浅谈肃南县隆畅河防洪工程堤型选择

王建明

（甘肃省肃南裕固族自治县水务局，甘肃肃南734400）

肃南县降雨时空分布极为不均，70%的降水集中在6—9月，且多数以大强度、短历时的暴雨形式出现，加之集水区域内植被稀疏，土质疏松，地形坡降大，一旦出现暴雨，很容易发生局部山洪灾害。特别是近几年，肃南县极端天气明显增多，一旦出现局地暴雨，就地起洪，与沟道洪水汇合。其特点是汇流迅速，突发性强，峰值高，历时短，虽水量不大，但来势迅猛。

1 隆畅河概况

隆畅河发源于祁连山北坡的锅盖沟与马圈沟，源地海拔4 755 m，河流全长169 km，梨园堡以上流域面积2 240 km2。河流自西向东流至白泉门转向东北，于肃南县红湾寺汇东流沟和西流沟，县城以下纳入青沟、海牙沟和白杨沟经骆驼脖子至梨园堡出山后转向北流，于临泽县城东侧直下至野沟湾汇入黑河。流域呈长条形，流域内总地势是西南高、东北低，上游祁连山内，山势陡峻巍峨，源地终年积雪，分布有少量现代冰川。干沟门水文站以上流域植被良好，山地阴坡面分布有天然林，牧草丰盛，降水颇丰，是流域主要的产流区。干沟门水文站至梨园堡水文站之间流域植被渐少，降水因海拔降低而减少，蒸发量渐增，暴雨洪水陡涨陡落，地表侵蚀加剧，河水泥沙含量增大，是隆畅河泥沙的主要来源地。

隆畅河出山后纵坡变缓、河道变宽、泥沙沉积加剧、河道淤堵严重、主河槽摇摆不定，两岸乡村及大片良田经常受洪水侵扰。隆畅河径流主要由大气降水形成，少量由冰雪融水及地下水补给形成，年内分配极不均匀，绝大部分集中在6—9月份；洪水一般出现在6月下旬—9月上旬，主要出现在7月份和8月份，多为单峰型，一场大洪水可持续3～5 d。

2 河道演变及河相分析

多年来，肃南县借鉴邻县城市堤防的成功经验，城市堤防除具备基本的防洪任务外，还具有部分特殊的功能，如防洪标准的提高需要对堤岸进行加高或拓宽河道，但考虑到城市发展规划及自身的自然环境、社会环境等，堤防工程的设计必须要与流域规划及城市建设规划相协调[1]。同时，隆畅河治理河段两岸地势相对平坦，河宽30～60 m，水流集中，弯道急又多，河岸、河床由沙砾石层及砂土层组成，结构松散，极易受水流冲刷。

基于上述要求，肃南县隆畅河防洪工程先后采用细粒砼砌石斜坡式结构、混凝土重力式结构形式对隆畅河进行了防护。

3 堤岸防护型式比选

3.1 防洪堤总体布置原则

根据隆畅河地质条件、水文复核成果和河道洪水特性，并结合工程运行实际情况，坚持“不束窄河道，不侵占行洪河道，统筹兼顾上下游、左右岸关系”的原则，堤线布置顺应河势，以河道洪水流向为主，尽量顾及原有河岸线和河道的弯曲形态，在原有河槽基础上固定凹岸，保持原有顺直微弯河道，并充分利用现有河岸、人工建筑物等节点，上下游平顺衔接，确保分洪安全和河势稳定。

3.2 细粒砼砌石斜坡式结构防洪堤

早期隆畅河防洪工程采用砂砾石堤身加C15细粒砼砌石斜坡式结构[2]。平均高度4.8 m，其中深泓线以上2.8 m，深泓线以下2.0 m，护岸为C15细粒砼砌石结构，护坡衬砌厚度自上而下由0.25 m渐变至坡脚0.5 m，砌石护坡单层砌筑，砌石的直径满足单层砌筑的质量要求。护坡封顶宽0.5 m，迎水面堤坡1∶0.5，背水面堤坡1∶1.5，堤顶宽3.0 m，堤身为夯填砂砾石，压实相对密度不应小于0.6。河堤护面横向每隔10米设1道沥青砂浆伸缩缝（见图1）。

优点：斜坡式护岸利用河道开挖料碾压填筑，有利于整治河道，增加泄洪能力；堤身适应堤基变形能力强，结构简单，施工方便，进度快，适于紧急抢险工程；砼粗、细骨料均在附近村庄料场购买，卵石在隆畅河捡集，投资较小。

缺点：结构占地面积较大，不适于城镇防洪堤占地受限的地段；建筑物使用寿命较短。

3.3 混凝土重力式结构防洪堤

近年来，隆畅河防洪工程堤防工程级别设定为5级，相应防洪标准(洪水重现期)为10年一遇。采用现浇C20混凝土重力式结构[2]，根据堤身稳定、管理维护、施工要求确定，防洪堤为5级堤防，总高度5.71 m，其中深泓线以上2.74 m，深泓线以下3.0 m，根据河段实际情况，顶宽0.5 m，迎水面边坡1∶0.4，基础趾脚高1 m、宽0.5 m，基础埋深2.5 m；每隔4米设伸缩缝1道，缝宽3 cm，采用闭孔泡沫板填缝及聚氯乙烯胶泥灌缝（见图2）。

优点：结构占地面积较小，适于城镇防洪堤占地受限的地段；结构基础稳固，建筑物使用寿命长；利于城镇景观规划。

缺点：相比较斜坡式护岸结构复杂，施工难度大，不适于紧急抢险工程；投资较大。

4 防洪堤运行情况

4.1 细粒砼砌石斜坡式结构防洪堤

由于隆畅河河道纵坡陡，洪水流速大，洪水来临时夹杂洪水漂浮物及较大粒径推移质，容易冲刷砸坏浆砌石坝面，尤其河道内有3处弯道，斜冲角度接近90°，洪水对凹岸的冲刷破坏力极强；多年运行后，多处浆砌石护堤堤脚已沿河床全部冲断，护堤已经悬空，有随时垮塌的风险。固床坝下未做消能设施，坝下游形成了较深的冲坑，大部分坝基已经冲出，影响了坝体安全，并且导致坝肩两侧堤防的垮塌。

4.2 混凝土重力式结构防洪堤

城镇经过多年发展，原有隆畅河河道已被人为束窄，加之上游集雨面积大、河床陡、汇流快、产流猛，后期选择堤防整体性能较好，抗冲能力强，施工期间防洪堤基础开挖至岩石处，基础稳定，施工过程采用钢加工模板，跳仓进行浇筑，防洪堤成型效果好，整体性大大提高，经过几年的洪水冲刷，未出现基础悬空及垮塌情况。

4.3 方案选择

从现有河道情况、堤防运行情况、堤防工程基本功能和对城市景观相协调的角度出发，并对原有防洪堤设计方案进行优化后，最近几年，多选择混凝土重力式结构防洪堤设计方案。

5 结语

通过多年堤防工程运行，结合新技术、新要求等，总结经验，对适合本地区的防洪工程设计方案进行优化，对于今后的工程建设尽可能做到经济合理、节省投资、美化环境、城市防洪规划与城市发展规划协调统一[3]。

从多年堤防运行情况来看，今后县城地段设计方案趋向于重力式防洪结构，并加强了基础部分的防冲设计，材料选择混凝土、抛石混凝土或钢筋混凝土形式，能有效应对隆畅河河道行洪中出现的各种情况。

随着人们对防洪工作认识的深入，政府对防洪工程建设投入不断增加，经过多年的建设，有效防止了洪涝灾害，减少了水土流失，保护了肃南县城区及居民的生命财产安全，肃南县防洪系统的不断完善将进一步促进当地社会经济又好又快发展。