塔里木河阿拉爾市城區段應急防洪方案比選

王清穎 傅曉松

（新疆生產建設兵團農一師勘測設計院 新疆阿克蘇 843000）

1 項目概況

1.1 地理位置

圖1 塔河流域水系關系圖

1.2 水文

塔河主要是天山融雪補給徑流，受氣候影響變幅很大，阿拉爾站最大年徑流量69.59億m3，最小年徑流量26.7億m3，多年平均徑流量48.01億m3，多 年 平 均 流 量 155.06m3／s，最 小 流 量0.42m3／s。塔河徑流年內分配不均，6～9月水量占全年的73.9%。

表1 阿拉爾站設計洪水位計算成果表

2 工程緣由

2.1 洪災形勢嚴峻

塔河上游兩岸主要分布著農一師最大的灌區－－塔里木灌區及兵團新興城市——阿拉爾市，阿拉爾市是農一師的政治、經濟、文化中心，也是國家重要的糧、棉、果、畜生產基地；塔里木灌區、阿拉爾市城區傍河而建，塔河洪水旁蝕、沖淘、沖毀河岸，給灌區帶來巨大的經濟損失。

2.1.1 塔里木灌區洪災損失情況

塔里木灌區轄“八團”（分別是：7、8、10、11、12、13、14、16團）、“三場”（阿拉爾農場、南口農場、幸福城農場）、“二處”（塔里木灌區水利水電工程處、塔里木灌區水利灌溉管理處）、“一鄉”（托喀依鄉），所轄區域內共8個大型國營農場緊鄰塔河及阿克蘇河兩岸。據調查統計，1958年以來塔河及其干流已累計沖毀這8個農場6.6萬畝良田、0.79萬畝果林、9.2萬m2房屋、230座水工建筑物，共計沖毀土地14.9萬畝（含7.5萬畝荒地），累計直接經濟損失約5.1億元。

2.1.2 阿拉爾市主城區段洪災損失情況

阿拉爾市主城區以河為界分為北市區、南市區，主城區防護區域為塔河阿拉爾大橋上游6km（直線距離）河段，主城區防洪護岸河段洪水累計沖毀0.93萬畝良田、0.12萬畝果林、0.77萬 m2房屋、8座水工建筑物，共計沖毀土地3.5萬畝（含荒地2.73萬畝），累計直接經濟損失約1.1億元。

2.2 工程總體規劃

由于塔河為寬淺式游蕩性河流，河床、河岸以粉細砂為主，抗沖能力差，加之河道坡度緩、河水含沙量大、沖刷強度大（最大沖深14m），受汛期主流擺動頂沖河岸，致使兩岸河岸、高灘大量坍塌，嚴重威脅阿拉爾市及沿線團場的生產經營和職工群眾的生命財產安全。加上塔河農一師段“一河兩岸”防洪任務重，防洪問題已成為制約該區經濟社會發展最嚴重，最緊迫的問題。

研究采用2(近鄰信任：高vs.低)×2(家庭月收入：高vs.低)組間設計，因變量為根據被試在跨期決策任務填答結果計算出的k值。

因此，塔河農一師段防洪規劃以現狀河道的水情、工程現狀等實際情況為基礎，在有人類活動的地區和有基礎設施的河段上，對本工程整治河道南、北岸，共規劃了14處整治節點，北岸節點編號按從上游到下游順序依次為：N11、N12、N13、N14、N15、N16、N17，南岸節點編號按從上游到下游順序依次為：S10、S11、S12－1、S12、S13、S14、S15。塔河阿拉爾市城區段（塔河二橋北岸0＋000－1＋628段）為整個規劃中的N14節點，根據近幾年的觀測，河彎仍有北移趨勢，即將危及大橋安全。為此，應盡快安排實施防護。

3 工程等別及建筑物級別

本工程設計洪水重現期為30年一遇，相應的設計洪峰流量為2150m3／s，設計洪水位為1010.08（阿拉爾大橋處）。根據《堤防工程設計規范》確定堤防工程的級別為3級，鋼筋混凝土井柱樁建筑物級別為3級。

4 順壩結構型式選擇

4.1 堤岸防護型式選擇

本工程位于塔河上游，由于游蕩性河道具有“寬、淺、亂”特點，河床母質為深厚的細砂和粉細砂透水地基，易被水流淘刷，且實測最大沖深達11.2m，同時，在本區及黃河（同為平原游蕩性河流）下游段治理工程中也無工程運用實例；偏于安全考慮，本工程采用壩式護岸、坡式護岸結合型式。

順壩依托老河岸、沿治導線采取曲直相間布置，可以充分發揮永久性護岸工程的作用。

4.2 順壩結構型式選擇

堤防工程的型式按因地制宜、就地取材的原則，可選擇土堤、石堤、混凝土或鋼筋混凝土防洪墻、分區填筑的混合材料堤，同一堤線的各堤段也可采用不同的堤型。根據塔河應急防洪工程經驗并聽取多方建議，在對相似河道的各類防洪堤進行分析比選后認為，采取順壩護岸結構形式，既要能滿足抗沖緩流，又能維護岸坡穩定、保護堤腳不受水流淘刷。初擬三種順壩橫斷面設計方案，詳見橫斷面方案設計圖2、圖3、圖4。

方案一：鋼筋混凝土井柱樁透水順壩＋混凝土槽型板護坡＋土堤。

沿堤線向河道內側50m處平行設單排C20鋼筋混凝土井柱樁順壩（間距50m），井柱直徑80cm，樁深20m，井柱樁間凈距0.2m，頂部用C20鋼筋混凝土帽梁連成整體；混凝土井柱樁順壩后50m設土堤；土堤內邊坡采用20cm厚C20干砌混凝土槽形板護坡，混凝土板后設無紡布。

方案一，建筑工程造價2421萬元／Km。

圖1 方案一

方案二：鋼筋混凝土井柱樁透水順壩＋干砌塊石護坡＋土堤；

同方案一，只護坡形式改為干砌塊石護坡；

圖3 方案二

方案二建筑工程投資2406萬元／km；

方案三：拋石護岸＋干砌塊石灌漿護坡＋土堤。

在河底自坡腳向河內方向鋪設20m長、1.8m厚水平鋪蓋，水平鋪蓋下部鋪0.8m厚干砌塊石，上部鋪1.0m厚塊石鉛絲籠，在水平鋪蓋頂部緊靠坡腳處堆放2m高拋石，拋石護岸后設土堤，土堤內邊坡采用50～70cm厚干砌塊石灌漿護坡，干砌塊石后設無紡布。

方案三建筑工程投資1333.6萬元／Km。

圖4 方案三

4.3 三種方案綜合比較

表2 三種方案綜合比較表

三個方案在抗沖性、緩流效果、促淤保堤、安全穩定等方面均有較好的效果，其中：方案三適應性較強，并在阿拉爾市河段應急防洪護岸中已積累了一些成功經驗，適宜在主流靠岸部位施工，用于水流頂沖段及重要堤段。方案一、方案二目前雖沒有非常成功的經驗，但為了探索與阿拉爾市城市發展相適應的護岸結構型式，考慮在部分堤段采用此種形式，其中方案二采用干砌塊石護坡，外觀與濱河城市景觀建設不協調，且在造價方面對比方案一也沒有太大優勢，因此確定采用方案一作為本堤段的防護方案。

綜上所述，N14節點：塔河阿拉爾市城區段（塔河二橋北岸0＋000－1＋500段）采用方案三護岸結構型式，下段（塔河二橋北岸1＋500－1＋628段）采用方案一結構型式。

5 結論

阿拉爾市成立于2003年，是農一師政治、經濟、文化中心及國家重要的糧、棉、果、畜生產基地，正在形成以紡織、科研、教育、交通以及農副產品生產加工和集散為主的新興現代化城市。本設計主要選擇順壩型式對塔河阿拉爾市城區段進行應急護岸防護，不僅可以減少阿拉爾市洪災損失、還能促淤保堤、有利于濱河城市景觀建設、穩定民心、促進阿拉爾市社會經濟全面發展。

防洪工程屬社會公益事業，工程的實施，將提高沿河區域的防洪標準，大大減少洪水災害造成的損失，使沿河區域經濟發展、人民生命財產安全都具有可靠的保證，其社會效益是顯著的，同時又對周邊的生態環境、自然條件改善將起到積極的促進作用。

鑒于上述原因，為解除阿拉爾市洪水威脅，保障人民生命財產安全，維護當地社會穩定，促進當地經濟發展，對塔河阿拉爾市城區段進行應急防洪工程建設是十分必要的。

1 GB50286－98《堤防工程設計規范》［S］

2 SL274－2001碾壓式土石壩設計規范［S］

3 國發［2010］31號，全國中小河流治理和中小水庫除險加固、山洪地質災害防治、易災地區生態環境綜合治理總體規劃

4 新疆農一師勘測設計院編 .阿拉爾市塔河北岸（0＋000－1＋628段）應急防洪工程實施方案［R］，2010年8月通過水利部評審

5 新疆農一師勘測設計院編 .塔里木河新疆生產建設兵團農一師阿拉爾段河道整治工程可行性研究報告［R］2010