黄土梁峁沟壑区山洪沟治理措施探析——以秦安县叶堡镇黄家沟山洪沟道治理工程为例

王文喜

（天水市水利水电勘测设计研究院有限公司，甘肃 天水 741000）

0 引言

秦安县黄家沟山洪沟道治理工程位于秦安县中部，地形东西狭长，西部是河谷盆地；东部是高山梁峁区。全乡海拔在1200~1800m 之间，年降水量486.9mm。本文在对当地防洪减灾体系现状研究的基础上，针对黄家沟山洪沟道防洪工程问题进行深入分析，并提出合理的防治措施。

1 黄家沟山洪沟工程概况

1.1 黄家沟山洪沟道现状

黄家沟是葫芦河左岸一级支沟，发源于秦安县叶堡镇黄家沟上游黄家湾一带，黄家沟控制流域面积3.0km2，东北西南流向，流经叶堡镇镇区，在叶堡镇镇区附近汇入葫芦河，沟道长3.6km，沟道比降为62.2%。黄家沟流域沟道两岸山体连绵起伏，相对高差约300m。黄家沟沟道现状情况见表1和图1。

图1 沟道现状图

表1 黄家沟沟道现状

1.2 防洪存在的问题

（1）山洪破坏严重。工程区暴雨历时较短，河道陡、流速快，破坏力强，造成河岸冲刷、坍塌严重，洪水经常淹没农田和村庄，直接威胁当地群从生命财产安全及基础设施安全。

（2）未形成完整防洪体系。工程区几乎为天然河道，河道宽度太窄，河床形态变化较大。

（3）沟道局部严重淤积。黄家沟地形地势起伏大，且受地质的影响，在短历时暴雨下，流域内山坡受暴雨冲刷形成浊水，在下游沟道阻水或地势平缓处形成淤积，形成河道淤积，造成更大的灾害。

2 防洪工程建设的必要性

（1）确保防洪安全的需要。工程区由于防洪体系不全，使洪泛区的叶堡镇叶堡村的村民和耕地，以及S207公路得不到有效的保护。

（2）区域社会经济可持续发展的需要。工程区位于秦安县叶堡镇境内，村庄分布较多，人口居住比较集中，境内分布有重要交通公路等基础设施。

（3）贯彻水利部对山洪灾害防治项目建设工作要求的需要。项目建成后，工程区的防洪能力整体提高，达到设防标准，避免山洪沟灾害发生，以保障群众的生活和生产，提高居民的幸福度。

基于以上需要，修建该段排洪渠是防洪治理重中之重，非常有必要。

3 山洪沟治理方案设计

3.1 工程内容和防洪等级

工程治理河道长度1000m，建设排洪渠长度共计956m。根据沟道现场勘察分析及山洪沟洪水特点、变化规律，研究设计工程区治理措施。合理确定防洪标准，采用沟道排洪与沟道防护相结合的措施进行治理，同时达到排洪、控制河势、完善沟道防洪体系建设，及时提高沟道重要段的防洪能力。根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）和《防洪标准》（GB 50201-2014），结合工程区保护对象的重要程度，确定工程区防护等级区对象的重要程5级，洪水重现期10年。

3.2 防洪技术方案

排洪渠型式根据工程区位置、重要程度、施工条件、地质特性、筑堤材料、运用和管理要求、环境景观、工程造价等因素，按照因地制宜、就地取材的原则综合确定。

3.2.1 沟道流速

洪水重现期下，工程区采用伯努利方程式计算流速，各断面流速计算结果见表2所示。

表2 工程区各断面流速计算成果

从表2 可以看出，防洪标准条件下，沟道流速较大，黄土梁峁沟壑区地质极易发生冲刷。因此，需采用防护工程对沟道进行保护，提高工程区的防洪标准。

3.2.2 渠型选择

分别对挡土墙结构和生态护坡结构型式进行比较，然后选用最合适、最省钱的结构为设计渠型。两种成型护坡对比如图2所示。

图2 护坡型式对比图

挡土墙结构型式整体性好，便于施工，占地较少，抗冲流速大，河道固化，但用石量较大，不利于生态保持。生态护坡结构型式占地多，柔韧性、透水性、耐久性、生态性较好，抗冲流速小，坡面较缓，不适宜小沟道。黄家沟沟道比降较大，流速大。因此，本次设计采用挡土墙结构型式。

3.2.3 护坡材料选择

护坡材料采用混凝土和浆砌石。

方案I：混凝土梯形断面，净高1.8m，上口净宽5.1m，下口净宽1.5m，迎水面边坡为1∶1，顶厚0.2m，底厚0.3m，渠底厚0.2m。优点：美观，人工少，器械占比较多，单位造价较低等。缺点：施工难度大，强度比浆砌石结构低，抗冲击能力小，伸缩缝较多。

方案II：浆砌石梯形断面，净高1.8m，上口净宽3.8m，下口净宽2.0m，迎水面边坡为1∶05，顶厚0.3m，底厚0.5m，渠底厚0.3m。优点：砌筑技术简单，无较复杂工序；抗冲能力比混凝土强，施工中环境对其影响小，适应地基稳定性好少。缺点：工程量有所增加，人工占比较多，单位造价相对较高。

方案I与方案II所用护坡材料对比如图3所示。

图3 护坡材料对比图

结合工程区地形、地貌等特点，根据当地已建渠道工程运行经验，结构选用浆砌石最为经济合理。浆砌石结构对砂砾地基的适应性好，结构稳定性好，且黄家沟属于山区性河流，河道较窄，河道比降大，水流流速快，对抗冲击的要求较高，故选用浆砌石最为科学合理。因此，治理段排洪渠选用M10浆砌石为护面材料。

4 完善防洪治理措施

黄土梁峁沟壑区山洪沟治理措施从工程和非工程两个方面进行，以工程措施为主，非工程措施为辅，两种措施同时进行，有效结合。

4.1 工程措施

工程措施设计时根据“拦、蓄、避、通、护”的原则，旨在提高沟道的重点河段防洪标准，降低山洪破坏的程度。

（1）在关键河道拦截洪水，措施：修建淤地坝、拦沙坝等；

（2）上、中游缓地滞蓄洪水，措施：修建淤地坝、拦沙坝、利用山塘和洼地等；

（3）中、下游重要城镇或设施避开洪水，措施：修建排洪渠、截洪沟等；

（4）下游淤积处疏通河道，修建防护工程，措施：河道疏浚、修建提防、护岸。

通过以上措施完善沟道工程配套并进行合理布局，与黄土梁峁沟壑区水土保持紧密结合，相互促进，在满足技术标准的前提下，保障了沟道的生态性和亲水性。

4.2 非工程措施

提高人民群众的山洪沟防护意识，坚持非工程措施与工程措施并行，将山洪灾害调查、山洪监测预警系统和群防意识相结合，逐步形成完善的山洪沟治理措施。

（1）明确沟道的重点段、危险段，重点监测和预警，进行定点和定时巡访；

（2）完善沟道的山洪灾害防治体系，落实主管部门职责，明确各级政府部门责任，编制完善的山洪应急预案并进行培训指导；

（3）宣传山洪灾害的危险性，提高群众的山洪防护意识、责任意识，发现情况立即上报。

5 结束语

本文通过分析黄土梁峁沟壑区防洪工程现状，总结了防洪存在的问题，分析了山洪沟治理的方向。设计沟道治理方案，既要考虑技术方案的可行性，也要考虑沟道的生态环境性。治理中，既要采取工程措施对沟道进行人为治理，也要通过非工程措施落实管理机构的防洪责任和增强群众的防护意识，从而实现人与自然的和谐相处，提高人民群众的幸福感。