晓夏街流域溶蚀洼地洪涝治理方案初步研究

唐利华

（湖南三禹工程管理有限责任公司，湖南 长沙 410114）

湖南省郴州市宜章县黄沙镇晓夏街为一盲谷，地形四周为山岗，中间为盆地，仅在黄沙镇晓夏街李家湾有2 处落水洞口。晓夏街河与其支流黄沙河流经晓夏街涝区，通过李家湾落水洞口流入地下落水溶洞。在沙坝村溶洞口露出，汇入南花溪。

晓夏街河集雨面积73.3 km2。涝区雨洪均经落水溶洞排至南花溪，由于晓夏街河落水溶洞泄洪能力不足，晓夏街河流域发生暴雨后，晓夏街、校场坪附近汪洋一片、庄稼和农田受淹严重。

1 涝区流域情况

晓夏街河属于南花溪一级支流，武江二级支流，发源于广东省连州大路边镇鸭公塘，晓夏街河在黄沙镇李家湾下游流入地下溶洞，经地下暗河，于宜章县天塘乡龙江口村汇入南花溪，流域面积为73.3 km2。黄沙河是晓夏街河的一级支流，发源于宜章县黄沙镇新岔村牛婆坳，黄沙河集雨面积为34.6 km2。在黄沙镇李家湾汇入晓夏街河。晓夏街河涝区内有晓夏街、校场坪、堡城、蔡家、大黄家、五甲6 个行政村，总人口10 337 人，区内耕地总面积9 659 亩。涝区规模及范围见图1。

图1 晓夏街河流域水系及技术方案比选图

2 洪涝灾害情况及形成原因

2.1 洪涝灾害情况

黄沙镇在新中国成立以后发生大洪水的年份有：1961、1968、1973、1976、1985、1987、1992、1994、1995、1999、2006 年，其中以1992 年“5·6”洪灾，1999“8·13”洪灾、2006“7·15”洪灾损失最为严重。2006“7·15”特大洪灾，房屋倒塌58 间，因灾死亡7 人，庄稼颗粒无收，洪灾最高洪水位为269.04 m。当地老百姓有句民谣：“晓夏街一年水淹三次禾”，形象地说明了晓夏街民众面对洪涝灾害的痛恨和无奈。

2.2 洪涝灾害形成的原因

根据水文气象和地形条件分析，造成涝灾的主要原因有：

1）现有落水溶洞泄洪能力小，晓夏街落水溶洞局部地段断面狭窄，弯曲，致使泄洪流量过小。涝区部分垃圾滞留在落水洞中，加上涝区部分泥沙淤积落水洞内，排水更为不畅，加剧内涝。

2）晓夏街内涝区集雨面积较大，汛期涝区降雨丰富，晓夏街涝区集雨面积达73.3 km2，涝区遭遇暴雨时，洪水流量大，涝区无法及时排水，造成严重内涝。

3）涝区内蓄洪滞洪容积小，从1/10 000 地形图测量计算得知，265 m 高程以下蓄洪容积为105 万m3，24 h 暴雨值为60 mm 时对应的洪量153 万m3，10 年一遇设计洪量667 万m3。涝区内蓄洪容积小也是造成严重内涝的重要原因。

4）加上连年的水土流失，废弃物等不断阻塞，落水溶洞泄洪能力逐年降低，同时涝区排涝配套设施不全，无法满足区域排涝要求。

3 落水洞泄洪能力复核及涝区治理思路

3.1 落水洞泄洪能力复核

目前，晓夏街涝区主要有两个比较大的落水溶洞泄洪，晓夏街河和黄沙河上各有一处溶洞入口。晓夏街河溶洞入口与黄沙河溶洞入口相距110 m，黄沙河经地下溶洞汇入晓夏街河。晓夏街河经地下落水溶洞排至南花溪，这些落水洞都具备有一定的排水能力。黄沙镇根据晓夏街洪涝情况，结合宜章和黄沙溪气象站气象资料，当晓夏街河流域遭遇24 h 暴雨值大于60 mm时，晓夏街片区发生内涝。说明落水溶洞泄洪能力仅能通过相当于区域发生24 h 暴雨值60 mm 时产生的洪峰流量。因此，需计算24 h 暴雨值60 mm 时对应的洪峰流量，同时复核本区域10 年一遇设计洪峰流量。

晓夏街河干流上游建有黄沙溪水库（中型水库），该水库预留防洪库容，水库对流域洪水调蓄作用较大。根据黄沙溪水库防汛调度，在发生10 年一遇的暴雨情况下，水库不泄洪。因此在计算晓夏街河落水溶洞设计洪水及排涝流量时，仅考虑黄沙溪水库大坝至落水溶洞口区间集雨面积产生的洪水。

晓夏街流域属无资料地区，晓夏街流域设计洪水采用《湖南省暴雨查算手册》推算。经计算，晓夏街河24 h 暴雨值60 mm 时对应的设计洪水流量为35.79 m3/s，即现有落水溶洞泄洪能力约为35.79 m3/s，洪量153 万m3。晓夏街河10 年一遇设计洪水峰流量为203.2 m3/s，洪量667 万m3。

通过计算结果对比分析，晓夏街现有的落水溶洞泄洪能力远小于10 年一遇设计洪峰流量，这是造成晓夏街严重内涝的原因。

3.2 涝区治理总体思路

根据晓夏街涝区下游及左右岸三面环山，上游雨洪无法顺畅排走的特点，需新建排涝工程体系，根治晓夏街涝灾。通过新建排涝设施，排除超过落水洞泄洪能力的涝水流量。新建排涝工程的排水流量为涝区设计排涝流量扣除落水洞的泄洪流量。

根据洪涝灾害现状，以及现场勘查的地形、地质情况，排水措施有：一是将原落水洞行洪通道扩卡拓宽，将涝水通过原路径排除。二是保留落水洞行洪通道，再开凿一条泄水路线（新开排涝明渠、暗涵及排涝隧洞等），把涝水引到下游南花溪。这两个方案都可降低涝水位，减少淹没面积，缩短洪涝历时。

3.3 涝区排涝流量计算

根据实地调查，晓夏街河和黄沙河上均有溶洞入口，洞口互通互连，晓夏街干流溶洞进口十分狭窄，洞口洞径仅为1.2 m，支流黄沙河上溶洞稍微大点，洞口宽约1.8 m，高约1.8 m。晓夏街干流溶洞进口东侧50 m也有个洞口，宽约1.5 m，高约1.2 m，洞口位置较高，高程为266.10 m 左右。这几个洞口是涝区最低点，晓夏街流域洪水经这些洞口进入落水洞。经实地查勘，涝区没有坑塘等设施蓄滞涝水，因此不再考虑晓夏街涝区的涝蓄能力。

根据排水需要，计算晓夏街涝区设计排涝流量。根据《灌溉与排水工程设计标准》（GB 50288），排涝标准为5 年一遇24 h 暴雨24 h 排至耐淹深度。

排涝流量根据下面的公式计算：Qp=（F×H24面×0.8）/（t×86 400×1 000）

通过计算，晓夏街涝区5 年一遇设计排涝流量为77.12 m3/s。

现有落水溶洞泄洪能力为35.79 m3/s，晓夏街涝区设计排涝流量为77.12 m3/s，超过涝区落水溶洞泄洪能力的这部分涝水流量由新建排涝设施排出。因此，新建排涝设施设计排涝流量为41.33 m3/s。

4 洪涝灾害治理方案及措施

4.1 排洪治涝方案分析论证

根据晓夏街涝区的地形、地质及人居环境条件拟定3 个治涝措施比选方案：

方案一：在晓夏街涝区上游新开撇洪明渠6.5 km，撇洪明渠路线沿堡城——五甲——花园——石山背——南花溪布置。该线路绕过涝区，穿越107 国道和黄莽公路后，通过石山背附近的沟道，将涝区涝水排至南花溪。

方案二：新开明渠、暗涵和排涝隧洞将涝区涝水排至南花溪。该方案新建明渠320 m，暗涵77 m，隧洞1 256 m。

方案三：拓宽落水洞进出口狭窄处，将落水溶洞进口宽敞段和出口宽敞段扩宽，同时新开隧洞连接进口和出口宽敞段。扩宽落水洞进口段310 m，扩宽落水洞出口段400 m，拓宽后的落水洞进出口通过新开隧洞连接，新开隧洞长1 200 m。同时在落水洞出口拆除重建电站引水坝1 座。

经比较，方案一撇洪明渠方案需通过村镇居民区，明渠线路长，渠道开挖断面较大，需占用大量的土地，同时需穿越宜连高速、107 国道及黄莽公路。该方案投资巨大，占地多，施工及协调难度也大。

方案二进口入裸露的岩层比较完整，无破碎带现象，隧洞成洞地质条件相对较好，施工出渣运输方便，堆放渣场近。在施工期间下雨，不会影响施工，也不影响排洪。但方案二明渠开挖需征用工程永久占地4.5亩，占地全部为荒地（因长期受涝灾无法耕种）。该方案虽有少量征地，但均为荒地。该方案地质条件好，施工条件好。

方案三无永久征地，工程征地全部为临时征地。该方案存在以下几点问题：①落水溶洞蜿蜒曲折，宽窄不一，施工风险高，施工机械运行困难，施工出渣较困难。②涝区排涝设施施工时无法安排其他导流方案，施工期洪水需由落水洞导流，施工中产生的松散渣料容易淤堵落水洞。③新开隧洞靠近泄洪溶洞，施工期间一旦下大雨，施工作业面容易被淹没，对施工场地造成极大的破坏，影响工程施工进度。④涝区出露地层为碳酸盐类岩石，岩溶发育强烈，该洞线隧洞施工时容易遇到溶洞、涌水等不良地质情况。⑤落水洞出口建有一座小水电站，该方案需在落水洞出口处拆除重建水电站引水坝1 处，这将给工程建设带来经济纠纷和社会不稳定因素。该方案虽无永久征地，但施工技术难度大，施工导流布置有难度，地质条件复杂，施工风险高。

4.2 总体布置方案选定

经过对3 个方案的方案布置、经济、技术、施工及社会影响等方面进行比较，结合选定的排涝工程线路的地质地形情况，将方案二作为推荐方案。

4.3 工程治理措施

根据确定的排洪治涝方案，需新开排涝明渠、暗涵和隧洞。工程拟在溶洞入口前新开排涝明渠，明渠长320 m。排涝明渠末端连接暗涵，暗涵全长77 m。暗涵连接排涝隧洞，隧洞全长1 256 m，隧洞出口设置消能防冲设施。工程实施后，将区内涝水引到新建明渠，再从暗涵、隧洞排入南花溪。

4.4 投资效益

晓夏街防洪排涝工程，工程总投资约800 万元。工程实施后，晓夏街涝区治涝能力由现状1 年一遇提高到5 年一遇，将大大减轻防洪治涝负担，有利于社会正常持续的发展。根据历次洪涝灾损失情况及参考有关资料，测算本工程多年平均防洪排涝效益可达85 万元。

5 结语与建议

黄沙镇晓夏街溶蚀洼地通过修建上述排洪治涝设施，可根治晓夏街溶蚀洼地洪涝灾害，提高区域排涝标准，确保区域满足生活和生产的基本要求，具有较好的经济效益和社会效益。因此，项目建设实施非常有必要。通过晓夏街涝区的形成原因分析、治理方案论证和治理措施的布置，为溶蚀洼地地区的防洪治涝积累治理经验。建议项目实施后，及时制定超标准洪水应急措施，晓夏街涝区应急措施主要依靠非工程措施来解决：一是建立指挥系统；二是做好防洪治涝预案，做好防灾减灾、撤退转移安置工作。实施后,建议重新核定上游黄沙溪水库的防汛水位、警戒水位等特征水位。