喜德县8.31特大洪灾恢复...建应急防洪工程设计经验简述_刘奇.pdf

2023.No.3四 川 水 利喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪工程设计经验简述刘 奇(凉山州水利电力勘测设计研究院，四川 西昌，615000)【摘要】喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪工程为应急抢险工程，具有保护对象重要、工期紧、任务重等特点。在进行该工程设计时，先明确设计理念和原则，再结合喜德县城市规划、根据山区河流特点、合理利用已建堤防、疏浚治理河道，设计出安全、经济、合理的防洪治理工程，多年来的运行效果安全稳定，充分展现了防洪工程的除害兴利和环境生态等社会效益。【关键词】应急防洪工程设计理念设计经验8.31 特大洪水喜德县中图分类号:TV871文献标志码:B文章编号:20951809(2023)030083031工程概况喜德县地处四川西南凉山彝族自治州的中北部。北距省府成都 483km，南距州府西昌 78km，辖区面积 2206km2。孙水河系安宁河上游左岸的一条最大支流，发源于昭觉县泥地乡，流经喜德县的洛哈镇、米市镇(米市水库所在地)、依洛乡、两河口镇、且托乡、光明镇(县城新区所在地)、拉克乡、冕山镇，于冕宁县的泸沽镇注入安宁河干流。河道全长95.20km，流 域 面 积 1617.08km2，平 均 比 降17.97。孙水河在喜德县境内河道长 70.19km，流域面积 1410.89km2。2012 年的“8.31”洪灾(以下简称“2012.8.31”洪灾)，使喜德县沿孙水河两岸村庄、农房、公路、河堤、良田、农作物等瞬间荡然无存，造成百年罕见的毁灭性灾害。全县17 个乡镇 2 万余户 10.15 万人受灾;因灾死亡 1人、失踪 2 人，紧急转移 6.35 万人;经济损失达31 亿余元。喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪工程，起于喜德县炭山村，止于喜德县幸福大桥，治理河道长 8.8km。新建堤防 13.58km，其中右岸7.84km(复合式)，左岸 5.74km(护岸式);拆除原堤防 2.23km，其中右岸 1.82km，左岸 0.41km;利用原堤防1.55km，其中右岸1.25km，左岸0.30km;保留原右岸堤防 1.24km;河道疏浚长度 8.8km。防洪标准为 20 年一遇(P=5%)，堤防工程级别为 4级，其主要建筑物按 4 级，次要建筑物按 5 级设计。2012 年 12 月 19 日，四川省水利厅以川水函2012 2381 号文对喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急工程实施方案 进行了批复，批复概算总投资 7918.33 万元。工程 2013 年 2 月 26 日开工，于 2014 年 1 月建设完成，现已经历十年汛期，堤防设施安全可靠，切实保护了喜德县城区人民生命财产安全，维护了当地社会和谐稳定。2设计理念和原则(1)依据堤防工程设计规范，堤线应与河势流向相适应，与洪水主流线平行，且与对岸间距不宜放大或缩小，保证建堤后河道行洪宽度，有利于行洪1;(2)认真研究山区河流的特点，设计出适用于山区河流的防洪治理工程;(3)收集城市发展规划资料，设计堤线应和城市发展规划一致，城区段考虑生态堤防，各堤段平缓连接，不采用折线急弯1;(4)堤线原则上沿原河岸修建，尽可能地合38刘 奇:喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪工程设计经验简述2023.No.3理利用已建堤防，以减少工程量及不侵占河道断面1;(5)工程建设尽量少占耕地，在留足行洪断面，确保行洪安全的原则下，可以利用部分内陆滩涂，为城市规划建设提供可利用的土地，以治理促开发1;(6)防洪工程布置与城市建设要协调配合，正确处理好防洪工程与城市规划交通、城镇景观、城镇排水的关系1。3设计经验3.13.1防洪工程应和城市规划协调一致防洪工程应和城市规划协调一致根据喜德县国土空间总体规划(2021 2035)，喜德县城市性质为山水温泉彝城，结合城乡融合、居游一体的思路，构建彝族母语文化为主题，温泉旅游为依托的“彝族老家”旅游服务中心和县域综合服务中心。优化城乡融合河谷格局形成“一核提升、双廊互融、三区共兴”的总体空间结构。一核提升:老城综合服务中心，集商业、娱乐、文化、行政等功能于一体的综合服务中心;双廊互融:孙水河滨水休闲走廊，光明大道综合服务廊道;三区共兴:即老城综合服务区、新城宜居生活区、拉克城乡休闲区三个发展片区。喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪治理工程，起于喜德县炭山村，止于喜德县幸福大桥，治理河道 8.8km。规划的老城综合服务区和新城宜居生活区就在工程河段右岸。按照喜德县政府要求，设计时充分结合喜德县城市建设规划部门的意见，喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪治理工程布置与城市建设协调配合，处理好防洪工程与交通、城镇景观、城镇排水的关系1。设计堤段桩号 SX 右 0+000.000SX 右 2+648.821、SX 右 3+898.650 SX 右 9+205.391，长度 7844m。在喜德县城区，需和县城规划协调一致，堤线布置要满足城市建设规划要求，堤型采用复合式生态堤型23。目前，老城综合服务区、新城宜居生活区按照规划已基本建成。当初防洪治理工程设计时和城市规划协调一致是合适的，也是很有必要的。3.23.2充分考虑山区河流的特点充分考虑山区河流的特点孙水河为典型的山区河流，流域内深切割的山区与河谷平坝的边缘区，地形坡度较陡，地质构造复杂，岩石破碎风化严重，土质松，受降雨及气温的影响，流域的旱季、雨季时段区分明显，昼夜温差大等特点，使岩石风化加速，加之人类活动的影响，在雨季到来时，暴雨对松散岩土的冲刷，导致洪水夹带大量泥沙随洪水汇入孙水河。孙水河流域洪水，主要由暴雨形成，洪水成因及特点与暴雨的成因、分布、强度等密切相关4。孙水河洪水主要由暴雨或连续大雨形成，历年最大洪峰流量均发生在69 月，个别出现在5 月、10月。据统计，安宁河漫水湾断面 80%的泥沙来源于孙水河。据安宁河到孙水河泥沙的比较，安宁桥水文站多年平均输沙量显示安宁河上游多年平均输沙量为 60.9 万 t;孙水关水文站处于孙水河与安宁河的汇口处上游，孙水关水文站多年平均输沙量显示出了孙水河多年平均输沙量为 263.2万 t，孙水河作为安宁河最大的一条支流，其泥沙含量和输沙量均是安宁桥测站的 4 倍多。经计算，工程河段设计洪峰流量(P=5%)不考虑泥石流情况为 927.63m3/s，考虑泥石流时为1190m3/s，相差 263m3/s。为保证工程保护范围内人民生命财产安全，考虑泥石流的影响，喜德县8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪治理工程设计洪水计算考虑“高含沙洪峰”作为设计洪水成果是合理的2。3.33.3充分考虑山区洪水破坏性强充分考虑山区洪水破坏性强、冲刷严重的特点冲刷严重的特点孙水河属季节性河流，水量受季节性影响较大，冬、春雨量少，河流流量小，夏、秋季节受强降雨影响，雨量大，河水流量大，容易形成洪水。河流上游河床较窄，坡度较陡，河床中停滞许多直径0.5m1.5m 的卵石，中、下游河床宽、浅，坡度稍缓，河床中主要是粒径较小的砂砾石，工程河段主槽摇摆。工程河段右岸的贺波洛河等支流是泥石流较为严重且频发的河流，其具有能量大、突发性、历时短、爆发力强等特点。“2012.8.31”洪水，使得孙水河上游多条支沟发生泥石流，局部岸坡滑坡，大量推移质随洪水进入孙水河干流，淤塞河道，降低河道排泄能力。经现场踏勘，在 8.8km 治理河段中:(1)桩号 0+0000+500，左岸为冲刷，冲刷深度 1.5m 2.5m;右岸淤积泥砂、卵砾石，淤积厚0.5m1.2m。(2)桩号 0+5001+500，河流右岸为冲刷，冲482023.No.3四 川 水 利刷深度 1.0m2.5m;左岸有局部冲刷。(3)桩号 1+7602+200，河流右岸为冲刷，河岸边冲刷深度 0.5m 左右，该处为孙水河洪水改道处，造成县城东沟以上孙水河右岸级阶地被洪水淹没，洪水淹没宽度最大达 380m，被淹地带局部地方有 0.5m 冲刷，大部分地带淤积 0.2m0.5m 的砂土、淤泥;左岸局部岸坡坡脚被冲刷。(4)桩号 2+2503+000，河流右岸冲刷，冲刷深度 2.0m2.5m，冲毁堤防 250m。该处以下孙水河右岸级阶地被洪水淹没，洪水淹没宽度最大达 930m，被淹地带局部地方有 0.5m 冲刷，大部分地带淤积 0.2m0.5m 的砂土、淤泥。(5)桩号 7+9008+800，河流右岸冲刷，冲刷深度 1.0m2.0m。“2012.8.31”洪灾过后，洪水带来大量的推移质，高含沙洪水对岸坡也造成了严重的冲刷，冲刷深度达到 1.0m2.5m，使许多已建堤防基础悬空、损毁。桩号 SX 右 0+000 至 SX 右 2+648.821段冲刷较为严重，考虑到此段堤防的重要性及河流的特殊性，按照 20 年一遇的设计洪水标准计算冲刷深度。堤基置于冲刷深度以下 1m，顶冲段基础设计埋深 3.5m，非顶冲段基础设计埋深 2.5m，在中密砂砾卵石层上，齿墙及面板均采用 C20 混凝土浇筑。复合式和护岸式堤防均采用大块石护脚2。经过 10 来年的实践证明，该工程的设计基础埋深防冲刷效果明显，经得起洪水的检验。3.43.4合理利用已建防洪工程合理利用已建防洪工程经现场踏勘，在经历了“2012.8.31”洪水后，工程河段已建部分堤防(长 350m)没有被完全冲毁，只是局部基础被洪水冲出悬空或混凝土面板被冲刷破坏，工程主体仍然能够起到防洪的作用。对该段堤防(长 350m)进行基础加固、面板修复。节约投资 230 万元。设计堤防右岸桩号:SX 右 5+254.915SX 右5+644.210(长 390m)、SX 右 6+153.904SX 右 7+041.947(长 850m)没有被洪水破坏。新堤线布置后这两段老堤防位于新堤防临河侧，处于河道凸岸顶冲位置。在满足河道行洪宽度的情况下，保留该段堤防可以对新建堤防起到保护作用，提高新建堤防抵御洪水的能力2。喜德县 8.31 特大洪灾恢复重建应急防洪工程(喜德温泉幸福大桥至炭山村)属于应急抢险工程，时间紧、任务重。应充分合理利用可以利用的已建堤防，加大防洪工程的安全系数、缩短建设工期、节约工程投资。3.53.5疏浚整治河道疏浚整治河道“2012.8.31”洪灾过后，洪水带来大量的推移质，使河道局部河段淤积 1m3m，造成孙水河主河道淤塞，局部河段改道。设计时考虑对孙水河工程河段进行疏浚整治，疏浚河道总长度8800m，以开挖梯形河槽为主，使主流归槽，开挖边坡 1 4，槽底宽 20m，将主河道中线疏浚至设计河底高程，从主河道疏浚边线向两岸按照 1 4的边坡开挖，并用疏浚出的大块石回填保护堤脚，确保堤防底部抗冲安全。疏浚后，河底纵坡与原河道纵坡基本一致，河道主流基本从整治开挖出的主河槽通过，不再对堤防形成顶冲，减轻洪水对河岸的冲刷2。4结语“2012.8.31”洪灾带来的损失是巨大的，教训是深刻的。只有认真思考，总结经验，在山区河流应急抢险防洪治理过程中才能有的放矢，达到事半功倍的效果，充分发挥防洪工程的除害兴利和环境生态等社会效益。该工程的建成，保护了工程区内人民群众生命财产的安全，改善县城环境，促进喜德县经济社会可持续发展，为喜德县的经济腾飞和人民安居乐业创造了良好的外部环境。参 考 文 献 1 王 庆山区城市内河景观型河道整治研究D 重庆:重庆交通大学，2016 2 刘 奇，李银贵，贾 伟，等凉山州喜德县 831 特大洪灾恢复重建应急防洪工程实施方案 西昌:凉山州水电设计院设计咨询有限公司，2012 3 高黄根，盈 勇，陈 东，等喜德县县城总体规划调整 成都:四川省城乡规划设计研究院，2007 4 刘晓宏，李 萍四川凉山米市水库工程校核洪水分析 J 水电站设计，2021(3):9092作者简介:刘 奇(1974)，男，汉，四川冕宁人，高级工程师，大学本科学历，主要从事水利水电工程设计工作。E mail:446852506 58