紙坊溝流域山洪災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)探索

牟 極 ，齊廣平 ，段義字 ，王安民

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，730070，蘭州；2.平?jīng)鍪兴帘３挚茖W(xué)研究所，744000，平?jīng)觯?/p>

紙坊溝流域山洪災(zāi)害綜合防治體系建設(shè)探索

牟 極1，2，齊廣平1，段義字2，王安民2

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，730070，蘭州；2.平?jīng)鍪兴帘３挚茖W(xué)研究所，744000，平?jīng)觯?/p>

通過對(duì)紙坊溝流域山洪溝道治理工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工程布置、工程效益、實(shí)施和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié)，探索將山洪溝道治理工程與已建成的小流域綜合治理水土保持工程以及山洪災(zāi)害治理非工程措施結(jié)合起來，構(gòu)建紙坊溝流域山洪災(zāi)害綜合防治體系，對(duì)保障紙坊溝流域和平?jīng)鍪袞|城區(qū)20多萬人口生命與財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

紙坊溝流域；山洪災(zāi)害；防治體系；水土保持

山洪溝道整治的指導(dǎo)思想是以防洪整治為主，治理原則是在洪水期間保障河道兩岸人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，治理對(duì)象是流域面積原則上小于200 km2的小流域。近年，我國加強(qiáng)了山洪災(zāi)害的防治力度，取得了很好的成效，但是隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，防洪安全保障面臨的要求越來越高。

甘肅省平?jīng)鍪屑埛粶仙胶闉?zāi)害嚴(yán)重威脅著流域以及平?jīng)鰱|城區(qū)20多萬人口的生命和財(cái)產(chǎn)安全，近年也曾多次發(fā)生較大洪水，造成嚴(yán)重危害。因此，實(shí)施紙坊溝流域山洪溝道治理工程意義重大，刻不容緩。

一、流域與工程概況

紙坊溝流域位于甘肅省平?jīng)鍪谐悄?，屬?zèng)芎痈闪饕患?jí)支溝，流域上游源于六盤山—太統(tǒng)山脈的虎狼山，下游橫穿平?jīng)鰱|城區(qū)入涇河干流。流域面積18.98 km2，主溝長(zhǎng)15.77 km，平均坡降4.34%。多年平均年降水量548.7 mm，分布不均，主要集中在6～9月。流域南高北低，屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，地貌類型自上游至下游依次為土石山區(qū)、黃土丘陵溝壑區(qū)、黃土高原殘塬溝壑區(qū)。

紙坊溝山洪溝道治理工程位于紙坊溝流域內(nèi)，屬平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)柳湖鄉(xiāng)和峽門鄉(xiāng)，工程總投資1038.87萬元。主溝道治理工程上起八里廟水庫溢洪道尾水渠，下迄平?jīng)鰱|城區(qū)新民中路排洪渠。主溝道防洪堤治理溝道中心線全長(zhǎng)5350 m，新建防洪堤長(zhǎng)度4442 m，溝道清淤疏浚13015 m3，疏浚長(zhǎng)度5350 m，新建八字墻14處共220 m，過路涵管15處共90 m，新建截洪溝6處共1100 m；支溝治理溝道中心線全長(zhǎng)748 m，其中新建排洪明渠長(zhǎng)500 m，排洪涵洞長(zhǎng)248 m，新建擋土墻195 m。

二、工程布置

1.工程設(shè)計(jì)原則

①堅(jiān)持以防洪整治為主線。以護(hù)岸消能防沖為重點(diǎn)，將工程措施主要布設(shè)在鄉(xiāng)村、人口密集的居民點(diǎn)、重要基礎(chǔ)設(shè)施及企事業(yè)單位等處，最大限度地保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

②堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧、綜合治理的原則。根據(jù)山洪溝所在的地形地質(zhì)條件、植被及溝壑發(fā)育情況，以護(hù)岸及堤防工程、截洪溝及排洪渠工程、溝道清淤疏浚工程、分洪道及排洪渠工程為主，以已建的淤地壩、谷坊、陡坡、跌水、消力池等措施為補(bǔ)充，形成較為全面的防治措施。

③堅(jiān)持因地制宜、效益優(yōu)先的原則。在治理工程中，沒有過多改變河道的自然特性，沒有對(duì)河道進(jìn)行裁彎取直和擴(kuò)寬河道堵口，結(jié)合溝道治理段的實(shí)際情況，充分考慮沿岸農(nóng)民的耕作種植現(xiàn)狀，將堤線沿現(xiàn)狀水流方向布置，新建河堤均沿現(xiàn)有耕地、階地邊緣布置，治理堤距在8.0～13.5 m之間，以期最大限度地發(fā)揮工程的經(jīng)濟(jì)效益。

④堅(jiān)持以治點(diǎn)為主的原則。采取堤防與溝道治理相結(jié)合、堤防與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)相結(jié)合，在充分認(rèn)識(shí)溝道水情特點(diǎn)、水勢(shì)變化規(guī)律的前提下，依照《中華人民共和國防洪法》和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014），完善流域山洪溝道防洪體系，保證溝道行洪寬度，提高溝道整體防洪能力，確保工程防護(hù)區(qū)在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下不受洪水侵害，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.溝道洪水資料來源的可靠性分析

由于工程區(qū)所在的涇河流域設(shè)有崆峒峽、平?jīng)觥艽?、楊家坪水文站，流域面積分別為597 km2、1305 km2、3145 km2、14124 km2， 與本次治理溝道面積相差過大，所以本次洪水分別采用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式法、推理公式法計(jì)算，并互相驗(yàn)證。經(jīng)分析，經(jīng)驗(yàn)公式法只與流域位置和流域面積有關(guān)，而與溝道比降以及下墊面因素?zé)o關(guān)，有一定局限性。比較兩種方法計(jì)算結(jié)果，50年一遇、10年一遇洪峰流量相差在5%以內(nèi)，5年一遇洪峰流量相差在15%左右。另根據(jù)在紙坊溝水庫壩址處實(shí)測(cè)，1957年7月24日最大洪峰為158 m3/s，基本相當(dāng)于50年一遇洪峰，故本次計(jì)算是可靠的。

3.工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù) 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252—2000）、《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286—2013）及《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50805—2012），工程防洪標(biāo)準(zhǔn)分別按10年一遇和50年一遇設(shè)計(jì)，其中八里廟水庫至紙坊溝水庫、小廟溝段防洪標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇設(shè)計(jì)，工程級(jí)別為5級(jí)；紙坊溝水庫至水磨坊橋防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇設(shè)計(jì)，工程級(jí)別為2級(jí)，地震基本烈度為Ⅶ度。

4.主要技術(shù)特征指標(biāo)

①主溝道防洪堤。主溝道堤身采用河床砂卵石土填筑，相對(duì)密度Dr≥0.60。護(hù)坡每5 m設(shè)置一道閉孔泡沫板伸縮縫，厚度2 cm，基礎(chǔ)埋深為：紙坊溝水庫泄洪渠末段至水磨坊橋段1.0 m，其余1.5 m。根據(jù)地形地質(zhì)條件，分段采用不同形式護(hù)砌。

②主溝道建筑物工程。主溝道設(shè)14處八字墻共220 m，材料選用及尺寸和各處形式保持一致。截洪溝斷面形式為梯形，底寬0.3 m、深0.5 m、厚0.2 m（包括0.1 m安全超高），過水池尺寸為1 m×1 m×1 m，厚為0.3 m混凝土現(xiàn)澆，過路涵為φ600C30鋼筋混凝土預(yù)制管。

三、構(gòu)建流域山洪災(zāi)害綜合防治體系

1.基礎(chǔ)條件

（1）流域擁有完整的水土保持體系

自1954年以來，平?jīng)鍪兴帘３挚茖W(xué)研究所在紙坊溝流域開展了系統(tǒng)科學(xué)的水土流失治理工作，20世紀(jì)50年代以小型水土保持工程建設(shè)和造林為主，60年代以梯田建設(shè)為主，70年代以溝道壩系建設(shè)為主，80年代以退耕還林還草為主，近幾十年來以綜合治理為主。流域共修建小型水庫3座，淤地壩14座，谷坊110座，蓄水堰103道，澇池和截水坑118個(gè)，荒山造林和退耕還林280.6 hm2，種草 175.1 hm2，修水平梯田 508.8 hm2，淤地面積 56.28 hm2，治理水土流失面積12.21 km2，流域治理程度達(dá)到81.4%。經(jīng)過60多年的治理，流域已經(jīng)形成了包含植物保護(hù)體系、坡面工程調(diào)控體系、溝道工程攔蓄體系在內(nèi)的完整的水土保持體系。

近年，由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式投入高、產(chǎn)出低，導(dǎo)致農(nóng)村耕地撂荒現(xiàn)象嚴(yán)重，平?jīng)鍪兴帘３挚茖W(xué)研究所根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥馈夂蛱攸c(diǎn)，在紙坊溝流域開展了油用牡丹和歐李的引種試驗(yàn)示范栽植項(xiàng)目，待試驗(yàn)成功后將進(jìn)行大面積推廣，探索在小流域綜合治理過程中引入低投入、高產(chǎn)出、穩(wěn)創(chuàng)收型的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，以期將小流域綜合治理與高效農(nóng)業(yè)有機(jī)結(jié)合，協(xié)同發(fā)展。

（2）流域?qū)嵤┝松胶闉?zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目

2011年12月，平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)水務(wù)局編制完成《崆峒區(qū)山洪災(zāi)害防治縣級(jí)非工程措施項(xiàng)目實(shí)施方案》，在流域所屬二溝村建設(shè)全自動(dòng)雨量站1個(gè)、無線預(yù)警廣播1個(gè)，平?jīng)鍪兴帘３挚茖W(xué)研究所建成并負(fù)責(zé)觀測(cè)和管護(hù)水文觀測(cè)站1座、氣象園1處、水土保持試驗(yàn)徑流場(chǎng)1處。

（3）流域新建了山洪溝道治理工程

山洪溝道治理工程項(xiàng)目的建設(shè)，為構(gòu)建紙坊溝流域山洪災(zāi)害綜合防治體系奠定了重要基礎(chǔ)。

2.體系內(nèi)容

構(gòu)建紙坊溝流域山洪災(zāi)害綜合防治體系能夠有效保障流域人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，為城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定繁榮發(fā)展提供安全環(huán)境，為平?jīng)鋈嗣翊蜈A脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)貢獻(xiàn)積極力量。

（1）建立紙坊溝流域防洪管理體制

堅(jiān)持以人為本、預(yù)防為主的防洪理念，建立機(jī)構(gòu)合理、責(zé)任靠實(shí)的紙坊溝流域防洪管理體制。堅(jiān)持統(tǒng)一指揮、精準(zhǔn)調(diào)度、分級(jí)負(fù)責(zé)、部門協(xié)作，努力把防洪搶險(xiǎn)保安工作落到實(shí)處，確保沿岸群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全。

（2）制定流域防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案

堅(jiān)持總攬全局、因地制宜、科學(xué)高效、方便易行的原則，制定系統(tǒng)科學(xué)、實(shí)際可行、行之有效的紙坊溝流域防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案，與地方政府密切協(xié)作，與當(dāng)?shù)厝罕姺e極交流，在汛期進(jìn)行防洪應(yīng)急演練，做到有計(jì)劃、有秩序、有保障地防洪搶險(xiǎn)，最大限度地減少洪水致災(zāi)損失，保護(hù)群眾安全撤離，保障人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

（3）建立以山洪災(zāi)害防治非工程措施為基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警機(jī)制

充分利用全自動(dòng)氣象站、自動(dòng)雨量站、水文觀測(cè)站、水土保持試驗(yàn)徑流場(chǎng)等山洪災(zāi)害防治非工程措施，收集、整編氣象水文資料，根據(jù)防汛經(jīng)驗(yàn)，分析歷史資料，進(jìn)行氣象、水文要素的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，為紙坊溝流域防洪保安工作提供預(yù)警信息和科技指導(dǎo)。

（4）建立以水土保持體系為依托的防洪主體

依托流域已形成的完整的水土保持體系，充分發(fā)揮谷坊、淤地壩、植被覆蓋對(duì)洪水的攔蓄和截留作用，利用紙坊溝流域基于淤地壩除險(xiǎn)加固建立起來的3座水庫進(jìn)行洪水的攔擋和調(diào)蓄，做到堵截洪水萬無一失。

（5）建立以山洪溝道治理工程為骨干的排洪主體

充分利用新建的紙坊溝山洪溝道治理工程對(duì)洪水的消能導(dǎo)排作用，配合3座水庫進(jìn)行洪水的調(diào)蓄和排泄，確保將洪水安全地引入涇河，對(duì)洪水過境沿岸群眾零傷害。

四、項(xiàng)目效益分析

1.經(jīng)濟(jì)效益

山洪溝道治理工程的經(jīng)濟(jì)效益主要是通過防洪體現(xiàn)，按有項(xiàng)目時(shí)可減免的洪災(zāi)損失和可增加的土地開發(fā)利用價(jià)值計(jì)算，以多年平均直接效益和間接效益表示。本項(xiàng)目運(yùn)行期按50年計(jì)，年防洪直接效益為176萬元，間接效益15萬元。同時(shí)，工程的實(shí)施也有效帶動(dòng)了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)服務(wù)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和果蔬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)新建的集餐飲、休閑娛樂、觀光旅游為一體的5家農(nóng)家樂年收入達(dá)100萬元；奶牛、肉牛養(yǎng)殖量達(dá)到100頭，蜜蜂養(yǎng)殖量達(dá)到50箱，大雁養(yǎng)殖量達(dá)到2000只，預(yù)期經(jīng)濟(jì)收入可達(dá)150 萬元；蘋果、葡萄、梨、桃、李、杏等水果及蔬菜收入可達(dá)50萬元，能有效地促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.社會(huì)效益

工程建成后，極大地改善了紙坊溝流域的基礎(chǔ)設(shè)施條件，顯著提高了防洪標(biāo)準(zhǔn)，有效增強(qiáng)了抵御山洪災(zāi)害的能力，加強(qiáng)了平?jīng)鰱|城區(qū)的防汛保安工作。同時(shí)，施工道路的硬化處理為沿岸群眾生產(chǎn)、生活和出行提供了極大方便。項(xiàng)目的實(shí)施還帶動(dòng)了創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，依托工程發(fā)展起來的服務(wù)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和果品產(chǎn)業(yè)，不僅為當(dāng)?shù)厝罕娫黾恿耸杖?、提高了生活水平，還解決了近100人的就業(yè)問題，為保障社會(huì)安定、促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

平?jīng)鍪屑埛粶狭饔蚬と苏谛藿ǚ篮榈?/p>

3.生態(tài)效益

一方面，工程的實(shí)施有效遏止了洪水對(duì)溝道兩岸農(nóng)田的侵蝕，大大減輕了水土流失，保護(hù)了耕地，提高了土地利用效率。經(jīng)濟(jì)作物種植面積的進(jìn)一步擴(kuò)大，使地表植被及林木覆蓋率不斷提高，改善了區(qū)域小氣候，有力促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境改善。另一方面，施工過程中疏浚河道5350 m，清理了生活垃圾，新建了垃圾池，實(shí)現(xiàn)了生活垃圾集中收集處理，有效避免了環(huán)境污染。

[1]李瑞嶺，孫剛.山洪溝災(zāi)害的預(yù)防與治理[J].河南水利與南水北調(diào)，2008（4）.

[2]彭洪.圩區(qū)治理與河道整治關(guān)系的探討[J].浙江水利科技，2002（3）.

[3]何秉順，黃先龍，張雙艷.山洪溝治理工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].中國水利，2012（23）.

[4]楊燕，鄒進(jìn).加強(qiáng)農(nóng)村河道整治推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)進(jìn)程[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2012（11）.

[5]孫曉英,王俊英.北京山區(qū)河道規(guī)劃治理思路和方法[J].北京水務(wù)，2012（4）.

[6]鄭玉蓉.環(huán)縣七里溝小流域綜合治理工程規(guī)劃新思路[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2013（19）.

[7]吳加寧，董福平.浙江省河道治理思路與措施[J].中國水利，2004（1）.

[8]毛澤秦.紙坊溝流域近50年水沙特性及其變化研究[J].中國水土保持研究，2010（3）.

[9]段義字，呂惠明.紙坊溝小流域水文特征與降水量關(guān)系初步分析[J].水土保持學(xué)報(bào)，2011（5）.

[10]毛澤秦.紙坊溝小流域綜合治理成效及水土資源高效開發(fā)利用模式[J].中國水土保持，2008（6）.

Building a comprehensive system for mountain flood control in Zhifanggou Watershed

Mu Ji,Qi Guangping,Duan Yizi,Wang Anmin

Summaries have been made on experiences of design,project layout,project benefits and implementation and operation during the implementation of Mountain Flood control for Zhifanggou Watershed.It is found that the comprehensive control system for mountain flood has been created for Zhifanggou Watershed that combines prevention measures of mountain and ditch control with established structures of soil conservation for small watershed and nonstructural measures,which is of great significance to the safety of more than 200,000 people in the watershed and Pingliang City and their properties.

Zhifanggou Watershed;Mountain flood disaster;prevention system;soil and water conservation

TV871.3

B

1000-1123（2017）17-0052-03

2017-05-23

牟極，助理工程師，從事水利工程及水土保持生態(tài)方面的工作。

責(zé)任編輯 車小磊