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山洪沟治理工程设计要点探讨

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘志明

[导读] 摘要：山洪沟治理能够有效保障山洪沟行洪安全，是预防自然灾害发生的重要措施，在山洪沟治理的过程中，必须要结合当地自然环境和地质情况来制定具体的方案。

        四川省越西县水利局
        摘要：山洪沟治理能够有效保障山洪沟行洪安全，是预防自然灾害发生的重要措施，在山洪沟治理的过程中，必须要结合当地自然环境和地质情况来制定具体的方案。
        关键词：山洪沟；治理；设计原则；措施技术
        2011年4月，国务院常务会议研究讨论通过了《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划》（以下简称《总体规划》）。《总体规划》提出按先重点后一般的原则，安排各省（自治区、直辖市）在近期完成1 650条重点山洪沟的治理任务。在《总体规划》出台之前，2006年国务院批复的《全国山洪灾害防治规划》、2010年国务院印发的《关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治的若干意见》（国发〔2010〕31 号）、2011 年中央 1 号文件都提出要加快实施重点山洪沟治理工程。
        目前，我国正在大规模开展山洪灾害防治县级非工程措施项目，计划用3年时间，初步建立覆盖2 058个县的山洪灾害防治区的非工程措施体系。此外，按照《总体规划》，还将对流域面积200 km2以下，危害严重，且难以实施搬迁避让的1 650条山洪沟沿岸村落、城镇等居民区，采取防护和抗冲等工程措施，有效保护人员安全，减少房屋等资产损失，初步构建起我国工程措施和非工程措施相结合的山洪灾害防治体系，全面提高山洪灾害防御能力。大规模的山洪沟治理工程即将启动，本文提出了山洪沟治理工程设计原则、各种工程措施布置原则、山洪沟治理的各种工程措施技术要求，以期对将来的山洪沟治理工程设计指导意见和有关行业规范编制及修订起到抛砖引玉的作用。
        一、山洪沟治理设计原则
        1.总体治理原则
        山洪的特点是洪水暴涨暴落、历时短暂、水流速度快、冲刷力强、破坏力大。山洪沟治理主要是通过实施工程措施，有效提高河沟两岸城镇、集中居民点或重要设施的防洪标准，切实保障人民群众生命财产安全，最大限度地减轻灾害损失，实现人与自然和谐相处。根据山洪的特点和治理的目的，确定山洪沟总体治理原则：山洪沟治理工程措施主要布设在县城、村镇、人口密集居民点、重要基础设施等处，以治点为主，以护岸消能防冲为重点，根据山洪沟所在的地形、地质条件，植被及沟壑发育情况，因地制宜，综合治理，形成以护岸及堤防工程、截洪沟及排洪渠工程、沟道清淤疏浚工程、分洪道及排洪渠工程为主，必要的谷坊、格栅坝、陡坡、跌水、滞洪带等措施为辅的综合防治体系。
        2.工程措施布置原则
        山洪沟治理工程按照以下原则布置有关构筑物：拦、蓄、避、通、护。“拦”：在山洪沟的关键断面拦截下泄物体，保持河床稳定，保护下游重要设施（采用谷坊、格栅坝等措施）。“蓄”：利用山塘、洼地滞蓄洪水，削减洪峰。“避”：利用截洪沟、排洪渠等设施，减少地表径流危害；有条件的，可利用分洪道将洪水撇向城镇或重要设施下游。“通”：采用河道疏浚清障等措施，保持河道畅通，维持河道过流断面。“护”：加固或修建护岸、堤防等，保护重要设施及集中居民点。
        3.注重生态的原则
        山洪沟治理工程应遵循自然规律，首先要达到设计的防洪标准，还应兼顾维护各类生物适宜栖息环境和生态景观完整性的功能。岸坡防护设计除应考虑传统的技术要求外，还要兼顾生物栖息地加强和改善生态环境的需求，有条件时可引入一些具有较大的孔隙率和较强的透水性的结构形式，以改善生物的生长发育条件，如有植被的堆石、石笼、混凝土空心块、生态砖、鱼巢砖等。

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        二、山洪沟治理各工程措施技术要求
        1.拦挡坝
        山洪发生时，由于水流流速大，对河床造成强侵蚀或携带树木、巨石流动。为减轻水流携带物给下游重要设施造成的损害，需要采用拦挡工程保护河床及下游重要设施。山洪沟治理工程常见的拦挡坝有谷坊和栅格坝两种。谷坊是在山洪沟上游修建的拦水截砂的低坝，其作用是防止沟床冲刷下切和沟岸坍塌，截留泥沙，固定沟床坡降。谷坊型式应根据沟道地形、地质、洪水、当地材料、谷坊高度、谷坊失事后可能造成损失的程度等条件比选，可采用土石谷坊、砌石谷坊、铅丝石笼谷坊、混凝土谷坊等。谷坊位置应选在沟谷宽敞段下游窄口处，山洪沟道冲刷段较长的，可顺沟道由上到下设置多处谷坊。
        格栅坝是拦挡坝的一种特殊形式，它可以采用圬工坝上留窄缝孔洞等形式，也可用钢杆件或混凝土杆件组装或安置。在圬工墩台间亦可采用桩式或A字形三脚架式的桩林坝，还可采用钢索网状坝，它的主要作用是拦住大石块或林木，而将洪水或泥流排出。
        2.跌水和陡坡
        当截洪沟、排洪渠道通过地形高差较大的地段时，需要采用陡坡或跌水连接上下游渠道。陡坡实际上是急流槽，地形变化均匀。坡降在1∶4~1∶20范围内修建陡坡比跌水经济，特别在地下水位较高的地段施工较方便。当坡度大于1∶4时采用跌水为宜，可以避免深挖高填。跌水跌差小于或等于5 m时，可采用单级跌水；跌水跌差大于5 m、或采用单级跌水不经济时，可采用多级跌水。多级跌水可根据地形地质条件，采用连续或不连续的形式。
        3.堤防与护岸
        在山洪沟两岸有居民或重要建筑物时，为防止山洪冲刷破坏，宜沿岸修筑护岸工程。对受山洪严重威胁的村镇或重要设施宜结合护岸工程适当修建堤防保护。护岸工程原则上应采取平顺护岸形式，并与周围环境相协调，安全实用，便于维护，生态亲水。山洪冲击力大、破坏性强，对崩岸、塌岸、迎溜顶冲、淘刷严重的沟道岸坡，应采用坚固耐用的刚性护岸工程。受地形条件或两岸建筑物限制时可采用墙式护岸；沟道相对开阔、地形条件较好的山洪沟护岸宜优先选用坡式护岸。
        堤防工程原则上以原有堤防除险加固为主，参照《堤防工程设计规范》（GB 50286—1998）规定执行。对新建堤防，应根据山洪沟泄洪要求，经过比选，合理选定堤线和堤距布置，并根据山洪沟行洪断面、地形地质条件、当地材料以及占地情况，合理确定堤防结构形式。对人口密集区、沟道两岸地形狭窄、已建建筑物限制等没有条件布置土堤的地段，可采用防洪墙等形式；沟道两岸地形有条件时，可采用土堤形式。
        4.沟道整治
        对依山而建、受山坡地表径流危害的城镇、集中居民点、重要设施等，需修建截洪沟、排洪沟渠，将坡面地表径流引入沟道排泄。对沟道内淤积的泥沙、乱石、杂物和人为卡口进行清理疏挖，提高沟道泄洪能力。重点在城镇河段清除河道行洪障碍，确保沟道泄洪畅通。疏浚、扩挖的淤积物、弃渣等应堆放在距沟道有一定距离的低洼处，严禁人为设障。截洪沟、排洪渠应尽量利用坡面原有沟埂、天然沟道，其断面大小应满足排洪量的要求。在经过重要位置或弯道凹岸、跌水等冲刷强烈地带，需考虑必要的护砌措施。
        三、结语
        本文探讨了山洪沟治理设计原则，提出了山洪沟治理各工程措施技术要求，希望对山洪沟治理提出一点有用的建议。
        参考文献
        [1]国家发展与改革委员会.全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划[R].2011.
        [2]水利部,国土资源部,中国气象局,建设部,国家环保总局.全国山洪灾害防治规划[R].2006.
        [3]城市防洪工程设计规范（CJJ 50—92）[S].1993.