橫山縣城段防洪工程方案探析

尚鳳羽

（橫山縣水電隊 陜西 橫山 719100）

1 工程概況

榆林市橫山縣位于黃河中游、陜西省北部，縣城坐落在縣境西北部、蘆河下游段的蘆河岸邊，蘆河由南向北流過，是橫山縣人民政府所在地，城市呈帶狀形態，南北長7公里多，城區地貌為典型的黃土丘陵溝壑區。橫山屬溫帶半干旱大陸性氣候，其干燥度K＝1.48，四季分明。多年平均氣溫8.6℃，日照2815.3小時，全年無霜期145天，年平均降雨量為409.7mm，六至九月份降雨占全年的60%～70%。橫山縣城是橫山縣政治、經濟、文化中心，轄18個鄉鎮，358個行政村，人口330178人，其中農業人口299814人。全縣總耕地面積650萬畝，農耕地100萬畝。據2004年鑒統計，全縣實現社會總產值18.04億元，地區生產總值8.4億元，工農業總產值10.13億元，地方財政收入4987萬元，農民人均純收入1388元。

蘆河發源于白于山北坡，流經靖邊、橫山兩縣，河流全長166km，全流域面積2486km2，橫山境內流程55km，至石馬洼流入無定河。

2 防洪現狀及存在問題

2.1 防洪現狀

橫山縣城歷史上曾多次遭洪水侵害。據橫山水文站1956年～2005年實測資料介紹，1990年出現一次最大流量379m3/s（河口廟水庫建成以后）。隨著西部大開發戰略的實施，城區基礎設施建設速度明顯加快。但由于資金等諸多因素，橫山縣城防洪設施除了環城公路小河口以上不足1km是漿砌石護岸而外，其余全部河道依然是歷史形成的自然河道，沒有任何防洪設施，上游出現大洪水主要靠河口廟水庫來調節，下游區間只能聽天由命。

2.2 存在問題

由于沒有堤防，橫山縣城近6km河段沒有任何防護措施，使得城區防洪形勢嚴峻，主要存在以下問題：

（1）行洪斷面逐年減小。縣城人口逐年增加，房屋等設施建設離河道越來越近，甚至擠占河道而建，此區間己建成大橋6座，設計標準不一，行洪能力有大有小。由于人口增加，建筑及生活垃圾急劇增加，向河道傾倒垃圾的現象時有出現。由于這些原因，久而久之，此河道行洪斷面逐年變小而影響行洪。

（2）河底比降變緩。蘆河屬黃河流域、無定河水系，是無定河的一級支流，此區間經10km流程匯入無定河，由于響水攔河壩、下爛泥灣橋等建筑物的影響以及無定河多泥沙的特點，泥沙淤積使河道比降逐年變緩，石馬洼大橋段僅1980年～2005年已抬高1米多，而蘆河比降也隨著變緩，現實測河道比降2‰不等，行洪能力下降。雖然逐年也對病險河段進行清理，但大部分是應急措施，設防標準較低，不能抵御較大洪水。

（3）防洪非工程措施不適應新形勢需要。該河段水文通訊設施較缺乏，設備老化，嚴重影響了正常的水文觀測。由此可見，橫山縣城區防洪形勢嚴峻，必須進行統一規劃，全面治理。

3 工程地質及水文分析

3.1 工程地質

縣城蘆河防洪堤工程地質構造簡單，主要由雜填土、粉土、砂巖組成，而且地殼穩定，基巖埋藏淺，未有斷層、褶皺、泥石流等不良地質現象，修建河堤是適宜的。因此，本工程可直接采用天然地基方案，基礎挖掘至砂巖層1.0m厚，直接坐落其上。

3.2 主河道水文計算

根據相關資料，用現代統計方法進行分析計算，確定滿足工程設計要求的洪水流量。橫山水文站位于橫山縣城，與所求洪水的斷面相吻合，為設計依據站。該站控制流域面積2415km2，有1956年～2005年的年最大洪水實測資料。流域上游有河口廟水庫，建于1975年，屬中型水庫，壩控流域面積1670km2（來源于該壩設計資料），設溢洪道與泄洪洞，其設計泄量為120m3/s、80m3/s。因此，城市防洪必須是以水庫安全為前提，水庫永久性的安全泄洪成為城市防洪的先決條件。

按水庫終久運行方式規劃，河口廟水庫：當設計P＝3.33時，最大泄量為124m3/s；橫山縣城區間段設計洪水，經計算，Q區30＝365m3/s；橫山縣城設計洪水應由上游河口廟水庫下泄流量與縣城區間段設計洪水疊加而成，即：489m3/s。同理，查算河口廟水庫30年-遇最大下泄量與區間10年一遇疊加而成的流量為：10年一遇的區間流量為265m3/s，則Q橫＝Q河+Q區＝124+265＝389m3/s，為復式斷面下段的設計過水斷面依據。

30年一遇河口廟水庫最大下泄洪水流量經內插分析計算得：30年一遇洪峰流量為 1335m3/s，24小時洪水總量為2032萬m3。用五點概化法求得洪水過程線，經調洪演算得出溢洪道和排沙洞最大下泄流量為124m3/s。

4 工程方案

4.1 設計目標和范圍

橫山縣城區堤防工程規劃范圍蘆河主河道上自邵家洼新大橋、下至張家洼新大橋，河道全長5.901km。設計基準年為2008年，設計水平年為2043年。

根據2001年《橫山縣縣城總體規劃》，到 2043年城建用地將達到 716hm2，到2043年全縣人口總數為34.5萬人。按《防洪標準》20萬人口以下的城市堤防工程等級為四級，而《堤防工程設計規范》中相應于四級堤防工程的防洪標準〔重現期（年）〕小于30年一遇、大于等于20年一遇。本設計標準確定為30年一遇。

4.2 蘆河河道比降確定

根據水文計算以30年-遇洪峰流量作為設計標準。即：Q設＝124+365＝489m3/s，其中，區間 Q30＝365m3/s，河口廟最大泄量 Q30泄＝124m3/s。

據對規劃段河道進行實測，比降分為三段，四中大橋向上301m至小河灘口，0+000 ～2+679， 共 2.679km，i=0.0019=1/526。小河灘口至梁家灣大橋，2+679～4+181，共 1.502km，i=0.0027=1/370。梁家灣大橋至張家洼大橋 4+181～5+826，共1.645km，i=0.002=1/500。

4.3 河道斷面選擇。

由橫山縣水文站提供蘆河實測斷面（樁號3+728）1956年～2005年資料，繪制出水位與流量關系曲線圖，由該圖查得Q30=489m3/s時相應水位1022.606m，河底高程1019.826m，水深2.78m。為更好的利用兩岸綠地，同時綜合考慮河床、公路、街面等諸多關系，在設計時選用三個河道斷面設計進行比較后確定理想斷面：當斷面寬度取55m時，流速為3.6m/s，設計水深為2.68m，相應水位高程為1023.898m；當斷面寬度取50m時，流速為3.7m/s，設計水深為2.85m，相應水位高程為1024.068m。與45m斷面寬度相比較，斷面寬度加寬，其水深、堤高降低、堤頂距公路高度增加，投資相對減少，但河堤兩岸綠化、景觀休閑、娛樂活動面積減少，故取斷面寬為45m。

4.4 堤頂超高確定

計算堤頂超高依據：y=R+E+A式中,y——堤頂超高，m；

R——設計波浪爬高，m；

E——設計風壅增水高度，m；

A——安全加高，m，按《堤防工程設計規范》查得3級堤防不允許越浪情況的安全加高值為0.7m。當設計風浪爬高R=0.58m，風壅增水高度e=0.02m。

所以y=0.58+0.02+0.7=1.3m。

根據以上計算，西沙大橋、羊肚子灣、舊橋，聯合大橋三座橋和廢棄堤壩二座，現過洪斷面不能滿足設計要求，需拆除。

4.5 擋土墻

根據《堤防工程規范》確定土壤內摩擦角為30°，滲水高度H2=1.8m，浮容重γ=9kN/m，塊石容重γc=22kN/m3。取擋土墻延向1m。從1+066～3+125段，堤長2124m，為擋土直墻，其余為復式斷面，堤長3796m；右岸全為復式斷面，堤長5929m。設計河槽寬45m，戧臺寬5m，直立式擋土墻收頂60cm，擋土墻平均高度4.99m。

4.6 埋設滲水、排污、排水管

河堤每跨小河、溝道均按排洪排污要求埋設D=1m的排污、排水管；沿河堤方向每5m在凍層以下埋設D＝1.5英寸塑料滲水管。

4.7 橡膠壩

本堤防工程規劃段內共設計橡膠壩5處，具體位置為：1＃位于2+010樁號處，2＃位于 2+923樁號處，3＃位于 3+795樁號處，4＃位于4+453樁號處,5＃位于5+901樁號處。工程施工時預留其基礎，每壩兩側各留50m長，暫不建堤。

4.8 主堤頂預埋工程。

兩岸堤頂、戧臺預埋160mm電纜、穿線管22304m，1.5寸給水管11652m。

5 結語

橫山縣是榆林市國家級能源化工基地的重要組成部分，又是水土流失重點防治區，同時也是國家重點扶貧區，城區蘆河段是縣城最繁華地段之一。蘆河堤防工程對促進城區乃至縣域經濟的可持續發展和人民生命財產安全有著舉足輕重的作用。本方案以《水法》和《防洪法》為指導，按照“泄洪、輸沙、固槽、景觀”的指導思想，根據河道的現狀，著眼當前，兼顧長遠，確定此工程從總體布置上采用雙向堤，河道設計河堤從0+000～5+901，河長5901m，堤總長11849m；從結構形式上采用擋土墻式和復式兩種斷面，擋土墻平均高度4.99m。墻體每隔15m留一道沉降縫，寬2cm，縫內用瀝青砂板填實防水。工程建成后，可有效防御蘆河30年一遇洪水。陜西水利