曉夏街流域溶蝕洼地洪澇治理方案初步研究

唐利華

（湖南三禹工程管理有限責任公司，湖南 長沙 410114）

湖南省郴州市宜章縣黃沙鎮曉夏街為一盲谷，地形四周為山崗，中間為盆地，僅在黃沙鎮曉夏街李家灣有2 處落水洞口。曉夏街河與其支流黃沙河流經曉夏街澇區，通過李家灣落水洞口流入地下落水溶洞。在沙壩村溶洞口露出，匯入南花溪。

曉夏街河集雨面積73.3 km2。澇區雨洪均經落水溶洞排至南花溪，由于曉夏街河落水溶洞泄洪能力不足，曉夏街河流域發生暴雨后，曉夏街、校場坪附近汪洋一片、莊稼和農田受淹嚴重。

1 澇區流域情況

曉夏街河屬于南花溪一級支流，武江二級支流，發源于廣東省連州大路邊鎮鴨公塘，曉夏街河在黃沙鎮李家灣下游流入地下溶洞，經地下暗河，于宜章縣天塘鄉龍江口村匯入南花溪，流域面積為73.3 km2。黃沙河是曉夏街河的一級支流，發源于宜章縣黃沙鎮新岔村牛婆坳，黃沙河集雨面積為34.6 km2。在黃沙鎮李家灣匯入曉夏街河。曉夏街河澇區內有曉夏街、校場坪、堡城、蔡家、大黃家、五甲6 個行政村，總人口10 337 人，區內耕地總面積9 659 畝。澇區規模及范圍見圖1。

圖1 曉夏街河流域水系及技術方案比選圖

2 洪澇災害情況及形成原因

2.1 洪澇災害情況

黃沙鎮在新中國成立以后發生大洪水的年份有：1961、1968、1973、1976、1985、1987、1992、1994、1995、1999、2006 年，其中以1992 年“5·6”洪災，1999“8·13”洪災、2006“7·15”洪災損失最為嚴重。2006“7·15”特大洪災，房屋倒塌58 間，因災死亡7 人，莊稼顆粒無收，洪災最高洪水位為269.04 m。當地老百姓有句民謠：“曉夏街一年水淹三次禾”，形象地說明了曉夏街民眾面對洪澇災害的痛恨和無奈。

2.2 洪澇災害形成的原因

根據水文氣象和地形條件分析，造成澇災的主要原因有：

1）現有落水溶洞泄洪能力小，曉夏街落水溶洞局部地段斷面狹窄，彎曲，致使泄洪流量過小。澇區部分垃圾滯留在落水洞中，加上澇區部分泥沙淤積落水洞內，排水更為不暢，加劇內澇。

2）曉夏街內澇區集雨面積較大，汛期澇區降雨豐富，曉夏街澇區集雨面積達73.3 km2，澇區遭遇暴雨時，洪水流量大，澇區無法及時排水，造成嚴重內澇。

3）澇區內蓄洪滯洪容積小，從1/10 000 地形圖測量計算得知，265 m 高程以下蓄洪容積為105 萬m3，24 h 暴雨值為60 mm 時對應的洪量153 萬m3，10 年一遇設計洪量667 萬m3。澇區內蓄洪容積小也是造成嚴重內澇的重要原因。

4）加上連年的水土流失，廢棄物等不斷阻塞，落水溶洞泄洪能力逐年降低，同時澇區排澇配套設施不全，無法滿足區域排澇要求。

3 落水洞泄洪能力復核及澇區治理思路

3.1 落水洞泄洪能力復核

目前，曉夏街澇區主要有兩個比較大的落水溶洞泄洪，曉夏街河和黃沙河上各有一處溶洞入口。曉夏街河溶洞入口與黃沙河溶洞入口相距110 m，黃沙河經地下溶洞匯入曉夏街河。曉夏街河經地下落水溶洞排至南花溪，這些落水洞都具備有一定的排水能力。黃沙鎮根據曉夏街洪澇情況，結合宜章和黃沙溪氣象站氣象資料，當曉夏街河流域遭遇24 h 暴雨值大于60 mm時，曉夏街片區發生內澇。說明落水溶洞泄洪能力僅能通過相當于區域發生24 h 暴雨值60 mm 時產生的洪峰流量。因此，需計算24 h 暴雨值60 mm 時對應的洪峰流量，同時復核本區域10 年一遇設計洪峰流量。

曉夏街河干流上游建有黃沙溪水庫（中型水庫），該水庫預留防洪庫容，水庫對流域洪水調蓄作用較大。根據黃沙溪水庫防汛調度，在發生10 年一遇的暴雨情況下，水庫不泄洪。因此在計算曉夏街河落水溶洞設計洪水及排澇流量時，僅考慮黃沙溪水庫大壩至落水溶洞口區間集雨面積產生的洪水。

曉夏街流域屬無資料地區，曉夏街流域設計洪水采用《湖南省暴雨查算手冊》推算。經計算，曉夏街河24 h 暴雨值60 mm 時對應的設計洪水流量為35.79 m3/s，即現有落水溶洞泄洪能力約為35.79 m3/s，洪量153 萬m3。曉夏街河10 年一遇設計洪水峰流量為203.2 m3/s，洪量667 萬m3。

通過計算結果對比分析，曉夏街現有的落水溶洞泄洪能力遠小于10 年一遇設計洪峰流量，這是造成曉夏街嚴重內澇的原因。

3.2 澇區治理總體思路

根據曉夏街澇區下游及左右岸三面環山，上游雨洪無法順暢排走的特點，需新建排澇工程體系，根治曉夏街澇災。通過新建排澇設施，排除超過落水洞泄洪能力的澇水流量。新建排澇工程的排水流量為澇區設計排澇流量扣除落水洞的泄洪流量。

根據洪澇災害現狀，以及現場勘查的地形、地質情況，排水措施有：一是將原落水洞行洪通道擴卡拓寬，將澇水通過原路徑排除。二是保留落水洞行洪通道，再開鑿一條泄水路線（新開排澇明渠、暗涵及排澇隧洞等），把澇水引到下游南花溪。這兩個方案都可降低澇水位，減少淹沒面積，縮短洪澇歷時。

3.3 澇區排澇流量計算

根據實地調查，曉夏街河和黃沙河上均有溶洞入口，洞口互通互連，曉夏街干流溶洞進口十分狹窄，洞口洞徑僅為1.2 m，支流黃沙河上溶洞稍微大點，洞口寬約1.8 m，高約1.8 m。曉夏街干流溶洞進口東側50 m也有個洞口，寬約1.5 m，高約1.2 m，洞口位置較高，高程為266.10 m 左右。這幾個洞口是澇區最低點，曉夏街流域洪水經這些洞口進入落水洞。經實地查勘，澇區沒有坑塘等設施蓄滯澇水，因此不再考慮曉夏街澇區的澇蓄能力。

根據排水需要，計算曉夏街澇區設計排澇流量。根據《灌溉與排水工程設計標準》（GB 50288），排澇標準為5 年一遇24 h 暴雨24 h 排至耐淹深度。

排澇流量根據下面的公式計算：Qp=（F×H24面×0.8）/（t×86 400×1 000）

通過計算，曉夏街澇區5 年一遇設計排澇流量為77.12 m3/s。

現有落水溶洞泄洪能力為35.79 m3/s，曉夏街澇區設計排澇流量為77.12 m3/s，超過澇區落水溶洞泄洪能力的這部分澇水流量由新建排澇設施排出。因此，新建排澇設施設計排澇流量為41.33 m3/s。

4 洪澇災害治理方案及措施

4.1 排洪治澇方案分析論證

根據曉夏街澇區的地形、地質及人居環境條件擬定3 個治澇措施比選方案：

方案一：在曉夏街澇區上游新開撇洪明渠6.5 km，撇洪明渠路線沿堡城——五甲——花園——石山背——南花溪布置。該線路繞過澇區，穿越107 國道和黃莽公路后，通過石山背附近的溝道，將澇區澇水排至南花溪。

方案二：新開明渠、暗涵和排澇隧洞將澇區澇水排至南花溪。該方案新建明渠320 m，暗涵77 m，隧洞1 256 m。

方案三：拓寬落水洞進出口狹窄處，將落水溶洞進口寬敞段和出口寬敞段擴寬，同時新開隧洞連接進口和出口寬敞段。擴寬落水洞進口段310 m，擴寬落水洞出口段400 m，拓寬后的落水洞進出口通過新開隧洞連接，新開隧洞長1 200 m。同時在落水洞出口拆除重建電站引水壩1 座。

經比較，方案一撇洪明渠方案需通過村鎮居民區，明渠線路長，渠道開挖斷面較大，需占用大量的土地，同時需穿越宜連高速、107 國道及黃莽公路。該方案投資巨大，占地多，施工及協調難度也大。

方案二進口入裸露的巖層比較完整，無破碎帶現象，隧洞成洞地質條件相對較好，施工出渣運輸方便，堆放渣場近。在施工期間下雨，不會影響施工，也不影響排洪。但方案二明渠開挖需征用工程永久占地4.5畝，占地全部為荒地（因長期受澇災無法耕種）。該方案雖有少量征地，但均為荒地。該方案地質條件好，施工條件好。

方案三無永久征地，工程征地全部為臨時征地。該方案存在以下幾點問題：①落水溶洞蜿蜒曲折，寬窄不一，施工風險高，施工機械運行困難，施工出渣較困難。②澇區排澇設施施工時無法安排其他導流方案，施工期洪水需由落水洞導流，施工中產生的松散渣料容易淤堵落水洞。③新開隧洞靠近泄洪溶洞，施工期間一旦下大雨，施工作業面容易被淹沒，對施工場地造成極大的破壞，影響工程施工進度。④澇區出露地層為碳酸鹽類巖石，巖溶發育強烈，該洞線隧洞施工時容易遇到溶洞、涌水等不良地質情況。⑤落水洞出口建有一座小水電站，該方案需在落水洞出口處拆除重建水電站引水壩1 處，這將給工程建設帶來經濟糾紛和社會不穩定因素。該方案雖無永久征地，但施工技術難度大，施工導流布置有難度，地質條件復雜，施工風險高。

4.2 總體布置方案選定

經過對3 個方案的方案布置、經濟、技術、施工及社會影響等方面進行比較，結合選定的排澇工程線路的地質地形情況，將方案二作為推薦方案。

4.3 工程治理措施

根據確定的排洪治澇方案，需新開排澇明渠、暗涵和隧洞。工程擬在溶洞入口前新開排澇明渠，明渠長320 m。排澇明渠末端連接暗涵，暗涵全長77 m。暗涵連接排澇隧洞，隧洞全長1 256 m，隧洞出口設置消能防沖設施。工程實施后，將區內澇水引到新建明渠，再從暗涵、隧洞排入南花溪。

4.4 投資效益

曉夏街防洪排澇工程，工程總投資約800 萬元。工程實施后，曉夏街澇區治澇能力由現狀1 年一遇提高到5 年一遇，將大大減輕防洪治澇負擔，有利于社會正常持續的發展。根據歷次洪澇災損失情況及參考有關資料，測算本工程多年平均防洪排澇效益可達85 萬元。

5 結語與建議

黃沙鎮曉夏街溶蝕洼地通過修建上述排洪治澇設施，可根治曉夏街溶蝕洼地洪澇災害，提高區域排澇標準，確保區域滿足生活和生產的基本要求，具有較好的經濟效益和社會效益。因此，項目建設實施非常有必要。通過曉夏街澇區的形成原因分析、治理方案論證和治理措施的布置，為溶蝕洼地地區的防洪治澇積累治理經驗。建議項目實施后，及時制定超標準洪水應急措施，曉夏街澇區應急措施主要依靠非工程措施來解決：一是建立指揮系統；二是做好防洪治澇預案，做好防災減災、撤退轉移安置工作。實施后,建議重新核定上游黃沙溪水庫的防汛水位、警戒水位等特征水位。