包澮河治理工程堤防現(xiàn)狀及治理措施分析

儲(chǔ)成洲

（安徽三洲水利建設(shè)有限公司,安徽 宿州 234000）

1 引言

河道防洪能力提升改造可以保護(hù)沿線居民、村莊,具有十分重要的社會(huì)效益。河道綜合治理工程需要結(jié)合河道的實(shí)際情況采取適宜的治理方案,從而降低投資,提高防洪效果。

2 工程概況

包澮河流域安徽省境內(nèi)人口150 萬,耕地288 萬畝,人均耕地1.92 畝,高于全國平均水平,但流域內(nèi)農(nóng)村和城鎮(zhèn)人均年收入均低于全國和安徽省平均水平。包澮河流域是安徽省糧食生產(chǎn)基地,正在建設(shè)臨渙煤化工生產(chǎn)基地。根據(jù)1950 年～2020 年的災(zāi)情統(tǒng)計(jì)資料,包澮河受災(zāi)較為嚴(yán)重的年份有1950 年、1952 年、1954 年、1956 年、1958 年、1963 年、1965 年、1982 年、1991 年、1996 年、1997 年、1998 年、2000 年、2003 年、2005 年、2007 年、2012 年、2018 年,平均每3 年～5 年就發(fā)生一次大的澇災(zāi)。

3 堤防工程現(xiàn)狀

包澮河流域?qū)冱S泛沖積平原,上中游受黃泛沖積和人類治水挖河棄土活動(dòng)的影響,河道近岸地勢相對近河腹地略高,形成數(shù)十米至一千米左右的“天然堤”,近河腹地至“天然堤”倒比降,不少河段“天然堤”地面高程高于洪水位,而腹地低于洪水位,從而形成包澮河上中游盡管沒有堤防卻有不少溝口防洪涵閘,以防洪水倒灌進(jìn)入腹地。而澮河下游地勢低洼,常受洪水威脅。

包澮河干流防洪工程現(xiàn)狀如下：包河省界喇叭口～臨渙段,該段無堤防,河道近岸地面高程31.3 m～28.3 m,與20 年一遇洪水位31.6 m～28.23 m 相近,但局部地面低于洪水位,部分河段有“天然堤”,“天然堤”比腹地高0.5 m 左右,該段河道兩岸現(xiàn)有7 處溝口防洪涵閘。

澮河豫皖省界～臨渙段,兩岸無堤防,河道近岸地面高程30.7 m～28.3 m,與20 年一遇洪水位30.5 m～28.23 m 相近,但有不少兩岸地面低于洪水位,部分河段有“天然堤”,“天然堤”比腹地高0.5 m～1 m,該段河道兩岸現(xiàn)有5 處溝口防洪涵閘,其中4 處損毀嚴(yán)重。

澮河臨渙～祁縣閘段,兩岸無堤防,河道近岸地面高程28.3 m～22 m,與20 年一遇洪水位28.23 m～21.1 m 相近,但有不少河道近岸地面低于洪水位,本河段“天然堤”較多,“天然堤”比腹地高0.5 m～1 m,比少量腹地的低洼地高2 m 以上,該段河道兩岸現(xiàn)有14 處溝口防洪涵閘,另有5 處涵閘在建設(shè)過程中。

澮河祁縣閘～固鎮(zhèn)閘段,兩岸均有防洪堤,為1994 年～1998 年《安徽省包澮河初步治理工程》時(shí)建設(shè),防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇,祁縣閘～稿溝段堤頂高程為20 年一遇水位+超高1.0 m,即23.27 m～20.97 m,堤頂寬度為5 m,稿溝～固鎮(zhèn)閘段堤頂高程為20 年一遇+超高1.5 m,即21.47 m～20.52 m,堤頂寬度6 m,內(nèi)外邊坡均為1∶3,堤身高度自上而下逐步增加,為1 m～5 m,局部溝口堤身高度超過7 m。固鎮(zhèn)城市防洪堤左堤界溝～固鎮(zhèn)閘段和右堤澮河二橋～固鎮(zhèn)閘段經(jīng)近年逐步加固已達(dá)到50 年一遇標(biāo)準(zhǔn),但管莊～澮河二橋段仍為20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。祁縣閘～固鎮(zhèn)閘段絕大部分溝口都建有防洪涵閘,防洪效果良好,但因資金不足,埇橋境內(nèi)尚有8 處和固鎮(zhèn)界溝等溝口未封閉,造成溝口倒灌堤后洼地。澮河固鎮(zhèn)閘～九灣段,兩岸均有防洪堤,也為1994 年～1998 年《安徽省包澮河初步治理工程》時(shí)建設(shè),防洪標(biāo)準(zhǔn)為40 年一遇澇水碰淮干百年一遇洪水分洪2000 m3/s,堤頂高程21.17 m,堤頂超高為1.7 m～2 m,堤頂寬度左岸為8 m,右岸為6 m,內(nèi)外邊坡均為1∶3。該段堤防全線封閉,2003 年分洪時(shí),堤防防洪作用巨大。該段堤防堤身平均高度超過5m,局部溝口超過7m。 堤防工程現(xiàn)狀情況見表1。

表1 包澮河堤防工程現(xiàn)狀

4 治理措施方案

由于澮河祁縣閘～固鎮(zhèn)閘段堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到20 年一遇標(biāo)準(zhǔn),澮河固鎮(zhèn)閘～九灣段堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為分淮河干流洪水2000 m3/s 碰40 年一遇內(nèi)水,均滿足《淮河流域綜合規(guī)劃》（2012～年2030 年）要求,而且堤防基本完好,故除固鎮(zhèn)城市防洪堤段有特殊要求外,不再安排堤防加固工程措施；固鎮(zhèn)縣城澮河左岸防洪堤防洪標(biāo)準(zhǔn)與懷洪新河堤防相同,滿足《固鎮(zhèn)縣城城市總體規(guī)劃》（2009 年～2030 年）要求,堤防質(zhì)量完好,故無需加固。固鎮(zhèn)縣城澮河右岸南城區(qū)管莊～澮河二橋段（29+013～26+440）堤防為20 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)《固鎮(zhèn)縣城城市總體規(guī)劃》（2009 年～2030 年）,固鎮(zhèn)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。因此管莊～澮河二橋段（29+013～26+440）段防洪堤不能滿足總體規(guī)劃的要求,需要加高加固,加固長2.57 km。其余右岸城市防洪堤滿足50 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

包澮河祁縣以上現(xiàn)狀無堤防,防洪措施擬定兩個(gè)方案進(jìn)行比較,兩方案共有的工程量和投資不參與比較。方案一為棄土結(jié)合防洪方案,即利用挖河棄土沿河道兩岸低洼地堆放,棄土頂高程略高于洪水位+0.5 m,溝口修建防洪涵閘,以滿足包澮河沿線防洪的要求,由于棄土及“天然堤”較寬,超高僅按0.5 m 計(jì),考慮到防汛的需要,一岸修建防汛道路,以路代堤,防汛道路基本沿“天然堤”頂、現(xiàn)狀道路、沖填區(qū)圍堰修筑。方案一需列入方案比較的主要工程量為：修建防汛道路需要碾壓土方量為161.7 萬m3,清基土方量為36.7 萬m3,永久征地2273 畝,拆遷房屋數(shù)量為19087 m2。方案一投資估算見表2。

表2 方案一（棄土結(jié)合防洪方案）工程量與投資估算

方案二為筑堤方案。包澮河祁縣閘以上現(xiàn)狀雖無堤防,但沿河兩岸大部地面高程比腹地高0.5 m～2 m,形成“天然堤”,經(jīng)計(jì)算分析,包河沿河兩岸“天然堤”僅比20 年一遇洪水位平均低0.32 m,但地面高低起伏,局部地面高于或低于洪水位的最大差值僅約1 m,見圖1。澮河各河段平均地面高程均略高于設(shè)計(jì)洪水位,經(jīng)分析計(jì)算,兩岸平均地面略高于20 年一遇洪水位0.8 m,但局部地面低于設(shè)計(jì)洪水位,見圖2 和圖3。由于“天然堤”頂有大量的房屋,為減少房屋拆遷、避免現(xiàn)有房屋不在堤防保護(hù)范圍內(nèi),修筑的堤防在滿足行洪斷面情況下需適當(dāng)向河道側(cè)前移。堤防按4 級堤防設(shè)計(jì),超高1.5 m,包河堤防平均高度僅2.85 m,堤防實(shí)際擋水高度1.35 m,有效擋水高度（“天然堤”頂高與洪水位的差值,下同）0.32 m；澮河堤防平均高度1.61 m,堤防實(shí)際擋水高度平均0.11 m,由于“天然堤”平均高程高于洪水位,無有效擋水高度。修筑堤防長度46.4 km。祁縣閘以上筑堤增加的主要工程量和投資見表3。

圖1 包河堤防工程縱斷面圖

圖2 澮河臨渙以上堤防工程地形

圖3 澮河臨渙～祁縣段堤防地形縱斷面

表3 方案二（筑堤方案）工程量與投資估算

從表1 中可以看出,盡管筑堤工程量不算太大,平均為30 m3/m,但占地面積較大,拆遷房屋較多,投資較大。兩方案相比,方案二筑堤方案占地多,拆遷量大,工程投資大,與方案一相比,投資增加9.7 億元,所增加的效益僅為規(guī)劃堤線與“天然堤”間的減淹面積年均1800 畝,效益低,且因地面高低起伏,多處地面高于設(shè)計(jì)洪水位,無需修筑堤防,因此修筑的堤防斷斷續(xù)續(xù),平均高度低,不便于確權(quán)劃界,難以管理。另外,筑堤后,“天然堤”與堤防間的坡水難以外排,形成新的洼地。鑒于以上情況,包澮河祁縣閘以上擬不修筑堤防,防洪采用方案一解決：溝口修建防洪涵閘,地面高程低于洪水位的低洼地面利用疏浚的大量棄土墊高地面,使地面高程高于設(shè)計(jì)洪水位+0.5 m,由于“天然堤”較寬,而疏浚棄土方量較大,使得沿線地面高程均高于設(shè)計(jì)洪水位,“天然堤”與棄土一起形成一道防洪屏障,相對于一般堤防,這道堤防具有寬頂、超高小的特點(diǎn),配合溝口防洪涵閘,實(shí)際起到20 年一遇的防洪作用,從而避免永久占地和拆遷。考慮到防汛的需要,擬在包澮河一岸修建防汛道路,根據(jù)保護(hù)面積的大小及沿岸交通狀況確定防汛道路修建的岸別,包河喇叭溝口～臨渙集段擬修建在右岸,澮河祁縣以上擬修建在左岸,防汛路路面高程為河道20 年一遇洪水位+0.5 m,達(dá)到以路代堤,滿足防洪要求。綜上所述,包澮河堤防僅需加固固鎮(zhèn)縣城澮河右岸的南城防洪堤,根據(jù)《固鎮(zhèn)縣城市總體規(guī)劃（2009-2030）》,堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇,堤頂高程為20.86 m～20.64 m,頂寬8 m,規(guī)劃設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。

表4 固鎮(zhèn)南城防洪堤加固規(guī)劃成果

5 結(jié)論

包澮河干流現(xiàn)狀排澇能力標(biāo)準(zhǔn)低,河道彎曲,不少地段彎道急,迎溜頂沖,岸高坡陡或土質(zhì)差的險(xiǎn)工險(xiǎn)段,沖刷后的陡坎離村莊、集鎮(zhèn)或堤防很近,受洪水沖刷,坍塌嚴(yán)重,威脅岸邊的村莊、集鎮(zhèn)和堤防的安全。通過實(shí)地調(diào)查及方案比選,采用對疏浚包河、澮河,加固固鎮(zhèn)城市防洪堤右堤,對南坪閘和包河閘除險(xiǎn)加固的措施,修建防汛道路等措施,提高河道防洪能力。