黃土梁峁溝壑區(qū)山洪溝治理措施探析
——以秦安縣葉堡鎮(zhèn)黃家溝山洪溝道治理工程為例

王文喜

（天水市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 天水 741000）

0 引言

秦安縣黃家溝山洪溝道治理工程位于秦安縣中部，地形東西狹長，西部是河谷盆地；東部是高山梁峁區(qū)。全鄉(xiāng)海拔在1200~1800m 之間，年降水量486.9mm。本文在對(duì)當(dāng)?shù)胤篮闇p災(zāi)體系現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)黃家溝山洪溝道防洪工程問題進(jìn)行深入分析，并提出合理的防治措施。

1 黃家溝山洪溝工程概況

1.1 黃家溝山洪溝道現(xiàn)狀

黃家溝是葫蘆河左岸一級(jí)支溝，發(fā)源于秦安縣葉堡鎮(zhèn)黃家溝上游黃家灣一帶，黃家溝控制流域面積3.0km2，東北西南流向，流經(jīng)葉堡鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)，在葉堡鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)附近匯入葫蘆河，溝道長3.6km，溝道比降為62.2%。黃家溝流域溝道兩岸山體連綿起伏，相對(duì)高差約300m。黃家溝溝道現(xiàn)狀情況見表1和圖1。

圖1 溝道現(xiàn)狀圖

表1 黃家溝溝道現(xiàn)狀

1.2 防洪存在的問題

（1）山洪破壞嚴(yán)重。工程區(qū)暴雨歷時(shí)較短，河道陡、流速快，破壞力強(qiáng)，造成河岸沖刷、坍塌嚴(yán)重，洪水經(jīng)常淹沒農(nóng)田和村莊，直接威脅當(dāng)?shù)厝簭纳?cái)產(chǎn)安全及基礎(chǔ)設(shè)施安全。

（2）未形成完整防洪體系。工程區(qū)幾乎為天然河道，河道寬度太窄，河床形態(tài)變化較大。

（3）溝道局部嚴(yán)重淤積。黃家溝地形地勢(shì)起伏大，且受地質(zhì)的影響，在短歷時(shí)暴雨下，流域內(nèi)山坡受暴雨沖刷形成濁水，在下游溝道阻水或地勢(shì)平緩處形成淤積，形成河道淤積，造成更大的災(zāi)害。

2 防洪工程建設(shè)的必要性

（1）確保防洪安全的需要。工程區(qū)由于防洪體系不全，使洪泛區(qū)的葉堡鎮(zhèn)葉堡村的村民和耕地，以及S207公路得不到有效的保護(hù)。

（2）區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。工程區(qū)位于秦安縣葉堡鎮(zhèn)境內(nèi)，村莊分布較多，人口居住比較集中，境內(nèi)分布有重要交通公路等基礎(chǔ)設(shè)施。

（3）貫徹水利部對(duì)山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)工作要求的需要。項(xiàng)目建成后，工程區(qū)的防洪能力整體提高，達(dá)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，避免山洪溝災(zāi)害發(fā)生，以保障群眾的生活和生產(chǎn)，提高居民的幸福度。

基于以上需要，修建該段排洪渠是防洪治理重中之重，非常有必要。

3 山洪溝治理方案設(shè)計(jì)

3.1 工程內(nèi)容和防洪等級(jí)

工程治理河道長度1000m，建設(shè)排洪渠長度共計(jì)956m。根據(jù)溝道現(xiàn)場(chǎng)勘察分析及山洪溝洪水特點(diǎn)、變化規(guī)律，研究設(shè)計(jì)工程區(qū)治理措施。合理確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，采用溝道排洪與溝道防護(hù)相結(jié)合的措施進(jìn)行治理，同時(shí)達(dá)到排洪、控制河勢(shì)、完善溝道防洪體系建設(shè)，及時(shí)提高溝道重要段的防洪能力。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-2013）和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014），結(jié)合工程區(qū)保護(hù)對(duì)象的重要程度，確定工程區(qū)防護(hù)等級(jí)區(qū)對(duì)象的重要程5級(jí)，洪水重現(xiàn)期10年。

3.2 防洪技術(shù)方案

排洪渠型式根據(jù)工程區(qū)位置、重要程度、施工條件、地質(zhì)特性、筑堤材料、運(yùn)用和管理要求、環(huán)境景觀、工程造價(jià)等因素，按照因地制宜、就地取材的原則綜合確定。

3.2.1 溝道流速

洪水重現(xiàn)期下，工程區(qū)采用伯努利方程式計(jì)算流速，各斷面流速計(jì)算結(jié)果見表2所示。

表2 工程區(qū)各斷面流速計(jì)算成果

從表2 可以看出，防洪標(biāo)準(zhǔn)條件下，溝道流速較大，黃土梁峁溝壑區(qū)地質(zhì)極易發(fā)生沖刷。因此，需采用防護(hù)工程對(duì)溝道進(jìn)行保護(hù)，提高工程區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 渠型選擇

分別對(duì)擋土墻結(jié)構(gòu)和生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比較，然后選用最合適、最省錢的結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)渠型。兩種成型護(hù)坡對(duì)比如圖2所示。

圖2 護(hù)坡型式對(duì)比圖

擋土墻結(jié)構(gòu)型式整體性好，便于施工，占地較少，抗沖流速大，河道固化，但用石量較大，不利于生態(tài)保持。生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式占地多，柔韌性、透水性、耐久性、生態(tài)性較好，抗沖流速小，坡面較緩，不適宜小溝道。黃家溝溝道比降較大，流速大。因此，本次設(shè)計(jì)采用擋土墻結(jié)構(gòu)型式。

3.2.3 護(hù)坡材料選擇

護(hù)坡材料采用混凝土和漿砌石。

方案I：混凝土梯形斷面，凈高1.8m，上口凈寬5.1m，下口凈寬1.5m，迎水面邊坡為1∶1，頂厚0.2m，底厚0.3m，渠底厚0.2m。優(yōu)點(diǎn)：美觀，人工少，器械占比較多，單位造價(jià)較低等。缺點(diǎn)：施工難度大，強(qiáng)度比漿砌石結(jié)構(gòu)低，抗沖擊能力小，伸縮縫較多。

方案II：漿砌石梯形斷面，凈高1.8m，上口凈寬3.8m，下口凈寬2.0m，迎水面邊坡為1∶05，頂厚0.3m，底厚0.5m，渠底厚0.3m。優(yōu)點(diǎn)：砌筑技術(shù)簡單，無較復(fù)雜工序；抗沖能力比混凝土強(qiáng)，施工中環(huán)境對(duì)其影響小，適應(yīng)地基穩(wěn)定性好少。缺點(diǎn)：工程量有所增加，人工占比較多，單位造價(jià)相對(duì)較高。

方案I與方案II所用護(hù)坡材料對(duì)比如圖3所示。

圖3 護(hù)坡材料對(duì)比圖

結(jié)合工程區(qū)地形、地貌等特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)匾呀ㄇ拦こ踢\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)選用漿砌石最為經(jīng)濟(jì)合理。漿砌石結(jié)構(gòu)對(duì)砂礫地基的適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，且黃家溝屬于山區(qū)性河流，河道較窄，河道比降大，水流流速快，對(duì)抗沖擊的要求較高，故選用漿砌石最為科學(xué)合理。因此，治理段排洪渠選用M10漿砌石為護(hù)面材料。

4 完善防洪治理措施

黃土梁峁溝壑區(qū)山洪溝治理措施從工程和非工程兩個(gè)方面進(jìn)行，以工程措施為主，非工程措施為輔，兩種措施同時(shí)進(jìn)行，有效結(jié)合。

4.1 工程措施

工程措施設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)“攔、蓄、避、通、護(hù)”的原則，旨在提高溝道的重點(diǎn)河段防洪標(biāo)準(zhǔn)，降低山洪破壞的程度。

（1）在關(guān)鍵河道攔截洪水，措施：修建淤地壩、攔沙壩等；

（2）上、中游緩地滯蓄洪水，措施：修建淤地壩、攔沙壩、利用山塘和洼地等；

（3）中、下游重要城鎮(zhèn)或設(shè)施避開洪水，措施：修建排洪渠、截洪溝等；

（4）下游淤積處疏通河道，修建防護(hù)工程，措施：河道疏浚、修建提防、護(hù)岸。

通過以上措施完善溝道工程配套并進(jìn)行合理布局，與黃土梁峁溝壑區(qū)水土保持緊密結(jié)合，相互促進(jìn)，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，保障了溝道的生態(tài)性和親水性。

4.2 非工程措施

提高人民群眾的山洪溝防護(hù)意識(shí)，堅(jiān)持非工程措施與工程措施并行，將山洪災(zāi)害調(diào)查、山洪監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和群防意識(shí)相結(jié)合，逐步形成完善的山洪溝治理措施。

（1）明確溝道的重點(diǎn)段、危險(xiǎn)段，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，進(jìn)行定點(diǎn)和定時(shí)巡訪；

（2）完善溝道的山洪災(zāi)害防治體系，落實(shí)主管部門職責(zé)，明確各級(jí)政府部門責(zé)任，編制完善的山洪應(yīng)急預(yù)案并進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)；

（3）宣傳山洪災(zāi)害的危險(xiǎn)性，提高群眾的山洪防護(hù)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)，發(fā)現(xiàn)情況立即上報(bào)。

5 結(jié)束語

本文通過分析黃土梁峁溝壑區(qū)防洪工程現(xiàn)狀，總結(jié)了防洪存在的問題，分析了山洪溝治理的方向。設(shè)計(jì)溝道治理方案，既要考慮技術(shù)方案的可行性，也要考慮溝道的生態(tài)環(huán)境性。治理中，既要采取工程措施對(duì)溝道進(jìn)行人為治理，也要通過非工程措施落實(shí)管理機(jī)構(gòu)的防洪責(zé)任和增強(qiáng)群眾的防護(hù)意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處，提高人民群眾的幸福感。