浅谈天美白牦牛产业园水利设施建设项目特性与规模

张国萍

甘肃省武威市天祝县南阳山片生态移民供水工程建设管理局，甘肃武威 733299

为巩固脱贫攻坚成果，稳定农牧民群众收益，防止边缘人口、监测人口返贫，助推乡村振兴，天祝县多措并举，持续完善产业扶贫体系，2020年全面发展壮大“牛羊鸡马菜菌藜药”8大特色产业，构建以“八大产业”为主，“五小”产业为补充的富民产业体系，同时持续加快新型经营主体培育，发展省级龙头企业 3 家，培育认定市（县）级龙头企业 6家，通过订单种养、资金入股、资产入股、务工就业等形式，推动形成“龙头企业+合作社+村集体+农户”的带村带户利益联结机制。

1 概述

天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园相邻，位于华藏寺镇岔口驿村，距天祝县城12 km，总占地面积为93 333 km2，为天祝县2020年重点建设的12个产业园中的2个。天美白牦牛产业园是天祝县与甘肃康美现代农牧产业集团共同筹资建设的，集标准化养殖示范、屠宰分割、系列产品深加工、民俗文化旅游体验为一体的白牦牛全产业链文化示范园，园区总建筑面积45 380 m2，总投资1亿元；天喜亨德羊产业园是天祝县与深圳亨德元公司共同筹资建设的，集羊屠宰、羊肉及副产品深加工、羊毛绒碳化生产加工、羊毛绒纺织成品生产为一体的综合性产业园，园区总建筑面积12 100 m2，总投资1.2亿元。2个产业园可为贫困户提供稳定就业岗位350个（天美白牦牛产业园提供300个、天喜亨德羊产业园提供50个），带动周边上万户群众参与牛羊相关产业经营，使全县旅游产业、特色农产品销售、酒店服务业、交通运输业和农副产品加工业快速发展。

1.1 工程存在的主要问题

工程地处高原，坡地多，沟道落差大，降水形成的地表径流迅速向山谷汇集下泄，极易形成局地山洪，破坏性大。本工程保护对象天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园园址坐落于金强河一级支流石门河左岸，园区北部为两条小山洪沟道，由于产业园的建设封堵了原泄洪通道，洪水直接进入园区。为此，产业园施工单位在园区上游沟口处修建了简易防洪土堤，但由于防洪标准较低，且未形成系统的防洪体系，不能抵御较大的洪水，产业园的建设及后期运行面临着较为严重的洪水隐患[1]。

1.2 工程建设的必要性

（1）工程缺乏防洪体系，防洪能力达不到国家《防洪标准》。天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园靠山而建，园址坐落于山洪沟道沟谷中。而工程未进行过系统完善的防洪规划和治理，防洪基础设施薄弱，无法抵御山洪灾害所侵害。实施防洪工程，构建完整的泄洪通道，是工程抵御洪水最有效的措施之一，可以有效提高工程的防洪能力，使其达到国家标准，同时改善区域环境，确保工程防洪安全。

（2）实施防洪工程是促民生、保和谐的需要。天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园是天祝县2020年重点建设的12个产业园中的2个，是为巩固脱贫攻坚成果，稳定农、牧民群众收益，防止边缘人口、监测人口返贫，助推乡村振兴，持续完善产业扶贫体系的产物[2]。产业园可为贫困户提供稳定就业岗位600个，可带动周边上万户群众参与牛羊相关产业经营，同时带动天祝县旅游产业、特色农产品销售、酒店服务业、交通运输业和农副产品加工业快速发展。由于防洪体系不完善，若遭受洪水侵袭，将会对园区设施造成损害，也对该工程不能按时完成造成工程竣工后延期，从而对天祝县产业扶贫体系的建设完善造成不良影响，不利于该工程经济的发展及社会的稳定。故工程迫切需要进行防洪工程的规划和建设，以稳定2座产业园的建设和生产环境，保护园区设施免受洪水灾害。本工程以防洪治理为核心任务，对确保地方社会经济可持续发展、促民生保和谐具有十分重要的意义。

该工程实施后，可保护天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园工作人员生命和园区财产不受洪水威胁，最大限度地减少洪水灾害，做到防患于未然，增强了社会的稳定性和安定性。工程的实施将对该工程内社会及自然环境产生长期的、潜在的有利影响。因此，天美白牦牛产业园水利设施建设工程的建设是十分必要的。

2 水文

2.1 洪水特性

根据调查，该工程发生过多次洪水，洪水与局地暴雨相对应，其过程一般为陡涨陡落型，持续时间为1~2 d，洪峰持续时间为0.5 h左右。

2.2 设计洪水

该工程治理洪水主要由石门河左岸两条小支沟洪水组成。东侧沟道控制流域面积0.27 km2，治理断面以上主沟槽长0.409 km，平均坡降103.2‰。西侧沟道控制流域面积0.30 km2，治理断面以上主沟槽长0.476 km，平均坡降7.78%。由于治理沟道流域无详细的水文资料，且实测暴雨、洪水径流资料甚缺，属小流域无资料情况。本次水文分析采用庄浪河经验公式法及甘肃省小流域经验公式法3种方法对不同频率洪水进行计算。暴雨径流参数根据《甘肃省暴雨洪水图集》《甘肃省暴雨特性研究》查算。通过分析比较3种计算方法洪水成果，可以看出频率较低时，3种方法计算成果均较为接近；频率较高时，庄浪河经验公式法计算结果最小，甘肃省小流域洪峰流量公式法计算成果最大。

《甘肃省水文图集》使用说明指出，用其推荐的各河流经验公式计算的洪峰流量，对于设计频率较低的小型工程比较接近实际，而频率较高时，则可能偏小。使用时应结合具体情况，通过调查，分析比较，尤其对于暴雨历时超过汇流时间的小流域，应参照暴雨历时分析拟定[3]。

据小流域暴雨径流研究组著《小流域暴雨洪峰流量计算》介绍，对流域面积100 km²以下的小流域，尤其对10 km²以下的特小流域，当山坡汇流所占比重比较大时，经生产实践验证，按照分析的洪水成果比较接近实际情况[4]。由于考虑了暴雨历时及山坡汇流等因素，计算结果更能符合本工程小流域特征，故本次设计推荐计算结果作为设计洪水采用值，即东侧沟道治理断面处20年一遇洪峰流量为2.23 m3/s，10年一遇洪峰流量为1.52 m3/s，西侧沟道治理断面处20年一遇洪峰流量为2.48 m3/s，10年一遇洪峰流量为1.69 m3/s。

2.3 泥沙

根据《甘肃省水文图集》侵蚀模数图等值线，该工程治理沟道流域中心位置侵蚀模数200~500 t/km2。按侵蚀模数200 t/km2计算，东侧沟道悬移质年输沙量为54 t，西侧沟道为60 t。按沟床组成情况，推移质近似按悬移质输沙量的20%计入，东侧沟道推移质年总输沙量为10.8 t，总输沙量为 64.8 t；西侧沟道推移质年总输沙量为12 t，总输沙量为72 t。

2.4 冰情

工程区无冰情观测资料。根据工程相邻区域资料，结冰日期约在11月中下旬，开始封冻日期约在l1月下旬，解冻日期约在翌年4月上旬，全部融水日期约在翌年4月中旬，封冻天数约140 d。

2.5 天然建筑材料

该工程所需天然建筑材料主要为堤防填筑料、砼粗、细骨料及砂砾石垫层料。堤防填筑料全部采用排洪渠开挖料，就近采集拉运，储量和质量能够满足工程要求。地质建议压实系数不小于0.91。

砼粗、细骨料及块卵石料从永登县采购成品料，运至工地。岩性为（alplQ4）冲洪积砂砾卵石土层，厚度大于5 m，无剥离和夹层，结构疏松，砾石磨圆度较好，分选性好，成分以花岗岩、花岗闪长岩、砂岩等为主，砂成分以石英、岩屑为主。通过场地砂砾卵石试验成果与《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL 251—2015）中技术要求对比，本料场除砂的含泥量（10.6%）超标外，其他各项质量指标匀满足技术要求，建议砂料冲洗后使用。

工程施工用水可就近从天祝县天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园产业园供水管网拉运，其水质良好，对普通砼无腐蚀，满足施工生活用水要求。

3 工程任务和规模

天美白牦牛产业园水利设施建设工程主要任务是在天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园外围新建防洪工程，通过填筑防洪堤、开挖排洪渠等工程措施，构建封闭的泄洪通道，安全引排设计标准下园区北部沟道洪水，从而保护两座产业园园区设施免受洪水灾害，达到稳定生产、生活秩序，促进工程防护区经济发展的目的。该工程防护对象为沟口新建的天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园两座农业产业园，天美白牦牛产业园总投资1亿元、天喜亨德羊产业园总投资1.2亿元。

4 工程布置及主要建筑物

4.1 工程总体布置

本次防洪工程拟在天祝县天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园外围共布设3条治导线。其中，沿天美白牦牛产业园北侧—东南布置1条治导线拦截引排东侧沟道洪水，沿天喜亨德羊产业园北侧—西南布置1条治导线拦截引排西侧沟道洪水，沿两座产业园北侧山坡自西向东布置1条治导线，拦截引排东西侧沟道中间山坡坡面漫流至东侧沟道新建排洪渠下泄。同时，为防止东西侧排洪渠道将工程洪水集中排泄到下游从而对下游农田、村庄等造成危害，工程计划分别在两侧排洪渠出口修建滞洪池1座，对洪水进行削峰调节。滞洪池南侧埋设2根φ800 mm钢筋砼管，将滞洪池蓄滞洪水导排至下游道路南侧灌溉渠道下泄。

按照前文布置形式，设计在天美白牦牛产业园北侧—东南侧构筑排洪渠448.9 m，其中，沟口新建堤防 189.3 m、下游开挖衬砌现浇C25钢筋砼矩形排洪渠259.6 m。在天喜亨德羊产业园北侧—西南侧构筑排洪渠 896.7 m，其中，沟口新建堤防149.3 m、下游开挖衬砌现浇C25钢筋砼矩形排洪渠747.4 m；在2座产业园北侧新建U型撇洪渠438.6 m。在排洪渠下游出口处新建滞洪池1座，设计容积5 000 m3。该工程选择的布置方案不会对该工程产生的较大影响，便于实施，有利于洪水安全下泄。工程实施后，将封堵原洪水通道，引导上游洪水沿产业园东西两侧新建排洪渠安全下泄，从而消除天美白牦牛产业园和天喜亨德羊产业园的洪水隐患，保护产业园职工生命及财产安全不受损失。

4.2 防洪堤设计

根据纵断面设计成果，本次东西侧沟道排洪渠工程入口部分地势较低，需在保护对象一侧填筑堤防挡水。防洪堤采用排洪渠开挖料（砂壤土）填筑迎水面坡比1∶1.5、背水面坡比1∶1.5。由于洪水直冲排洪渠入口防洪堤为确保防洪堤抗冲能力，防洪堤堤顶宽度取为 3~6 m。考虑到东侧沟道现状为一冲沟，沟道较深且宽，该部分防洪堤顶宽在施工场地允许情况下，应尽量取大值，即顶宽为6 m，以保证下游产业园区安全。填筑堤防迎水面设计采用现浇C20W4F100 砼护坡进行防护，护坡顶部厚度15 cm，底部厚度20 cm，基底伸入地面以下1.5 m，底部设水平宽0.5 m、厚0.3 m坡脚。由于过洪断面较小，护坡基础回填表面铺设5 m宽格宾石笼护底，以提高沟底抗冲性能,防止基础冲出，格宾石笼护底下铺设一层300 g/m2透水土工布。

5 施工组织设计

5.1 施工条件

工程区位于华藏寺镇岔口驿村，对内、对外交通运输便利，可利用的施工场地面积较大，能够满足施工总体布置。堤防填筑料可直接利用排洪渠开挖料。施工用水可就近采用产业园供水管网拉运，其水质良好，满足施工用水要求。施工用电可就近利用已有的供电系统解决，各施工点配备1台柴油发电机作为施工备用。

工程施工特点：本工程为排洪渠工程，施工场地开阔，场内外交通方便，考虑气候及汛期对该工程的影响，为保证工期，采用人工配合机械的施工作业方法，土方工程以机械化施工为主，人工施工为辅提高施工效率。

5.2 施工导流

由于本工程规模相对较小，为使工程尽早建成并发挥效益，主体工程施工避开主汛期。

6 工程建设征地与移民安置

通过实地调查，再结合测绘资料和平面布置图，根据施工总体布置情况，工程永久占地主要是堤防、排洪渠及滞洪池，占地面积为10 000 m2。临时占地包括临时施工区、临时生产生活区和临时施工道路占地，占地面积为13 333.33 m2。工程永久及临时占地类型均为荒草地。

7 环境保护

该工程施工过程中对水环境质量、大气环境质量、声环境及生态环境都将产生一定范围和不同程度的影响。工程运行后，工程对环境影响较小。

通过环境影响预测评价，该工程的实施可有效地控制设计洪水安全下泄，保护该工程产业园、水利、交通、电力等重要设施的安全，营造一个稳定可靠的生产、生活环境。该工程的建设对环境的有利影响大于不利影响，工程建设无环境制约因素。此外，通过环境保护措施及水土保持措施布置及植被生态恢复，施工前后对工程生物多样性、景观生态格局、生物量等方面变化均不大。因此，只要按照国家建设工程环境保护的要求，认真落实环境保护措施，从环境保护角度分析工程建设是可行的。