白龍江流域甘南段迭部縣境內河道治理工程現狀及治理措施研究

毛 婷 黃發潤

（1、甘南州水利技術綜合服務站，甘肅 合作 747000 2、甘南州水利水電基本建設工程質量監督站，甘肅 合作 747000）

近年來，雖對白龍江干流（迭部縣城段）及支流進行了防洪治理工作，但尚有部分未治理及部分治理河段堤防毀壞，以至于極易因洪水造成威脅[1-2]。本研究通過實地踏勘，治理區防洪能力已不足，部分河道預留太窄，如遇大洪水極易造成漫堤，同時流速增大沖刷嚴重；已建堤防堤基局部受洪水淘刷出現漿砌石勾縫砂漿脫落，河段內枯枝、雜草堆積，嚴重影響道路的安全。上述問題，已對沿岸人民生命財產安全造成了嚴重威脅，河道綜合治理已勢在必行。

1 區域概況

1.1 區域地質條件

迭部縣地處秦嶺東西向復雜構造帶西段次級構造-白龍江復式背斜內，呈北西向展布，受新構造活動影響，白龍江谷地呈間歇性上升，形成了高達五級的河谷階地。出露地層主要為志留系，巖性為千枚巖、變質砂巖，夾板巖、薄層變質砂巖；泥盆系，巖性為鈣質板巖、粉砂質板巖、白云質灰巖、灰巖及鈣質細砂巖；石炭系，巖性為條帶狀灰巖、含白云質灰巖、泥質灰巖夾鈣質泥巖；三迭系，巖性為灰巖、鈣質細砂巖和粉砂質板巖夾泥巖；第四系，零星覆蓋于基巖之上的薄層殘積-坡積碎石土和風成砂質黃土外，主要表現在白龍江及其主要支溝中的河床堆積和兩岸階地堆積。

1.2 工程地質條件

河道治理區域，堤基地層允許承載力為300～350kPa，砂礫石地層承載性能較好，是較為理想的堤基持力層。部分段巖石堤基承載力550～600kPa，故不存在堤基穩定問題。巖土體物理力學性質見表1、表2。

表1 河道治理區域變質砂巖夾板巖物理力學性質

表2 河道治理區域砂卵礫石物理力學性質

2 河道現狀

2.1 白龍江縣城治理段

迭部縣城白龍江綜合治理分為姜巴橋南側段、姜巴橋北側段及亞古電站樞紐上游段。

姜巴橋南側段：位于迭部縣城姜巴橋南側，現狀河堤斷面為混凝土貼坡式堤防，且大部分防洪堤因早期凍融加之河流沖刷堤防已破壞。本次對該段河道右岸未防護及破損失修段進行治理，形成完整的防洪體系，達到防洪治理的目的。

姜巴橋北側段：位于迭部縣城姜巴橋北側，部分河堤由于年代久遠，堤基局部沖刷嚴重，且已建河堤臨近公路側，由于路面與堤頂高差較大，需對其進行防護。

亞古電站樞紐上游段：位于迭部縣城，起始于河日灘橋，結束于亞古電站樞紐處，現狀河堤為漿砌石重力式堤防，且大部分防洪堤因早期凍融加之河流沖刷堤防已破壞。本次對未防護及破損失修段進行治理，形成完整的防洪體系，使其滿足防洪要求。

2.2 祖尼溝治理段

祖尼溝河道不同時期分段修建過防洪河堤工程，本次治理段共計兩段，現狀河岸因洪水沖刷，形成起伏差較大的無植被岸坎，汛期溝道局部擺動較大，多次造成兩岸農田、道路等設施受損，并危及人民生命及財產安全。因此需新建堤防，對農田及道路進行保護，以免遭洪水威脅。

2.3 尖尼溝治理段

尖尼溝溝道較長，溝道在不同時期分段進行過河道治理工程，本次治理段共計七段，尖尼村西雜咔左岸治理段為三段，右岸治理段為兩段；尖尼村朱子咔右岸治理段為一段；尖尼村拉哈咔左岸治理段為一段。現狀河道防洪減災體系不健全，河岸因洪水沖刷，造成兩岸農田、群眾房屋及橋梁、道路等設施受損。本次需新建提防，對兩岸農田、群眾房屋及道路進行保護。

2.4 讓尕溝治理段

讓尕溝治理段共計五段，現狀河道防洪減災體系不健全，溝道因長年未治理，致使河岸出現臟、亂、差現象，現狀建設情況遠遠不能滿足美麗鄉村建設要求。本次需新建提防，對岸邊農田進行保護，保護耕地為438 畝。

3 河道演變分析

3.1 造床流量及穩定河寬

造床流量對河床形態的塑造作用較大，本次采用兩年一遇洪水和平攤流量法進行計算比選[2]。經統計分析，即姜巴橋治理段造床流量為78.1m3/s，亞古電站治理段造床流量為93.70m3/s，祖尼溝治理段造床流量為0.85m3/s，尖尼溝治理段造床流量為24.4m3/s，讓尕溝治理段造床流量為14.30m3/s。

沖積河流通過造床流量的自動調整作用，有可能處于相對平衡狀態，形成穩定河寬[3]。即平均水位河寬B（m），姜巴橋段36.28m，亞古電站段40.28m，祖尼溝段10.2m，尖尼溝段14.46m，讓尕溝段10.87m；平均水深H（m），姜巴橋段1.52m，亞古電站段1.46m，祖尼溝段0.21m，尖尼溝段0.86m，讓尕溝段0.56m。

3.2 縱向穩定系數

河床在縱深方向的穩定性主要決定于泥沙抗拒運動的摩阻力與水流作用于泥沙的拖拽力的對比，根據河床物質的粒徑特征及河床的深泓線縱坡坡降，確定縱向穩定系數（Φh）[4]。Φh 值越大，水流作用越弱，底沙不易運動，河床越穩定；反之，Φh 值越小，則河床越不穩定[3]。治理區域河道縱向穩定系數見表3，縣城治理段主河道覆蓋層淺，河道縱坡平緩，河道縱向穩定性較高，不需要整治；祖尼溝治理段覆蓋層深，河道較陡，河道縱向穩定性不好，需要整治；尖尼溝治理段、讓尕溝治理段多年來年際之間和年內沖淤基本平衡，縱斷面變化較小，因此，不應做大的調整。

3.3 橫向穩定分析

橫向穩定系數（Φb）與河岸穩定密切有關，通過造床流量、平均水位河寬、河道縱比降等可確定河道橫向穩定系數[2]。經研究，Φb 值越大，河道相對較窄，比降較小，水流平緩歸順，河岸越穩定；反之，值越小，則河岸越不穩定[2]。由計算結果可知（表3），讓尕溝治理段河道橫向穩定均較差，由于河床兩岸組成為沖積土壤，極易受水流沖刷。縣城治理段、祖尼溝治理段、尖尼溝治理段橫向穩定性好，不需要整治。

表3 河道縱斷向、橫向穩定系數及河相關系計算表

3.4 河相關系

河相關系反映了天然河流隨著河道尺度的增大，河寬增加遠較水深增加為快的一般規律[5]。當斷面河相系數越小，河床越穩定，反之越不穩定，蜿蜒型河道約為2～4，較為順直的過渡型河道約為8～12，游蕩型河道約為20～30[4-5]。由計算結果可知（表3），在總體穩定的前提下，由于犬牙交錯邊灘向下游移動，使得河道處于不穩定狀態，縣城治理段、祖尼溝治理段、尖尼溝治理段、讓尕溝治理段橫向穩定性好，河床局部失穩現象是存在的。

4 河道治理

迭部縣境內白龍江干流長度106km，河道治理涉及四個河（溝）道，分別為白龍江干流（迭部縣城）治理段、白龍江左岸一級支流祖尼溝治理段、尖尼溝治理段及讓尕溝治理段，總治理河（溝）道長度9470m，其中白龍江治理河道長度約4755m，祖尼溝治理溝道長度約1240m，尖尼溝治理溝道長度約1567m，讓尕溝治理溝道長度約1908m。新建堤防總長度為7298m，縣城段堤防長度2448m，護腳加固708m，新建生態護坡12523.50m2，新建固床壩四道；祖尼溝新建堤防長度1500m；尖尼溝新建生態護岸1915m；讓尕溝新建生態護岸1435m。

4.1 堤防工程

4.1.1 姜巴橋南側右岸，姜巴橋北側新建堤防段左岸，亞古電站樞紐上游，采用C20 混凝土重力式擋墻結構，頂寬0.50m，堤身迎水面坡比1:0.1，背水側坡比1:0.3，臨水側設墻趾，背水側設墻踵，墻趾尺寸為0.82×1.50m(高×寬），墻踵為梯形斷面，頂寬1.10m，底寬0.35m，高1.50m，擋墻基礎置于最大沖刷深度以下，基礎埋深2.0m，堤身平均高度6.00m。擋墻橫斷面，見圖1。

圖1 重力式擋墻橫斷面結構圖

4.1.2 尖尼溝、讓尕溝，根據天然岸坡地形地質條件情況，對天然岸坡表面進行清理，對局部不穩定的邊坡進行修整。護坡坡式護岸采用賓格網塊石護坡，厚度50cm，頂高程結合河道實際情況，護堤底高程距頂高程2.5m；基礎采用水平防護，長度統一取2.0m，寬度為1.0m，厚度0.5m。考慮到土壤水對護岸穩定的影響，賓格網與岸坎之間設一層反濾土工布。其上回填0.1m 厚的有機質覆土，上面布設護坡植生毯。基礎采用原基平面夯實。護坡橫斷面，見圖2。

圖2 護坡橫斷面

4.1.3 祖尼溝水深介于0.14～0.16m 之間，依據現場實際情況，河道臨近公路及村莊，且溝內現有堤防高度為河床以上2m，為與上下游堤防進行銜接，本次堤防高度按河床以上2m 設防。采用現澆C20 混凝土重力式擋墻結構，頂寬0.50m，堤身迎水面坡比1:0.1，背水側坡比1:0.2，擋墻基礎置于最大沖刷深度以下，基礎埋深1.5m，堤身平均高度3.5m。

4.2 護腳加固

姜巴橋北側左岸第一段原有河堤因基礎埋設深度不夠，河堤基礎外露，需對其進行堤腳加固處理。主要加固措施為原有堤防河床以上1.0m 掛網抹面。掛網抹面采用掛鋼筋網、澆筑混凝土設計，錨筋采用φ16 的螺紋鋼筋，伸入原堤防50cm，錨筋間距0.6m 布置；鋼筋網采用φ6 的鋼筋、間距為200x200mm；再噴護C20 混凝土，形成1:0.5 的坡。護腳加固材料選用現澆C20 混凝土進行加固，護腳伸入河床以下1.7m，與護面澆筑為整體，護腳底寬0.9m。護腳橫向每10m 設一道2cm 寬的伸縮縫，采用聚乙烯閉孔泡沫塑料板填縫。

4.3 河道整治及疏浚

待工程主體工程完工后，對現狀溝道表層堆積物進行整治，增大溝道入口附近的坡降，增加溝道行洪能力，疏浚高度介于0.7～1.0m 之間，疏浚物可作為堤后回填物進行處理[2-4]。

5 結論

根據河道現狀調查，發現河道治理區段問題嚴重，主要表現為防洪能力不足、水污染、損壞路基等問題，如遇洪水，嚴重威脅著當地人民群眾的生命財產安全。本文通過河道演變分析，針對性的采取治理措施，提升河道的行洪能力，對損壞路基進行修復，促進水、岸、城、鄉聯動，使河道治理工程與生態文明得到良性發展，為類似河道治理提供參考。