府谷縣防洪堤防規(guī)劃初探

張小麗

(府谷縣應(yīng)急救援保障中心， 陜西 榆林 719499)

1 概 況

府谷縣總面積3229 km2，人口24萬(wàn)人[1]。屬典型大陸性季風(fēng)氣候，多年平均年降水量414.8 mm。

特殊的地質(zhì)環(huán)境和氣候，使得府谷縣洪災(zāi)頻發(fā)，損失慘重。其中近年出現(xiàn)較大的洪災(zāi)有兩次，一次出現(xiàn)在1977年8月2日，孤山川最大洪峰流量10 300 m3/s，；另一次出現(xiàn)在1989年7月21日，黃甫川最大洪峰流量11 600 m3/s。另外，孤山川由于與黃河近乎正交，歷史上曾出現(xiàn)孤山川洪水頂托黃河水，形成水壩的局面，致使黃河水淹沒(méi)部分縣城導(dǎo)致洪水災(zāi)害，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

2 防洪工程現(xiàn)狀

府谷縣除黃河外大的川道還有4條，分別為黃甫川、清水川、孤山川和石馬川[2]，四條川道在枯水期一般無(wú)水流，但在每年的洪水期則流量較大。多年來(lái)由于各種原因，這四條川道基本上處于無(wú)堤防狀態(tài)，每年都有部分農(nóng)田不同程度受災(zāi)。各川道及黃河堤防情況如下。

(1)黃甫川河流總體上無(wú)工程設(shè)防，部分河段僅在農(nóng)田邊緣設(shè)有農(nóng)民自發(fā)修建的臨時(shí)防洪護(hù)地堤，其防洪能力小于5 a一遇的洪水。近年來(lái)，由于人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)的形成以及下游設(shè)置了工業(yè)園區(qū)，該流域的防洪隱患愈顯突出。

(2)清水川目前設(shè)有兩段堤防。一段位于清水鎮(zhèn)的張市溝，長(zhǎng)約1.0 km。該段堤防為土石混合堤，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為30 a一遇，4級(jí)堤防，保護(hù)面積4.0 km2，保護(hù)人口300人；另一段位于清水鎮(zhèn)清水川工業(yè)園區(qū)，長(zhǎng)4.0 km。結(jié)構(gòu)形式為土石堤防，鋼筋混凝土防護(hù)，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，4級(jí)堤防，主要保護(hù)工業(yè)園區(qū)的安全。其余河段無(wú)堤防。

(3)孤山川河流除縣城段設(shè)有堤防外，總體無(wú)設(shè)防。堤防區(qū)段分別為:花石峁火車站至府店路，長(zhǎng)2.08 km；華龍橋至高石崖，長(zhǎng)2.83 km；高石崖至黃河二橋，長(zhǎng)2.21 km；河口附近的黃河二橋至孤山川口，長(zhǎng)0.2 km。堤防結(jié)構(gòu)形式均為土石堤防，鋼筋混凝土防護(hù)，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，2級(jí)堤防。其余河段均無(wú)堤防。

(4)石馬川。發(fā)源于縣內(nèi)田家寨鄉(xiāng)劉崖堯村，該河長(zhǎng)43.0 km，縣內(nèi)流域面積238.0 km2，占全流域面積243.0 km2的97.9%。多年平均流量0.44 m3/s，年徑流總量0.14億m3，7月到9月徑流量約占年總量的70%。年輸沙量363萬(wàn)t。最大流量2180 m3/s (1967年9月1日)，最小流量是0，絕大部分年份都可出現(xiàn)。全流域無(wú)設(shè)防。

(5)黃河在府谷境內(nèi)長(zhǎng)約103 km[3]，除縣城段有堤防外，其余區(qū)段幾乎無(wú)堤防。

3 防洪規(guī)劃

3.1 規(guī)劃范圍及標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)縣域整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，本次規(guī)劃的范圍為:(1)黃甫川是從古城鄉(xiāng)到下川口村黃河入河口處45 km的河道治理，其中從古城鄉(xiāng)到黃甫鎮(zhèn)河段設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按20 a一遇，從黃甫鎮(zhèn)到入河口(即黃甫川工業(yè)園區(qū)段)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按100 a一遇；(2)清水川是從哈鎮(zhèn)到沙堯則黃河入河口處47 km的河道治理，從哈鎮(zhèn)到鳳凰塔河段設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按20 a一遇；從鳳凰塔到入河口(即清水川工業(yè)園區(qū)段)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按100 a一遇；(3)孤山川是從廟溝門的沙梁到新廟(廟溝門工業(yè)園區(qū))、野蘆溝到孤山鎮(zhèn)河段、高石崖到縣城河段的河道治理，從廟溝門的沙梁到新廟(廟溝門工業(yè)園區(qū))設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按100 a一遇；野蘆溝到孤山鎮(zhèn)河段設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按20 a一遇；高石崖到縣城河段按50 a一遇設(shè)防；(4)石馬川入河口5.8 km的河道治理，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇；(5)黃河墻頭鄉(xiāng)約8.5 km河堤進(jìn)行加固，堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇。

3.2 防洪總體規(guī)劃

根據(jù)府谷縣防洪現(xiàn)狀以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，特?cái)M定以下防洪總體方案:

方案1:以縣城和重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為主要保護(hù)對(duì)象設(shè)置工程措施的方案；優(yōu)點(diǎn):工程投資小，能起到保護(hù)縣域內(nèi)多數(shù)人的生命財(cái)產(chǎn)安全；缺點(diǎn):無(wú)法保護(hù)主要的工礦企業(yè)，經(jīng)濟(jì)損失大。

方案2:以縣城和重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及重要工業(yè)園區(qū)為主要保護(hù)對(duì)象設(shè)置工程措施的方案；優(yōu)點(diǎn):能保護(hù)到縣域內(nèi)大部分人的生命財(cái)產(chǎn)安全，能保證縣域經(jīng)濟(jì)相對(duì)持續(xù)發(fā)展；缺點(diǎn):投資較大，無(wú)法對(duì)主要農(nóng)產(chǎn)區(qū)進(jìn)行保護(hù)，會(huì)影響人居生活。

方案3:以縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)園區(qū)以及主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)為保護(hù)對(duì)象設(shè)置工程措施的方案。優(yōu)點(diǎn):保護(hù)了縣域內(nèi)的工礦企業(yè)和主要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，能為縣域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展起到保護(hù)作用；缺點(diǎn):工程量大，工期長(zhǎng)，投資大。

為了創(chuàng)造一個(gè)能使縣域經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展的環(huán)境，根據(jù)府谷縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和國(guó)家以及省級(jí)關(guān)于中小流域治理規(guī)劃的要求，本次規(guī)劃選用方案3為規(guī)劃重點(diǎn)方案。

3.3 堤防工程規(guī)劃

3.3.1 河道演變分析

根據(jù)實(shí)際勘察和當(dāng)?shù)卣{(diào)查，府谷縣四條川道多年來(lái)一直保持現(xiàn)狀，河道未出現(xiàn)過(guò)大的擺動(dòng)。由此可知，形成本段河道表面形態(tài)的原因是:

(1)四條川道因水流受到兩岸山體和階地的制約，其自由活動(dòng)余地小，故河道彎曲系數(shù)較小。

(2)在較大支流的入?yún)R處都不同程度地發(fā)育著沖(洪)積扇，但由于支流洪水較小，對(duì)主流頂沖作用較小，不影響主流的流向。

(3)由于四條川道內(nèi)均不同程度存在著多處對(duì)河流水勢(shì)起控導(dǎo)作用的山體和陡岸，當(dāng)水流切入這些地方后，掏出深槽。這樣的河槽有吸引主流的作用，能使水流長(zhǎng)期在這里坐彎，使河流常常依附一岸山體，行經(jīng)很長(zhǎng)距離而不脫離，水流與河槽相互影響，相互制約，形成相對(duì)穩(wěn)定的河段。

因此判斷四條川道的平面在造床流量下基本上是穩(wěn)定的。

3.3.2 堤距的確定

在有效保護(hù)耕地和節(jié)約耕地的前提下，同時(shí)又保證河道行洪，河寬不宜縮得過(guò)窄，即應(yīng)保證有足夠的河寬以通過(guò)設(shè)計(jì)洪水，同時(shí)保證洪水期不致壅水太高和對(duì)堤基沖刷太嚴(yán)重，從而危及工程安全。

根據(jù)四條川道的地形條件，本規(guī)劃擬定的堤距方案如下:

(1)黃甫川。黃甫鎮(zhèn)以下堤距為220 m，黃甫鎮(zhèn)到麻鎮(zhèn)之間堤距為200 m，古城鎮(zhèn)到麻鎮(zhèn)之間堤距為180 m。

(2)清水川。清水鎮(zhèn)以下堤距為180 m，大岔鄉(xiāng)到清水鎮(zhèn)為150 m，大岔到哈鎮(zhèn)之間堤距為120 m。

(3)孤山川。高石崖到縣城之間堤距為200 m，孤山鎮(zhèn)到野蘆溝之間堤距為120 m，新廟到沙梁之間堤距為150 m。

(4)石馬川。石馬川規(guī)劃范圍內(nèi)堤距均為100 m (入黃河口)。

黃河墻頭鄉(xiāng)段按現(xiàn)有多年形成的水線進(jìn)行布置。

3.3.3 設(shè)計(jì)水面線的推求

為了推求水面線，根據(jù)各川道流域具體情況，控制斷面布設(shè)情況如下:黃甫川布設(shè)三個(gè)，清水川布設(shè)三個(gè)，孤山川布設(shè)四個(gè)，石馬川入黃河口布設(shè)1個(gè)。

根據(jù)水位～流量關(guān)系，對(duì)各控制斷面水位進(jìn)行推算。各規(guī)劃川道百年、五十年、二十年、十年一遇洪水流量水位計(jì)算成果見(jiàn)表1。依據(jù)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，經(jīng)計(jì)算，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的河段，即黃甫川工業(yè)園區(qū)、清水川工業(yè)園區(qū)和廟溝門工業(yè)園區(qū)的堤頂超高均為2.0 m，其余河段的安全超高為1.5 m[4]。

表1 河道規(guī)劃堤距水位計(jì)算

規(guī)劃黃甫川堤防總長(zhǎng)度(左右兩邊合計(jì))69.2 km；清水川堤防總長(zhǎng)度為71.3 km；孤山川堤防總長(zhǎng)度為39.5 km；石馬川堤防總長(zhǎng)度為4.2 km。

3.3.4 川道堤防平面布置

應(yīng)滿足整個(gè)河勢(shì)的要求，從全局出發(fā)，上下游、左右岸統(tǒng)籌兼顧，避免為了局部利益，硬截亂堵，影響河勢(shì)的穩(wěn)定；堤線布設(shè)應(yīng)力求平順，各堤段平緩連接，避免折線或急彎，盡量少占耕地，充分利用老崖、陡坎及一面傍山，一面修堤的地形。堤線應(yīng)與河勢(shì)流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行。為了減少堤防對(duì)水流的干擾，兩岸堤線的間距或一岸高地一岸堤防之間的距離應(yīng)大致相等，不宜突然放大或縮小，以使水流順暢。

4 結(jié) 語(yǔ)

府谷縣防洪工程存在的最大問(wèn)題就是堤防建設(shè)不連續(xù)，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，沒(méi)有系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)，問(wèn)題在黃土高原區(qū)河道堤防規(guī)劃中具有普遍性。經(jīng)過(guò)勘察和實(shí)際調(diào)查，經(jīng)方案比選和分析討論，根據(jù)防洪內(nèi)容和保護(hù)對(duì)象，對(duì)不同河段提出不同的規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容，方案選擇合理，為黃土高原區(qū)防洪工程規(guī)劃提供了參考。