塔里木河阿拉尔市城区段应急防洪方案比选

王清颖 傅晓松

（新疆生产建设兵团农一师勘测设计院 新疆阿克苏 843000）

1 项目概况

1.1 地理位置

图1 塔河流域水系关系图

1.2 水文

塔河主要是天山融雪补给径流，受气候影响变幅很大，阿拉尔站最大年径流量69.59亿m3，最小年径流量26.7亿m3，多年平均径流量48.01亿m3，多 年 平 均 流 量 155.06m3／s，最 小 流 量0.42m3／s。塔河径流年内分配不均，6～9月水量占全年的73.9%。

表1 阿拉尔站设计洪水位计算成果表

2 工程缘由

2.1 洪灾形势严峻

塔河上游两岸主要分布着农一师最大的灌区－－塔里木灌区及兵团新兴城市——阿拉尔市，阿拉尔市是农一师的政治、经济、文化中心，也是国家重要的粮、棉、果、畜生产基地；塔里木灌区、阿拉尔市城区傍河而建，塔河洪水旁蚀、冲淘、冲毁河岸，给灌区带来巨大的经济损失。

2.1.1 塔里木灌区洪灾损失情况

塔里木灌区辖“八团”（分别是：7、8、10、11、12、13、14、16团）、“三场”（阿拉尔农场、南口农场、幸福城农场）、“二处”（塔里木灌区水利水电工程处、塔里木灌区水利灌溉管理处）、“一乡”（托喀依乡），所辖区域内共8个大型国营农场紧邻塔河及阿克苏河两岸。据调查统计，1958年以来塔河及其干流已累计冲毁这8个农场6.6万亩良田、0.79万亩果林、9.2万m2房屋、230座水工建筑物，共计冲毁土地14.9万亩（含7.5万亩荒地），累计直接经济损失约5.1亿元。

2.1.2 阿拉尔市主城区段洪灾损失情况

阿拉尔市主城区以河为界分为北市区、南市区，主城区防护区域为塔河阿拉尔大桥上游6km（直线距离）河段，主城区防洪护岸河段洪水累计冲毁0.93万亩良田、0.12万亩果林、0.77万 m2房屋、8座水工建筑物，共计冲毁土地3.5万亩（含荒地2.73万亩），累计直接经济损失约1.1亿元。

2.2 工程总体规划

由于塔河为宽浅式游荡性河流，河床、河岸以粉细砂为主，抗冲能力差，加之河道坡度缓、河水含沙量大、冲刷强度大（最大冲深14m），受汛期主流摆动顶冲河岸，致使两岸河岸、高滩大量坍塌，严重威胁阿拉尔市及沿线团场的生产经营和职工群众的生命财产安全。加上塔河农一师段“一河两岸”防洪任务重，防洪问题已成为制约该区经济社会发展最严重，最紧迫的问题。

研究采用2(近邻信任：高vs.低)×2(家庭月收入：高vs.低)组间设计，因变量为根据被试在跨期决策任务填答结果计算出的k值。

因此，塔河农一师段防洪规划以现状河道的水情、工程现状等实际情况为基础，在有人类活动的地区和有基础设施的河段上，对本工程整治河道南、北岸，共规划了14处整治节点，北岸节点编号按从上游到下游顺序依次为：N11、N12、N13、N14、N15、N16、N17，南岸节点编号按从上游到下游顺序依次为：S10、S11、S12－1、S12、S13、S14、S15。塔河阿拉尔市城区段（塔河二桥北岸0＋000－1＋628段）为整个规划中的N14节点，根据近几年的观测，河弯仍有北移趋势，即将危及大桥安全。为此，应尽快安排实施防护。

3 工程等别及建筑物级别

本工程设计洪水重现期为30年一遇，相应的设计洪峰流量为2150m3／s，设计洪水位为1010.08（阿拉尔大桥处）。根据《堤防工程设计规范》确定堤防工程的级别为3级，钢筋混凝土井柱桩建筑物级别为3级。

4 顺坝结构型式选择

4.1 堤岸防护型式选择

本工程位于塔河上游，由于游荡性河道具有“宽、浅、乱”特点，河床母质为深厚的细砂和粉细砂透水地基，易被水流淘刷，且实测最大冲深达11.2m，同时，在本区及黄河（同为平原游荡性河流）下游段治理工程中也无工程运用实例；偏于安全考虑，本工程采用坝式护岸、坡式护岸结合型式。

顺坝依托老河岸、沿治导线采取曲直相间布置，可以充分发挥永久性护岸工程的作用。

4.2 顺坝结构型式选择

堤防工程的型式按因地制宜、就地取材的原则，可选择土堤、石堤、混凝土或钢筋混凝土防洪墙、分区填筑的混合材料堤，同一堤线的各堤段也可采用不同的堤型。根据塔河应急防洪工程经验并听取多方建议，在对相似河道的各类防洪堤进行分析比选后认为，采取顺坝护岸结构形式，既要能满足抗冲缓流，又能维护岸坡稳定、保护堤脚不受水流淘刷。初拟三种顺坝横断面设计方案，详见横断面方案设计图2、图3、图4。

方案一：钢筋混凝土井柱桩透水顺坝＋混凝土槽型板护坡＋土堤。

沿堤线向河道内侧50m处平行设单排C20钢筋混凝土井柱桩顺坝（间距50m），井柱直径80cm，桩深20m，井柱桩间净距0.2m，顶部用C20钢筋混凝土帽梁连成整体；混凝土井柱桩顺坝后50m设土堤；土堤内边坡采用20cm厚C20干砌混凝土槽形板护坡，混凝土板后设无纺布。

方案一，建筑工程造价2421万元／Km。

图1 方案一

方案二：钢筋混凝土井柱桩透水顺坝＋干砌块石护坡＋土堤；

同方案一，只护坡形式改为干砌块石护坡；

图3 方案二

方案二建筑工程投资2406万元／km；

方案三：抛石护岸＋干砌块石灌浆护坡＋土堤。

在河底自坡脚向河内方向铺设20m长、1.8m厚水平铺盖，水平铺盖下部铺0.8m厚干砌块石，上部铺1.0m厚块石铅丝笼，在水平铺盖顶部紧靠坡脚处堆放2m高抛石，抛石护岸后设土堤，土堤内边坡采用50～70cm厚干砌块石灌浆护坡，干砌块石后设无纺布。

方案三建筑工程投资1333.6万元／Km。

图4 方案三

4.3 三种方案综合比较

表2 三种方案综合比较表

三个方案在抗冲性、缓流效果、促淤保堤、安全稳定等方面均有较好的效果，其中：方案三适应性较强，并在阿拉尔市河段应急防洪护岸中已积累了一些成功经验，适宜在主流靠岸部位施工，用于水流顶冲段及重要堤段。方案一、方案二目前虽没有非常成功的经验，但为了探索与阿拉尔市城市发展相适应的护岸结构型式，考虑在部分堤段采用此种形式，其中方案二采用干砌块石护坡，外观与滨河城市景观建设不协调，且在造价方面对比方案一也没有太大优势，因此确定采用方案一作为本堤段的防护方案。

综上所述，N14节点：塔河阿拉尔市城区段（塔河二桥北岸0＋000－1＋500段）采用方案三护岸结构型式，下段（塔河二桥北岸1＋500－1＋628段）采用方案一结构型式。

5 结论

阿拉尔市成立于2003年，是农一师政治、经济、文化中心及国家重要的粮、棉、果、畜生产基地，正在形成以纺织、科研、教育、交通以及农副产品生产加工和集散为主的新兴现代化城市。本设计主要选择顺坝型式对塔河阿拉尔市城区段进行应急护岸防护，不仅可以减少阿拉尔市洪灾损失、还能促淤保堤、有利于滨河城市景观建设、稳定民心、促进阿拉尔市社会经济全面发展。

防洪工程属社会公益事业，工程的实施，将提高沿河区域的防洪标准，大大减少洪水灾害造成的损失，使沿河区域经济发展、人民生命财产安全都具有可靠的保证，其社会效益是显著的，同时又对周边的生态环境、自然条件改善将起到积极的促进作用。

鉴于上述原因，为解除阿拉尔市洪水威胁，保障人民生命财产安全，维护当地社会稳定，促进当地经济发展，对塔河阿拉尔市城区段进行应急防洪工程建设是十分必要的。

1 GB50286－98《堤防工程设计规范》［S］

2 SL274－2001碾压式土石坝设计规范［S］

3 国发［2010］31号，全国中小河流治理和中小水库除险加固、山洪地质灾害防治、易灾地区生态环境综合治理总体规划

4 新疆农一师勘测设计院编 .阿拉尔市塔河北岸（0＋000－1＋628段）应急防洪工程实施方案［R］，2010年8月通过水利部评审

5 新疆农一师勘测设计院编 .塔里木河新疆生产建设兵团农一师阿拉尔段河道整治工程可行性研究报告［R］2010