塔里木河阿拉爾市城區(qū)段應(yīng)急防洪方案比選

王清穎 傅曉松

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師勘測設(shè)計(jì)院 新疆阿克蘇 843000）

1 項(xiàng)目概況

1.1 地理位置

圖1 塔河流域水系關(guān)系圖

1.2 水文

塔河主要是天山融雪補(bǔ)給徑流，受氣候影響變幅很大，阿拉爾站最大年徑流量69.59億m3，最小年徑流量26.7億m3，多年平均徑流量48.01億m3，多 年 平 均 流 量 155.06m3／s，最 小 流 量0.42m3／s。塔河徑流年內(nèi)分配不均，6～9月水量占全年的73.9%。

表1 阿拉爾站設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算成果表

2 工程緣由

2.1 洪災(zāi)形勢嚴(yán)峻

塔河上游兩岸主要分布著農(nóng)一師最大的灌區(qū)－－塔里木灌區(qū)及兵團(tuán)新興城市——阿拉爾市，阿拉爾市是農(nóng)一師的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，也是國家重要的糧、棉、果、畜生產(chǎn)基地；塔里木灌區(qū)、阿拉爾市城區(qū)傍河而建，塔河洪水旁蝕、沖淘、沖毀河岸，給灌區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1.1 塔里木灌區(qū)洪災(zāi)損失情況

塔里木灌區(qū)轄“八團(tuán)”（分別是：7、8、10、11、12、13、14、16團(tuán)）、“三場”（阿拉爾農(nóng)場、南口農(nóng)場、幸福城農(nóng)場）、“二處”（塔里木灌區(qū)水利水電工程處、塔里木灌區(qū)水利灌溉管理處）、“一鄉(xiāng)”（托喀依鄉(xiāng)），所轄區(qū)域內(nèi)共8個(gè)大型國營農(nóng)場緊鄰塔河及阿克蘇河兩岸。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，1958年以來塔河及其干流已累計(jì)沖毀這8個(gè)農(nóng)場6.6萬畝良田、0.79萬畝果林、9.2萬m2房屋、230座水工建筑物，共計(jì)沖毀土地14.9萬畝（含7.5萬畝荒地），累計(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失約5.1億元。

2.1.2 阿拉爾市主城區(qū)段洪災(zāi)損失情況

阿拉爾市主城區(qū)以河為界分為北市區(qū)、南市區(qū)，主城區(qū)防護(hù)區(qū)域?yàn)樗影⒗瓲柎髽蛏嫌?km（直線距離）河段，主城區(qū)防洪護(hù)岸河段洪水累計(jì)沖毀0.93萬畝良田、0.12萬畝果林、0.77萬 m2房屋、8座水工建筑物，共計(jì)沖毀土地3.5萬畝（含荒地2.73萬畝），累計(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失約1.1億元。

2.2 工程總體規(guī)劃

由于塔河為寬淺式游蕩性河流，河床、河岸以粉細(xì)砂為主，抗沖能力差，加之河道坡度緩、河水含沙量大、沖刷強(qiáng)度大（最大沖深14m），受汛期主流擺動(dòng)頂沖河岸，致使兩岸河岸、高灘大量坍塌，嚴(yán)重威脅阿拉爾市及沿線團(tuán)場的生產(chǎn)經(jīng)營和職工群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。加上塔河農(nóng)一師段“一河兩岸”防洪任務(wù)重，防洪問題已成為制約該區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最嚴(yán)重，最緊迫的問題。

研究采用2(近鄰信任：高vs.低)×2(家庭月收入：高vs.低)組間設(shè)計(jì)，因變量為根據(jù)被試在跨期決策任務(wù)填答結(jié)果計(jì)算出的k值。

因此，塔河農(nóng)一師段防洪規(guī)劃以現(xiàn)狀河道的水情、工程現(xiàn)狀等實(shí)際情況為基礎(chǔ)，在有人類活動(dòng)的地區(qū)和有基礎(chǔ)設(shè)施的河段上，對本工程整治河道南、北岸，共規(guī)劃了14處整治節(jié)點(diǎn)，北岸節(jié)點(diǎn)編號(hào)按從上游到下游順序依次為：N11、N12、N13、N14、N15、N16、N17，南岸節(jié)點(diǎn)編號(hào)按從上游到下游順序依次為：S10、S11、S12－1、S12、S13、S14、S15。塔河阿拉爾市城區(qū)段（塔河二橋北岸0＋000－1＋628段）為整個(gè)規(guī)劃中的N14節(jié)點(diǎn)，根據(jù)近幾年的觀測，河彎仍有北移趨勢，即將危及大橋安全。為此，應(yīng)盡快安排實(shí)施防護(hù)。

3 工程等別及建筑物級(jí)別

本工程設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為30年一遇，相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量為2150m3／s，設(shè)計(jì)洪水位為1010.08（阿拉爾大橋處）。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》確定堤防工程的級(jí)別為3級(jí)，鋼筋混凝土井柱樁建筑物級(jí)別為3級(jí)。

4 順壩結(jié)構(gòu)型式選擇

4.1 堤岸防護(hù)型式選擇

本工程位于塔河上游，由于游蕩性河道具有“寬、淺、亂”特點(diǎn)，河床母質(zhì)為深厚的細(xì)砂和粉細(xì)砂透水地基，易被水流淘刷，且實(shí)測最大沖深達(dá)11.2m，同時(shí)，在本區(qū)及黃河（同為平原游蕩性河流）下游段治理工程中也無工程運(yùn)用實(shí)例；偏于安全考慮，本工程采用壩式護(hù)岸、坡式護(hù)岸結(jié)合型式。

順壩依托老河岸、沿治導(dǎo)線采取曲直相間布置，可以充分發(fā)揮永久性護(hù)岸工程的作用。

4.2 順壩結(jié)構(gòu)型式選擇

堤防工程的型式按因地制宜、就地取材的原則，可選擇土堤、石堤、混凝土或鋼筋混凝土防洪墻、分區(qū)填筑的混合材料堤，同一堤線的各堤段也可采用不同的堤型。根據(jù)塔河應(yīng)急防洪工程經(jīng)驗(yàn)并聽取多方建議，在對相似河道的各類防洪堤進(jìn)行分析比選后認(rèn)為，采取順壩護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，既要能滿足抗沖緩流，又能維護(hù)岸坡穩(wěn)定、保護(hù)堤腳不受水流淘刷。初擬三種順壩橫斷面設(shè)計(jì)方案，詳見橫斷面方案設(shè)計(jì)圖2、圖3、圖4。

方案一：鋼筋混凝土井柱樁透水順壩＋混凝土槽型板護(hù)坡＋土堤。

沿堤線向河道內(nèi)側(cè)50m處平行設(shè)單排C20鋼筋混凝土井柱樁順壩（間距50m），井柱直徑80cm，樁深20m，井柱樁間凈距0.2m，頂部用C20鋼筋混凝土帽梁連成整體；混凝土井柱樁順壩后50m設(shè)土堤；土堤內(nèi)邊坡采用20cm厚C20干砌混凝土槽形板護(hù)坡，混凝土板后設(shè)無紡布。

方案一，建筑工程造價(jià)2421萬元／Km。

圖1 方案一

方案二：鋼筋混凝土井柱樁透水順壩＋干砌塊石護(hù)坡＋土堤；

同方案一，只護(hù)坡形式改為干砌塊石護(hù)坡；

圖3 方案二

方案二建筑工程投資2406萬元／km；

方案三：拋石護(hù)岸＋干砌塊石灌漿護(hù)坡＋土堤。

在河底自坡腳向河內(nèi)方向鋪設(shè)20m長、1.8m厚水平鋪蓋，水平鋪蓋下部鋪0.8m厚干砌塊石，上部鋪1.0m厚塊石鉛絲籠，在水平鋪蓋頂部緊靠坡腳處堆放2m高拋石，拋石護(hù)岸后設(shè)土堤，土堤內(nèi)邊坡采用50～70cm厚干砌塊石灌漿護(hù)坡，干砌塊石后設(shè)無紡布。

方案三建筑工程投資1333.6萬元／Km。

圖4 方案三

4.3 三種方案綜合比較

表2 三種方案綜合比較表

三個(gè)方案在抗沖性、緩流效果、促淤保堤、安全穩(wěn)定等方面均有較好的效果，其中：方案三適應(yīng)性較強(qiáng)，并在阿拉爾市河段應(yīng)急防洪護(hù)岸中已積累了一些成功經(jīng)驗(yàn)，適宜在主流靠岸部位施工，用于水流頂沖段及重要堤段。方案一、方案二目前雖沒有非常成功的經(jīng)驗(yàn)，但為了探索與阿拉爾市城市發(fā)展相適應(yīng)的護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，考慮在部分堤段采用此種形式，其中方案二采用干砌塊石護(hù)坡，外觀與濱河城市景觀建設(shè)不協(xié)調(diào)，且在造價(jià)方面對比方案一也沒有太大優(yōu)勢，因此確定采用方案一作為本堤段的防護(hù)方案。

綜上所述，N14節(jié)點(diǎn)：塔河阿拉爾市城區(qū)段（塔河二橋北岸0＋000－1＋500段）采用方案三護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，下段（塔河二橋北岸1＋500－1＋628段）采用方案一結(jié)構(gòu)型式。

5 結(jié)論

阿拉爾市成立于2003年，是農(nóng)一師政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心及國家重要的糧、棉、果、畜生產(chǎn)基地，正在形成以紡織、科研、教育、交通以及農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)加工和集散為主的新興現(xiàn)代化城市。本設(shè)計(jì)主要選擇順壩型式對塔河阿拉爾市城區(qū)段進(jìn)行應(yīng)急護(hù)岸防護(hù)，不僅可以減少阿拉爾市洪災(zāi)損失、還能促淤保堤、有利于濱河城市景觀建設(shè)、穩(wěn)定民心、促進(jìn)阿拉爾市社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。

防洪工程屬社會(huì)公益事業(yè)，工程的實(shí)施，將提高沿河區(qū)域的防洪標(biāo)準(zhǔn)，大大減少洪水災(zāi)害造成的損失，使沿河區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生命財(cái)產(chǎn)安全都具有可靠的保證，其社會(huì)效益是顯著的，同時(shí)又對周邊的生態(tài)環(huán)境、自然條件改善將起到積極的促進(jìn)作用。

鑒于上述原因，為解除阿拉爾市洪水威脅，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，對塔河阿拉爾市城區(qū)段進(jìn)行應(yīng)急防洪工程建設(shè)是十分必要的。

1 GB50286－98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》［S］

2 SL274－2001碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

3 國發(fā)［2010］31號(hào)，全國中小河流治理和中小水庫除險(xiǎn)加固、山洪地質(zhì)災(zāi)害防治、易災(zāi)地區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理總體規(guī)劃

4 新疆農(nóng)一師勘測設(shè)計(jì)院編 .阿拉爾市塔河北岸（0＋000－1＋628段）應(yīng)急防洪工程實(shí)施方案［R］，2010年8月通過水利部評審

5 新疆農(nóng)一師勘測設(shè)計(jì)院編 .塔里木河新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師阿拉爾段河道整治工程可行性研究報(bào)告［R］2010