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        哈拉吐魯克河防洪修復(fù)措施探析

        2020-12-28 07:09:42賽衣旦艾力
        關(guān)鍵詞:效益混凝土工程

        賽衣旦·艾力

        (新疆水利水電科學(xué)研究院,新疆 烏魯木齊 830000)

        防洪工程的建造是一項重要的水利工程項目,但受水流長年累月沖刷及工程材質(zhì)結(jié)構(gòu)自然風(fēng)化等因素的影響,防洪工程會出現(xiàn)坍塌和毀壞。受損的防洪工程不僅不能保障人們免受洪災(zāi)的侵害,還會帶來安全隱患,因此,對于防洪工程的修復(fù)尤為重要[1-4]。

        1 流域概況

        哈拉吐魯克河發(fā)源于阿拉套山南坡,南北流向,是博爾塔拉河北岸最大的一條支流[1]。洪水期可注入博爾塔拉河,其余時間除引水灌溉外,水量散失于沖積扇、洪積扇。河床坡降為1.67%~3.33%,是典型的山溪性河流,流域面積229 km2,河長54 km,多年平均徑流量為1.3億m3,年徑流量比較穩(wěn)定,變差系數(shù)Cv值為0.14。

        哈拉吐魯克河在進(jìn)入農(nóng)區(qū)段之前,河道縱坡較大,河床質(zhì)顆粒較粗,推移質(zhì)較多;進(jìn)入農(nóng)區(qū)后,首先經(jīng)過一支渠渠上槽的阻隔,推移質(zhì)下泄量明顯減少;再經(jīng)渠上槽下游端深跌坎消能后,河道縱坡漸緩,河坎漸低;至養(yǎng)殖場上部,大量推移質(zhì)在此沉淀后,河床已明顯淤積抬高,兩岸河坎消失,遇洪水形成漫流,淹沒東、西兩岸的農(nóng)田和居民區(qū);從養(yǎng)殖場西側(cè)至博-溫公路以下約2 km,兩岸河坎較為明顯,河床質(zhì)顆粒變細(xì),兩岸淘蝕嚴(yán)重,從博-溫公路以下約200 m處開始至河道末端出口,河床抬高,河坎消失,洪水漫溢,淹沒兩側(cè)農(nóng)田。

        2 防洪工程現(xiàn)狀及存在的問題

        2.1 防洪工程現(xiàn)狀

        哈拉吐魯克河在進(jìn)農(nóng)區(qū)之前河段,系地方管轄,八十七團(tuán)只限在農(nóng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行防洪。哈拉吐魯克河現(xiàn)有相對完整的防洪體系,但部分段落水毀現(xiàn)象較嚴(yán)重,壩高基本在2 m左右,根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),埋深基本在1.5~2.0 m之間。由于年久失修,防洪能力降低,且受資金限制,形成連年局部修建連年沖毀的惡性循環(huán)。

        多年來八十七團(tuán)在哈拉吐魯克河農(nóng)區(qū)段修建了一定數(shù)量的防洪工程,但由于這些工程線路較長,加上哈拉吐魯克河上游防洪工程不完善,存在安全隱患,上游1#護(hù)岸末端接渠首渡槽,渡槽下游布設(shè)了3個挑壩,3#挑壩末端至上游2#護(hù)岸之間2.5 km距離沒有防洪工程,依靠河岸防洪,無法將洪水完全控制在河道內(nèi),部分洪水由2#護(hù)岸背水側(cè)流向哈拉吐魯克河中游跌水處的一支渠,2016年6—7月有3次暴雨洪水對一支渠造成威脅,在八十七團(tuán)組織臨時搶修情況下才沒有沖毀,使下游1333.33 hm2農(nóng)田在灌溉期免受損失;中游跌水下游1.0 km河道內(nèi)淤積較嚴(yán)重,主流在束窄至2.5 m的河道內(nèi)行洪,河道右岸掏蝕嚴(yán)重,混凝土護(hù)坡底板被掏空,混凝土護(hù)坡滑落、折斷現(xiàn)象明顯,跌水下游1.0 km處至博-溫公路混凝土護(hù)岸水面線處磨蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。博-溫公路以南為哈拉吐魯克河下游,哈拉吐魯克河與烏拉斯臺溝交匯口處護(hù)岸破損嚴(yán)重。

        2.2 存在的問題

        哈拉吐魯克河洪水威脅區(qū)為一狹長的山間谷地,其上游分布有多條大小洪溝。暴雨形成的洪水匯流后,沖毀下游沿線團(tuán)場、村鎮(zhèn)居民點(diǎn)及水利、交通等設(shè)施。

        下游農(nóng)區(qū)段之所以長期受洪水威脅,洪災(zāi)頻發(fā)而無力根治,是由其特殊的地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件所決定的,目前存在的主要問題如下:

        (1)農(nóng)區(qū)地處阿拉套山山前沖、洪積扇的下游,為山前暴雨洪水的必經(jīng)之地;

        (2)由于河道出山口后,縱坡變緩,流速減慢輸砂能力下降,洪水下泄攜帶的大量泥沙淤積抬高河床,加劇了洪水淹沒或沖刷兩側(cè)農(nóng)田和居民區(qū)的能力。

        (3)歷年來,下游農(nóng)區(qū)段防洪工程因缺乏系統(tǒng)修復(fù)建設(shè),防洪工程基本上都是哪里沖毀哪里修,連年沖毀連年修,導(dǎo)致工程事倍功半,不能有效防止洪水危害。

        (4)需修復(fù)、新建防洪線路長達(dá)5.696 km,受資金限制,沒有足夠資金用于防洪修復(fù)工程的建設(shè),故防洪效果差。

        3 防洪修復(fù)工程

        本次防洪修復(fù)工程依據(jù)現(xiàn)狀工程破損原因有針對性地提出修復(fù)方案,不同破損段落采取相對應(yīng)的改造方案。

        3.1 防洪修復(fù)方案設(shè)計

        針對哈拉吐魯克河防洪工程水毀情況提出的修復(fù)設(shè)計:

        (1)拆除新建混凝土護(hù)岸。采用混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式。C20混凝土現(xiàn)澆,厚度18 cm,基礎(chǔ)埋設(shè)2.0 m,堤高2.0 m,堤頂寬3.5 m,迎水面和背坡邊坡均為1∶1.5。典型斷面如圖1。

        圖1 混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)(單位:mm)

        (2)修復(fù)受沖刷混凝土板。哈拉吐魯克河上游、中游沖刷嚴(yán)重段落采用厚50 cm寬300 cm格賓平鋪在河床與混凝土板沖刷部位,保護(hù)護(hù)岸工程。典型斷面如圖2。

        圖2 格賓+混凝土板結(jié)構(gòu)(單位:mm)

        (3)加固護(hù)岸基礎(chǔ)。哈拉吐魯克河中游右岸2#破損段改造方案:先用細(xì)?;炷疗雎咽顫M掏空基礎(chǔ),然后平鋪2層50 cm厚格賓網(wǎng)格,用作混凝土板阻滑體,最后在坡腳位置再平鋪2層50 cm厚格賓網(wǎng)格,保護(hù)護(hù)岸工程。典型斷面如圖3。

        圖3 坡腳厚格賓網(wǎng)絡(luò)+混凝土板阻滑體結(jié)構(gòu)(單位:mm)

        (4)優(yōu)化重建干砌塊石。哈拉吐魯克河與烏拉斯臺溝交匯口下游段干砌塊石垮塌嚴(yán)重,該段改造方案:由于現(xiàn)狀護(hù)岸兩側(cè)均為農(nóng)田,受空間限制,采用埋石混凝土重力墻+C20混凝土底板渠化的型式保護(hù)兩岸農(nóng)田。典型斷面如圖4。

        圖4 埋石混凝土重力墻+C20混凝土底板渠化結(jié)構(gòu)(單位:mm)

        3.2 河道整治(包括溝、河道疏浚)

        防洪修復(fù)工程的疏浚措施主要在哈拉吐魯克河上游1#護(hù)岸及中游右岸2#護(hù)岸段,河道疏??傞L度0.91 km,清淤土方約18 148 m3。疏浚后的沙礫料堆在河道兩側(cè),可用作加固兩岸河堤和墊筑路基。

        4 減災(zāi)效益分析

        4.1 減災(zāi)效益定量分析

        哈拉吐魯克河農(nóng)區(qū)段防護(hù)修復(fù)工程概算總投資788.73萬元,年運(yùn)行管理費(fèi)按固定資產(chǎn)的2%計,平均發(fā)揮效益期按30 a計算,年均靜態(tài)成本35萬元。

        治理后的護(hù)岸,年直接減災(zāi)效益94.5萬元(按近年災(zāi)害損失和團(tuán)場調(diào)查資料估算),預(yù)計其他間接效益(包括灌溉效益)21.2萬元,效益合計為115.7萬元/a。

        年均綜合減災(zāi)效益為年均靜態(tài)成本的3.31倍,評價結(jié)果收益大于投入。

        4.2 經(jīng)濟(jì)效益定性分析

        哈拉吐魯克護(hù)岸修復(fù)工程的實(shí)施有效防止了河溝坍岸、水土流失,保護(hù)沿岸居民生命財產(chǎn)安全,并可利用沿岸土地綠化、種植,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益;排洪系統(tǒng)的完善,不僅使洪水順利下泄保證了沿河溝居民生命財產(chǎn)的安全,而且整合了土地資源并可使其得到有效利用增加經(jīng)濟(jì)效益;水土保持措施的實(shí)施,亦能產(chǎn)生牧業(yè)、林業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[5]。

        5 結(jié) 語

        本文以哈拉吐魯克河為研究對象,對防洪現(xiàn)狀及其存在的突出問題進(jìn)行梳理分析,總結(jié)了該河多年來防洪經(jīng)驗教訓(xùn),并對目前不同的水毀工程河段情況提出針對性的防洪修復(fù)設(shè)計。哈拉吐魯克河防洪修復(fù)工程能夠解決洪水肆虐的問題,并取得良好的減災(zāi)效益。

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