貴州省湄潭縣城防洪策略與防洪工程措施研究

譚緒豐，白 斌

(1.遵義市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563002；2.四川大學(xué)水電學(xué)院，四川 成都 610207)

湄潭縣位于貴州省遵義市東部，規(guī)劃城區(qū)內(nèi)主要河流為湄江及其支流魚(yú)泉河等，湄潭縣城規(guī)劃城區(qū)南端之新莊處流域面積1180km2，占全流域48.8%。河道比降平緩，河流蛇形彎曲，加之河道構(gòu)筑物阻水阻水，河道行洪空間被擠占，行洪能力較弱，每遇洪水在攔河壩及卡口斷面處水位抬升，洪水漫溢河岸造成城區(qū)嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。由于湄江沿線攔河筑壩、農(nóng)田開(kāi)墾、農(nóng)墾度高等造成水土流失，以及降水匯流時(shí)間較短等因素的影響[1]，近20年來(lái)縣城洪澇災(zāi)害頻發(fā)，洪災(zāi)損失越來(lái)越嚴(yán)重。因此，面對(duì)十八大后生態(tài)文明建設(shè)新要求以及城鎮(zhèn)防洪排澇新特點(diǎn)，在充分分析城區(qū)洪水現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過(guò)采取“上蓄、中分、下疏”相結(jié)合防洪策略[2- 3]，構(gòu)建封閉防洪減災(zāi)功能體系，以促進(jìn)湄潭縣社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 防洪現(xiàn)狀

湄潭縣因湄江河城區(qū)河段“彎環(huán)如眉、匯為深潭”而得名，依水而建。河道防洪以河岸土質(zhì)邊坡為主，防洪能力差；城市發(fā)展，加上“蓄洪削峰”、“分洪結(jié)合”和“堤防方案”等綜合治理措施落實(shí)不到位，導(dǎo)致湄潭縣城區(qū)防洪面臨巨大壓力。

1.1 “上蓄”工程任重道遠(yuǎn)

為減少縣城上游來(lái)洪，緩解城區(qū)防洪壓力，有必要采取“上蓄”控制性防洪工程措施[4]。縣城上游流域內(nèi)現(xiàn)有的較大水利設(shè)施為湄江干流上游的湄江水庫(kù)，水庫(kù)壩址以上流域面積208km2，現(xiàn)狀水庫(kù)總庫(kù)容2214萬(wàn)m3，正常蓄水位庫(kù)容1275萬(wàn)m3，調(diào)洪庫(kù)容僅939萬(wàn)m3。根據(jù)湄江水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度資料記載，即便在洪水之前水庫(kù)全部放空，也僅能削峰12.3%，作用較為有限。另外，縣城以上流域其他水利工程均為小型水庫(kù)，缺乏控制性防洪水庫(kù)，對(duì)湄江洪水的削峰滯洪作用不大。

1.2 “分洪”工程尚未實(shí)施

《湄潭縣縣城河段防洪規(guī)劃報(bào)告》中，按20年一遇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)確定黨家溝分洪方案，即：“利用“東方紅”電站引水渠進(jìn)行擴(kuò)建分洪。渠首于“黨家溝”處已建攔河壩進(jìn)水，改建水輪泵站的攔河壩或在茶科所東側(cè)打排洪洞，將洪水引入湄水河再匯入湄江。分洪渠長(zhǎng)約4km，分洪流量200m3/s。由于各種原因，分洪方案至今尚未實(shí)施。

1.3 “下疏”工程亟待完善

1.3.1防洪標(biāo)準(zhǔn)不匹配

根據(jù)湄潭縣城市規(guī)劃，至2030年縣城人口將達(dá)到25萬(wàn)人，屬Ⅰ等小城市，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由原來(lái)的20年一遇提高到50年一遇。但由于老城區(qū)此前各類(lèi)防洪工程設(shè)施均按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，而遠(yuǎn)期2030年需要將洪水標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇，將成為河段治理的關(guān)鍵。

1.3.2防洪工程不完善

近10年來(lái)，湄江主河道香樹(shù)灣大橋至溫家灣翻板河段進(jìn)行了河道整治，完成了部分河段治理和群力、溫家灣2座翻板壩的新建，但由于溫家灣翻板壩湄江主河道未進(jìn)行治理，下游有一座攔河壩、漫水橋阻水嚴(yán)重，存在狹窄阻洪斷面，未形成封閉防洪體系[5- 6]，防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到50年一遇標(biāo)準(zhǔn)。另外，雖然魚(yú)泉河結(jié)合桃花江濕地公園對(duì)河口以上1.5km河道進(jìn)行了治理，并修建桃花江翻板壩，但規(guī)劃城區(qū)內(nèi)其余河段大多按中小河流治理項(xiàng)目進(jìn)行整治，防洪標(biāo)準(zhǔn)也僅為5～10年一遇，防洪標(biāo)準(zhǔn)低。

1.3.3河道治理不徹底

湄江干流老城區(qū)，現(xiàn)部分堤防高于公路人行道，造成人水隔離，嚴(yán)重影響城市形象；碧波灣翻板壩已失修；部分河道未按“湄潭縣縣城河段防洪規(guī)劃”方案治理，尤其是溫家灣翻板壩下游河段存在阻洪攔河壩、橋梁、卡口等，若不進(jìn)行全面整治，將影響城市防洪安全；魚(yú)泉河及其他支流兩岸為農(nóng)田、林地等，兩岸均為土質(zhì)邊坡，一遇洪水經(jīng)常發(fā)生垮塌等。

2 設(shè)計(jì)洪水成果分析

以湄潭(二)站為準(zhǔn)，移用新莊和白家林站的資料，采用水文比擬法[7- 8]和雨洪法[9]兩種方法推求得流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果，見(jiàn)表1—2。

表1 湄江縣城河段各斷面(天然)設(shè)計(jì)洪水成果

從表1兩種方法推求的設(shè)計(jì)成果可知：洪水成果比較接近，采用“雨洪法”推求的洪水成果在50年一遇以上稍偏大、30年一遇以下稍偏小。主要原因是湄潭(二)站實(shí)測(cè)洪峰資料系列較短(小于30年)，實(shí)測(cè)洪峰系列洪水偏小，無(wú)較大實(shí)測(cè)洪水，結(jié)合所調(diào)查的歷史洪水成果來(lái)擬定變差系數(shù)Cv取值；雨洪法推求的洪峰流量是根據(jù)流域內(nèi)特定地理環(huán)境、水文地質(zhì)條件和暴雨產(chǎn)、匯流條件，也結(jié)合所調(diào)查的歷史洪水成果來(lái)擬定各參數(shù)取值，其成果也符合流域基本特征。經(jīng)過(guò)兩種方法成果比較來(lái)看，兩種方法計(jì)算的成果雖有偏差但偏差不大，說(shuō)明計(jì)算成果是合理可信。湄潭縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，雨洪法計(jì)算的洪水成果偏安全，故采用雨洪法計(jì)算的洪水成果。經(jīng)計(jì)算得湄江主要支流設(shè)計(jì)洪水成果，見(jiàn)表2。

表2 湄江主要支流設(shè)計(jì)洪水成果

3 防洪策略及工程措施

根據(jù)流域洪水特性、洪災(zāi)成因及其影響，結(jié)合湄潭縣城防洪現(xiàn)狀，制定“上蓄、中分、下疏”的綜合防洪整治策略[10]，即“上蓄”加高擴(kuò)建湄江水庫(kù)工程、“中分”修建黨家溝分洪箱涵、“下疏”實(shí)施湄江主河道、魚(yú)泉河、湄水河、新莊河等河道整治和生態(tài)堤建設(shè)。

3.1 “上蓄”工程措施

“上蓄”工程措施是指在湄潭縣城上游通過(guò)湄江水庫(kù)加高擴(kuò)建預(yù)留防洪庫(kù)容，洪水到來(lái)時(shí)，經(jīng)水庫(kù)攔蓄削減洪峰后，其下泄流量與干流洪水組合推進(jìn)到下游縣城時(shí)，縣城河段發(fā)生的洪峰流量較天然洪水會(huì)減小，以此降低城鎮(zhèn)防洪壓力。湄江水庫(kù)擴(kuò)建加高后為Ⅱ等大(2)型工程，正常蓄水位856.00m(較現(xiàn)狀提高21m)，防洪高水位858.72m，校核洪水位859.20m；正常蓄水位庫(kù)容8820萬(wàn)m3，防洪高水位庫(kù)容11160萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容2340萬(wàn)m3，興利庫(kù)容8520萬(wàn)m。擴(kuò)建加高工程實(shí)施后，縣城達(dá)到50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。遇50年一遇洪水時(shí)，在分洪工程和下疏措施實(shí)施下，可削減縣城洪峰流量220m3/s，老城區(qū)河段削減約15.5%。

3.2 “中分”工程措施

在湄潭縣城上游河段位置修建黨家溝分洪箱涵緩解老城區(qū)的行洪壓力，分洪流量500m3/s。分洪箱涵進(jìn)口位于湄潭縣城上游362縣道的教壩處，分洪箱涵跨362縣道、經(jīng)變電站、東方紅電站、楊柳湖、桐梓坡埡口與湄水河匯合后于香樹(shù)灣大橋下游側(cè)匯入湄江。分洪箱涵及明渠全長(zhǎng)2.08km，進(jìn)口高程757.00m，出口高程751.00m，設(shè)計(jì)涵底坡降3.00‰。

3.3 “下疏”整治工程措施

結(jié)合湄潭縣城總體規(guī)劃和規(guī)劃城區(qū)河道治理情況，對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)湄江主河道(6.394km)、魚(yú)泉河(9.19km)、湄水河(1.9km)、新莊河(2.0km)，總長(zhǎng)20.984km河道進(jìn)行護(hù)岸及整治。

3.3.1湄江河城區(qū)河段河道整治

規(guī)劃湄江河整治工程為茶鄉(xiāng)大橋以上城區(qū)河段(MJ0+000～MJ1+484)和溫家灣翻板壩(MJ11+490)至新莊河匯口(MJ16+400)兩段，總長(zhǎng)6.394km。根據(jù)水文分析，為滿(mǎn)足行洪要求，湄江河新城區(qū)河道規(guī)劃行洪控制斷面寬56m，需對(duì)河道狹窄部位進(jìn)行擴(kuò)挖、疏浚，并沿兩岸修建河堤，各段河道現(xiàn)狀、規(guī)劃及整治建設(shè)內(nèi)容，見(jiàn)表3。

表3 湄江河(分段)整治建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)地形條件、臨河建筑物規(guī)劃布局及河岸景觀要求，新城區(qū)河堤斷面全部以坡式護(hù)岸(生態(tài)堤)為主、局部墻式護(hù)岸(如河岸較陡峻、河岸與規(guī)劃公路距離較近等河岸段)，岸坡護(hù)腳與排污設(shè)施結(jié)合，并在河道彎道沖岸設(shè)置生態(tài)混凝土護(hù)坡[11]。

3.3.2魚(yú)泉河河道整治

魚(yú)泉河是規(guī)劃范圍內(nèi)較大的一條支流，規(guī)劃對(duì)魚(yú)泉河桃花橋(YQ9+909)至烏鴨橋(YQ0+000)河段進(jìn)行治理，總長(zhǎng)9.19km。治理方案為：拆除現(xiàn)狀魚(yú)泉河上阻水壩9座、橋梁7座共計(jì)16座；對(duì)規(guī)劃河段進(jìn)行河床清挖，兩岸修建生態(tài)河堤工程。

3.3.3湄水河和新莊河河道整治

湄水河規(guī)劃治理河段自上游的湄水河木料場(chǎng)(MS0+000)至黨家灣箱涵接入口長(zhǎng)約1.9km長(zhǎng)河段，按50年一遇洪水設(shè)防；新莊河整治河段自上游的新莊河下寨(XZ0+000)至新莊河口(XZ2+000)，總長(zhǎng)2.0km，按20年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。

按生態(tài)河堤設(shè)計(jì)并考慮設(shè)置排污管(涵)和沿河人行道，堤線主要沿原河道彎曲布置，保持原有天然河道彎曲形態(tài)和盡量維持自然生態(tài)環(huán)境[12- 13]。湄水河設(shè)計(jì)河底寬和河道疏浚寬度為20m，設(shè)計(jì)縱坡3.75‰；新莊河設(shè)計(jì)河底寬或河道疏浚寬度為10m，設(shè)計(jì)縱坡7.7‰。

4 結(jié)語(yǔ)

由于湄潭縣縣城居民生活及工程設(shè)施爭(zhēng)地導(dǎo)致河道行洪空間縮小，加之河道治理標(biāo)準(zhǔn)偏低、工程設(shè)施防洪能力不足、涉河建筑物阻水等影響，導(dǎo)致現(xiàn)狀防洪能力達(dá)不到近期20年一遇、遠(yuǎn)期50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)要求，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。根據(jù)山區(qū)性河道洪水具有短時(shí)集中降雨、匯集快、洪水漲落急劇、峰型尖瘦等特點(diǎn)，重點(diǎn)修建沿河慢性生態(tài)堤防和綠化帶，確保河道行洪安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)水城和諧。在類(lèi)似工程建設(shè)中，除了要考慮新建工程對(duì)既有河道間的影響合理選擇治理方案外，還需加強(qiáng)施工全過(guò)程的監(jiān)管力度，充分發(fā)揮工程防洪減災(zāi)效益，保障河道行洪安全。