貴州省長順縣擺所河河道治理方案研究

羅 藝

（貴州省水利水電勘察設計研究院有限公司，貴陽 550001）

擺所河屬山區性小河流，具有暴雨集中、源短流急、漲快退速等特點。由于原河道較窄，河底極不規整，再加上人為因素的影響，導致行洪能力太低，故幾乎每年洪水都會漫灘，造成沿河周邊農田減產甚至絕收，影響著人民正常生產、生活和社會安定。2015 年7 月，擺所河上游發生強降雨，導致擺所鎮段洪水漫灘嚴重，沿岸受災人口2000 人、受災農田233 hm2；2019 年6 月8 日至9 日， 擺所鎮再次遭遇特大暴雨襲擊， 導致1000 余戶群眾生產生活受到影響， 此次洪災共造成經濟財產損失約4000 萬元。

因此， 擺所河防洪安全問題嚴重制約著當地經濟的可持續性發展， 當地政府和人民群眾迫切地希望對該段河道進行治理， 以解決歷年來飽受的洪水之患，保障國民經濟持續、穩定地發展。

1 擺所河流域現狀

擺所鎮位于貴州省黔南布依族苗族自治州長順縣中南部，流經該鎮的主要河流為擺所河。擺所河流域呈窄長形展布，發源于長順縣廣順鎮格浪村，河源高程1520 m， 自河源向西南流經猛坑水庫后折向南流，經擺所鎮、鼓揚鎮后于交麻鄉壩屋匯入蒙江，流域面積為523 km2，主河道長85 km，主河道平均比降0.331%。

研究河段起始斷面位于擺所鎮盤亂組坪上河匯口，斷面以上集水面積223 km2，主河道長31.2 km，主河道平均比降0.501%；研究終點位于擺所河營盤村S309 公路橋，斷面以上集水面積285 km2，主河道長44.6 km，主河道平均比降0.315%。研究河段合計13.4 km。

擺所河流域氣候屬亞熱帶季風濕潤氣候區，多年平均氣溫15.1 ℃，最冷月（1 月）平均5.4 ℃，最熱月（7 月）平均23.0 ℃，極端最高氣溫34.1 ℃，極端最低氣溫-8.5 ℃。多年平均降水量1365 mm，降水年內分配不均， 汛期5—10 月降水量占全年降水總量的80.6%，冬季少雨。

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

擺所河流域屬典型的山區雨源性河流， 洪水主要由流域內的暴雨產生。 形成暴雨的天氣系統主要是受冷鋒低槽和兩高切變的影響，暴雨歷時一般1 d左右，多集中在12 h 以內。流域周邊主要雨量站降雨量成果如表1。

表1 各測站暴雨分析成果表

由表1 可知，4 站最大1 d 降水量平均值為92.8 mm，最大24 h 暴雨平均值為103.9 mm，結合《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》中的有關等值線圖，設計洪水計算采用暴雨統計參數為：H24h=100 mm，Cv=0.45，Cs=3.5Cv。

2.2 洪水特性

擺所河流域汛期為5—10 月， 一般年最大洪水多集中在5—8 月，到9、10 月份，出現年最大洪水的機會較少，量級也不大。擺所河流域面積小，主河道短，洪水具有山區性河流的特性。一般情況下，流域洪水匯流時間較短，洪峰出現時間較早，洪水過程呈單峰型，退水時間一般在1—2 d 左右，漲、退水歷時主要取決于降水在時空上的分布。

3 設計洪水

3.1 天然洪水計算

研究河段控制斷面集水面積為223～285 km2,設計流域內無水文測站，缺乏實測洪峰流量。天然設計洪水分別采用《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》（修訂本）上的“雨洪法”及“水文比擬法”進行計算，其中“水文比擬法”參證站為鄰近漣江流域的惠水水文站。

經對各斷面雨洪法及水文比擬法計算結果比較分析，各斷面雨洪法10 年一遇計算結果較水文比擬法偏大1.2%～7.6%，推薦采用雨洪法計算成果，如表2。

表2 研究河段天然設計洪水成果表

3.2 控制斷面設計洪水計算

由于研究河段上游已建有猛坑水庫， 該水庫壩址以上集水面積80 km2， 占本次研究河段起點斷面以上集水面積的35.9%，所占比重較大，需分析猛坑水庫對研究河段設計洪水的削峰影響。經分析，采用區間發生同頻洪水、 猛坑水庫發生相應洪水的計算成果，10 年一遇最大洪峰流量為383 m3/s，5 年一遇最大洪峰流量為274 m3/s，分別減少23 m3/s、16 m3/s。

4 現狀行洪能力分析

4.1 行洪存在的問題

（1）治理河段兩岸大部分河段無防洪堤保護，河道兩岸大部分較為平緩，每遇洪水，漫灘行洪淹沒兩岸農田。泥沙隨水流夾帶至下游河段，從而抬高了河床，形成寬淺河灘，致使河道行洪能力進一步降低。

（2）研究河段內局部河段修建有干砌塊石河堤，由于干砌塊石河堤修建年限已久，常年被洪水沖刷，多處出現坍塌現象，完全失去原有功能，且坍塌塊石會堵塞河道，降低河道行洪能力。

（3）研究河段未進行過系統治理，致使大部分河段無堤防工程措施。

（4）研究河段建有9 座交通橋，過流能力均較低，致使壅水較高，洪水漫灘淹沒橋梁上游農田。

4.2 行洪能力分析

河段的行洪能力和安全過流量主要受河道斷面過水能力的限制。根據測量斷面資料，參照現狀河段各斷面的田土高程， 分析計算各河段現有的安全高程和安全過流量，并分析了相應的重現期，反映出河道的行洪能力［2］。

經分析，由于多數橋梁壅水導致洪水漫灘嚴重，分析成果如表3。

表3 擺所河研究河段現狀河道行洪能力分析成果表

根據表3 可知，研究河段除擺所鎮集鎮段（樁號03+063～04+772）已完成治理外，其余河段均為天然河道，未進行防洪治理，亦未實施全河段清淤，導致河段行洪不暢；由于近年洪災頻發，河道淤沙堆積嚴重，河床抬高，行洪斷面大幅減少，兩岸耕地受洪水侵蝕嚴重，農作物減產甚至絕收，嚴重危害當地人民的生命安全及影響當地農業生產的發展， 這是當下擺所河河道行洪能力較差的體現［3］。

5 擺所河河道治理方案

5.1 線路布置

根據擺所河防洪現狀、地形地質條件、河流變遷及集鎮建設現狀與發展布局等多方面原因， 具體遵循下列原則布設河道整治的工程堤線：

（1）河堤堤線與河勢流向相適應，并與大洪水的主流線大致平行。

（2）力求堤線平順，各堤段平緩連接。

（3）盡量與鄉村化建設總體規劃相符合。

（4）堤防堤頂高程盡量與沿河路面高程一致。

（5）在進行基礎開挖時不危及到公路和房屋的安全。

河道治理工程整治河段位于擺所鎮， 整治內容為修建防洪堤、河道清淤疏浚。本次防洪河道堤軸線基本按照原河道的走向布置，不進行大挖大填［5］。

5.2 堤距選擇

此次防洪工程河段兩岸主要為經濟作物林及耕地。河道上中游現狀寬7～14 m 左右，河岸農田較多，且均分布在河道兩岸，目前河岸基本無防洪措施，僅局部區域堆有干砌石，起臨時保護作用；河道下游兩岸多為山體，保護對象較少，主要任務為河床清淤，不修建防洪堤。考慮集鎮規劃建設，盡量少占用農田耕地， 結合現有河床天然比降， 最終河道堤距選為12～15 m。

5.3 堤型選擇

5.3.1 堤型方案

根據治理河段的地形、地質條件，結合項目區總體規劃、占地、拆遷等，選擇2 種比較結合實際的堤型方案，第1 種采用生態河堤方案（方案Ⅰ）；第2 種為重力式方案（方案Ⅱ）。

（1）方案Ⅰ：采用M7.5 漿砌毛石護腳，護腳墻頂寬1 m，護腳底部布置厚度不小于0.8 m 的C20 混凝土墊層。護腳擋墻至堤頂采用土石夯填或開挖成型，填筑邊坡1∶1.5 坡，開挖邊坡1∶0.75。坡面采用草皮護坡，表層鋪設15 cm 的根植土，為方便村民耕作，于現狀河岸上新建寬為2.5 m 的青石板步道或1.2 m的C20 混凝土汀步步道。方案Ⅰ如圖1。

圖1 M7.5 漿砌石護腳+草皮護坡典型設計圖

（2）方案Ⅱ：堤頂寬1 m，擋墻頂設2.5 m 青石板路面， 迎水面按1∶0.1 坡度放坡砌筑， 墻踵設0.5 m寬，0.6 m 厚的擴大基礎斷面結構， 以增加與地基滑動面的摩擦力， 減小對基礎的壓應力， 基礎面按1∶0.75 坡度開挖。 河堤背水面按1∶0.3 坡度放坡砌筑，墻趾設0.3 cm 寬、0.6 m 厚的擴大基礎斷面結構。堤身采用M7.5 漿砌塊石；堤后用開挖土石回填至地面高程，堤身設排水孔φ50 mm，排水孔處設反濾層。每隔10～15 m 設置伸縮縫，縫寬2～3 cm，縫內用瀝青木板充填。方案Ⅱ如圖2。

圖2 重力式防洪堤典型設計圖

5.3.2 堤型選擇

（1）優點比較。方案Ⅰ：施工技術相對簡單，工程直接投資相對較省，生態型河堤保護環境，形式較為美觀。方案Ⅱ：工程占地小，無拆遷，堤型較為牢固，占用耕地少，形式單一。

（2）缺點比較。方案Ⅰ：土石方填筑量大，工程占地較大，進行耕地征用及安置協調難度大。方案Ⅱ：漿砌石量較大，工程投資大，施工工期較長，后期維護費相對較高，工程主體建筑物投資較大。

根據項目區實際情況， 擺所河干流兩岸主要為農田區，防洪堤作用主要保護農田，另外結合擺所鎮小城鎮建設人文環境的需要， 擺所河治理河段主要推薦采用生態式河堤，局部采用重力式漿砌石河堤。

5.4 堤防工程總體布置

研究河段總長13.4 km，工程等級為Ⅴ等，根據治理區地形、地質條件，河岸現有建筑物位置、施工條件及河岸沖刷現狀，經分析論證后，本次研究防洪堤主要采用M7.5 漿砌毛石護腳+草皮護坡， 局部采用M7.5 漿砌石重力式防洪堤河堤，新建堤防沿原河岸進行布置。

工程保護對象為農田的河段5 年一遇設計洪水水位大部分高于現狀河道兩岸較多， 若要完全將設計洪水約束在河道內， 則會導致河堤堤頂高程高出兩岸耕地1.5～3.5 m 左右，會導致兩岸河道農田的內澇嚴重加劇、村民耕作不方便等一系列問題，且工程占地面積會大大增加，為了避免此類問題發生，此次河道治理主要考慮河堤的防沖防護， 允許洪水淹沒農田一定時間，草皮護坡修至河岸現狀地面高程，作為一級行洪區，待洪水超過設計防洪堤高程，兩岸農田則作為二級行洪區。

5.5 河道清障設計

結合河道斷面及測量河床深泓點， 進行全河段清淤設計。堤基置于砂卵礫石上，設計結合堤防基礎布置，將河道淤積嚴重部位進行開挖清除，降低洪水水位，結合堤防護岸，提高治理河段防洪標準，并兼顧下游河道河床高程，不形成反坡，影響行洪。河道清淤后可改善河流流態，使河道順暢行洪；美化河道景觀，且護岸工程減緩水流對轉彎河段的集中沖刷，保護坡腳，防止水流浸潤侵蝕，穩定岸坡。本工程清障主要為河道清淤、阻水橋梁拆除改建，治理河段所涉及的橋梁均為交通橋， 建議由當地政府協調交通部門改建，滿足河道行洪要求［6］。

6 結語

擺所鎮是長順縣重要糧食生產區， 通過對擺所河暴雨洪水分析，評價擺所鎮河段河道行洪能力，根據河道地形、地質等條件，研究比較不同堤型方案，提出最優工程治理措施，為后續河道防洪減災、河道治理和保護等工作的開展提供重要依據， 亦可為其他類似工程提供參考。通過對擺所河系統治理，可提高河流區域的防洪標準，改善投資環境，加快地區經濟發展，為地區經濟持續發展發揮重要作用。