淺談肅南縣隆暢河防洪工程堤型選擇

王建明

（甘肅省肅南裕固族自治縣水務局，甘肅肅南734400）

肅南縣降雨時空分布極為不均，70%的降水集中在6—9月，且多數以大強度、短歷時的暴雨形式出現，加之集水區域內植被稀疏，土質疏松，地形坡降大，一旦出現暴雨，很容易發生局部山洪災害。特別是近幾年，肅南縣極端天氣明顯增多，一旦出現局地暴雨，就地起洪，與溝道洪水匯合。其特點是匯流迅速，突發性強，峰值高，歷時短，雖水量不大，但來勢迅猛。

1 隆暢河概況

隆暢河發源于祁連山北坡的鍋蓋溝與馬圈溝，源地海拔4 755 m，河流全長169 km，梨園堡以上流域面積2 240 km2。河流自西向東流至白泉門轉向東北，于肅南縣紅灣寺匯東流溝和西流溝，縣城以下納入青溝、海牙溝和白楊溝經駱駝脖子至梨園堡出山后轉向北流，于臨澤縣城東側直下至野溝灣匯入黑河。流域呈長條形，流域內總地勢是西南高、東北低，上游祁連山內，山勢陡峻巍峨，源地終年積雪，分布有少量現代冰川。干溝門水文站以上流域植被良好，山地陰坡面分布有天然林，牧草豐盛，降水頗豐，是流域主要的產流區。干溝門水文站至梨園堡水文站之間流域植被漸少，降水因海拔降低而減少，蒸發量漸增，暴雨洪水陡漲陡落，地表侵蝕加劇，河水泥沙含量增大，是隆暢河泥沙的主要來源地。

隆暢河出山后縱坡變緩、河道變寬、泥沙沉積加劇、河道淤堵嚴重、主河槽搖擺不定，兩岸鄉村及大片良田經常受洪水侵擾。隆暢河徑流主要由大氣降水形成，少量由冰雪融水及地下水補給形成，年內分配極不均勻，絕大部分集中在6—9月份；洪水一般出現在6月下旬—9月上旬，主要出現在7月份和8月份，多為單峰型，一場大洪水可持續3～5 d。

2 河道演變及河相分析

多年來，肅南縣借鑒鄰縣城市堤防的成功經驗，城市堤防除具備基本的防洪任務外，還具有部分特殊的功能，如防洪標準的提高需要對堤岸進行加高或拓寬河道，但考慮到城市發展規劃及自身的自然環境、社會環境等，堤防工程的設計必須要與流域規劃及城市建設規劃相協調[1]。同時，隆暢河治理河段兩岸地勢相對平坦，河寬30～60 m，水流集中，彎道急又多，河岸、河床由沙礫石層及砂土層組成，結構松散，極易受水流沖刷。

基于上述要求，肅南縣隆暢河防洪工程先后采用細粒砼砌石斜坡式結構、混凝土重力式結構形式對隆暢河進行了防護。

3 堤岸防護型式比選

3.1 防洪堤總體布置原則

根據隆暢河地質條件、水文復核成果和河道洪水特性，并結合工程運行實際情況，堅持“不束窄河道，不侵占行洪河道，統籌兼顧上下游、左右岸關系”的原則，堤線布置順應河勢，以河道洪水流向為主，盡量顧及原有河岸線和河道的彎曲形態，在原有河槽基礎上固定凹岸，保持原有順直微彎河道，并充分利用現有河岸、人工建筑物等節點，上下游平順銜接，確保分洪安全和河勢穩定。

3.2 細粒砼砌石斜坡式結構防洪堤

早期隆暢河防洪工程采用砂礫石堤身加C15細粒砼砌石斜坡式結構[2]。平均高度4.8 m，其中深泓線以上2.8 m，深泓線以下2.0 m，護岸為C15細粒砼砌石結構，護坡襯砌厚度自上而下由0.25 m漸變至坡腳0.5 m，砌石護坡單層砌筑，砌石的直徑滿足單層砌筑的質量要求。護坡封頂寬0.5 m，迎水面堤坡1∶0.5，背水面堤坡1∶1.5，堤頂寬3.0 m，堤身為夯填砂礫石，壓實相對密度不應小于0.6。河堤護面橫向每隔10米設1道瀝青砂漿伸縮縫（見圖1）。

優點：斜坡式護岸利用河道開挖料碾壓填筑，有利于整治河道，增加泄洪能力；堤身適應堤基變形能力強，結構簡單，施工方便，進度快，適于緊急搶險工程；砼粗、細骨料均在附近村莊料場購買，卵石在隆暢河撿集，投資較小。

缺點：結構占地面積較大，不適于城鎮防洪堤占地受限的地段；建筑物使用壽命較短。

3.3 混凝土重力式結構防洪堤

近年來，隆暢河防洪工程堤防工程級別設定為5級，相應防洪標準(洪水重現期)為10年一遇。采用現澆C20混凝土重力式結構[2]，根據堤身穩定、管理維護、施工要求確定，防洪堤為5級堤防，總高度5.71 m，其中深泓線以上2.74 m，深泓線以下3.0 m，根據河段實際情況，頂寬0.5 m，迎水面邊坡1∶0.4，基礎趾腳高1 m、寬0.5 m，基礎埋深2.5 m；每隔4米設伸縮縫1道，縫寬3 cm，采用閉孔泡沫板填縫及聚氯乙烯膠泥灌縫（見圖2）。

優點：結構占地面積較小，適于城鎮防洪堤占地受限的地段；結構基礎穩固，建筑物使用壽命長；利于城鎮景觀規劃。

缺點：相比較斜坡式護岸結構復雜，施工難度大，不適于緊急搶險工程；投資較大。

4 防洪堤運行情況

4.1 細粒砼砌石斜坡式結構防洪堤

由于隆暢河河道縱坡陡，洪水流速大，洪水來臨時夾雜洪水漂浮物及較大粒徑推移質，容易沖刷砸壞漿砌石壩面，尤其河道內有3處彎道，斜沖角度接近90°，洪水對凹岸的沖刷破壞力極強；多年運行后，多處漿砌石護堤堤腳已沿河床全部沖斷，護堤已經懸空，有隨時垮塌的風險。固床壩下未做消能設施，壩下游形成了較深的沖坑，大部分壩基已經沖出，影響了壩體安全，并且導致壩肩兩側堤防的垮塌。

4.2 混凝土重力式結構防洪堤

城鎮經過多年發展，原有隆暢河河道已被人為束窄，加之上游集雨面積大、河床陡、匯流快、產流猛，后期選擇堤防整體性能較好，抗沖能力強，施工期間防洪堤基礎開挖至巖石處，基礎穩定，施工過程采用鋼加工模板，跳倉進行澆筑，防洪堤成型效果好，整體性大大提高，經過幾年的洪水沖刷，未出現基礎懸空及垮塌情況。

4.3 方案選擇

從現有河道情況、堤防運行情況、堤防工程基本功能和對城市景觀相協調的角度出發，并對原有防洪堤設計方案進行優化后，最近幾年，多選擇混凝土重力式結構防洪堤設計方案。

5 結語

通過多年堤防工程運行，結合新技術、新要求等，總結經驗，對適合本地區的防洪工程設計方案進行優化，對于今后的工程建設盡可能做到經濟合理、節省投資、美化環境、城市防洪規劃與城市發展規劃協調統一[3]。

從多年堤防運行情況來看，今后縣城地段設計方案趨向于重力式防洪結構，并加強了基礎部分的防沖設計，材料選擇混凝土、拋石混凝土或鋼筋混凝土形式，能有效應對隆暢河河道行洪中出現的各種情況。

隨著人們對防洪工作認識的深入，政府對防洪工程建設投入不斷增加，經過多年的建設，有效防止了洪澇災害，減少了水土流失，保護了肅南縣城區及居民的生命財產安全，肅南縣防洪系統的不斷完善將進一步促進當地社會經濟又好又快發展。