淺談天美白牦牛產業園水利設施建設項目特性與規模

張國萍

甘肅省武威市天祝縣南陽山片生態移民供水工程建設管理局，甘肅武威 733299

為鞏固脫貧攻堅成果，穩定農牧民群眾收益，防止邊緣人口、監測人口返貧，助推鄉村振興，天祝縣多措并舉，持續完善產業扶貧體系，2020年全面發展壯大“牛羊雞馬菜菌藜藥”8大特色產業，構建以“八大產業”為主，“五小”產業為補充的富民產業體系，同時持續加快新型經營主體培育，發展省級龍頭企業 3 家，培育認定市（縣）級龍頭企業 6家，通過訂單種養、資金入股、資產入股、務工就業等形式，推動形成“龍頭企業+合作社+村集體+農戶”的帶村帶戶利益聯結機制。

1 概述

天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園相鄰，位于華藏寺鎮岔口驛村，距天祝縣城12 km，總占地面積為93 333 km2，為天祝縣2020年重點建設的12個產業園中的2個。天美白牦牛產業園是天祝縣與甘肅康美現代農牧產業集團共同籌資建設的，集標準化養殖示范、屠宰分割、系列產品深加工、民俗文化旅游體驗為一體的白牦牛全產業鏈文化示范園，園區總建筑面積45 380 m2，總投資1億元；天喜亨德羊產業園是天祝縣與深圳亨德元公司共同籌資建設的，集羊屠宰、羊肉及副產品深加工、羊毛絨碳化生產加工、羊毛絨紡織成品生產為一體的綜合性產業園，園區總建筑面積12 100 m2，總投資1.2億元。2個產業園可為貧困戶提供穩定就業崗位350個（天美白牦牛產業園提供300個、天喜亨德羊產業園提供50個），帶動周邊上萬戶群眾參與牛羊相關產業經營，使全縣旅游產業、特色農產品銷售、酒店服務業、交通運輸業和農副產品加工業快速發展。

1.1 工程存在的主要問題

工程地處高原，坡地多，溝道落差大，降水形成的地表徑流迅速向山谷匯集下泄，極易形成局地山洪，破壞性大。本工程保護對象天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園園址坐落于金強河一級支流石門河左岸，園區北部為兩條小山洪溝道，由于產業園的建設封堵了原泄洪通道，洪水直接進入園區。為此，產業園施工單位在園區上游溝口處修建了簡易防洪土堤，但由于防洪標準較低，且未形成系統的防洪體系，不能抵御較大的洪水，產業園的建設及后期運行面臨著較為嚴重的洪水隱患[1]。

1.2 工程建設的必要性

（1）工程缺乏防洪體系，防洪能力達不到國家《防洪標準》。天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園靠山而建，園址坐落于山洪溝道溝谷中。而工程未進行過系統完善的防洪規劃和治理，防洪基礎設施薄弱，無法抵御山洪災害所侵害。實施防洪工程，構建完整的泄洪通道，是工程抵御洪水最有效的措施之一，可以有效提高工程的防洪能力，使其達到國家標準，同時改善區域環境，確保工程防洪安全。

（2）實施防洪工程是促民生、保和諧的需要。天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園是天祝縣2020年重點建設的12個產業園中的2個，是為鞏固脫貧攻堅成果，穩定農、牧民群眾收益，防止邊緣人口、監測人口返貧，助推鄉村振興，持續完善產業扶貧體系的產物[2]。產業園可為貧困戶提供穩定就業崗位600個，可帶動周邊上萬戶群眾參與牛羊相關產業經營，同時帶動天祝縣旅游產業、特色農產品銷售、酒店服務業、交通運輸業和農副產品加工業快速發展。由于防洪體系不完善，若遭受洪水侵襲，將會對園區設施造成損害，也對該工程不能按時完成造成工程竣工后延期，從而對天祝縣產業扶貧體系的建設完善造成不良影響，不利于該工程經濟的發展及社會的穩定。故工程迫切需要進行防洪工程的規劃和建設，以穩定2座產業園的建設和生產環境，保護園區設施免受洪水災害。本工程以防洪治理為核心任務，對確保地方社會經濟可持續發展、促民生保和諧具有十分重要的意義。

該工程實施后，可保護天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園工作人員生命和園區財產不受洪水威脅，最大限度地減少洪水災害，做到防患于未然，增強了社會的穩定性和安定性。工程的實施將對該工程內社會及自然環境產生長期的、潛在的有利影響。因此，天美白牦牛產業園水利設施建設工程的建設是十分必要的。

2 水文

2.1 洪水特性

根據調查，該工程發生過多次洪水，洪水與局地暴雨相對應，其過程一般為陡漲陡落型，持續時間為1~2 d，洪峰持續時間為0.5 h左右。

2.2 設計洪水

該工程治理洪水主要由石門河左岸兩條小支溝洪水組成。東側溝道控制流域面積0.27 km2，治理斷面以上主溝槽長0.409 km，平均坡降103.2‰。西側溝道控制流域面積0.30 km2，治理斷面以上主溝槽長0.476 km，平均坡降7.78%。由于治理溝道流域無詳細的水文資料，且實測暴雨、洪水徑流資料甚缺，屬小流域無資料情況。本次水文分析采用莊浪河經驗公式法及甘肅省小流域經驗公式法3種方法對不同頻率洪水進行計算。暴雨徑流參數根據《甘肅省暴雨洪水圖集》《甘肅省暴雨特性研究》查算。通過分析比較3種計算方法洪水成果，可以看出頻率較低時，3種方法計算成果均較為接近；頻率較高時，莊浪河經驗公式法計算結果最小，甘肅省小流域洪峰流量公式法計算成果最大。

《甘肅省水文圖集》使用說明指出，用其推薦的各河流經驗公式計算的洪峰流量，對于設計頻率較低的小型工程比較接近實際，而頻率較高時，則可能偏小。使用時應結合具體情況，通過調查，分析比較，尤其對于暴雨歷時超過匯流時間的小流域，應參照暴雨歷時分析擬定[3]。

據小流域暴雨徑流研究組著《小流域暴雨洪峰流量計算》介紹，對流域面積100 km2以下的小流域，尤其對10 km2以下的特小流域，當山坡匯流所占比重比較大時，經生產實踐驗證，按照分析的洪水成果比較接近實際情況[4]。由于考慮了暴雨歷時及山坡匯流等因素，計算結果更能符合本工程小流域特征，故本次設計推薦計算結果作為設計洪水采用值，即東側溝道治理斷面處20年一遇洪峰流量為2.23 m3/s，10年一遇洪峰流量為1.52 m3/s，西側溝道治理斷面處20年一遇洪峰流量為2.48 m3/s，10年一遇洪峰流量為1.69 m3/s。

2.3 泥沙

根據《甘肅省水文圖集》侵蝕模數圖等值線，該工程治理溝道流域中心位置侵蝕模數200~500 t/km2。按侵蝕模數200 t/km2計算，東側溝道懸移質年輸沙量為54 t，西側溝道為60 t。按溝床組成情況，推移質近似按懸移質輸沙量的20%計入，東側溝道推移質年總輸沙量為10.8 t，總輸沙量為 64.8 t；西側溝道推移質年總輸沙量為12 t，總輸沙量為72 t。

2.4 冰情

工程區無冰情觀測資料。根據工程相鄰區域資料，結冰日期約在11月中下旬，開始封凍日期約在l1月下旬，解凍日期約在翌年4月上旬，全部融水日期約在翌年4月中旬，封凍天數約140 d。

2.5 天然建筑材料

該工程所需天然建筑材料主要為堤防填筑料、砼粗、細骨料及砂礫石墊層料。堤防填筑料全部采用排洪渠開挖料，就近采集拉運，儲量和質量能夠滿足工程要求。地質建議壓實系數不小于0.91。

砼粗、細骨料及塊卵石料從永登縣采購成品料，運至工地。巖性為（alplQ4）沖洪積砂礫卵石土層，厚度大于5 m，無剝離和夾層，結構疏松，礫石磨圓度較好，分選性好，成分以花崗巖、花崗閃長巖、砂巖等為主，砂成分以石英、巖屑為主。通過場地砂礫卵石試驗成果與《水利水電工程天然建筑材料勘察規程》（SL 251—2015）中技術要求對比，本料場除砂的含泥量（10.6%）超標外，其他各項質量指標勻滿足技術要求，建議砂料沖洗后使用。

工程施工用水可就近從天祝縣天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園產業園供水管網拉運，其水質良好，對普通砼無腐蝕，滿足施工生活用水要求。

3 工程任務和規模

天美白牦牛產業園水利設施建設工程主要任務是在天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園外圍新建防洪工程，通過填筑防洪堤、開挖排洪渠等工程措施，構建封閉的泄洪通道，安全引排設計標準下園區北部溝道洪水，從而保護兩座產業園園區設施免受洪水災害，達到穩定生產、生活秩序，促進工程防護區經濟發展的目的。該工程防護對象為溝口新建的天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園兩座農業產業園，天美白牦牛產業園總投資1億元、天喜亨德羊產業園總投資1.2億元。

4 工程布置及主要建筑物

4.1 工程總體布置

本次防洪工程擬在天祝縣天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園外圍共布設3條治導線。其中，沿天美白牦牛產業園北側—東南布置1條治導線攔截引排東側溝道洪水，沿天喜亨德羊產業園北側—西南布置1條治導線攔截引排西側溝道洪水，沿兩座產業園北側山坡自西向東布置1條治導線，攔截引排東西側溝道中間山坡坡面漫流至東側溝道新建排洪渠下泄。同時，為防止東西側排洪渠道將工程洪水集中排泄到下游從而對下游農田、村莊等造成危害，工程計劃分別在兩側排洪渠出口修建滯洪池1座，對洪水進行削峰調節。滯洪池南側埋設2根φ800 mm鋼筋砼管，將滯洪池蓄滯洪水導排至下游道路南側灌溉渠道下泄。

按照前文布置形式，設計在天美白牦牛產業園北側—東南側構筑排洪渠448.9 m，其中，溝口新建堤防 189.3 m、下游開挖襯砌現澆C25鋼筋砼矩形排洪渠259.6 m。在天喜亨德羊產業園北側—西南側構筑排洪渠 896.7 m，其中，溝口新建堤防149.3 m、下游開挖襯砌現澆C25鋼筋砼矩形排洪渠747.4 m；在2座產業園北側新建U型撇洪渠438.6 m。在排洪渠下游出口處新建滯洪池1座，設計容積5 000 m3。該工程選擇的布置方案不會對該工程產生的較大影響，便于實施，有利于洪水安全下泄。工程實施后，將封堵原洪水通道，引導上游洪水沿產業園東西兩側新建排洪渠安全下泄，從而消除天美白牦牛產業園和天喜亨德羊產業園的洪水隱患，保護產業園職工生命及財產安全不受損失。

4.2 防洪堤設計

根據縱斷面設計成果，本次東西側溝道排洪渠工程入口部分地勢較低，需在保護對象一側填筑堤防擋水。防洪堤采用排洪渠開挖料（砂壤土）填筑迎水面坡比1∶1.5、背水面坡比1∶1.5。由于洪水直沖排洪渠入口防洪堤為確保防洪堤抗沖能力，防洪堤堤頂寬度取為 3~6 m。考慮到東側溝道現狀為一沖溝，溝道較深且寬，該部分防洪堤頂寬在施工場地允許情況下，應盡量取大值，即頂寬為6 m，以保證下游產業園區安全。填筑堤防迎水面設計采用現澆C20W4F100 砼護坡進行防護，護坡頂部厚度15 cm，底部厚度20 cm，基底伸入地面以下1.5 m，底部設水平寬0.5 m、厚0.3 m坡腳。由于過洪斷面較小，護坡基礎回填表面鋪設5 m寬格賓石籠護底，以提高溝底抗沖性能,防止基礎沖出，格賓石籠護底下鋪設一層300 g/m2透水土工布。

5 施工組織設計

5.1 施工條件

工程區位于華藏寺鎮岔口驛村，對內、對外交通運輸便利，可利用的施工場地面積較大，能夠滿足施工總體布置。堤防填筑料可直接利用排洪渠開挖料。施工用水可就近采用產業園供水管網拉運，其水質良好，滿足施工用水要求。施工用電可就近利用已有的供電系統解決，各施工點配備1臺柴油發電機作為施工備用。

工程施工特點：本工程為排洪渠工程，施工場地開闊，場內外交通方便，考慮氣候及汛期對該工程的影響，為保證工期，采用人工配合機械的施工作業方法，土方工程以機械化施工為主，人工施工為輔提高施工效率。

5.2 施工導流

由于本工程規模相對較小，為使工程盡早建成并發揮效益，主體工程施工避開主汛期。

6 工程建設征地與移民安置

通過實地調查，再結合測繪資料和平面布置圖，根據施工總體布置情況，工程永久占地主要是堤防、排洪渠及滯洪池，占地面積為10 000 m2。臨時占地包括臨時施工區、臨時生產生活區和臨時施工道路占地，占地面積為13 333.33 m2。工程永久及臨時占地類型均為荒草地。

7 環境保護

該工程施工過程中對水環境質量、大氣環境質量、聲環境及生態環境都將產生一定范圍和不同程度的影響。工程運行后，工程對環境影響較小。

通過環境影響預測評價，該工程的實施可有效地控制設計洪水安全下泄，保護該工程產業園、水利、交通、電力等重要設施的安全，營造一個穩定可靠的生產、生活環境。該工程的建設對環境的有利影響大于不利影響，工程建設無環境制約因素。此外，通過環境保護措施及水土保持措施布置及植被生態恢復，施工前后對工程生物多樣性、景觀生態格局、生物量等方面變化均不大。因此，只要按照國家建設工程環境保護的要求，認真落實環境保護措施，從環境保護角度分析工程建設是可行的。