板房溝河出山口段河道防洪治理方案探討

高天

（烏魯木齊市水利勘測設(shè)計(jì)院（有限責(zé)任公司），新疆烏魯木齊830001）

板房溝河出山口段河道防洪治理方案探討

高天

（烏魯木齊市水利勘測設(shè)計(jì)院（有限責(zé)任公司），新疆烏魯木齊830001）

板房溝河位于烏魯木齊市南山風(fēng)景區(qū)內(nèi)，河道出山口上游有烏魯木齊市南山照壁山國家森林公園，游客來往頻繁，但出山口下游河道未治理，景觀效果差，對上游風(fēng)景區(qū)的旅游事業(yè)帶來負(fù)面影響。河道內(nèi)洪峰較大，出山口下游兩岸有居民居住及重要基礎(chǔ)設(shè)施，汛期須采取臨時(shí)搶險(xiǎn)渡汛措施，確保兩岸居民及重要設(shè)施的安全。通過收集基礎(chǔ)資料、現(xiàn)場走訪調(diào)查的方法，提出防洪與景觀結(jié)合的治理方案，同時(shí)配套泥沙處理、兩岸綠化、尾水收集利用設(shè)施等。方案符合景觀要求，可提高河道防洪能力，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜问聵I(yè)發(fā)展。

水利；防洪；景觀

0 引言

板房溝河屬烏魯木齊河流域，發(fā)源于天山北麓的維昆達(dá)坂，距離烏魯木齊市約50 km。該河屬降雨和冰雪融水混合補(bǔ)給型河流，河道內(nèi)常年有徑流，河道總流域面積約350 km2，多年平均年徑流5220萬m3。河道洪水類型主要有冰川融水型洪水、暴雨型洪水、冰川融水暴雨混合型洪水。根據(jù)《烏魯木齊縣板房溝河流域規(guī)劃報(bào)告》中水文分析成果，河道百年一遇的洪峰流量為600 m3/s，50年一遇的洪峰流量為458 m3/s。

板房溝河全長約42 km，出山口上游段長約31 km，為烏魯木齊市照壁山國家森林公園景區(qū)開發(fā)段，出山口下游長約11 km，河道兩岸分布有公路、電力線纜、供水管道、板房溝鄉(xiāng)、水西溝鎮(zhèn)的四個行政村（居民約6280人、耕地約5655畝）、以及已建成的南旅基地。由于受資金的限制，該河道出山口段至今未修建永久性防洪工程，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)低、防沖能力差，每年汛期，縣政府需投入大量的人力、物力、財(cái)力搶險(xiǎn)渡汛，才能保證兩岸居民及基礎(chǔ)設(shè)施生命及財(cái)產(chǎn)安全，該段河道實(shí)施永久性防護(hù)工程建設(shè)迫在眉睫。

1 河道現(xiàn)狀存在問題

1.1 防洪設(shè)施較乏、兩岸居民及基礎(chǔ)設(shè)施安全受到威脅

河道出山口0 km～8 km范圍兩岸分布有照壁山國家森林公園的景觀大道、村莊、耕地、電力線纜、供水管線等。河岸受洪水套刷，耕地面積日益縮小、村莊受到威脅、電力線纜基礎(chǔ)沖毀、供水管道局部外漏，河道整治亟待解決。

1.2 河道水土流失日益嚴(yán)重

由于河道兩岸均為砂礫石河岸，岸坡常年受風(fēng)力、水力侵蝕的作用，岸坡崩塌時(shí)有發(fā)生。崩塌的土體滑落至河道，汛期被洪水沖刷、挾帶至下游，造成上游河道水土流失日益加重、下游平原區(qū)淤積問題突出。

1.3 河道現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求

南山風(fēng)景區(qū)旅游綜合服務(wù)基地（簡稱南旅基地）位于板房溝河道出山口下游8 km～11 km處兩岸的階地上，具有旅游服務(wù)中心、國際文化交流中心主要功能。根據(jù)《烏魯木齊縣總規(guī)》，至2030年，該片區(qū)河道兩岸規(guī)劃總?cè)丝跒?萬人，板房溝河從南旅基地中間穿過，由于該段河道防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，河道現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足南旅基地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

1.4 河道景觀效果差

該段河道位于照壁山國家森林公園下游，公園內(nèi)歷年游客較多，但出山口河道受洪水套刷，景觀效果差，對國家森林公園的旅游事業(yè)造成一定影響。

2 河道治理理念

同時(shí)隨著城市的發(fā)展，城市周邊的水源河道日益成為市民節(jié)假日放松休閑去往的區(qū)域。為了給旅游愛好者打造良好的休閑娛樂環(huán)境，河道治理時(shí)在滿足防洪功能下，還應(yīng)滿足休閑度假的景觀要求。因此，該段河道在治理時(shí)，應(yīng)采用防洪結(jié)合景觀的治理理念[1]。

根據(jù)以上治理理念，河道治理布置時(shí)采用防洪渠結(jié)合景觀湖的布置方案，對防洪渠及景觀湖兩岸空地進(jìn)行綠化，使河道在汛期能夠安全度汛，在非汛期景觀湖內(nèi)注滿水，形成水面和綠地結(jié)合的景觀帶。

3 景觀水源選擇

由于烏魯木齊市是缺水城市，城市上游河道內(nèi)水在解決當(dāng)?shù)鼐用裆罴吧a(chǎn)需求之外，河道內(nèi)除了少量生態(tài)用水，無多余水量下泄，即河道內(nèi)基本無多余水量供打造景觀要求。要滿足以上設(shè)計(jì)功能，首先要解決景觀湖水源問題。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，板房溝河道內(nèi)的水在灌溉期通過出山口0+000處的照壁山水庫調(diào)節(jié)后引入下游輸水干渠進(jìn)行灌溉，為了打造景觀湖水面，可在灌溉期將原干渠灌溉水從上游引入河道作為景觀湖的水源，在下游合適高程通過工程措施返回到輸水渠道以滿足灌溉要求。

4 具體治理措施

4.1 主河道防洪結(jié)合景觀治理方案

4.1.1 工程布置

主河道治理采用景觀湖和防洪渠結(jié)合的形式，根據(jù)現(xiàn)狀地形布置景觀湖12座，景觀湖布置在河道較寬處，由6個大湖面和6個小湖面連接形成十二連湖景觀，工程布置見圖1。河道可在0+000處引入灌溉水源，在3+575處將灌溉水返回渠道，因此，樁號3+575以上景觀湖可形成動感的水面，3+575之后湖內(nèi)注入少量水可形成為靜止的湖面。湖與湖之間設(shè)置防洪渠，防洪渠沿河道較窄處布置，主要起到連接景觀湖、輸水、泄洪的作用。

圖1 工程布置示意圖

4.1.2 工程設(shè)計(jì)方案

（1）景觀湖設(shè)計(jì)：為達(dá)到景觀水面效果，湖面部分設(shè)計(jì)縱坡采用1‰，采用跌水過渡連接。湖面采用全斷面景觀水面兼防洪的復(fù)式斷面，湖深為2 m，針對湖的位置采取不同的駁岸布置形式[2]。為確保旅游安全，湖內(nèi)水深0.5 m，在小流量時(shí)邊坡大部分駁岸裸露，凸顯駁岸整體景觀效果。景觀湖冬季不存水，擋坎的下部設(shè)置少量排水孔，冬季可將水放空。湖內(nèi)采用跌坎形成瀑布，跌坎形式采用硬質(zhì)懸臂式鋼筋砼擋墻跌坎，跌坎下游采用干砌卵石灌漿防沖。設(shè)計(jì)斷面圖見圖2。景觀效果圖見圖3、圖4。

圖2 景觀湖設(shè)計(jì)斷面圖

圖3 景觀湖效果圖

圖4 駁岸效果圖

由于河床巖性為砂礫石，滲透性強(qiáng)，為減少滲漏損失，使湖面保持一定的水量，湖面應(yīng)采用土工膜防滲處理[3]。

（2）防洪渠設(shè)計(jì)：防洪渠設(shè)計(jì)要滿足抗沖流速要求，設(shè)計(jì)流速不能超過防沖襯砌材料極限流速。可將防洪渠設(shè)計(jì)縱坡調(diào)整在6‰以內(nèi)，中間設(shè)置陡坡或跌水來調(diào)節(jié)高差。

防洪渠斷面采用現(xiàn)狀溝寬結(jié)合渠道實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面結(jié)合的形式設(shè)計(jì)[4]，邊坡1∶1.75為宜，渠深2 m左右。防洪渠以泄洪和輸水為主，可不進(jìn)行防滲處理，滿足防洪、防沖功能即可。設(shè)計(jì)斷面圖以及防洪渠效果圖見圖5、圖6。

圖5 防洪渠設(shè)計(jì)斷面圖

圖6 防洪渠效果圖

4.2 泥沙治理方案

板房溝河為出山口河道，河道縱坡較大，河道內(nèi)泥沙較多，再加上治理河道兩岸還有多條沖溝匯流，汛期會有大量泥沙進(jìn)入景觀湖，造成湖面淤積，后期清淤工作量很大。因此主河道及兩岸沖溝泥沙處理措施環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

治理段上游有照壁山水庫攔蓄洪水，因此主河道排泄到下游的泥沙將大大減少，為了杜絕泥沙進(jìn)入下游的景觀湖，可在工程起點(diǎn)設(shè)置沉砂池再次攔沙，非汛期管理人員定期人工清理泥沙。

工程沿線兩岸有13條沖溝需治理，由于沖溝流域面積較小，洪水較小，為了減少生態(tài)破壞，治理時(shí)采用鉛絲石籠矮谷坊[5]的形式將泥沙攔截在上游，使河道治理與現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。

谷坊平面典型設(shè)計(jì)

谷坊剖面典型設(shè)計(jì)

4.3 兩岸綠化配套設(shè)施方案

河道治理要達(dá)到景觀要求，僅僅靠斷面設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，河道兩岸的綠化工作至關(guān)重要。為便于工程建成后的運(yùn)行管理和沿線綠化工作，需在河道沿線兩岸布置供、排水管道，其中供水管道布置時(shí)分為旅游及管理人員生活供水管道及沿線綠化供水管道兩部分布置，以減小生活用水凈化處理費(fèi)用。生活及綠化供水管道采用獨(dú)立的管道，可埋設(shè)在同一個管溝，生活供水水源選擇附近居民生活用水水源，綠化水源采用河道起點(diǎn)處的照壁山水庫水源或者景觀湖內(nèi)水源。排水管道沿景觀湖岸邊布置，布置時(shí)結(jié)合景觀湖沿線設(shè)置的休閑吧、廁所、餐廳等場所位置布置。

4.4 末端尾水回收利用方案

烏魯木齊市為缺水城市，再加上水資源時(shí)空分布不均，板房溝河流域水資源短缺，工程在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮工程末端水資源的回收利用，以利于工程的長期運(yùn)行。

可在末端12號景觀湖靠近右岸位置設(shè)置集水池，池口設(shè)置攔污柵，池內(nèi)埋設(shè)收集管道，將末端水量輸送到板房溝河道下游左、右岸的已建水池中儲存，作為縣域下游的生態(tài)林綠化水源。

5 結(jié)語

板房溝河道出山口段兩岸居民及重要基礎(chǔ)設(shè)施較多，河道距離上游景區(qū)及下游的烏魯木齊市較近，河道治理應(yīng)越早越好，治理措施采用防洪、景觀結(jié)合的方案，是近年來城市周邊河道治理的趨勢。文章在提出主河道治理理念的同時(shí)，給出了具體治理方案，以及景觀水源選擇、河道內(nèi)泥沙處理、兩岸綠化、生過供水及尾水利用方案。本方案實(shí)施后，可解決河道防洪問題，同時(shí)提高河道景觀效果，配套的泥沙處理、生過供水管道及尾水利用措施有利于工程的長期安全運(yùn)行。建議在具體實(shí)施階段精確測量地形圖，進(jìn)行詳細(xì)的地勘工作、水文分析論證后進(jìn)行。

[1]基于河道綜合治理的濱河景觀設(shè)計(jì)研究.丁硯強(qiáng).西北農(nóng)林科技大學(xué).2012(11)；

[2]基于水動力特性的河道景觀設(shè)計(jì)方法.張雅卓，練繼建.天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.2012(01)；

[3]中國水庫大壩土工膜防滲技術(shù)進(jìn)展.束一鳴，吳海民，姜曉楨.河海大學(xué)水利水電學(xué)院南京水利科學(xué)研究院巖土工程研究所. 2016(01)；

[4]山區(qū)傍山渠道實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面形式淺析.蒙進(jìn)，向國興.貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.2009(03)；

[5]鉛絲格賓石籠在東碾河治理工程中的應(yīng)用.李建杰.山西省水利建筑工程局.2015(04).

TV85

B

1673-9000（2017）04-0037-03

2017-02-15

高天（1982-），男，寧夏固原人，工程師,主要從事水利設(shè)計(jì)工作。