貴州省長順縣擺所河河道治理方案研究

羅 藝

（貴州省水利水電勘察設(shè)計研究院有限公司，貴陽 550001）

擺所河屬山區(qū)性小河流，具有暴雨集中、源短流急、漲快退速等特點。由于原河道較窄，河底極不規(guī)整，再加上人為因素的影響，導(dǎo)致行洪能力太低，故幾乎每年洪水都會漫灘，造成沿河周邊農(nóng)田減產(chǎn)甚至絕收，影響著人民正常生產(chǎn)、生活和社會安定。2015 年7 月，擺所河上游發(fā)生強降雨，導(dǎo)致擺所鎮(zhèn)段洪水漫灘嚴(yán)重，沿岸受災(zāi)人口2000 人、受災(zāi)農(nóng)田233 hm2；2019 年6 月8 日至9 日， 擺所鎮(zhèn)再次遭遇特大暴雨襲擊， 導(dǎo)致1000 余戶群眾生產(chǎn)生活受到影響， 此次洪災(zāi)共造成經(jīng)濟財產(chǎn)損失約4000 萬元。

因此， 擺所河防洪安全問題嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展， 當(dāng)?shù)卣腿嗣袢罕娖惹械叵Ｍ麑υ摱魏拥肋M(jìn)行治理， 以解決歷年來飽受的洪水之患，保障國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展。

1 擺所河流域現(xiàn)狀

擺所鎮(zhèn)位于貴州省黔南布依族苗族自治州長順縣中南部，流經(jīng)該鎮(zhèn)的主要河流為擺所河。擺所河流域呈窄長形展布，發(fā)源于長順縣廣順鎮(zhèn)格浪村，河源高程1520 m， 自河源向西南流經(jīng)猛坑水庫后折向南流，經(jīng)擺所鎮(zhèn)、鼓揚鎮(zhèn)后于交麻鄉(xiāng)壩屋匯入蒙江，流域面積為523 km2，主河道長85 km，主河道平均比降0.331%。

研究河段起始斷面位于擺所鎮(zhèn)盤亂組坪上河匯口，斷面以上集水面積223 km2，主河道長31.2 km，主河道平均比降0.501%；研究終點位于擺所河營盤村S309 公路橋，斷面以上集水面積285 km2，主河道長44.6 km，主河道平均比降0.315%。研究河段合計13.4 km。

擺所河流域氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候區(qū)，多年平均氣溫15.1 ℃，最冷月（1 月）平均5.4 ℃，最熱月（7 月）平均23.0 ℃，極端最高氣溫34.1 ℃，極端最低氣溫-8.5 ℃。多年平均降水量1365 mm，降水年內(nèi)分配不均， 汛期5—10 月降水量占全年降水總量的80.6%，冬季少雨。

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

擺所河流域?qū)俚湫偷纳絽^(qū)雨源性河流， 洪水主要由流域內(nèi)的暴雨產(chǎn)生。 形成暴雨的天氣系統(tǒng)主要是受冷鋒低槽和兩高切變的影響，暴雨歷時一般1 d左右，多集中在12 h 以內(nèi)。流域周邊主要雨量站降雨量成果如表1。

表1 各測站暴雨分析成果表

由表1 可知，4 站最大1 d 降水量平均值為92.8 mm，最大24 h 暴雨平均值為103.9 mm，結(jié)合《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》中的有關(guān)等值線圖，設(shè)計洪水計算采用暴雨統(tǒng)計參數(shù)為：H24h=100 mm，Cv=0.45，Cs=3.5Cv。

2.2 洪水特性

擺所河流域汛期為5—10 月， 一般年最大洪水多集中在5—8 月，到9、10 月份，出現(xiàn)年最大洪水的機會較少，量級也不大。擺所河流域面積小，主河道短，洪水具有山區(qū)性河流的特性。一般情況下，流域洪水匯流時間較短，洪峰出現(xiàn)時間較早，洪水過程呈單峰型，退水時間一般在1—2 d 左右，漲、退水歷時主要取決于降水在時空上的分布。

3 設(shè)計洪水

3.1 天然洪水計算

研究河段控制斷面集水面積為223～285 km2,設(shè)計流域內(nèi)無水文測站，缺乏實測洪峰流量。天然設(shè)計洪水分別采用《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》（修訂本）上的“雨洪法”及“水文比擬法”進(jìn)行計算，其中“水文比擬法”參證站為鄰近漣江流域的惠水水文站。

經(jīng)對各斷面雨洪法及水文比擬法計算結(jié)果比較分析，各斷面雨洪法10 年一遇計算結(jié)果較水文比擬法偏大1.2%～7.6%，推薦采用雨洪法計算成果，如表2。

表2 研究河段天然設(shè)計洪水成果表

3.2 控制斷面設(shè)計洪水計算

由于研究河段上游已建有猛坑水庫， 該水庫壩址以上集水面積80 km2， 占本次研究河段起點斷面以上集水面積的35.9%，所占比重較大，需分析猛坑水庫對研究河段設(shè)計洪水的削峰影響。經(jīng)分析，采用區(qū)間發(fā)生同頻洪水、 猛坑水庫發(fā)生相應(yīng)洪水的計算成果，10 年一遇最大洪峰流量為383 m3/s，5 年一遇最大洪峰流量為274 m3/s，分別減少23 m3/s、16 m3/s。

4 現(xiàn)狀行洪能力分析

4.1 行洪存在的問題

（1）治理河段兩岸大部分河段無防洪堤保護，河道兩岸大部分較為平緩，每遇洪水，漫灘行洪淹沒兩岸農(nóng)田。泥沙隨水流夾帶至下游河段，從而抬高了河床，形成寬淺河灘，致使河道行洪能力進(jìn)一步降低。

（2）研究河段內(nèi)局部河段修建有干砌塊石河堤，由于干砌塊石河堤修建年限已久，常年被洪水沖刷，多處出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，完全失去原有功能，且坍塌塊石會堵塞河道，降低河道行洪能力。

（3）研究河段未進(jìn)行過系統(tǒng)治理，致使大部分河段無堤防工程措施。

（4）研究河段建有9 座交通橋，過流能力均較低，致使壅水較高，洪水漫灘淹沒橋梁上游農(nóng)田。

4.2 行洪能力分析

河段的行洪能力和安全過流量主要受河道斷面過水能力的限制。根據(jù)測量斷面資料，參照現(xiàn)狀河段各斷面的田土高程， 分析計算各河段現(xiàn)有的安全高程和安全過流量，并分析了相應(yīng)的重現(xiàn)期，反映出河道的行洪能力［2］。

經(jīng)分析，由于多數(shù)橋梁壅水導(dǎo)致洪水漫灘嚴(yán)重，分析成果如表3。

表3 擺所河研究河段現(xiàn)狀河道行洪能力分析成果表

根據(jù)表3 可知，研究河段除擺所鎮(zhèn)集鎮(zhèn)段（樁號03+063～04+772）已完成治理外，其余河段均為天然河道，未進(jìn)行防洪治理，亦未實施全河段清淤，導(dǎo)致河段行洪不暢；由于近年洪災(zāi)頻發(fā)，河道淤沙堆積嚴(yán)重，河床抬高，行洪斷面大幅減少，兩岸耕地受洪水侵蝕嚴(yán)重，農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)厝嗣竦纳踩坝绊懏?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展， 這是當(dāng)下擺所河河道行洪能力較差的體現(xiàn)［3］。

5 擺所河河道治理方案

5.1 線路布置

根據(jù)擺所河防洪現(xiàn)狀、地形地質(zhì)條件、河流變遷及集鎮(zhèn)建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展布局等多方面原因， 具體遵循下列原則布設(shè)河道整治的工程堤線：

（1）河堤堤線與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行。

（2）力求堤線平順，各堤段平緩連接。

（3）盡量與鄉(xiāng)村化建設(shè)總體規(guī)劃相符合。

（4）堤防堤頂高程盡量與沿河路面高程一致。

（5）在進(jìn)行基礎(chǔ)開挖時不危及到公路和房屋的安全。

河道治理工程整治河段位于擺所鎮(zhèn)， 整治內(nèi)容為修建防洪堤、河道清淤疏浚。本次防洪河道堤軸線基本按照原河道的走向布置，不進(jìn)行大挖大填［5］。

5.2 堤距選擇

此次防洪工程河段兩岸主要為經(jīng)濟作物林及耕地。河道上中游現(xiàn)狀寬7～14 m 左右，河岸農(nóng)田較多，且均分布在河道兩岸，目前河岸基本無防洪措施，僅局部區(qū)域堆有干砌石，起臨時保護作用；河道下游兩岸多為山體，保護對象較少，主要任務(wù)為河床清淤，不修建防洪堤。考慮集鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)，盡量少占用農(nóng)田耕地， 結(jié)合現(xiàn)有河床天然比降， 最終河道堤距選為12～15 m。

5.3 堤型選擇

5.3.1 堤型方案

根據(jù)治理河段的地形、地質(zhì)條件，結(jié)合項目區(qū)總體規(guī)劃、占地、拆遷等，選擇2 種比較結(jié)合實際的堤型方案，第1 種采用生態(tài)河堤方案（方案Ⅰ）；第2 種為重力式方案（方案Ⅱ）。

（1）方案Ⅰ：采用M7.5 漿砌毛石護腳，護腳墻頂寬1 m，護腳底部布置厚度不小于0.8 m 的C20 混凝土墊層。護腳擋墻至堤頂采用土石夯填或開挖成型，填筑邊坡1∶1.5 坡，開挖邊坡1∶0.75。坡面采用草皮護坡，表層鋪設(shè)15 cm 的根植土，為方便村民耕作，于現(xiàn)狀河岸上新建寬為2.5 m 的青石板步道或1.2 m的C20 混凝土汀步步道。方案Ⅰ如圖1。

圖1 M7.5 漿砌石護腳+草皮護坡典型設(shè)計圖

（2）方案Ⅱ：堤頂寬1 m，擋墻頂設(shè)2.5 m 青石板路面， 迎水面按1∶0.1 坡度放坡砌筑， 墻踵設(shè)0.5 m寬，0.6 m 厚的擴大基礎(chǔ)斷面結(jié)構(gòu)， 以增加與地基滑動面的摩擦力， 減小對基礎(chǔ)的壓應(yīng)力， 基礎(chǔ)面按1∶0.75 坡度開挖。 河堤背水面按1∶0.3 坡度放坡砌筑，墻趾設(shè)0.3 cm 寬、0.6 m 厚的擴大基礎(chǔ)斷面結(jié)構(gòu)。堤身采用M7.5 漿砌塊石；堤后用開挖土石回填至地面高程，堤身設(shè)排水孔φ50 mm，排水孔處設(shè)反濾層。每隔10～15 m 設(shè)置伸縮縫，縫寬2～3 cm，縫內(nèi)用瀝青木板充填。方案Ⅱ如圖2。

圖2 重力式防洪堤典型設(shè)計圖

5.3.2 堤型選擇

（1）優(yōu)點比較。方案Ⅰ：施工技術(shù)相對簡單，工程直接投資相對較省，生態(tài)型河堤保護環(huán)境，形式較為美觀。方案Ⅱ：工程占地小，無拆遷，堤型較為牢固，占用耕地少，形式單一。

（2）缺點比較。方案Ⅰ：土石方填筑量大，工程占地較大，進(jìn)行耕地征用及安置協(xié)調(diào)難度大。方案Ⅱ：漿砌石量較大，工程投資大，施工工期較長，后期維護費相對較高，工程主體建筑物投資較大。

根據(jù)項目區(qū)實際情況， 擺所河干流兩岸主要為農(nóng)田區(qū)，防洪堤作用主要保護農(nóng)田，另外結(jié)合擺所鎮(zhèn)小城鎮(zhèn)建設(shè)人文環(huán)境的需要， 擺所河治理河段主要推薦采用生態(tài)式河堤，局部采用重力式漿砌石河堤。

5.4 堤防工程總體布置

研究河段總長13.4 km，工程等級為Ⅴ等，根據(jù)治理區(qū)地形、地質(zhì)條件，河岸現(xiàn)有建筑物位置、施工條件及河岸沖刷現(xiàn)狀，經(jīng)分析論證后，本次研究防洪堤主要采用M7.5 漿砌毛石護腳+草皮護坡， 局部采用M7.5 漿砌石重力式防洪堤河堤，新建堤防沿原河岸進(jìn)行布置。

工程保護對象為農(nóng)田的河段5 年一遇設(shè)計洪水水位大部分高于現(xiàn)狀河道兩岸較多， 若要完全將設(shè)計洪水約束在河道內(nèi)， 則會導(dǎo)致河堤堤頂高程高出兩岸耕地1.5～3.5 m 左右，會導(dǎo)致兩岸河道農(nóng)田的內(nèi)澇嚴(yán)重加劇、村民耕作不方便等一系列問題，且工程占地面積會大大增加，為了避免此類問題發(fā)生，此次河道治理主要考慮河堤的防沖防護， 允許洪水淹沒農(nóng)田一定時間，草皮護坡修至河岸現(xiàn)狀地面高程，作為一級行洪區(qū)，待洪水超過設(shè)計防洪堤高程，兩岸農(nóng)田則作為二級行洪區(qū)。

5.5 河道清障設(shè)計

結(jié)合河道斷面及測量河床深泓點， 進(jìn)行全河段清淤設(shè)計。堤基置于砂卵礫石上，設(shè)計結(jié)合堤防基礎(chǔ)布置，將河道淤積嚴(yán)重部位進(jìn)行開挖清除，降低洪水水位，結(jié)合堤防護岸，提高治理河段防洪標(biāo)準(zhǔn)，并兼顧下游河道河床高程，不形成反坡，影響行洪。河道清淤后可改善河流流態(tài)，使河道順暢行洪；美化河道景觀，且護岸工程減緩水流對轉(zhuǎn)彎河段的集中沖刷，保護坡腳，防止水流浸潤侵蝕，穩(wěn)定岸坡。本工程清障主要為河道清淤、阻水橋梁拆除改建，治理河段所涉及的橋梁均為交通橋， 建議由當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)交通部門改建，滿足河道行洪要求［6］。

6 結(jié)語

擺所鎮(zhèn)是長順縣重要糧食生產(chǎn)區(qū)， 通過對擺所河暴雨洪水分析，評價擺所鎮(zhèn)河段河道行洪能力，根據(jù)河道地形、地質(zhì)等條件，研究比較不同堤型方案，提出最優(yōu)工程治理措施，為后續(xù)河道防洪減災(zāi)、河道治理和保護等工作的開展提供重要依據(jù)， 亦可為其他類似工程提供參考。通過對擺所河系統(tǒng)治理，可提高河流區(qū)域的防洪標(biāo)準(zhǔn)，改善投資環(huán)境，加快地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，為地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。