刘靖华
(四川省雷波县水利局,四川 雷波,616550)
千竹沟山洪治理工程位于凉山州雷波县金沙江左岸一级支流西苏角河的源头段,工程区地处四川省西部高原深切峡谷山区向四川盆地低山丘陵的过渡地带,属雷波县谷堆乡所辖。防治区起止点为北纬28°27'05"~28°27'33",东经103°20'53"~103°20'08"。本场区向东100km为由红色地层构成的四川盆地低山丘陵区,海拔高度多在500m以下。场区向西便进入大凉山、小相岭、大雪山、锦屏山等构成的四川西部高山区、高原区,区内山势陡峻、河流深切,海拔高度多在2000m~4000m之间,地形相对高差在1000m或更大。
千竹沟流域夏季多暴雨,雨洪关系密切,暴雨洪水发生在每年的7-9月[1]。该区域降水集中、暴雨量级大,峰型尖瘦,由此形成的洪水起涨快,陡涨陡落,具有典型的山区暴雨洪水特征。工程区河谷相对狭窄,千竹沟下游段河谷宽50m~200m,河口段河床中还零星分布狭长型河心滩,呈现剥蚀、堆积地貌特点[2]。中上游河谷宽30m~120m,两岸Ⅰ级阶地断续分布,Ⅱ级以上阶地残剩较少,属典型的构造剥蚀地貌。工程区上游暴雨强度大,且上游两侧冲沟和山体斜坡堆积了大量松散岩土体,在暴雨激发下,极易形成各种规模的泥石流,甚至堵塞河道,形成短暂超标溃决洪水[3],对千竹沟两岸的居民生命财产安全造成重大威胁。
千竹沟防洪治理工程防治区主要为谷堆乡场镇段,工程治理河长1.9km,治理工程河段上起谷堆乡养羊场,下至千竹沟河口处。新修堤防2638.588m,其中左岸新建堤防1300.868m,右岸新建堤防1337.720m。左段新建堤工程起自左K0+000,止于中K0+1300.868,长1300.868m。右段新建堤工程起自右K0+000,止于中K0+1337.720,堤长1337.720m。堤防堤轴线大体沿河岸线布置,河床宽6m~12m,枯期水面高程1999.6m~1986.2m,水流流向由北向南。左右岸岸坡为冲洪积Ⅰ级阶地及坡洪积缓坡平台地貌,地面平坦,地面高程2002m~1987m。
千竹沟山洪沟道采取堤防与沟道治理相结合,堤防与当地脱贫攻坚工程建设相结合的方式进行综合治理,有利于完善区域内防洪体系,保证沟道行洪宽度,提高千竹沟整体防洪能力。工程建设防洪标准为10年一遇,建成后能完善谷堆乡防洪体系,保障谷堆乡场镇人民生命财产安全,确保工程防护区在设计洪水标准下不受洪水侵害,可有效保障当地经济的可持续发展。
堤线原则上靠岸修建,以不侵占河道行洪断面为原则,服从山洪沟道的流域规划,充分结合谷堆乡城镇规划建设等因素,并有利于工程的安全和工程综合效益的发挥。堤线布置充分利用现有堤防,避免重复建设,少占或尽量不占有用的土地资源,以达到现实可能性和经济上的合理性[4]。左段新建堤工程整体稳定,堤型采用斜坡式堤防,堤基置于第二层漂卵砾石层上,其承载能力和抗变形能力均能满足设计要求,如遇基岩浅埋地段,可置于风化基岩上。右段新建堤工程与左段新建堤类似,采用斜坡式堤防。堤线力求平顺,各堤段平缓连接,稳定水势,确保能畅通设计洪水。堤线走向与河道水流方向须保持一致,为了少占有用的土地资源,尽可能沿原行洪河道线布置,不考虑河道改线,考虑在原河道线路的基础上拓宽加深和转弯段堤防线形的适当修整,尽量做到河道的线形平顺,减小对河道行洪断面的影响,保证设计洪峰流量能顺利通过。
尽可能地减少布置,即通过兼顾用地节约,来降低对周边环境带来的不利影响。在留足行洪断面,确保行洪安全的原则下,可以利用部分内陆滩涂,为生产和城镇建设提供可利用的土地,达到治理促开发。
考虑工程施工、工程运行、管理、维护及防洪抢险的要求[5],工程布置与城镇建设相协调配合,正确处理好防洪工程与交通、城镇景观、城镇排水的关系[6]。千竹沟防洪治理工程尽量与城镇规划建设相结合,靠岸修建,做到无搬迁,少占地,防洪抢险通道尽量与乡镇道路规划相结合,堤后生态建设与乡镇绿化相结合。该堤防工程的修建,应使工程河段的防洪标准提高,且美化城镇,并起到促进经济发展的重要作用。
按设计要求,堤防所需天然建筑材料为混凝土粗细骨料、围堰防渗料、堤身填筑土石料。工程区千竹沟河床窄,河谷下伏基岩埋深浅,上覆砂卵砾石层厚度薄,且砂卵砾石外观质量差,泥质、有机质含量较高,质量上不能作为混凝土骨料使用。开挖及清淤开采出的砂砾卵石,可作为堤身填筑土石料。具体材料选用见表1。
表1 砂砾石填筑料主要试验指标与质量技术要求对比
按照堤线布置情况,千竹沟防洪治理工程河段河床较窄且有弯道,大部分河段基础施工需要围堰保护施工,采用分段填筑围堰导流,堤防工程用基槽开挖料或河道疏浚工程料填筑纵向围堰,土工膜防渗,形成束窄后的河床,满足防洪堤施工时的过流。设置施工临时围堰,顺河道中心线填筑围堰,基坑在围堰保护下施工。本着就地取材,充分利用开挖料和便于施工等目的,工程均采用土石围堰。为有效达到防洪减灾的目的,在采取工程措施控制设计洪水的同时,对超标洪水,必须以非工程防洪措施作为补充,建立综合、完善的防洪系统,提高防洪效益,减轻洪水灾害损失。
随着区域经济社会的快速发展,在西南同类型地区,由于降水量大,地质结构复杂,山洪灾害成为头号自然灾害,因山洪灾害对当地发展造成的损害日趋严重。通过工程措施,综合运用多种治理措施,通过改变洪水的天然流向,趋利避害,可以有效减少山洪对沟道两岸城镇、场站以及居民聚居点和重要公用设施的毁坏,提高区域内山洪治理标准,达到稳定水势,确保行洪安全的目的。
从千竹沟防洪治理工程来看,山洪沟综合治理工程方案的制定,必须在充分研究地质环境和经济社会发展状况的前提下,因地制宜,统筹兼顾,以工程措施为主要手段,注重信息化手段的广泛应用,充分发挥水文测量等技术装备的作用,在工程治理方案设计中,引入“互联网+山洪沟道综合治理”的理念,建立起山洪灾害预警监测系统。一方面充分考虑千竹沟流域实际情况,结合区域自然资源、气象、水文等部门基础数据,深入了解山洪易发区域,总结千竹沟山洪灾害易发点的基本特点和山洪灾害防治经验,建立完善山洪灾害风险图;另一方面,依托水文测站,建立自动雨量站,科学布点,合理增加测量点,依靠网络和大数据平台,打通测点、网络传输、短信平台和手机终端,初步建立千竹沟山洪灾害预警监测系统。一旦发生山洪灾害,可根据水文测站和自动雨量站采集的监测信息,结合预报决策标准,借助预警程序向山洪灾害威胁区域及时、准确地发送预警信息。为区域山洪灾害防治提供可靠的依据和争取更多的时间,从而减少灾害可能造成的经济损失或人员伤亡。
(1)山洪沟治理工程设计需在充分了解所处洪水控制现状的情况下,通过建立清淤疏浚工程、堤线工程、分段填筑、新建生态型河堤等手段,减小占地、优化治理方案及结构断面,减小工程投资。
(2)采取因地制宜和就地取材等治理方案,从而以最小的工程造价完成山区小型沟道的治理,提升沟道的行洪能力,最大限度地保护沿岸村民的生命财产不受洪水侵害。
(3)综合运用工程措施和信息化手段,建立起山洪灾害预防的“千里眼”和“顺风耳”监测预警系统,提高抵御洪水灾害的能力,提高工程的综合效益。