房山區(qū)口兒村溝“23?7”暴雨水毀修復建設分析

摘 要： “23·7”特大暴雨引發(fā)山洪和流域洪水，北京西部山區(qū)受災嚴重。以房山區(qū)口兒村小流域為例，通過收集資料和實地調(diào)查，應用水文手冊分析降雨、洪水特征，結(jié)合損毀及成因分析提出了按照小流域“生態(tài)修復區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護區(qū)”三道防線，兼顧防洪安全、溝道自然形態(tài)與生態(tài)功能，因地制宜、因害設防的修復建設思路，以及科學布設谷坊壩、實施梯田整修、加強溝道治理、營造緩沖區(qū)等具體修復建議。

關鍵詞： “23·7”暴雨；小流域；水毀修復；房山區(qū)

中圖分類號： S157" 文獻標識碼：B"" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.01.015

引用格式： 張焜，曹振，胡曉靜，等.房山區(qū)口兒村溝“23·7”暴雨水毀修復建設分析[J].中國水土保持，2025（1）：57-59，85.

受臺風“杜蘇芮”影響，2023年7月29日至8月2日我國海河流域遭遇了歷史罕見的特大暴雨洪水侵襲?！?3·7”暴雨北京市域降雨過程持續(xù)83 h，全市平均降雨量331 mm，特大暴雨落區(qū)主要集中在西部山區(qū)，其中房山區(qū)平均降雨量627 mm，門頭溝區(qū)平均降雨量538 mm，房山區(qū)、門頭溝區(qū)、昌平區(qū)等還發(fā)生了嚴重的山洪、泥石流災害，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

近年來各地極端降雨天氣頻發(fā)，受山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和人為活動影響，暴雨對小流域產(chǎn)生的洪澇災害等危害程度越來越重，損失也越來越大[1]。為了盡快恢復和提升山區(qū)小流域溝道行洪能力，進一步保障人民生命財產(chǎn)安全[2]，本研究選擇房山區(qū)口兒村小流域開展“23·7”暴雨洪水及溝道損毀情況調(diào)查，并提出水毀修復和建設思路，以期為山區(qū)小流域及中小河流災后重建、綜合治理等提供參考。

1 研究區(qū)概況

口兒村小流域隸屬海河流域大清河水系大石河支流，流域面積10.41 km2，口兒村溝溝道長度4.25 km，溝道平均比降84‰，流域內(nèi)有6個行政村，從上游至下游分別為口兒村、杏園村、他窖村、南道村、辛莊村、河南村；多年平均降水量635 mm，降水主要集中在7—8月，期間降水量占全年降水量的76%，年均氣溫10.6 ℃，年無霜期200 d以上；土壤類型主要為棕壤和褐土，自然植被類型為落葉闊葉林，并混生有常綠針葉林。

2 “23·7”暴雨洪水調(diào)查

2.1 暴雨分析

“23·7”暴雨降雨過程呈現(xiàn)持續(xù)時間長、降雨強度大、累積雨量多等特征[3]。7月29日20時至8月2日7時房山區(qū)平均降雨量627 mm，遠超歷史上的“63·8”暴雨（平均降雨量299 mm）和“7·21”暴雨（平均降雨量281 mm）。根據(jù)自動雨量站監(jiān)測數(shù)據(jù)，“23·7”暴雨中口兒村小流域累計降水量582 mm，最大雨強為65 mm/h。

2.2 洪水調(diào)查分析

結(jié)合現(xiàn)場情況，分別在口兒村、南道村和辛莊村附近選取1個洪痕斷面（共3個，見圖1），采用RTK手持定位儀進行定位，測量洪痕斷面、高程等。根據(jù)實測洪痕水位等，采用比降面積法確定洪峰流量。對均勻河段，斷面形式差異不大，且流速相近，可按照均勻流將水面比降代入曼寧公式得到洪峰流量[4]。計算公式為

Q=1nAR23I12（1）

式中：Q為洪峰流量，單位m3/s；n為糙率系數(shù)，參考天然河道糙率表綜合確定；A為過水斷面面積，單位m2；R為水力半徑，單位m；I為水面比降，單位‰，根據(jù)上下游洪痕水位計算，并對照河底縱坡、設計水面比降等綜合確定。

計算得到各調(diào)查洪痕斷面的洪峰流量見表1。由表1可知，從口兒村、南道村到辛莊村，從上游至下游，暴雨洪峰流量逐漸增大。采用《北京水文手冊》中的改進推理公式法[5-6]計算口兒村小流域10、20、50、100 a一遇洪峰流量，并與調(diào)查結(jié)果對比，分析本次暴雨洪水重現(xiàn)期。改進推理公式法適用于流域面積小于20 km2的小流域，用改進推理公式法計算的不同重現(xiàn)期口兒村小流域溝口洪峰流量見表2。不同重現(xiàn)期洪峰流量Q計算公式為

Q=0.278Fht/t（2）

τ=0.278θ/mQ14（3）

式中：ht為凈雨量，單位mm；F為流域面積，單位km2；θ為地理參數(shù)；m為匯流參數(shù)；τ為匯流時間，單位h；t為歷時，單位h。

對比表1、表2，“23·7”暴雨過程中口兒村小流域辛莊村調(diào)查斷面洪峰流量基本相當于改進推理公式法計算的10 a一遇洪峰流量。改進推理公式法計算原理是根據(jù)不同重現(xiàn)期24 h降雨量推求洪峰流量，與實際雖有差距，但結(jié)果可在一定程度上反映調(diào)查洪水的量級。

3 損毀及成因分析

3.1 損毀情況

通過現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合遙感影像分析，獲取口兒村小流域“23·7”暴雨損毀情況，包括防護壩損毀13處（725 m）、橋涵損毀7座、道路損毀9處（895 m）、梯田損毀5.48 hm2、溝道淤積約1.875萬m3。現(xiàn)場照片見圖2～圖8。

3.2 成因分析

經(jīng)分析，損毀原因主要有極端降雨、溝道束窄、橫向阻水、彎道頂沖等。首先，降雨作為誘因，對災情有重要影響[7]。極端暴雨誘發(fā)山洪，溝道縱坡大，暴雨過程容易產(chǎn)匯流，洪峰流量大、流速快，超過溝道現(xiàn)狀行洪能力。同時，洪水攜帶大量沙石，進一步增強了洪水的破壞力。其次，人水“爭地”現(xiàn)象仍然存在。受人類活動影響，修建房屋、道路及種植經(jīng)濟林等對溝道造成侵占或束窄，導致溝道行洪能力降低。再次，溝道內(nèi)存在多處跨溝涵洞、涵管橋等橫向阻水設施，破壞了溝道的連續(xù)性，阻斷了洪水和沙石的出路，渦旋洪流受束縛后容易對兩岸造成破壞，嚴重影響溝道防洪和周邊生態(tài)等。最后，溝道頂沖段受洪水沖擊，容易出現(xiàn)溝道岸坡及溝旁道路等設施損毀。

4 修復思路與措施

4.1 修復思路

山洪溝道水毀修復應充分考慮流域產(chǎn)匯流特征，按照小流域“生態(tài)修復區(qū)、生態(tài)治理區(qū)和生態(tài)保護區(qū)”三道防線[7]治理原則，重點考慮村莊及重要設施防洪安全，兼顧溝道自然形態(tài)和生態(tài)功能，結(jié)合水毀原因分析，因地制宜，因害設防，科學布設治理措施。

對于坡面坡度大于25°或土層較薄的區(qū)域，進行封育保護，通過自然植被恢復，提升蓄水保土、水源涵養(yǎng)及生態(tài)功能。在支毛溝坡度3°～6°、溝底下切的溝段修建谷坊壩。此外，要修復損毀的梯田田坎。

根據(jù)《山洪溝防洪治理工程技術規(guī)范》（SL/T 778—2019）和本次調(diào)查分析結(jié)果，確定口兒村溝治理標準為10 a一遇，主要采取“拓其溝、固其岸、導其流”的治理措施。一是拓展行洪斷面，疏挖行洪能力不足的溝段（確無條件疏挖的，可保持原狀，但應加強影響區(qū)域山洪監(jiān)測預警和避險轉(zhuǎn)移），改擴建跨溝橋涵；二是守點固面，對重要保護對象、沖刷嚴重溝段加強防護，重點對迎流頂沖段進行加固[8-9]；三是對溝邊為農(nóng)田或果園的溝段采取柔性防護措施，無防護對象的溝段可改為生態(tài)岸坡或不再進行修復，以改善生態(tài)；四是因地制宜布局行洪緩沖區(qū)，有效發(fā)揮緩洪滯洪功能。

4.2 修復措施

1）谷坊壩。在口兒村東側(cè)支溝布設低矮谷坊壩。谷坊壩采用鉛絲石籠結(jié)構(gòu)，設計高度為1 m，用于防止溝道下切和減少水沙下泄。

2）梯田整修。對他窖村損毀梯田田坎進行修復，主要采用干砌石結(jié)構(gòu)，在部分沖刷嚴重的區(qū)域也可采用鉛絲石籠結(jié)構(gòu)。修復石坎或石籠應至少高出地面0.2 m，頂寬0.5 m，田坎高度不超過1.5 m，同時在田坎預留導流設施。

3）溝道治理。溝道治理主要包括溝道疏浚、防護壩修筑、橋涵改造措施。①溝道疏浚。本次暴雨洪水導致溝道全線不同程度淤積，尤其南道村段和杏園村段淤積嚴重，淤積量分別達到1.2萬、0.5萬m3，河床被沙石淤積抬高，需對溝道進行疏浚。②防護壩修筑。對南道村及下游溝段行洪斷面進行拓展，在此基礎上，在南道村村莊段、杏園村頂沖段、他窖村頂沖段采用漿砌石防護壩進行修復，以進一步確保岸坡穩(wěn)定。南道村下游左岸現(xiàn)狀為農(nóng)田和果園，右岸為道路，左岸原漿砌石防護壩幾乎全被沖毀，沖毀后的沙石進一步加劇了溝道淤積；本次修復考慮采用鉛絲石籠結(jié)構(gòu)并搭配扦插柳條，借助現(xiàn)狀地形放緩邊坡，以增加岸坡穩(wěn)定性和抵御洪水的韌性，左岸鉛絲石籠防護壩高度設置應比右岸低0.5 m，以利于洪水漫溢后自動向左岸農(nóng)田和果園區(qū)域宣泄。對于其他疏浚后的溝段， 利用溝道內(nèi)大塊石對坡腳進行防護，并在坡面種植柔韌性較好的低阻流灌木和草本植物[10]。③橋涵改造。對存在阻水風險的涵洞、涵管橋等跨溝橋涵進行改造[11]，橋梁盡量采用樁基礎，對于橋長小于25 m的盡量一跨過河，提升過流能力，進一步保障行洪安全。

4）緩沖區(qū)營造。南道村下游左岸農(nóng)田和果園面積約8 hm2，寬度50～160 m，在不改變現(xiàn)狀土地利用性質(zhì)的前提下，可利用該區(qū)域作為行洪緩沖區(qū)。在無洪水年份，村民可開展農(nóng)作物種植等生產(chǎn)活動（建議購買農(nóng)業(yè)保險）；洪水發(fā)生時，緩沖區(qū)用于緩洪滯洪，適量降低洪水流速，沉積部分沙石，一定程度上也減輕洪水對下游村莊設施的沖擊。

5 結(jié)束語

“23·7”特大暴雨對口兒村小流域造成嚴重損毀。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和分析，核算調(diào)查洪水重現(xiàn)期，確定溝道治理標準，并按照小流域和山洪溝治理理念，結(jié)合損毀成因提出修復思路與措施，以提升溝道防洪能力并改善小流域生態(tài)環(huán)境，為溝域恢復重建提供借鑒及支撐，對提升山區(qū)小流域防洪安全和生態(tài)安全有一定指導意義。

參考文獻：

[1] 董玫.淺析小流域的防洪對策[J].中國水運，2011，11（2）：149-150.

[2] 蘇強平，郝寶玉.牤牛河小流域水毀修復建設初探[J].人民黃河，2020，42（增刊2）HYPERLINK\"https：//navi.cnki.net/knavi/journals/RMHH/issues/KaAwsYWd1tJfmCllkoLSRmHKNbAC4FOKt9w8u7fVMLxszesu1tpxIVw71xVobkik？uniplatform=NZKPT\"＼t\"_blank\"：68，92.

[3] 張啟義.北京房山區(qū)“23·7”特大暴雨災害的成因及啟示[J].中國防汛抗旱，2023，33（10）：43-47.

[4] 王玉平.岷縣迭藏河小流域“6·22”暴雨洪水調(diào)查分析[J].地下水，2017，39（4）：171-174.

[5] 北京市水利局.北京市水文手冊：第一分冊（暴雨圖集）[Z].北京：北京市水利局，1999：3-10，218-276.

[6] 北京市水務局.北京市水文手冊：第二分冊（洪水篇）[Z].北京：北京市水務局，2005：5-7.

[7] 胡曉靜，段淑懷，吳敬東，等.房山區(qū)小流域主溝道“7·21”特大暴雨災情調(diào)查與影響因素分析[J].北京水務，2012（5）：16-19.

[8] 北京市質(zhì)量技術監(jiān)督局.生態(tài)清潔小流域技術規(guī)范：DB11/T 548—2008[S].北京：中國水利水電出版社，2008：7-15.

[9] 中華人民共和國水利部.山洪溝防洪治理工程技術規(guī)范：SL/T 778—2019[S].北京：中國水利水電出版社，2019：10-18.

[10] 趙玉秀.生態(tài)護岸在山洪溝防洪治理工程中的運用分析[J].工程建設與設計，2022（22）：60-62.

[11] 梁春陽HYPERLINK\"https：//kns.cnki.net/kcms2/author/detail？v=Jk1LZv7y6P0XzHozoCQ2_qjovkSJGGquDhIbVx-o1v3hgWgtSKkaiWsHkF1p22gh-eOEOp6Tt0IyfJQDhPAkN4mFllgOJ7uNfO8EcCXv4Fs=amp;uniplatform=NZKPT\"＼t\"_blank\".黑峪河山洪溝防洪工程治理方案探討[J].海河水利，2023（8）：54-56.

（責任編輯 李楊楊）