叶尔羌河流域防洪治理效果评估

毛远辉，李 江

(新疆水利水电规划设计管理局，新疆乌鲁木齐830000)

1 引言

叶尔羌河位于塔里木盆地的西南面，是新疆10亿m3以上较大的流域性河流，发源于喀喇昆仑山脉，多年平均径流量为76.85×108m3，位居新疆第四，是我国最大的内陆河——塔里木河的四大源流之一[1]。

叶尔羌河灌区是特大型灌区在全国位居第四,在新疆排名第一，灌溉面积为753.39×104亩。土地辽阔，水资源丰富，但同时也存在着春旱、夏洪的矛盾，以及面临盐碱、风沙、缺电、生态环境脆弱等问题的困扰，但主要矛盾表现为流域内丰富的水资源得不到有效利用，其根本原因是水资源时空分布不均造成的春旱、夏洪，突出表现为洪水灾害频繁。

叶尔羌河山区河段多是高山和陡坡，表现为典型的高原区狭窄型峡谷。在汛期，经常发生暴雨洪水、融雪暴雨引起的混合洪水、冰川堰寨湖溃坝洪水。洪峰高，流量大，威胁着下游平原的防洪安全。叶尔羌河是新疆洪水多发、洪峰流量最大的河流。实测最大洪峰流量6270 m3/s。

以水利设施为代表的基础设施建设还很落后，流域水能资源开发相对缓慢，特别是叶尔羌河洪水严重威胁两岸人民群众的生命及财产安全，制约了叶尔羌河流域经济社会的协同可持续发展，为改善流域生态环境，提高农牧民收入和加快脱贫致富，促进流域的社会进步、民族团结和边疆稳定，开展并完成对叶尔羌河流域的整体防洪治理是十分迫切的，在此基础上对治理效果进行系统评估是十分必要的。

2 研究区域概况

叶尔羌河流域水系及水文站网分布、三级区各水资源统计、行政及水资源分区分别见图1、表1、表2。

图1 叶尔羌河流域水系及水文站网分布示意图

表1 叶尔羌河流域三级区各水资源统计分析 单位：亿m3

2.1 水利现状与建设情况

《新疆叶尔羌河防洪规划报告》于2003年取得了水利部和自治区人民政府的批复，从此开启了叶尔羌河整体防洪治理顶层设计的序幕，作为法定行政技术指导性文件[2]，在叶尔羌河上总共规划了54处防洪工程，其中亟待治理的25处防洪险工段被列为应急防洪项目，截止到2016年叶尔羌河历年利用各种防洪资金已建成101.72 km防洪护岸及堤防工程；2015年国家发展改革委批复了叶尔羌河防洪工程整体可研报告，确定治理范围为阿尔塔什水利枢纽以下至汇河口之间的叶尔羌河干流河道，治理总长760 km，主要涉及喀什地区的四县二师，分别为莎车县、麦盖提县、泽普县、巴楚县及第一师、第三师，防洪项目共计77段。

目前上游阿尔塔什水利枢纽已竣工并开始发挥效益，同时760多千米中下游河道的防洪治理也全面展开。叶尔羌干流防洪采用堤库结合的防洪工程体系，根据阿尔塔什水利枢纽工程的防洪作用和调度方式，待阿尔塔什水利枢纽工程建成后，可使各保护区的防洪标准达到50 a一遇或50 a一遇以上，目前在叶尔羌河已形成85处防洪工程，其中《叶尔羌河流域防洪规划》提出的重点险工险段54处，村组防洪工程31处。考虑到目前16处防洪工程已完全建设，兵团3处另筹建设，“整体可研报告”尚需治理的防洪工程有66处。防洪工程现状及完成情况见表3。

表3 防洪工程现状及完成情况一览表

2.2 存在问题及原因

存在问题：河流两岸崩塌，引水口等相关水利设施被冲毁，甚至冲垮桥梁，淹没了低洼地区[3]。

主要原因：防洪工程设施简陋，防洪标准低，抗洪能力差；防洪、泄洪体系不完善，排洪不畅，洪水无出路；部分引水设施在行洪河道内，严重影响河道行洪；防洪战线长，农民负担过重。目前仍有20多个临时引水口尚未修复，每年都要在河流上筑坝引水，从而增加了防洪的负担[4]。下游河道淤塞，汛期洪水频发水流散失严重，夏河林场河道多处受阻，难以正常向塔河干流输水,严重影响下游生态[5]。

2.3 解决的途径与方法

阿尔塔什水利枢纽建成前以消能为主，防护为辅，库堤结合，保护生态人居环境。随着阿尔塔什水利枢纽的下闸蓄水，改变了叶尔羌河山区无控制性水库的历史，有效地调控消减了巨大的洪峰，避免了其直接进入平原河段，降低了平原灌区发生大范围洪水灾害的概率。根据《新疆阿尔塔什水利枢纽工程初步设计报告》，导流标准采用20 a一遇，洪峰流量5590 m3/s,上游围堰削峰后下泄流量2525 m3/s，若采用10 a一遇洪水，洪峰流量4272 m3/s，削峰后下泄流量2304 m3/s。阿尔塔什水库建成后20 a一遇洪水的控泄流量为1750 m3/s(相当于河道天然情况下2.5 a一遇洪水)。

3 防洪治理效果评估

3.1 指导思想及原则

叶尔羌流域整体防洪治理工程秉承了分级分区，轻重缓急、分步分策、因地制宜。防洪规划的指导思想是“以防为主、综合治理、蓄浚结合、重点防护、兼顾经济、社会与生态效益”，主要体现在治理措施为修建护岸、堤防，疏浚河道，充分发挥现有滩地的滞洪作用，封滩育林稳定河岸，引洪至灌区等。中下游游荡型河段的治理思路是：“稳定河势、防止冲刷，漫溢，局部封堵汊河、裁弯取直、稳定险工段”。下游生态林河道进行疏浚，确保实现向塔河输水的任务。

3.2 工程措施布局合理性

防洪治理工程统筹兼顾上下游和左右岸，进行了较合理的布局[6]。上游山区段修建山区控制性水库调蓄洪水，削减洪峰；平原灌区上、中游应修建护岸和防洪坝工程，以稳定河岸，提高河道的过洪能力，保护两岸城镇、村庄以及相关设施，特别是农田、水利工程的安全；灌区下游主要修建堤防，防止沿河农田和村庄发生洪水，防洪与分洪灌溉相结合，保证水库蓄水的同时，布置好泄洪通道。下游的生态林通道主要依靠疏浚河道的方式，结合一些堤防工程，以保障向塔里木河的持续供水，维持好下游生态林的绿色屏障[7]。防洪工作的重点是平原灌区，这也是流域的主要经济区。

3.3 堤防护岸形式选取的合理性

叶尔羌河流域防洪近期工程综合考虑河道地形、地质和天然建筑材料的分布情况，经分析河道河床粒径大小、纵坡、冲淤情况，结合历年防洪工程运行过程中取得的经验，将河道从上游到下游分为3段，分别为山区到平原的过渡段、平原河段、游荡性河段。通过对已建防洪治理工程项目的统计分析，可知目前叶尔羌河流域主要采取的堤岸防洪形式是顺坝护岸和坡式护岸以及两者结合的形式，见表4。

表4 叶尔羌河各种堤防护岸工程形式一览表

山区到平原的过渡段0+000～36+000段：结构形式见图2～图4。一般地下水位埋深较大，基础开挖深度为6.5 m～9.0 m，河道顺直且水流流态平顺的河段不设水平防护，局部流态复杂且存在集中冲刷可能的河段需加强基础防冲刷的措施，增设水平钢筋石笼；地下水位埋深较浅河段，基础开挖过深存在施工排水困难的问题，故采取降低基础埋深增大水平防护的措施防止基础淘刷破坏，基础挖深4.0 m～5.0 m，铺设双层格宾石笼长5.0 m～9.0 m。

图2 ①浆砌石护岸结构形式

图3 ②浆砌石+钢筋石笼的护岸结构形式

图4 ③浆砌石+格宾石笼的护岸结构形式

平原河段36+000～84+000段：结构形式见图5～图7。而复合衬砌结构形式主要优势是既发挥了卵石料抗冲耐磨的特性又考虑了现浇砼板施工方便快捷的特点，在设计洪水位以下为500 mm厚的浆砌石衬砌，以上为200 mm现浇砼板，基础埋深为6.5 m～9.0 m，而当在地下水位埋深浅的河段，会遇到施工排水难度大的问题，采用基础根部水平铺设格宾石笼的方式，降低开挖深度至4.0 m～5.0 m，这样既经济又施工方便；现浇砼板相对于浆砌石结构来说施工方便、工期短，但抗砾卵石、漂石冲击、碰撞的能力不足，在河床顺直水流平顺的河段缺乏卵石料料源的情况下适宜采用，同样可根据地下水位埋深的情况进行选择。

图5 ④现浇砼板护岸结构形式

图6 ⑤现浇砼板+格宾石笼的护岸结构形式

图7 ⑥浆砌石+现浇砼板的护岸结构形式

游荡性河段84+000～280+00段：结构形式见图6、图9～图12。其中图9、图11、图12的三种结构形式见于叶尔羌河麦盖提县东河滩防洪工程[8]，分三期实施。一期桩号159+135～161+024段于2015年实施，其护岸形式为见图12；二期桩号158+535～159+135段于2012年实施，其护岸形式见图11；三期桩号157+135～158+535段于2013年实施，护岸形式见图9。投资情况，一期超过2000万元/km，二期超过了3000万元/km，三期1000万元/km左右；一期基础结构形式抗冲刷能力较强，连续墙体刚度大、整体性好、但板间峰易出现问题[9]，后期维护困难，二期水力插板施工方便与一期比较不存在导流，防冲刷能力以及整体性较好，但要求施工机械设备和施工队伍专业性强，单位造价昂贵。三期雷诺护垫护砌+格宾石笼+透水四面六边砼框架结构形式施工工序简单，工期短，透水性强有利于河道两岸植物生态健康发展，维护水与土体的自然交换，但是对卵石料的需求很大，会因为运距增大而引起投资过大的问题，另外作为半临时性工程，运行维护成本较大。图9基础结构形式施工工艺复杂，施工难度较大，较图10的护岸结构形式造价高很多，且存在防渗墙体水毁倒塌的案例，在粉细砂河床防护效果不稳定，影响因素有待进一步研究。

图8 ⑦浆砌石+现浇砼板+格宾石笼

图9 ⑧雷诺护垫+槽孔砼连续墙+C20砼灌注柱的护岸结构形式

图10 ⑨雷诺护垫+格宾石笼+透水框架的护岸结构形式

图11 ⑩现浇砼板+水力插板+摩擦柱的护岸结构形式

图12 砼板+振动沉模砼墙+C20砼灌注柱护岸结构形式

4 结论

(1)叶尔羌河流域整体防洪治理工程是新疆第一条进行全流域、系统、科学规划治理的河流[10]，按轻重缓急分期分步有序实施，取得了一定的治理效果。避免了以往防洪治理工程设计中“头痛医头，脚痛疼医脚”重复浪费使用资金的应急治理方式，达到了长远规划、全面设计、分期实施、重点突出的治理目标。

(2)阿尔塔什水利枢纽[11]已竣工并发挥了防洪效益，把一般防护对象和重点防护对象的防洪标准都提高了，分别从不足2.5 a一遇、20 a一遇提高到20 a一遇、50 a一遇，对叶尔羌河下游防洪产生了积极的影响。防洪体系实现了以水库控泄为主、堤防护岸防护为辅、库堤结合运行的方式，可确保叶河流域人居环境和生态效益得到显著提升。同时开展山洪灾害监测系统的应用评估及完善[12]，进一步完善洪水风险管理系统，提高洪水管理信息化水平，为全面建设和谐社会提供可靠的科技保障。

(3)通过对叶尔羌河流域水利现状与建设情况的梳理，分析比较了已建的11种不同的堤防护岸结构形式，可以看出河道特征和洪水特点是影响堤防护岸结构是否稳定的关键因素，其次结构形式的选型还受施工条件、占地、投资造价和生态景观需求等因素影响。

(4)对叶尔羌河流域防洪治理工程设计应避免采用简单“渠化”的硬质处理方案，应分级分区，因河道特征和洪水特点施策，以“生态、绿色、环保”理念为引领，构建适合南疆游荡性河道的“护岸、护滩”治理模式，探索具有“透水性、柔性、适应变形能力强”的结构形式，以新时期治水理念推进河湖生态走廊建设，确保3亿m3生态水的下泄，为叶尔羌河下游沙漠区脆弱的生态环境及塔里木河绿色走廊的注入新的活力。

(5)传统的河道防洪工程治理模式功能单一，主要以防洪堤、护坡和河道疏浚为主，可通过在紧邻城镇乡村的河段融合“生态、景观、旅游”、民生需求及美丽家园的主题建设，即满足防洪功能的同时又兼顾河道景观的提升[13]，以生态水利的思路去改善周边生态环境，为当地居民营造休闲娱乐场所。