巴楚縣民生渠首上游防洪工程河道整治段治導控制線布置探討

金宗興

（喀什地區水利水電勘測設計院，新疆 喀什 844000）

1 工程概況

巴楚縣民生渠首上游防洪工程是葉爾羌河防洪規劃中的重點防洪工程之一，位于葉爾羌河下游左岸，民生引水樞紐上游，是《新疆葉爾羌河防洪規劃報告》[1]中的第40 號工程。民生渠首上段防洪工程位于葉爾羌河中下游的沖積平原上，地形平坦，河床寬2000 m～3000 m，河床縱坡為1/2500，洪水期水面高出地面，河道流向為東北方向，水流分散且不穩定，無明顯的陡坎和深溝，主流經常變動，但總趨勢偏向左岸。經過十幾年洪水和徑流影響，右岸不斷的淤積，左岸不斷的沖刷，整個工程的地形為南東傾向于北西，即南東高，北西低，是葉爾羌河Ⅰ級階地。規劃防洪段全長3.3 km，樁號為206+645～209+945，塊石鉛絲籠順壩3 km，混凝土板順壩0.3 km，井柱丁壩15 條。工程現狀為樹梢塊石、塊石鋼筋籠、土堤，防洪標準低，抗洪能力差，嚴重威脅民生渠首、蘇庫恰克水庫巴楚放水渠的安全運行及巴楚縣48533.33 hm2農田、22.2 萬人民群眾的生命財產安全。為減輕灌區群眾沉重的防洪負擔，保護生命財產安全，促進農村經濟可持續發展，建設民生渠首上游防洪工程是十分必要的。

結合《新疆葉爾羌河防洪規劃報告》進行防洪段重要性研判，結合防洪投資，本次規劃段的樁號確定為205+390～208+590，長3200 m。防洪堤堤基巖性主要為低液限粉土和細（粉）砂，堤身填筑土料主要為低液限粉土和細（粉）砂，干密度較低且不均一，堤身填筑質量差，堤身岸坡穩定性劃分為第3 類，岸坡穩定性較差。防洪堤全段河床以上采用現澆混凝土板護砌，河床以下采用水力插板連續墻防護。

2 河道整治段治導控制線的布置

2.1 河道整治段治導控制線布置原則

根據《新疆葉爾羌河防洪規劃報告》，各河段的整治寬度應遵循因地制宜、合理規劃的原則。河道整治寬度要力求接近穩定河床寬度，但同時要考慮宣泄時遇洪水的要求，不能降低河道的安全泄洪能力和滯洪能力，還要考慮整治工程量的合理控制和對岸堤防要有一定的緩沖區，從而制定出合理的河道左岸的治導線。

治導控制線的規劃原則是力求與天然河道主河槽相適應，統一規劃，尊重歷史，兼顧左右岸。一個河段兩岸堤防間距應大致相等，不宜突然放大或縮小。河道護岸一般應以短小丁壩或短小井柱為主。當必須做較長挑流壩時，一定要給河道留下足夠的河寬。在現狀河寬遠遠大于計算和穩定河寬時，亦應因勢利導，穩定現狀為主，不強求過分縮窄河道；治導控制線曲率半徑不能太小，盡量避免急彎。堤線應力求平順，各堤段平緩連接。堤防工程應盡可能利用現有堤防和有利地形，修筑在土質較好、比較穩定的灘岸上[2]。

2.2 治導線布置方案

根據實測地形圖，204+990～207+045 段現狀河寬為425 m～685 m，207+045～207+745 段 現 狀 河 寬 為724 m～850 m，207+745～208+590 段現狀河寬為850 m～1065 m，根據水文分析結論，設計洪峰流量2303 m3/s，《葉爾羌河防洪規劃報告》中確定此段穩定河寬889 m，巴楚縣在此段修建三道土堤，縮窄了河床，根據現狀本次防洪段確定了兩條治導控制線，一是沿著現狀河堤線制定治導線；二是沿著老堤線制定治導線。

《葉爾羌河防洪規劃報告》中確定此段穩定河寬889 m，巴楚縣在此段修建三道土堤，縮窄了河床，根據現狀本次防洪段確定了兩條治導控制線，一是沿著現狀河岸線制定治導線；二是沿著老堤線制定治導線。

方案一：此方案沿著現狀河岸作為治導線，防洪堤需占用部分耕地，沒有破壞胡楊林，相比較方案二長度短，土方量較少，防沖深度要深于方案二。但是考慮到河道的行洪寬度為890.00 m，由《葉爾羌河防洪規劃》計算穩定河寬可知民生渠首在墩闊坦以下，穩定河寬為889.08 m，目前該河段河床實際寬度為350 m～1065 m，局部河段不滿足河道整治寬度和流域防洪規劃最小要求，此方案的穩定河寬達不到設計要求，不能滿足《葉爾羌河防洪規劃報告》中的穩定河寬。從施工的角度比較，臨近河岸，需全段修筑導流圍堰施工，圍堰工程量大，施工排水的難度較大。

方案二：此方案是沿著現狀老堤線作為治導線，可滿足《葉爾羌河防洪規劃報告》中要求的穩定河寬。防洪堤不占用耕地，但是此防洪堤建立在原有老堤之上，靠近胡楊林，會破壞一定數量的胡楊林，長度稍長，土方量加大。但此防洪堤修建在老堤線之上，土質較好、比較穩定，施工導流段工程量少施工排水難度小。

確定合理的河床整治寬度，明確民生渠首上游防洪工程的治導線是布置本次工程的重要依據。根據上游段防洪工程的具體情況，充分考慮新建的防洪提對上、下游的影響，左右岸的影響。故推薦方案二即沿著老堤線制定治導線作為本防洪堤的治導線方案。

2.3 河道穩定寬度計算

本次防洪工程在葉爾羌河下游，采用阿爾圖寧公式[3]計算穩定河寬：

式中：By為穩定河段水面寬度，m；Ax為河寬系數，《堤防工程設計規范》（GB 50286-2013） 介紹游蕩性河道A 取值范圍2.23～5.41，結合葉爾羌河實際，本次取Ax=4；Q 為造床流量，m3/s；J 為河床縱坡。將上述數值代入式（1）計算結果見表1。

表1 民生渠首上游防洪堤穩定河寬寬度計算表

由《葉爾羌河防洪規劃報告》計算穩定河寬可知民生渠首在墩闊坦以下，穩定河寬為889.08 m。目前該河段河床實際寬度為350 m～1065 m，局部河段不滿足河道整治寬度和流域防洪規劃最小要求，故本次205+390～06+590 段防洪堤的壩軸線布置在現有的土堤之上，以此可確保該段行洪寬度不小于889.08 m，與葉河防洪規劃中河段河道穩定寬度基本一致。

計算斷面的水位流量關系曲線推求采用曼寧公式：

式中：I 為洪水洪痕比降；Z 為上、下比降斷面水位差，m；L 為上、下比降斷面之間的距離，m；Q 為流量，m3/s；A 斷面面積，m2；R 水力半徑，m；n 為河道糙率。

其水力計算見表2。

表2 民生渠首上游防洪河段水力計算成果表

2.4 治導線總體布置

從《葉爾羌河防洪規劃》中可知，規劃防洪段長度為3.3 km，結合實測現狀防洪堤的情況，本次規劃的防洪堤為205+390～208+590 長3.2 km，設計洪峰流量為2303 m3/s，現狀河段寬度最窄處為350 m，最寬處為1065 m，河道左岸靠近蘇庫恰克水庫放水渠，右岸為灘地和胡楊林，為此，205+990～207+190段為滿足河道行洪寬度，治導線布置在老堤線的順直段上，治導線寬度確定為1000 m；207+190～208+590 段治導線布置在老堤線的彎段上，根據河道的走向，采用弧段布置，治導線寬度為1100 m。在首段和末端均設置裹頭進行防護，在末端設45 m 長的塊石鋼筋籠連接段，與已建的蘇庫恰克水庫放水渠入河口右側的塊石鋼筋籠相連接[4]。其防洪堤治導線寬度結果見表3。

表3 防洪堤治導線寬度確定表

3 結論

巴楚縣民生渠首上游防洪工程河道整治段治導線布置與設計是河道治理、控制引導水流流向、保護堤岸等的依據，治導線布置必須兼顧上下游與左右岸關系，不得隨意改變水流流向，按照所規劃的治導線布置方案，進行河道整治，修建控制引導河流流向、保護堤岸等工程，因勢利導，保證河道正常的行洪與泄洪。該防洪工程于2016 年3 月開工建設，并于當年6 月底竣工運行，工期共4 個月。工程運行實踐表明，沿著老堤線制定治導線作為民生渠首上游防洪工程防洪堤治導線的布置方案科學合理，對于保證行洪通暢及防洪工程、堤壩的安全具有積極意義。