哈拉吐魯克河防洪修復(fù)措施探析

賽衣旦·艾力

(新疆水利水電科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

防洪工程的建造是一項重要的水利工程項目，但受水流長年累月沖刷及工程材質(zhì)結(jié)構(gòu)自然風(fēng)化等因素的影響，防洪工程會出現(xiàn)坍塌和毀壞。受損的防洪工程不僅不能保障人們免受洪災(zāi)的侵害，還會帶來安全隱患，因此，對于防洪工程的修復(fù)尤為重要[1-4]。

1 流域概況

哈拉吐魯克河發(fā)源于阿拉套山南坡，南北流向,是博爾塔拉河北岸最大的一條支流[1]。洪水期可注入博爾塔拉河，其余時間除引水灌溉外，水量散失于沖積扇、洪積扇。河床坡降為1.67%～3.33%，是典型的山溪性河流，流域面積229 km2，河長54 km，多年平均徑流量為1.3億m3，年徑流量比較穩(wěn)定，變差系數(shù)Cv值為0.14。

哈拉吐魯克河在進入農(nóng)區(qū)段之前，河道縱坡較大，河床質(zhì)顆粒較粗，推移質(zhì)較多；進入農(nóng)區(qū)后，首先經(jīng)過一支渠渠上槽的阻隔，推移質(zhì)下泄量明顯減少；再經(jīng)渠上槽下游端深跌坎消能后，河道縱坡漸緩，河坎漸低；至養(yǎng)殖場上部，大量推移質(zhì)在此沉淀后，河床已明顯淤積抬高，兩岸河坎消失，遇洪水形成漫流，淹沒東、西兩岸的農(nóng)田和居民區(qū)；從養(yǎng)殖場西側(cè)至博-溫公路以下約2 km，兩岸河坎較為明顯，河床質(zhì)顆粒變細，兩岸淘蝕嚴(yán)重，從博-溫公路以下約200 m處開始至河道末端出口，河床抬高，河坎消失，洪水漫溢，淹沒兩側(cè)農(nóng)田。

2 防洪工程現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 防洪工程現(xiàn)狀

哈拉吐魯克河在進農(nóng)區(qū)之前河段，系地方管轄，八十七團只限在農(nóng)區(qū)內(nèi)進行防洪。哈拉吐魯克河現(xiàn)有相對完整的防洪體系，但部分段落水毀現(xiàn)象較嚴(yán)重，壩高基本在2 m左右，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，埋深基本在1.5～2.0 m之間。由于年久失修，防洪能力降低，且受資金限制，形成連年局部修建連年沖毀的惡性循環(huán)。

多年來八十七團在哈拉吐魯克河農(nóng)區(qū)段修建了一定數(shù)量的防洪工程，但由于這些工程線路較長，加上哈拉吐魯克河上游防洪工程不完善，存在安全隱患，上游1#護岸末端接渠首渡槽，渡槽下游布設(shè)了3個挑壩，3#挑壩末端至上游2#護岸之間2.5 km距離沒有防洪工程，依靠河岸防洪，無法將洪水完全控制在河道內(nèi)，部分洪水由2#護岸背水側(cè)流向哈拉吐魯克河中游跌水處的一支渠，2016年6—7月有3次暴雨洪水對一支渠造成威脅，在八十七團組織臨時搶修情況下才沒有沖毀，使下游1333.33 hm2農(nóng)田在灌溉期免受損失；中游跌水下游1.0 km河道內(nèi)淤積較嚴(yán)重，主流在束窄至2.5 m的河道內(nèi)行洪，河道右岸掏蝕嚴(yán)重，混凝土護坡底板被掏空，混凝土護坡滑落、折斷現(xiàn)象明顯，跌水下游1.0 km處至博-溫公路混凝土護岸水面線處磨蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。博-溫公路以南為哈拉吐魯克河下游，哈拉吐魯克河與烏拉斯臺溝交匯口處護岸破損嚴(yán)重。

2.2 存在的問題

哈拉吐魯克河洪水威脅區(qū)為一狹長的山間谷地，其上游分布有多條大小洪溝。暴雨形成的洪水匯流后，沖毀下游沿線團場、村鎮(zhèn)居民點及水利、交通等設(shè)施。

下游農(nóng)區(qū)段之所以長期受洪水威脅，洪災(zāi)頻發(fā)而無力根治，是由其特殊的地理環(huán)境和經(jīng)濟條件所決定的，目前存在的主要問題如下：

(1)農(nóng)區(qū)地處阿拉套山山前沖、洪積扇的下游，為山前暴雨洪水的必經(jīng)之地；

(2)由于河道出山口后，縱坡變緩，流速減慢輸砂能力下降，洪水下泄攜帶的大量泥沙淤積抬高河床，加劇了洪水淹沒或沖刷兩側(cè)農(nóng)田和居民區(qū)的能力。

(3)歷年來，下游農(nóng)區(qū)段防洪工程因缺乏系統(tǒng)修復(fù)建設(shè)，防洪工程基本上都是哪里沖毀哪里修，連年沖毀連年修，導(dǎo)致工程事倍功半，不能有效防止洪水危害。

(4)需修復(fù)、新建防洪線路長達5.696 km，受資金限制，沒有足夠資金用于防洪修復(fù)工程的建設(shè)，故防洪效果差。

3 防洪修復(fù)工程

本次防洪修復(fù)工程依據(jù)現(xiàn)狀工程破損原因有針對性地提出修復(fù)方案，不同破損段落采取相對應(yīng)的改造方案。

3.1 防洪修復(fù)方案設(shè)計

針對哈拉吐魯克河防洪工程水毀情況提出的修復(fù)設(shè)計：

(1)拆除新建混凝土護岸。采用混凝土護坡結(jié)構(gòu)型式。C20混凝土現(xiàn)澆，厚度18 cm，基礎(chǔ)埋設(shè)2.0 m，堤高2.0 m，堤頂寬3.5 m，迎水面和背坡邊坡均為1∶1.5。典型斷面如圖1。

圖1 混凝土護岸結(jié)構(gòu)(單位：mm)

(2)修復(fù)受沖刷混凝土板。哈拉吐魯克河上游、中游沖刷嚴(yán)重段落采用厚50 cm寬300 cm格賓平鋪在河床與混凝土板沖刷部位，保護護岸工程。典型斷面如圖2。

圖2 格賓+混凝土板結(jié)構(gòu)(單位：mm)

(3)加固護岸基礎(chǔ)。哈拉吐魯克河中游右岸2#破損段改造方案：先用細?；炷疗雎咽顫M掏空基礎(chǔ)，然后平鋪2層50 cm厚格賓網(wǎng)格，用作混凝土板阻滑體，最后在坡腳位置再平鋪2層50 cm厚格賓網(wǎng)格，保護護岸工程。典型斷面如圖3。

圖3 坡腳厚格賓網(wǎng)絡(luò)+混凝土板阻滑體結(jié)構(gòu)(單位：mm)

(4)優(yōu)化重建干砌塊石。哈拉吐魯克河與烏拉斯臺溝交匯口下游段干砌塊石垮塌嚴(yán)重，該段改造方案：由于現(xiàn)狀護岸兩側(cè)均為農(nóng)田，受空間限制，采用埋石混凝土重力墻+C20混凝土底板渠化的型式保護兩岸農(nóng)田。典型斷面如圖4。

圖4 埋石混凝土重力墻+C20混凝土底板渠化結(jié)構(gòu)(單位：mm)

3.2 河道整治(包括溝、河道疏浚)

防洪修復(fù)工程的疏浚措施主要在哈拉吐魯克河上游1#護岸及中游右岸2#護岸段，河道疏?？傞L度0.91 km，清淤土方約18 148 m3。疏浚后的沙礫料堆在河道兩側(cè)，可用作加固兩岸河堤和墊筑路基。

4 減災(zāi)效益分析

4.1 減災(zāi)效益定量分析

哈拉吐魯克河農(nóng)區(qū)段防護修復(fù)工程概算總投資788.73萬元，年運行管理費按固定資產(chǎn)的2%計，平均發(fā)揮效益期按30 a計算，年均靜態(tài)成本35萬元。

治理后的護岸，年直接減災(zāi)效益94.5萬元(按近年災(zāi)害損失和團場調(diào)查資料估算)，預(yù)計其他間接效益(包括灌溉效益)21.2萬元，效益合計為115.7萬元/a。

年均綜合減災(zāi)效益為年均靜態(tài)成本的3.31倍，評價結(jié)果收益大于投入。

4.2 經(jīng)濟效益定性分析

哈拉吐魯克護岸修復(fù)工程的實施有效防止了河溝坍岸、水土流失，保護沿岸居民生命財產(chǎn)安全，并可利用沿岸土地綠化、種植，產(chǎn)生經(jīng)濟效益；排洪系統(tǒng)的完善，不僅使洪水順利下泄保證了沿河溝居民生命財產(chǎn)的安全，而且整合了土地資源并可使其得到有效利用增加經(jīng)濟效益；水土保持措施的實施，亦能產(chǎn)生牧業(yè)、林業(yè)經(jīng)濟效益[5]。

5 結(jié) 語

本文以哈拉吐魯克河為研究對象，對防洪現(xiàn)狀及其存在的突出問題進行梳理分析，總結(jié)了該河多年來防洪經(jīng)驗教訓(xùn)，并對目前不同的水毀工程河段情況提出針對性的防洪修復(fù)設(shè)計。哈拉吐魯克河防洪修復(fù)工程能夠解決洪水肆虐的問題，并取得良好的減災(zāi)效益。