肇蘭新河存在問題及治理措施的研究

周 晶

(黑龍江省大慶地區(qū)防洪工程管理中心，黑龍江 大慶 163311)

0 引 言

肇蘭新河流域位于黑龍江省西南部地區(qū)，位于E125°35′～126°31′，N45°57′～46°24′，流 域總面積5032km2，地跨明水縣、青岡縣、蘭西縣、安達市和哈爾濱松北區(qū),為呼蘭河一級支流。

肇蘭新河為人工開挖的排水河，始建于1966年,起點自青肯泡滯洪區(qū)泄洪閘，止于呼蘭河二道河子(入呼蘭河)，全長93km，其中慶豐橋以上88km，慶豐橋以下5km，1983年乙烯排水工程利用原河道擴建改建,新增10.76km新開挖斷，河道總長103.76km，其中肇蘭橋以上部分地上行洪,河道部分護岸頂部高于地面,河道大部為土坡岸，橋基礎(chǔ)為混凝土灌注樁[1]。

新河兩岸有14條排水干渠，左岸7條，右岸7條，排干的支流呈羽狀排列，承泄青肯泡庫區(qū)洪水，及村屯和草原洪水，青肯泡上游有東湖水庫和幸福排干匯入。

1 出現(xiàn)問題

1.1 過流能力不足

86年乙烯工程建成后，就遭遇三年大水，流量都超過設(shè)計流量，2013年以來更是洪水頻發(fā)，受幸福排干決口和超強臺風影響，水流漫壩，耕地被淹，損失慘重。

1.2 土渠抗沖刷能力弱,下切嚴重

經(jīng)過數(shù)次超標準洪水的沖刷，出現(xiàn)上沖下於，見表1996年和1988年相比，相同流量水位下降0.81m，說明渠道大約下切0.81m；為解決上沖問題，又陸續(xù)修了幾個跌水，試圖通過沖於平衡改變河底坡比，結(jié)果軍馬跌水上游淤積嚴重，水面抬高。1998和2017年比較基本相同流量，水位上升0.69m，2013年和2017年水位超堤頂，沒過橋梁， 渠道內(nèi)外水齊平，淹沒渠道。

表1 青肯泡肇蘭橋歷年最大水位庫容流量表

續(xù)表1 青肯泡肇蘭橋歷年最大水位庫容流量表

1.3 跌水阻水嚴重，雍高水位

二村跌水寬2m，過水能力嚴重不足，致使汛期二村橋面上水，交通中斷四方山軍馬場跌水也阻水，河水雍高，2013年和2017年跌水上游堤頂都過水。

1.4 渠道大面積滑坡

土渠經(jīng)過洪水浸泡沖刷已經(jīng)松散，洪水撤去，水壓一降，立刻大面積滑坡，四方山閘附近滑到壩肩。

1.5 橋梁

肇蘭新河有21座橋，存在橋梁凍拔、凈空低、阻水、 橋柱腐蝕嚴重，裂縫等問題。地質(zhì)隊人行橋,長井橋，新興橋、前進橋橋柱投入使用10年左右就凍拔破壞，已經(jīng)重修。

1.6 排水不暢

肇蘭新河河道與濱州線平行，兩者與肇蘭公路圍成的狹長地帶，汛期長期被淹，造成絕產(chǎn),四方山軍馬場雖然有排水干渠，當來水較急，由于河水頂托排水緩慢，甚至排不出去，河道經(jīng)常被沖開，或被農(nóng)民偷偷挖開排除堤外洪水，汛后恢復(fù)工程量大大增加。通過涵洞排水量遠遠不足，淹沒期過長,耕地絕產(chǎn)，肇東鐵東區(qū)下雨就積水，民房、學(xué)校、社區(qū)都被淹，影響群眾生活和出行。

2 形成原因

2.1 設(shè)計標準低

1985年資料不全，新河肇蘭橋處20%設(shè)計流量為21.3m3/s，10%校核流量為42.1m3/s，而工程建成后實測36a，發(fā)生9次超標準洪水，流量都超過校核流量，2017年肇蘭橋下2000m處最大流量123m3/s，數(shù)倍于設(shè)計流量。

2.2 氣候惡化臺風頻次增多

2018年和2020年都受超強臺風影響，雨水偏大，致使主壩過流，河水漫流，區(qū)間水淹沒20多天，耕地絕產(chǎn)。

肇蘭新河流域正常年降雨也就300～400mm，2013年462～615mm暴雨加幸福排干和肇蘭新河決口造成水災(zāi)。2017年雖然雨下的不大，但幸福排干決口了，造成河道決口耕地被淹，18年和20年 是臺風導(dǎo)致特大暴雨造成的災(zāi)害，近9年就發(fā)生4次災(zāi)害，平均2年多就發(fā)生一次災(zāi)害。2020年四方山年降雨780mm可以按著這次歷史最大極值推洪水過程線(見表2)，四方山年年遭災(zāi)，河道必須治理。

表2 肇東所觀測站年降雨統(tǒng)計

2.3 構(gòu)筑物質(zhì)量低

20世紀80年代，經(jīng)濟貧困，整個河道都是開挖的土渠，土渠不穩(wěn)定，洪水浸泡，沖刷易滑坡。河底水流沖刷嚴重，橋柱裸露，以后陸續(xù)修建雷諾護墊護坡，部分崩塌,主要原因是沒有護底，河底下切。

2.4 河堤高于地面

河道是窄深斷面，河堤高于地面，易形成內(nèi)澇，雖然沿河設(shè)了28個涵洞，仍不能滿足排洪要求，每年歲修都加高渠道，河道越高內(nèi)澇越嚴重，因為河內(nèi)水位高于地面。

3 治理措施

3.1 提高設(shè)計標準

防洪不能按思維定式來設(shè)計，不僅用洪水流量過程線推算及實測洪痕成果調(diào)查，還需考慮決口等意外問題。才能避免洪災(zāi)再次發(fā)生2018年水文站實測幸福排干瞬時流量400m3/s，設(shè)計時考慮最不利情況就是幸福決口不經(jīng)青肯泡調(diào)蓄直接進入肇蘭新河流域再疊加流域內(nèi)暴雨匯集，因此渠首斷面流量應(yīng)不低于400m3/s， 近20a以來，肇蘭新河流域多次發(fā)生洪水泛濫情況，幸福排干數(shù)次決口：

2005年7月29日,幸福排干下游位于安達市火石山鄉(xiāng)太平村附近的右岸河堤沖垮28沿米，8月17日，安達市火石山鄉(xiāng)境內(nèi)幸福排干6處決口，造成200公頃耕地和4000公頃草原受淹。

2006年7月20號-21日,上游降大暴雨，安達市火石山鄉(xiāng)境內(nèi)幸福排干右岸出現(xiàn)多處決口，造成433.33公頃耕地，4000公頃草原被淹。

2009年6月下旬，幸福排干下游位于火石山鄉(xiāng)境內(nèi)河堤決口20延米，致使420公頃耕地，33.33公頃林地和4000公頃草原受淹。

2013年7月5日，青肯泡滯洪區(qū)主壩6+000樁號附近洪水漫堤，與主壩相連的肇東市宣化鄉(xiāng)境內(nèi)幸福排干下游左岸末端(距離青肯泡滯洪區(qū)主壩僅200m)決口，洪水直接漫過草原耕地進入肇蘭新河上游，致使肇蘭新河上游破堤2處。洪水進入肇蘭新河，導(dǎo)致閘下水位高于閘上水位的罕見現(xiàn)象。既然幸福排干決口不可避免，因此渠首斷面設(shè)計時必須考慮幸福排干決口流量。

3.2 擴寬河道，拆除防洪堤岸上修路加護欄，降低河底高程，采用地下行洪

3.2.1 采用地下行洪

3.2.1.1 內(nèi)水高，頂托需要強排

河道應(yīng)該是最低的位置，而現(xiàn)有河道堤防都高出地面，阻擋耕地草原水及時匯入，淹沒期過長，造成絕產(chǎn)，因此應(yīng)降低河底高程拆除防洪堤，肇蘭新河流域集雨面積5032km2，地上懸河致使青肯泡閘下至肇蘭公路1000km2余土地受淹，排干閘門經(jīng)常是被迫關(guān)閉的，因為河內(nèi)水位高于排干水位，開閘倒流，草原水排不出去，根據(jù)30年觀測記錄，平均每5年發(fā)生一次大洪水，肇東鐵東區(qū)排水不暢，發(fā)生洪水就得用泵強排，渠道附近的風機廠、電機廠甚至肇東管理站站房都進水，市內(nèi)雨水也是用4個強排站強排的。

3.2.1.2 排干和涵洞不能滿足要求

2018年7月20日8：00～15：00降暴雨109mm，四方山軍馬場1.2×104hm2耕地林地全部被淹，高水位時玉米沒頂，青崗蘭西水都經(jīng)過四方山匯入肇蘭新河，肇蘭新河當時是高水位運行，內(nèi)水頂托，排干水排不出去，至8月8日耕地足足被淹18天，地面還有20cm積水，全部絕產(chǎn)，損失數(shù)千萬，原因是地上行洪和河道設(shè)計流量小造成的,匯雨面積大，產(chǎn)流快，淹沒深，淹沒時間長，危害大，排水流量小，造成雨水堤壩外瘀滯。因此應(yīng)該采用地下行洪，防洪堤是阻水的，需要鏟除。使整個河道都位于地下。

3.2.2 地下行洪才能解決洪澇災(zāi)害

樹立先排區(qū)間水，后排客水的觀念,上截下排即水庫大壩攔截名青坡水 ，順排下游雨水，不攔不阻優(yōu)先排除肇東松北匯集的雨水，現(xiàn)狀是肯泡庫區(qū)水位7、8月份發(fā)生超標準洪水，同時上游東湖水庫往青肯泡泄水，青肯泡超校核，青肯泡閘門不得不開閘放水，河內(nèi)水高于堤外水而頂托，區(qū)間水排不出去。因此非常有必要改地上行洪為地下行洪，使設(shè)計、校核水位都低于地面高程。區(qū)間水才能順利排出，耕地草原才能不被淹。不設(shè)防洪堤就不用建28 個穿堤涵洞，減少隱患，節(jié)約資金，使排洪通暢，汛期為防止穿堤建筑物水外溢，需24小時值守，管理難度大，河道溢水和排水不暢發(fā)生2次官司，損失嚴重。渠首河底高程142.67m，渠尾119m，23m的高差完全可以做到地下行洪。

3.3 加大青肯泡調(diào)蓄洪能力

3.3.1 延長主壩長度

攔截幸福排干決口來水，幸福排干將明青坡地來水引入青肯泡滯洪區(qū)，全長25.5km，考慮草原耕地洪澇災(zāi)害主要源于幸福排干決口，開挖新河土方都用于修筑青肯泡主壩，延長至26km，確保幸福排干即使決口也能進入庫區(qū)調(diào)節(jié)，避免閘下水位高于閘上水位再次發(fā)生。

3.3.2 增加主壩高度

2013年以來，水位超校核發(fā)生了5次，其中最高2018年閘前達水位到145.70,現(xiàn)在局部壩高146.90m，主壩長9km，主壩現(xiàn)狀較完整，其中達標段4.2km，位于主壩4+800～9+000段，其他段均為達標，需加高培厚至146.90m。

3.3.3 疏通庫內(nèi)修連通溝

青肯泡南北庫不連通，庫內(nèi)有道路，淤泥阻擋致使兩庫水位不同,以至于汛前降不到起調(diào)水位143.60m。

3.3.3 青肯泡閘門

青肯泡閘位于主壩3+500處，閘底板高程設(shè)計142.5m，實測142.67m，校核流量76m3/s，有史以來青肯泡最大泄量2018年8月2日最大泄量67m3/s，2020年9月24日最大泄量53.2m3/s ，平時都是20.0m3/s以下，因此閘門是可以滿足排泄要求的，沒必要重建。

3.4 改變河道結(jié)構(gòu)

渠道邊坡大面積滑坡很大程度上與渠底下切有關(guān)，針對河道下切，滑坡等不穩(wěn)定因素，建議采用塊石護底，局部做的雷諾護墊護岸崩塌原因就是河底不穩(wěn)定下切導(dǎo)致的，因此重建做雷諾護墊的同時必須做護底和齒墻。

3.5 拆除五座跌水

肇蘭新河河道現(xiàn)有跌水5座，現(xiàn)狀運行良好一座，其他四座均帶病運行， 跌水斷面窄，嚴重阻水，使河道水流不穩(wěn)定，上游雍高，下游沖刷嚴重，加重河底破壞，另外乙烯新開挖斷還有一座二村跌水，寬度小，流量不滿足排洪要求，需全部拆除，對于下切問題用石塊護砌完全能解決，也無需建跌水。

3.6 橋梁治理

3.6.1 橋梁加寬，加高

對于沒有損壞的不阻水的橋在原有橋位增加孔數(shù)，增加寬度滿足通行要求，重建橋每座橋做個造型，提高凈空，象海河一樣每座橋是一個風景。

3.6.2 柱底澆成一體

橋上下游各100m澆筑混凝土,使橋柱連成一體,即使有微量凍拔也變量一致，保證橋面板不隆起，保護橋基礎(chǔ)土不被沖走。

3.6.3 橋柱加保溫措施

加裝保溫措施具體方法就是加護筒，高度是河底至梁下,內(nèi)裝泡沫等保溫材料,上口下口做止水密封。

3.6.4 橋柱防腐

施工后立即刷防腐涂料，挑選一款耐酸耐堿的涂料，設(shè)計時既考慮進去。

3.7 建節(jié)制閘

考慮在薄荷橋上游建個節(jié)制閘讓河道訊后保持高水位，即可以灌溉發(fā)揮經(jīng)濟效益，又保持水壓力，穩(wěn)定護坡。

4 結(jié) 論

不要再加高河堤，修的越高，內(nèi)澇越嚴重，迅速拓寬成平均100m寛，地面下4.45m深的地下河道，加上雷諾護坡，塊石護底，河道穩(wěn)定，建造造型美觀的橋梁，也可以泛舟河上，成為城市人民休閑娛樂的景觀，河道兩側(cè)種上沙棘樹，不僅美觀還有經(jīng)濟效益，建節(jié)制閘，象天津海河一樣使河道常年有水，發(fā)揮經(jīng)濟效益，也可作為肇東市景觀長廊，提高肇東人民幸福指數(shù)，永遠杜絕洪水泛濫之災(zāi)。