邵武市拿口镇朱坊河小流域治理方案探讨

2018-01-11叶能平

湖南水利水电 2017年4期

叶能平

（福建省邵武市拿口镇水利工作站南平市 354000）

1 流域概况

朱坊河位于福建省邵武市东部，是富屯溪的一级支流，发源于邵武市与建阳交界的华家山麓，海拔约1 168 m，流经朱坊与左支流汇合后经固住、下吾墩、山下后汇入富屯溪。朱坊河流域面积158.6 km2，全长26.6 km，平均坡降1.27/1 000。流域全年霜日一般为70～90天，境内各地年降水量一般在（1 700～2 300）mm之间，全年降水日数多在160～180天之间。气候较为潮湿，流域内年平均气温在（16～19）℃之间，最热月平均气温在（27～29）℃之间，最冷月平均气温在（5～8）℃之间，丘陵部分气温略低。受地域地势影响，汇流时间短，洪水暴涨暴落，一涨洪水历时2～3天左右，洪峰型号以双峰、多峰居多；据统计，年最大山洪灾害发生在3～9月，而以5、6月特别是6月份出现机遇最多，灾害性大洪水有集中发生在6月份和8月份的趋势。

2 治理前存在的问题

整体而言，邵武市水系发育，溪河密布，境内大小支流26条，这些小流域属山区性河流，受地形、气候和植被的影响，普遍存在河道坡降大，水流急，每逢强降雨，河流易发暴涨暴落，区域性山洪与地址灾害等频频发生，引发农田淹没、道路冲毁、房屋倒塌，严重威胁当地群众的生命财产安全与经济社会发展。

朱坊河小流域治理前灾情严重，如“98.6.22”洪灾，拿口镇朱坊河流域受淹面积207 km2，受淹农田556.67 hm2（8 350 亩），受灾人口 4 650 人，公路损毁24 km，冲毁防冲护岸36km。朱坊河两岸多为自然河道或河漫滩地，未设防洪堤或护岸，河道淤积非常严重，有的河段已有护岸工程，但经过多年运行，河道淤积情况也很严重。在汛期，山洪漫过天然河岸，淹没两岸的农田、造成良田受淤泥和砂石混合料堆积覆盖等，不仅造成耕地毁坏，粮食作物和经济作物被冲毁，农民绝收；更有甚者，河道因上游水毁造成下游河床抬高、淤积束窄河道，影响河道正常行洪，危害巨大。

当前情况下，朱坊河流域现有工程已不能适应社会主义新农村建设的要求，为了改善农村居住条件，提高农民发展经济的积极性，促进区域经济的全面发展和农业产业结构的调整，百姓对朱坊河流域进行整治的愿望迫切，因此朱坊河流域治理工程具有十分重要的意义。

3 规划方案分析

3.1 方案总布置

福建省邵武市拿口镇朱坊河流域综合治理工程总河长7.012 km，其中新建防洪堤、护岸长3 872.99 m。另外综合治理工程还含有排涝工程及穿堤建筑物以便排涝水和通行。

3.1.1 岸线、堤布置原则

布置首先需根据河流的水文、地形、地质条件及现有河岸的稳定情况，选取河槽宽度和平面形态既能满足行洪要求，符合河床演变规律，又能节省工程投资的最佳岸线；再次，岸线应顺从河岸，使堤岸走向尽量符合洪水主流向，保留适当宽度的滩地，并兼顾中、枯水的流向，以减少冲刷和淤积；另外，岸线布置应选择地势较高，岸基工程地质较好，比较稳定的滩岸上，尽可能利用现有堤防及有利地形，并结合城镇建设规划及沿岸工业区开发，将水、堤、路有机地融合一体，尽量做到路堤结合，对规划中沿河修建的建筑物与岸线保持足够间距，留出防洪抢险道路，便于堤防的管理养护、抗洪抢险及河岸景观设计。

3.1.2 工程总规划

（1）综合治理堤防、岸线布置。

①综合治理朱坊段。综合治理河长5.094 km，起点位于吴墩桥，终点位于贺坊村下游的小贺坊桥。综合治理岸线以朱坊河左支流河面宽度不小于22 m、朱坊河干流河面宽不小于36 m为原则，通过对河道清淤疏浚，加大河道行洪宽度，减少水流流速，减轻弯段水流对防洪堤、护岸基础的冲刷。该治理段新建加尚段、朱坊段2个堤段。

②综合治理固住段。综合治理河长1.771 km，起点位于固住桥上游约700 m处，终点位于册头桥。综合治理岸线以朱坊河干流河面宽度不小于36 m为原则，通过对河道清淤疏浚，加大河道行洪宽度，减少水流流速。该治理段新建固住段护岸。

③综合治理固住支流段。综合治理河长0.147km，起点位于于路桥，终点位于固住支流与朱坊河干流汇合口。综合整治岸线以固住支流河面宽度不小于13m为原则，通过对河道清淤疏浚，加大河道行洪宽度，减少水流流速。该治理段新建固住支流段护岸。

（2）排涝工程。规划方案中只需考虑自排，不考虑抽排。朱坊段右岸防洪堤保护对象为朱坊小学，其教学楼部分地势较低，在发生设计洪水（P=10%）情况下，不能实现自排，拟设涵管1条。其余段护岸，保护对象为耕地，地面高程大多与5年一遇的洪水位相当，当发生洪水时，大部分可自行排涝。本次规划为满足日常的低水自排需要，拟定沿护岸设置9条排水涵管。

（3）穿堤建筑物。穿堤建筑物包含灌排闸和桥梁。加尚滚水坝、固住滚水坝左岸上游各有1处灌排渠进口，由于水渠现有渠顶高程低于设计计算的5年一遇水位，需在进口处设灌排闸，以免洪水淹没区间耕地。朱坊村防洪堤工程河道治理段沿岸有10座桥梁，经计算，除小贺坊桥梁底高程比设计洪水位高0.05 m外，其余9座桥的桥面和梁底高程高程均满足10年一遇洪水的行洪安全要求。考虑到小贺坊桥桥净宽48 m，该段河面宽度大部分在（40～45）m间，桥墩的阻力作用较小，暂不考虑小贺坊桥的改建。

3.1.3 防洪堤及护岸选取

（1）护岸型式选取。根据两岸地形、地质情况，护岸结构型式上选择以不影响行洪为首要条件，并综合考虑堤岸结构施工的难易程度和地材的选用等，拟定C15埋石混凝土重力式挡墙和C20混凝土悬臂式挡墙2种护岸型式进行比较。2种护岸型式每延m投资比较详见表1。

表1 方案每延米主要工程量及投资比较

护岸结构型式比较：

①经济比较：从表1可以看出，方案一可比项目投资较省，方案二投资较高。

②施工要求：方案一的埋石混凝土挡墙和方案二的混凝土悬臂式挡墙均为水利工程建设中传统常用的结构型式，施工工艺成熟。

综上所述，防洪堤型式推荐采用方案一埋石混凝土挡墙重力式结构：造价便宜、施工方便。

（2）朱坊段右岸防洪堤结构型式选取。工程保护对象为朱坊小学和村落建筑物，根据朱坊段右岸地形、地质情况，堤岸型式选择除了满足行洪要求外，还需综合考虑堤岸的抗冲性能、堤岸结构施工的难易程度、原材料采集的难易程度，尽量少占耕地、工程造价低及美观等。朱坊段右岸防洪堤采用复合式结构，充分利用朱坊村小学操场作为复合式挡墙的休闲平台。复合式断面由上下两部分组成，下部采用C15埋石混凝土护岸，上部护坡拟采用“生态混凝土预制块护坡”、“三维排水生态袋护坡”及“浆砌石护坡”三种型式进行经济技术比较。三种护坡型式每延m防洪堤坡面投资比较详见表2。

表2 方案主要工程量及投资

防洪堤结构型式比较：

①经济比较：从表2可以看出，方案三投资最高，方案二次之，方案一投资最节省。

②施工要求：浆砌块石护坡为水利工程建设中传统常用的结构型式，施工工艺成熟；三维排水生态、生态混凝土预制块护面是近年来发展的一种新型护坡型式，省内外工程应用均较成熟，三维排水生态袋目前省外如浙江广东省工程应用较为成熟。因此从施工角度考虑三种护坡型式均可。

③后期养护管理及耐久性：传统的浆砌块石护坡不能种植植被，管理和维护较简单；生态混凝土预制块、三维排水生态袋护坡需定期清理、修整。

④生态景观：“生态袋”护坡与生态混凝土预制块均可达到绿化环保的目的；而浆砌块石是一种硬化材料，尽管它是水利工程传统的护砌材料，块石开采过程中对料场生态破坏、资源不断减少以及对河道的硬化问题越来越受到关注，本工程暂不推荐采用浆砌石护坡。

综上所述，考虑到朱坊小学所在河段的重要性，从安全、经济及美观方面出发，本工程护坡型式推荐采用生态砼预制块：造价适当、施工方便、绿色环保。

3.2 治理中需注意的问题

经过实地勘察，堤基以素填土为主，渗透变性形式为流土，同时颗粒级配分析结果表明堤基卵石层渗透变形的形式为管涌。虽然河道整治后部分河段的过流条件得到改善，但由于山区河流具有坡度大、洪水暴涨暴落的特点，洪水发生时，河床的最大流速经常超过易冲土体的不冲流速，建议在新建堤防的堤脚设置一定深度和一定范围的防冲措施，可考虑堤外侧堤基适当加深开挖，设置防渗齿墙，并在堤脚设置浆砌石墙或者抛石护脚进行堤脚防冲刷保护。堤基中存在强透水的乱石层，堤基开挖时，易发生渗水、涌水，影响基坑开挖与基坑边坡的稳定性，建议堤基基坑开挖边坡按1∶0.75～1∶1边坡开挖，并做好基坑抽排水。另外堤基土体易发生不均匀沉降，引起刚性断裂，建议合理分段，设置沉降缝。

3.3 规划方案评价

朱坊河流域综合治理工程涉及拿口镇池下、加尚、朱坊、固住、竹前和山下村等6个行政村，涉及人口0.98万人，耕地面积0.124万hm2（1.86万亩）。通过经济评价得出：工程建成对项目区的经济增长和人民生命财产安全起到重要的保障作用，社会效益显著。经计算，国民经济评价内部收益率为15.76%，大于社会折现率8%，经济净现值2 020万元，效益费用比2.20，大于1，成果表明本工程经济上是可行的。同时从敏感性分析表明本工程具有较强的抗风险能力。同时，综合治理工程能有效保障两岸居民的生命及财产安全，是为民办实事，让农民得实惠的最重要的体现，有利于促进农村各项事业稳步发展。