前洪積平原，首端為鴿子堂（當(dāng)?shù)厝怂追Q）北面1km處，至七個星六村三組引洪口處，修建防洪堤總長12.206km，按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，對應(yīng)洪峰流量為97m3/s。護坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式。工程于2011年開工建設(shè)，2012年竣工，目前運行良好。

3. 霍拉溝防洪三期：位于霍拉溝下游右岸山前洪積平原上，北起霍拉溝東溝，南至夏熱采開村附近，修建防洪堤總長為12.581km，泄洪渠5.974km。按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，對應(yīng)洪峰流量為2.44m3/s～46.93m3/s。護坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式。工程于2016年開工建設(shè)，2017年竣工，目前運行良好。

霍拉溝防洪工程實施前，焉耆縣每年用于下游葡萄基地防洪搶險的費用約為110萬元，但仍沒有改變年年修、年年沖的局面，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民承擔(dān)的防洪負(fù)擔(dān)較重。每到雨季，山洪暴發(fā)，遇到大洪水及特大洪水，葡萄基地要動員數(shù)千民眾搶險，耗費大量人力、物力和財力。防洪工程規(guī)劃實施后，有效保障了下游人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進了當(dāng)?shù)啬酥裂申瓤h經(jīng)濟的快速發(fā)展。

三、流域防洪總體規(guī)劃

1、洪水災(zāi)害的主要形式

根據(jù)霍拉溝流域?qū)嵉卣{(diào)查訪問資料分析，霍拉溝諸洪溝洪水類型為典型的暴雨型洪水。此類洪水由高強度暴雨形成，一般發(fā)生在5月～8月，暴雨型洪水的主要特點：特點是發(fā)生洪水時間快，洪水來勢迅猛，水位陡張陡落，峰高歷時短。對葡萄基地內(nèi)居民的生命財產(chǎn)及其內(nèi)的水利、交通等設(shè)施造成很大破壞。根據(jù)霍拉溝洪水的特點，可以看出霍拉溝洪水災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式有以下兩種：

（1）洪水的突發(fā)性強，洪峰流量大，對葡萄基地內(nèi)的水利設(shè)施、橋梁、道路等構(gòu)成威脅。主要表現(xiàn)形式為淘刷水利設(shè)施、橋梁的基礎(chǔ)，危及橋梁的安全，破壞基地內(nèi)的交通。

（2）洪水期洪水峰高量大，大洪水對該區(qū)域內(nèi)的耕地、居民的生命財產(chǎn)安全都極易造成重大損失。

2、洪災(zāi)成因及存在的問題

特大洪水發(fā)生原因，主要為霍拉溝諸洪溝洪水山體較低，春季時，山上積雪全部融化，沒有永久性冰川和積雪，山巖風(fēng)化嚴(yán)重，巖石裸露，多裂隙，少植被，只有小洪溝分布在其間。洪溝山口以下河床為戈壁砂礫組成，植被稀疏。當(dāng)降雨強度小時，降水全部滲入地下，但在降雨量及降雨強度較大時就會產(chǎn)生地表徑流匯集成洪水。突發(fā)性洪水對下游造成危害較大?，F(xiàn)狀存在主要問題如下：

（1）山區(qū)夏季暴雨強度大，范圍廣，使得洪水峰高量大，來勢兇猛，使人猝不及防，因而易對葡萄基地及其內(nèi)居民生命財產(chǎn)安全造成較大破壞。

（2）防洪資金投入嚴(yán)重不足。多年來，七個星鎮(zhèn)葡萄基地的有關(guān)單位堅持不懈地努力防洪，但簡單的疏導(dǎo)洪水而沒有高標(biāo)準(zhǔn)的防洪設(shè)施不能從根本上解決葡萄基地的防洪問題。

3、總體布局

根據(jù)霍拉溝流域防洪工程的現(xiàn)狀、河道上中下游特性及保護的范圍和重點，總結(jié)霍拉溝幾十年防洪工作的經(jīng)驗和教訓(xùn)，在調(diào)查研究分析論證的基礎(chǔ)上提出防洪方案，確定霍拉溝防洪規(guī)劃的總體布局為：

（1）霍拉溝上、中游段：該河段以維護自然植被、涵養(yǎng)水源為主，減少人類活動對河道不利影響，減少水土流失。該段防洪規(guī)劃內(nèi)容為非工程措施，主要是洪水預(yù)警預(yù)報及通訊系統(tǒng)建設(shè)。

（2）霍拉溝下游河段：防洪工程體系以堤防規(guī)劃建設(shè)為主，清除河道障礙，疏峻整治河道，對河道的的險工險段除險加固，對重點保護范圍的河道堤防采用高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，修建護岸工程，提高行洪能力，增加河道安全泄量，保護沿河城鎮(zhèn)、居民生活區(qū)的安全，保護水利、交通、通訊，保護兩岸耕地。逐步形成以堤防為基礎(chǔ)，整治河道，擴建阻水橋、涵、渡。結(jié)合水土保持及其它非工程措施，構(gòu)成綜合防洪體系。

在霍拉溝防洪工程體系的基礎(chǔ)上，建立霍拉溝防洪的有關(guān)政策、法規(guī)；依法治水、依法防洪抗洪、依法建立防洪措施和防洪保險制度；利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，建立霍拉溝洪水預(yù)報、預(yù)警、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為防洪抗洪提供第一手可靠基礎(chǔ)資料，提出預(yù)警方案，確保在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)安全渡汛，在遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，使損失減到最低；積極進行非工程措施建設(shè)，防止水土流失，達到安全行洪的目的。

四、防洪工程設(shè)計

1. 堤防設(shè)計

依據(jù)防洪總體規(guī)劃，結(jié)合焉耆縣及巴州地區(qū)已建各類堤防運用效果，霍拉溝流域內(nèi)堤防形式多采用“砼板護坡+混凝土防沖斜墻基礎(chǔ)”方案。主要設(shè)計情況如下：

堤身設(shè)計：設(shè)計堤頂寬度4.0m，堤頂臨水側(cè)路肩設(shè)路沿石。迎水面邊坡1:1.5，背水面邊坡1:1.5。筑堤材料為砂礫料，沿工程堤防就近取土，以臨近為主。為保證堤防的穩(wěn)定，取土范圍在距堤腳25m以外、取土深度小于1.5m。

（1）上部護坡型式：采用C20F200W6的現(xiàn)澆混凝土板，砼板厚度為12cm。護坡高1.5～3.0m。分縫間距：垂直水流方向間隔3.0m分一道伸縮縫，縫寬2cm，采用高壓閉孔板和聚氨酯填充。

（2）基礎(chǔ)防護型式：堤防基礎(chǔ)沖刷深度分別采用順壩及平順護岸沖刷深度計算公式與非淹沒式丁壩沖刷深度計算公式計算，最終確定堤防基礎(chǔ)沖刷深度。在堤腳處設(shè)置C20現(xiàn)澆混凝土防沖斜墻，厚0.20m、深1.5～3.0m，邊坡坡度1：1.5，沖斜墻底部設(shè)0.5×0.2m的C20阻滑墻。由于大部分防洪堤處于洪積扇處，為防止洪水主流集中在坡腳，本次對堤頂高程以上堤防內(nèi)坡腳5-10m范圍內(nèi)環(huán)境土進行清除，為洪水提供更好的過流通道。對于坡腳處沖刷嚴(yán)重的堤防險段采用鉛絲石籠護腳，鋪設(shè)寬度為3.0m。鋪設(shè)位置為5號防洪堤0+000-0+800段。鉛絲石籠的規(guī)格為1500×2000×300mm，鉛絲籠在現(xiàn)場編織，網(wǎng)眼直徑應(yīng)小于80mm，相鄰石籠之間均用鉛絲相互連接。分縫間距：斜墻垂直水流方向間隔3.0m分一道伸縮縫；砼阻滑墻垂直水流方向間隔5.0m分一道伸縮縫。

（3）防腐處理：根據(jù)地質(zhì)勘察成果：擬建防洪堤沿線洪水中Cl-對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有中等腐蝕性。建議堤防沿線對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的防腐蝕措施。堤線全線0-2.0m深度內(nèi)環(huán)境土中SO42-含量701-2928mg/kg，對混凝土結(jié)構(gòu)具有輕度-中度腐蝕性。建議堤線全線對環(huán)境土采取相應(yīng)防腐蝕措施。本工程堤防沿線混凝土均采用摻礦渣微粉砼, 以達到抑制骨料堿活性和抗腐蝕性的目的。

（4） 抗凍措施：根據(jù)地質(zhì)勘察成果：工程區(qū)地層巖性為級配不良礫，該層中小于0.075mm粒徑的土粒含量2.1%～4.7%，依據(jù)規(guī)范屬于非凍脹性土?？刹豢紤]凍脹性。

2. 泄洪渠設(shè)計

在流域中下游區(qū)域，受地形及各保護對象分布及位置要求，設(shè)計采用修建泄洪渠方案對洪水進行疏通、疏導(dǎo)。由于泄洪渠縱坡陡，流速大，根據(jù)渠道縱坡、工程地質(zhì)條件、渠道防滲技術(shù)規(guī)范對各項設(shè)計指標(biāo)的要求，將渠道斷面確定為梯形斷面。采用全斷面C20細(xì)粒砼砌塊石襯砌，考慮到洪水中含泥沙對渠道底板的磨損較大，將渠道邊坡、底板厚度均設(shè)計為30cm。為了增加渠道的抗沖穩(wěn)定性，每隔50m設(shè)一道防沖隔墻。C20細(xì)粒砼砌石泄洪渠垂直水流方向每8m設(shè)一道沉降縫，縫寬2cm，上部采用聚氨酯填充，下部采用高壓閉孔板填充。

五、流域防洪規(guī)劃、設(shè)計總結(jié)

霍拉溝流域防洪規(guī)劃及設(shè)計，依據(jù)流域洪水突發(fā)性強、洪量集中、洪溝數(shù)量多等特點；結(jié)合下游保護對象的分布及防護要求，進行了防洪總體規(guī)劃布置。防洪工程實際實施過程中，依據(jù)實際情況分別選擇了“砼板護坡+混凝土防沖斜墻基礎(chǔ)”方案以及砼砌卵石泄洪渠方案；具有 “穩(wěn)、省、快”的特點，既節(jié)約投資，又可確保工程運行安全；且在實際運用中效果良好，可供本區(qū)域及相似地區(qū)借鑒、使用。