七十一团中小河流域防洪治理工程方案选择分析

田文旭

(伊犁花城勘测设计研究有限责任公司，新疆 伊宁835000)

1 工程布置

本次拟建河段均根据河段的防护对象，通过新建护岸工程，对河道进行整治，使河道顺畅，防止洪水淘刷塌岸，确保七十一团防洪安全，为七十一团社会经济发展提供有利的保障。根据项目区河道受洪水威胁程度及破坏情况，本工程拟对七十一团境内的巩乃斯河左岸布设防洪护岸。护岸位于巩乃斯河左岸，总长度6 km，共分为2 段，其中1#护岸起点位于七十一团八连巩乃斯河防洪治理一期工程末端(桩号K128 +100)，终点接巩乃斯河老桥桥墩处(桩号K132 +670)，1#护岸长4.57 km;2#护岸起点接巩乃斯河新桥护坡处(桩号K132 +765)，终点位于七十一团十连(桩号K134 +195)，2#护岸长1.43 km。

2 河道稳定河宽计算

根据河道现状行洪能力情况具体确定各河段的整治宽度，遵循因地制宜、合理规划的原则。河道整治宽度力求接近河道稳定宽度，同时考虑发生较大洪水时的行洪的能力，不能降低河道的安全泄洪能力和滞洪能力，还要考虑整治工程量的合理控制。根据《中小河流治理工程初步设计指导意见》治理河段的治导线以不侵占河道行洪通道为原则，并保留河流的天然形态，不应随意进行裁弯取直，侵占滩地加高堤防缩窄河床，从而制定出合理的河道治导线。河道整治宽度不宜太窄，要有足够的行洪宽度，避免人为束窄河道加大流速，冲刷两岸，增加防洪压力。本次防护段布置主要考虑河道地形变化等因素综合选取，尽量维持天然河道宽度，保证足够泄洪宽度。河床整治宽度的大小，对保证行洪和两岸安全非常重要，河道整治宽度一般不宜太窄，避免束缩水流加大流速，冲刷两岸堤防。前苏联学者阿尔图宁整理大量中亚细亚冲积扇河流的资料，得出稳定河宽与造床流量及河床比降的关系为:

式中:B 为稳定河床水面宽度，m;Q 为造床流量，相当于频率P =10%的洪水流量，Q =258 m3/s;J 为河床比降;A 为系数，根据阿尔杜林资料，中游河段A=1.0—1.1，下游河段A =1.1—1.7。考虑该河段位于中游，A 取值为1.1。

河道稳定河宽计算见表1。

表1 河道稳定河宽计算表

3 河道治导线确定

河道规划治理中的平面布置，直接影响总体规划，做到“点、线、面、体”的合理布局，“点”就是确定治理的重要河段和重点部位，一般以城镇、村庄、耕地面积集中成片的河段为重要河段，以易垮塌易冲刷一旦决口损失较大的地段为重点部位，“线”就是对河道的岸线、堤线进行上下游、左右岸统筹布置，调整好河势和流向，充分发挥天然河道的作用。“面”就是处理好整条河流的平面、断面和挡水面之间的关系。“体”就是达到治理河道的整体效果，结合城镇建设、生态、环境建设、农田改造协调布置［1］。

巩乃斯河水流不断向两岸摆动侵蚀，水流分散，主流不定，属典型的游荡性河流，巩乃斯河七十一团河段河床宽度一般在25 ～100 m左右，进行防洪工程布置时，除对上下游、河道右岸统筹兼顾外，合理地确定治导线的位置及整治宽度等，尤为重要。

本次防洪工程布置综合考虑巩乃斯河行洪宽度及河势走向，各河段河道治导线的确定详述如下:

K128 +100 ～K128 +800 段处于河道凸岸段，其中K128 +100 ～K128 +250 段为直坎段，河坎高2 m左右，河道具有向左岸侵蚀的趋势，K128 +250 ～K128 +500 段河道为河漫滩，河道具有向右岸偏移的趋势，K128 +500 ～K128 +800 段为直坎段，河坎高度2 m左右，此河段计算稳定河宽69.01 m，现状河道宽度75 ～80 m，满足河道行洪宽度，考虑到此河段河漫滩较短，只有250 m，考虑到工程防护的延续性以及设计洪水内洪水不向护岸背水面侵蚀，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置。

K128 +800 ～K129 +800 段由于处于河道凹岸段，河道具有向左岸偏移的趋势。为了抵御洪水冲刷河岸，七十一团在此段修建了约900 m长砂砾石临时防洪堤，防洪堤布置在河道中心处，将河道宽度束窄至30 ～55 m，严重影响洪水期河道行洪宽度。所以本次设计时，根据此段计算稳定河宽61.23 m，将河道治导线由现状已建防洪堤处向河道内岸偏移，偏移距离10 ～45 m，河道宽度由现状30 ～55 m扩大到70 m左右，满足河道行洪宽度。

K129 +800 ～K129 +970 段纵坡较大，河道顺直，计算稳定河宽54.75 m，此段河岸宽度较窄，仅5 m左右，岸后为八连鱼塘，受地形限制，此段河道治导线由河岸坡角处向河道偏移0.5 m，基本不束窄河道，不占用鱼塘，同时护岸防洪抢险道可利用岸顶已建砂砾石路面，降低工程投资。

K129 +970 ～K130 +400 段河坎较高，坎高16 m左右，河道宽95 ～100 m，计算稳定河宽80.8 m，满足河道行洪宽度，其中K130 +000 ～K130 +200 段为建筑垃圾、树根及弃土堆积段，长度约200 m，宽度约3～20 m，高度约5 ～16 m。主要为七十一团防止洪水冲刷、侧蚀进行的防护，目前仍在倾倒，初步估计废弃料约2.0 万m3，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置，此防护段清除沿岸垃圾共计1.5 万m3，此部分清除垃圾工程量不计入本次项目，由七十一团负责清除。

K130 + 400 段～K130 + 650 段河道宽80 ～90 m，河坎后60 m为团部居民区，沿河坎建有砂砾石防洪堤，防洪堤后为料坑，由于建设标准较低，目前已基本冲毁，本次设计此段防护段工程治导线沿由已建防洪堤处向内偏移5 m，沿料坑边布置，可利用已建防洪堤作为施工围堰，便于施工，降低工程投资。

巩乃斯河K130 +650 ～K131 +000 段近岸为七十一团3A 级香巩河风景区，沿河坎建有铅丝石笼防洪堤，防洪堤后为团部通往景区道路，路面宽8 m，砂砾石路面。此段为河道凹岸段，河道较窄，最窄处K124 +300 处河道仅宽35 m，泄洪能力小于上下游，而对岸为新源县则克台镇土地，难以将对岸河岸扩宽，而七十一团一侧为道路和景区，治导线也不宜向河岸偏移，所以综合考虑，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置。

K131 +100 ～K131 +400 段为已建砂砾石防洪堤，将河道宽度束窄至25 ～40 m，所以本次设计时，根据此段计算稳定河宽70.34 m，将河道治导线由现状已建防洪堤处向河岸偏移，偏移距离40 m左右，河道宽度由现状20 ～40 m扩大到80 m左右，满足河道行洪宽度。

K131 +300 ～K131 +600 段为已建抛石防洪堤段，堤高2 m左右，由于建设时间长，设计标准低，此段防洪堤大部分已坍塌，此段河道宽65 ～90 m，根据此段计算稳定河宽70.34 m，将河道治导线由现状已建防洪堤处向河岸偏移，偏移距离10 m左右，河道宽度由现状65 ～90 m扩大到75 ～100 m左右，满足河道行洪宽度，同时可利用已建防洪堤作为施工围堰，便于施工，降低工程投资。

K131 +600 ～K132 +200 段近岸为林地，目前该段无防护设施，河道宽80 m 左右，计算稳定河宽70.34 m，满足河道行洪宽度，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置。

K132 +200 ～K132 +416 段由于岸坡冲刷严重，团场在此段建设了120 m长砂砾石防洪堤，防护段桩号K132 +200 ～K132 +320，此段河道宽度60 ～90 m左右。本次设计将河道治导线由现状已建防洪堤处向河岸偏移，偏移距离20 m左右，河道宽度由现状60～90 m扩大到80 ～90 m左右，满足河道行洪宽度。

K132 +416 ～K132 +670 段为已建抛石护岸段，主要保护巩乃斯河老桥，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置。

K131 +670 ～K132 +765 段位于巩乃斯河老桥和新桥中间段，其中桩号K132 +700 处为巩乃斯河则克台水文站，由于巩乃斯河新桥上下游已建有护岸，则克台水文站处不宜改变现状测流断面，所以此段维持现状。

巩乃斯河K132 +765 ～K134 +195 段位于巩乃斯河大桥已建护坡下段，此段河道较宽，一般在90 m左右，河道顺直，本次设计防护段工程治导线沿现状河岸布置。

4 防护型式的选择

根据传统防洪护岸形式以及近几年内的防洪经验总结，护岸形式主要有格宾石笼护岸、混凝土板护岸、浆砌石护岸等3 种型式。

本工程根据巩乃斯河河道特性及河道附近砂石料场情况并结合四师多年修筑防洪堤的经验教训，分别对护岸常见形式进行方案比选。根据《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)，分别对混凝土板、浆砌石护坡、格宾石笼厚度进行计算。

针对巩乃斯河七十一团河段河道变化的特点，结合地质条件及现场踏勘，兼顾考虑项目实施条件、施工难易程度等，对传统的防洪护岸形式，以及四师近几年的防洪经验总结，提出4 种型式防洪方案，即斜坡式混凝土板护岸、斜坡式浆砌石护岸、斜坡式格宾石笼护岸以及格宾网箱重力墙式护岸，分别进行技术、经济方案比选:

4.1 方案一:斜坡式现浇C20 混凝土板护岸

护岸迎水面边坡为1∶1.5，采用现浇C20、F150混凝土浇筑。混凝土板板厚度为20 ～30 cm，基础混凝土板厚度为30 cm，渐变至堤顶为20 cm。混凝土板下设置25 cm防冻垫层。为满足抗冲刷的要求，护岸基础埋深3 m，在底部设置2 ×1 m现浇C20 混凝土阻滑墙。

4.2 方案二:斜坡式现浇C20 混凝土板护岸

护岸迎水面边坡为1∶1.5，采用C20 细粒混凝土砌筑浆砌石护岸。浆砌石板厚度为40 ～60 cm，基础浆砌石板厚度为60 cm，渐变至堤顶为40 cm。考虑抗冻涨的原因，浆砌石板下设置25 cm防冻垫层。为满足抗冲刷的要求，护岸基础埋深3m，在底部设置2×1 m现浇C20 混凝土阻滑墙。

4.3 方案三:斜坡式格宾网箱护岸

护岸迎水面边坡为1∶1.5，采用格宾网箱护坡。格宾网箱护坡厚度为0.5 m，护坡下设无纺布一层;基础格宾网箱厚度为0.5 m，为满足抗冲刷的要求，基础埋深1.5 m，在底部设置1 ×1 m格宾网箱阻滑墙，并向迎水面伸出3 m。

4.4 方案四:格宾网箱重力墙式护岸

护岸采用格宾网箱重力墙式护岸。格宾网箱迎水面采用阶梯状布置，背水面为直立结构，并设无纺布一层。基础格宾网箱厚度为0.5 m，为满足抗冲刷的要求，基础埋深1.5 m，并向迎水面伸出3 m。

通过对以上几个方案的经济技术比较后认为:以上4个方案均是可行的，其中方案一、方案二在伊犁河干流上有成功运行的先例，方案三在特克斯河界河防洪、巩乃斯河防洪上有成功运行的先例，方案四在纳林果勒河界河、特克斯河界河、霍尔果斯河界河防洪上有成功运行的先例。方案一、方案二具有外观美观、抗冲刷能力强等优点，但施工工期长、施工较为复杂、开挖困难等缺点，方案三、方案四外观不如以上两个方案美观、需要大量的卵石，但具有工期短、施工简单等优点，同时也是一种生态型护岸工程。尤其是方案三在类似地质条件下有巩乃斯河七十二团护岸工程成功实施的经验。经过以上比选，认为方案三、方案四具有透水性好，能排水固结，利于水土保持，并且组装、施工简单，是一种生态护岸等优点，所以推荐方案为方案三和方案四，即采用斜坡式格宾石笼护岸和重力式格宾石笼护岸的型式进行建设。

［1］许晓彤. 淮河防洪治理问题及探讨［J］. 江淮水利科技，2009(03):5－7.