余智慧,王曰鑫
(1.阜康市水利局,新疆 阜康831500;2.山西农业大学 资源环境学院,山西 太谷030801)
叶尔羌河位于南疆塔里木盆地的西陲,是塔里木河上游的一大支流,发源于喀喇昆仑山,由西南流向东北,经喀什地区的塔什库尔干、叶城、泽普、莎车、麦盖提、巴楚等六县和克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿克陶县城,最后进入阿克苏地区的阿瓦提县与阿克苏河汇合后注入塔里木河。叶尔羌河流域介于地理坐标东经74°28′至80°54′,北纬34°50′至40°30′之间,河流全长1079km,总流域面积10.81万km2,全流域多年平均总径流量为74.27亿m3。以卡群为界,叶尔羌河干流山区段全长527km,卡群以下河谷变缓,平原区比降为3‰~5‰。
泽普县全县均属于叶尔羌河流域,是叶尔羌河的主要平原灌区县之一。该县位于新疆维吾尔自治区西南部,昆仑山北面,喀喇昆仑山东侧,塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的西缘,处于叶尔羌河东岸的冲积扇上。县城处于东经 72°52′30″~77°29′30″,北纬37°57′30″~38°19′20″,西北以叶尔羌河为界同莎车县相邻,东和东南与隔提孜那甫河与叶城戈壁接壤,喀什至和田公路南北纵贯县境,是泽普县主要交通动脉。泽普县亚斯墩防洪工程位于泽普县亚斯墩林场境内,紧靠亚斯墩一级电站,地理位置十分重要。
叶尔羌河是典型的冰雪补给型河流,水量年际变化不大,年内分配不均,洪枯流量相差悬殊,并周期性的伴有冰川湖突发洪水,形成混合型洪水,成为叶尔羌河主要水文特征。叶尔羌河洪水以其极高的起涨速度,异常的高洪峰值而闻名于世。在叶尔羌河流域特定的自然地理、水文气象条件综合作用下,并存着4种成因不同、性质各异的洪水类型,分别为:冰雪消融型洪水、溃坝型洪水、暴雨型洪水和混合型洪水。叶尔羌河最大的洪峰流量主要出现在6~9月,这是因为高温和降水一般都集中在夏季。
因叶尔羌河上游山区段尚无控制性水库枢纽工程,巨大的洪峰不能被调控削减,从而对平原灌区形成频繁的、大范围的洪水灾害。险工段虽经广大群众的多年艰苦建设,具有一定的防洪能力,但是由于防洪线较长、且均为土堤、梢石坝,标准低,无法从根本上解决重点区段的防洪问题。再加上已建成的上亚斯墩防洪工程虽已实施完成,为砼板、浆砌石顺坝,建成后较好的发挥了防洪工程应有的作用。但是根据近几年的运行情况,上亚斯墩27+316以上500米河段为土石坝,因此处河床纵坡大于河道稳定坡降,河道呈冲刷下切趋势,主流不稳定,左右摆动,河湾处冲刷严重,受2010年洪水顶冲决口,洪水绕流进入已建上亚斯墩防洪堤坝后,严重威胁泽普县平原灌区的群众生命财产安全。
泽普县下亚斯墩防洪工程位于叶尔羌河右岸、卡群引水枢纽下游9km处,距泽普县城约42km,是《叶尔羌河防洪规划》泽普县防洪工程中的重点项目。其工程现状为树梢卵石坝,长1.3km。现状坝高2.0~3.9m,坝顶宽2.0~3.0m,坝前放置卵石铅丝笼、钢筋笼,防洪标准较低,约为3年一遇,抗洪能力差,严重威胁下游6.2万群众的生命财产安全以及叶河东岸输水总干渠、泽普县一级、二级水电站和亚斯墩林场、奎依巴格乡、阿克塔木乡、阿依库勒乡等10.6万亩耕地的安全[1]。
根据《防洪标准》(GB50201-94)[2]规定,确定本工程防洪标准为20年一遇,其设计洪峰流量5410m3·s-1,与《新疆叶尔羌河防洪规划报告》中的防洪标准保持一致。明确亚斯墩防洪工程的治导线[3],根据亚斯墩防洪工程的具体情况,充分考虑新建的防洪工程对上、下游和左、右岸的影响。
上亚斯墩防洪工程0.5km的新建防洪堤布置在现有防洪堤后平均为50m的河滩上,首端与河岸平顺衔接,末端与上亚斯墩(27+316)防洪堤相接,工程布置以顺直防洪堤为主[4](图1)。
图1 亚斯墩顺坝防洪堤(26+816~27+316)工程平面布置图Fig.1 Yayse pier along the dam embankment(26+816~27+316)project layout
针对该工程防洪标准低,抗洪能力差等问题,根据泽普县平原灌区水文资料,规划中应考虑采用重现期20年一遇洪水标准设计。
下亚斯墩段实际河道宽度为1000~1500m,根据下亚斯墩防洪工程的具体情况,此段叶尔羌河主流在东岸,靠近老防洪堤,因此下亚斯墩防洪工程在30+016~31+216段新建防洪堤布置在现有铅丝笼防洪堤前的河滩上,以便与上游浆砌石顺坝防洪堤及下游的铅丝笼抛石防洪堤平顺衔接,新建防洪堤距离老防洪堤30~190m。新建防洪堤需与现有防洪堤首尾平顺衔接。下亚斯墩防洪工程起点为30+016,终点为31+216。
下亚斯墩防洪工程1.2km长的防洪堤总布置为[5]:首端与上亚斯墩防洪堤(30+016)处相接,30+016~31+216段新建防洪堤布置在现有防洪堤前30~190m的河滩上,在31+216处防洪堤伸入已建铅丝笼丁坝中间。工程布置(图2)以顺直防洪堤为主,采用浆砌石与砼护面顺坝,使其基本与河岸线走向一致,在堤顶以下0~2.5m采用现浇砼板护面,厚20cm;在堤顶以下2.5~12.6m采用浆砌石护面,厚50cm。由图3可见,河床以上平均堤高4.6m,堤顶宽4.5m,河床以下平均下深9.0m。顺坝迎水面边坡为1∶1.5,背水面边坡为1∶1.5。
图2 下亚斯墩防洪堤轴线布置图Fig.2 The layout of flood control axis under the pier
图3 30+016~30+216横断面图Fig.3 30+016~30+216cross section
坝基采用高度为1.0m,宽度为1.0m的阻滑墙。顺坝基础部位防冲根据本次防洪堤的布置,在新建1.2防洪堤段首尾两端各200m采用抛卵石防护,中间800m顶冲严重段采用钢筋笼抛石防护。在已建上亚斯墩防洪堤首端上游新建500m防洪堤段内,前200m采用抛卵石防护,后段与已建上亚斯墩防洪堤连接段300m采用钢筋笼抛石防护。
另外,由于已建的2.7km上亚斯墩防洪堤经过近几年的运行,河道呈冲刷下切趋势,主流不稳定左右摆动,河湾处冲刷严重,造成基础冲刷深度已达6m左右,如不采取防冲加固措施,将会有水毁的危险。因此在此段3个弯道冲刷严重处共计900m长度基础下采用钢筋笼抛石防护,中间500 m基础下采用抛卵石防护。顺坝迎水面纵向每隔15m处设一道砼隔墙,宽度选用40cm,厚度为1.0m。
以上防洪工程建成后,为确保工程安全运行,管理单位必须建立健全严格地管理组织、管理体制,应制定有关管理条例、管理办法和工程运行的管理保护制度并认真执行。制定严密的管理责任制,积极推行岗位承包制,建立健全各类工程运行管护责任制、经济技术责任制、上岗人员培训制度,不断提高管理人员的技术水平和业务素质。建立健全工程管理技术档案,制定工程运行操作维护规程,对工程运行中的事故要有详细记录,以达到科学管理保证安全、经济、充分地发挥工程职能的目的。应加强防洪通讯设施的配套和防洪预案的编制工作[6]。
制定工程运行管理规程和管理人员岗位责任制,调度运用要确保工程的正常、安全地运行。对防洪工程要定期巡检,冬季要防止遭受冻胀破坏。
在渡汛期间,管理单位应组织人员进行24小时巡堤。有危险情况,应立即向有关部门汇报,组织人员进行抗洪抢险。
在防洪期间,必须坚持局部利益服从整体利益。泽普县境内各个单位及个人都有义务与责任服从统一指挥,统一调度,进行抗洪抢险。
[1]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)[M].北京:中国水利水电出版社,2000:7-9.
[2]中华人民共和国水利部.防洪标准(GB 50201-94)[S].北京:中国标准出版社,1994:1-4.
[3]中华人民共和国水利部.水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)[M].北京:中国水利水电出版社,2004:30-42.
[4]水利部长江水利委员会水文局.水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-2006)[M].北京:中国水利水电出版社,2006:6-15.
[5]国家技术监督局,中华人民共和国建设部.堤防工程设计规范(GB 50286-98)[S].北京:中国标准出版社,1998:1-2.
[6]水利部水利管理司,湖北省水利水电勘测设计院.堤防工程管理设计规范(SL171-96)[M].北京:高等教育出版社,2006:40-51.