淺談霍拉溝流域防洪的規(guī)劃與設(shè)計(jì)

艾尼·阿巴斯

巴州迪那河流域管理處 新疆 庫(kù)爾勒 841000

一、流域概況

霍拉溝發(fā)源于中天山霍拉山北坡，屬雨雪混合性河流。為開(kāi)都河平原河段支流之一，多年平均徑流量為0.3億m3，河長(zhǎng)69.2km。地理坐標(biāo)位于東經(jīng)85°15′～86°17′，北緯41°41′～42°15′之間。流域南北寬6.50km，東西長(zhǎng)69.2km，面積450km2。河流出山口后，順勢(shì)而下，穿過(guò)218國(guó)道，流經(jīng)焉耆縣七個(gè)星鎮(zhèn)的乃明莫墩村、夏爾其克村、夏爾勒岱村、勞改農(nóng)場(chǎng)等地。

二、防洪工程現(xiàn)狀

霍拉溝流域防洪工程的建設(shè)，一直以來(lái)都是焉耆縣黨委和政府最為關(guān)心的民生大事，自2008年以來(lái)，通過(guò)中小河流治理項(xiàng)目的分步實(shí)施，霍拉溝流域內(nèi)域已建成各類混凝土、漿砌石標(biāo)準(zhǔn)防洪堤35km，各類泄洪渠、導(dǎo)流設(shè)施10km；流域內(nèi)防洪體系基本形成，各類防洪堤和泄洪渠、導(dǎo)流設(shè)施構(gòu)架已基本完善；經(jīng)多年運(yùn)用，發(fā)揮了良好的工程效益。流域內(nèi)已實(shí)施的防洪工程情況如下：

1. 霍拉溝防洪一期：上段位于乃毛坤渠至218國(guó)道泄洪橋，處于山前泛洪區(qū)范圍內(nèi)；下段自218國(guó)道泄洪口橋起，末端為團(tuán)結(jié)干排首端，堤防段總長(zhǎng)度為21.913km。按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)洪峰流量為97m3/s。堤防護(hù)坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式，上段于2010年開(kāi)工建設(shè)，2011年竣工，目前運(yùn)行良好，下段計(jì)劃于2021年完成建設(shè)。

2. 霍拉溝防洪二期：位于霍拉溝沖山前洪積平原，首端為鴿子堂（當(dāng)?shù)厝怂追Q）北面1km處，至七個(gè)星六村三組引洪口處，修建防洪堤總長(zhǎng)12.206km，按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)洪峰流量為97m3/s。護(hù)坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式。工程于2011年開(kāi)工建設(shè)，2012年竣工，目前運(yùn)行良好。

3. 霍拉溝防洪三期：位于霍拉溝下游右岸山前洪積平原上，北起霍拉溝東溝，南至夏熱采開(kāi)村附近，修建防洪堤總長(zhǎng)為12.581km，泄洪渠5.974km。按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)洪峰流量為2.44m3/s～46.93m3/s。護(hù)坡與基礎(chǔ)采用“一坡到底”的型式。工程于2016年開(kāi)工建設(shè)，2017年竣工，目前運(yùn)行良好。

霍拉溝防洪工程實(shí)施前，焉耆縣每年用于下游葡萄基地防洪搶險(xiǎn)的費(fèi)用約為110萬(wàn)元，但仍沒(méi)有改變年年修、年年沖的局面，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民承擔(dān)的防洪負(fù)擔(dān)較重。每到雨季，山洪暴發(fā)，遇到大洪水及特大洪水，葡萄基地要?jiǎng)訂T數(shù)千民眾搶險(xiǎn)，耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力。防洪工程規(guī)劃實(shí)施后，有效保障了下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)了當(dāng)?shù)啬酥裂申瓤h經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

三、流域防洪總體規(guī)劃

1、洪水災(zāi)害的主要形式

根據(jù)霍拉溝流域?qū)嵉卣{(diào)查訪問(wèn)資料分析，霍拉溝諸洪溝洪水類型為典型的暴雨型洪水。此類洪水由高強(qiáng)度暴雨形成，一般發(fā)生在5月～8月，暴雨型洪水的主要特點(diǎn)：特點(diǎn)是發(fā)生洪水時(shí)間快，洪水來(lái)勢(shì)迅猛，水位陡張陡落，峰高歷時(shí)短。對(duì)葡萄基地內(nèi)居民的生命財(cái)產(chǎn)及其內(nèi)的水利、交通等設(shè)施造成很大破壞。根據(jù)霍拉溝洪水的特點(diǎn)，可以看出霍拉溝洪水災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式有以下兩種：

（1）洪水的突發(fā)性強(qiáng)，洪峰流量大，對(duì)葡萄基地內(nèi)的水利設(shè)施、橋梁、道路等構(gòu)成威脅。主要表現(xiàn)形式為淘刷水利設(shè)施、橋梁的基礎(chǔ)，危及橋梁的安全，破壞基地內(nèi)的交通。

（2）洪水期洪水峰高量大，大洪水對(duì)該區(qū)域內(nèi)的耕地、居民的生命財(cái)產(chǎn)安全都極易造成重大損失。

2、洪災(zāi)成因及存在的問(wèn)題

特大洪水發(fā)生原因，主要為霍拉溝諸洪溝洪水山體較低，春季時(shí)，山上積雪全部融化，沒(méi)有永久性冰川和積雪，山巖風(fēng)化嚴(yán)重，巖石裸露，多裂隙，少植被，只有小洪溝分布在其間。洪溝山口以下河床為戈壁砂礫組成，植被稀疏。當(dāng)降雨強(qiáng)度小時(shí)，降水全部滲入地下，但在降雨量及降雨強(qiáng)度較大時(shí)就會(huì)產(chǎn)生地表徑流匯集成洪水。突發(fā)性洪水對(duì)下游造成危害較大?，F(xiàn)狀存在主要問(wèn)題如下：

（1）山區(qū)夏季暴雨強(qiáng)度大，范圍廣，使得洪水峰高量大，來(lái)勢(shì)兇猛，使人猝不及防，因而易對(duì)葡萄基地及其內(nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全造成較大破壞。

（2）防洪資金投入嚴(yán)重不足。多年來(lái)，七個(gè)星鎮(zhèn)葡萄基地的有關(guān)單位堅(jiān)持不懈地努力防洪，但簡(jiǎn)單的疏導(dǎo)洪水而沒(méi)有高標(biāo)準(zhǔn)的防洪設(shè)施不能從根本上解決葡萄基地的防洪問(wèn)題。

3、總體布局

根據(jù)霍拉溝流域防洪工程的現(xiàn)狀、河道上中下游特性及保護(hù)的范圍和重點(diǎn)，總結(jié)霍拉溝幾十年防洪工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在調(diào)查研究分析論證的基礎(chǔ)上提出防洪方案，確定霍拉溝防洪規(guī)劃的總體布局為：

（1）霍拉溝上、中游段：該河段以維護(hù)自然植被、涵養(yǎng)水源為主，減少人類活動(dòng)對(duì)河道不利影響，減少水土流失。該段防洪規(guī)劃內(nèi)容為非工程措施，主要是洪水預(yù)警預(yù)報(bào)及通訊系統(tǒng)建設(shè)。

（2）霍拉溝下游河段：防洪工程體系以堤防規(guī)劃建設(shè)為主，清除河道障礙，疏峻整治河道，對(duì)河道的的險(xiǎn)工險(xiǎn)段除險(xiǎn)加固，對(duì)重點(diǎn)保護(hù)范圍的河道堤防采用高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，修建護(hù)岸工程，提高行洪能力，增加河道安全泄量，保護(hù)沿河城鎮(zhèn)、居民生活區(qū)的安全，保護(hù)水利、交通、通訊，保護(hù)兩岸耕地。逐步形成以堤防為基礎(chǔ)，整治河道，擴(kuò)建阻水橋、涵、渡。結(jié)合水土保持及其它非工程措施，構(gòu)成綜合防洪體系。

在霍拉溝防洪工程體系的基礎(chǔ)上，建立霍拉溝防洪的有關(guān)政策、法規(guī)；依法治水、依法防洪抗洪、依法建立防洪措施和防洪保險(xiǎn)制度；利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，建立霍拉溝洪水預(yù)報(bào)、預(yù)警、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為防洪抗洪提供第一手可靠基礎(chǔ)資料，提出預(yù)警方案，確保在設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)安全渡汛，在遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，使損失減到最低；積極進(jìn)行非工程措施建設(shè)，防止水土流失，達(dá)到安全行洪的目的。

四、防洪工程設(shè)計(jì)

1. 堤防設(shè)計(jì)

依據(jù)防洪總體規(guī)劃，結(jié)合焉耆縣及巴州地區(qū)已建各類堤防運(yùn)用效果，霍拉溝流域內(nèi)堤防形式多采用“砼板護(hù)坡+混凝土防沖斜墻基礎(chǔ)”方案。主要設(shè)計(jì)情況如下：

堤身設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)堤頂寬度4.0m，堤頂臨水側(cè)路肩設(shè)路沿石。迎水面邊坡1:1.5，背水面邊坡1:1.5。筑堤材料為砂礫料，沿工程堤防就近取土，以臨近為主。為保證堤防的穩(wěn)定，取土范圍在距堤腳25m以外、取土深度小于1.5m。

（1）上部護(hù)坡型式：采用C20F200W6的現(xiàn)澆混凝土板，砼板厚度為12cm。護(hù)坡高1.5～3.0m。分縫間距：垂直水流方向間隔3.0m分一道伸縮縫，縫寬2cm，采用高壓閉孔板和聚氨酯填充。

（2）基礎(chǔ)防護(hù)型式：堤防基礎(chǔ)沖刷深度分別采用順壩及平順護(hù)岸沖刷深度計(jì)算公式與非淹沒(méi)式丁壩沖刷深度計(jì)算公式計(jì)算，最終確定堤防基礎(chǔ)沖刷深度。在堤腳處設(shè)置C20現(xiàn)澆混凝土防沖斜墻，厚0.20m、深1.5～3.0m，邊坡坡度1：1.5，沖斜墻底部設(shè)0.5×0.2m的C20阻滑墻。由于大部分防洪堤處于洪積扇處，為防止洪水主流集中在坡腳，本次對(duì)堤頂高程以上堤防內(nèi)坡腳5-10m范圍內(nèi)環(huán)境土進(jìn)行清除，為洪水提供更好的過(guò)流通道。對(duì)于坡腳處沖刷嚴(yán)重的堤防險(xiǎn)段采用鉛絲石籠護(hù)腳，鋪設(shè)寬度為3.0m。鋪設(shè)位置為5號(hào)防洪堤0+000-0+800段。鉛絲石籠的規(guī)格為1500×2000×300mm，鉛絲籠在現(xiàn)場(chǎng)編織，網(wǎng)眼直徑應(yīng)小于80mm，相鄰石籠之間均用鉛絲相互連接。分縫間距：斜墻垂直水流方向間隔3.0m分一道伸縮縫；砼阻滑墻垂直水流方向間隔5.0m分一道伸縮縫。

（3）防腐處理：根據(jù)地質(zhì)勘察成果：擬建防洪堤沿線洪水中Cl-對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有中等腐蝕性。建議堤防沿線對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的防腐蝕措施。堤線全線0-2.0m深度內(nèi)環(huán)境土中SO42-含量701-2928mg/kg，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有輕度-中度腐蝕性。建議堤線全線對(duì)環(huán)境土采取相應(yīng)防腐蝕措施。本工程堤防沿線混凝土均采用摻礦渣微粉砼, 以達(dá)到抑制骨料堿活性和抗腐蝕性的目的。

（4） 抗凍措施：根據(jù)地質(zhì)勘察成果：工程區(qū)地層巖性為級(jí)配不良礫，該層中小于0.075mm粒徑的土粒含量2.1%～4.7%，依據(jù)規(guī)范屬于非凍脹性土?？刹豢紤]凍脹性。

2. 泄洪渠設(shè)計(jì)

在流域中下游區(qū)域，受地形及各保護(hù)對(duì)象分布及位置要求，設(shè)計(jì)采用修建泄洪渠方案對(duì)洪水進(jìn)行疏通、疏導(dǎo)。由于泄洪渠縱坡陡，流速大，根據(jù)渠道縱坡、工程地質(zhì)條件、渠道防滲技術(shù)規(guī)范對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，將渠道斷面確定為梯形斷面。采用全斷面C20細(xì)粒砼砌塊石襯砌，考慮到洪水中含泥沙對(duì)渠道底板的磨損較大，將渠道邊坡、底板厚度均設(shè)計(jì)為30cm。為了增加渠道的抗沖穩(wěn)定性，每隔50m設(shè)一道防沖隔墻。C20細(xì)粒砼砌石泄洪渠垂直水流方向每8m設(shè)一道沉降縫，縫寬2cm，上部采用聚氨酯填充，下部采用高壓閉孔板填充。

五、流域防洪規(guī)劃、設(shè)計(jì)總結(jié)

霍拉溝流域防洪規(guī)劃及設(shè)計(jì)，依據(jù)流域洪水突發(fā)性強(qiáng)、洪量集中、洪溝數(shù)量多等特點(diǎn)；結(jié)合下游保護(hù)對(duì)象的分布及防護(hù)要求，進(jìn)行了防洪總體規(guī)劃布置。防洪工程實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，依據(jù)實(shí)際情況分別選擇了“砼板護(hù)坡+混凝土防沖斜墻基礎(chǔ)”方案以及砼砌卵石泄洪渠方案；具有 “穩(wěn)、省、快”的特點(diǎn)，既節(jié)約投資，又可確保工程運(yùn)行安全；且在實(shí)際運(yùn)用中效果良好，可供本區(qū)域及相似地區(qū)借鑒、使用。