李效祿,王志文,鄭云云
(1.陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計研究院,陜西 西安 710018;2.漢中市略陽縣水利局,陜西 略陽 724300)
略陽縣,隸屬于陜西省漢中市,位于陜西省西南部,地處陜甘川三省交界地帶。略陽縣城區(qū)由嘉陵江及其支流八渡河、東渡河環(huán)繞,縣城地形西北高、東南低。據(jù)《略陽縣志》記載,從1448 年~1949 年的500 年間,共發(fā)生特大洪水24 次,平均20年發(fā)生一次特大洪災(zāi),特別是1827 年,一場罕見的特大洪水洗劫縣城,將城市設(shè)施毀于一旦。據(jù)統(tǒng)計,略陽縣城區(qū)因洪水沖塌而大規(guī)模重建或補建約有8 次,解放后至2020 年間有20 余次大水入城,略陽縣城至今仍為全國及陜西省防洪重點城市,特別是2018 年至2020 年,縣城三年兩次進水,給略陽造成較為嚴(yán)重的損失。
建國后,略陽縣委縣政府高度重視略陽縣城防洪問題,經(jīng)過多年的治理,略陽縣城區(qū)段防洪工程基本建成,已成防洪工程總長5.18 km,其中嘉陵江右岸防洪工程達到20 a 一遇,嘉陵江左岸、八渡河、東渡河防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10 a 一遇。
略陽縣城區(qū)總?cè)丝诩s7 萬人,屬于一般縣城。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》,城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20 a~50 a一遇洪水。結(jié)合《陜西省防洪規(guī)劃》等前期相關(guān)規(guī)劃和防洪工程批復(fù),略陽縣城區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)確定為20 a 一遇,相應(yīng)設(shè)防流量為6820 m3/s,規(guī)劃嘉陵江最小堤距為120 m。
表1 略陽縣城城區(qū)段防洪標(biāo)準(zhǔn)及流量數(shù)值表
(1)防洪體系不完善
上游缺乏控制性調(diào)蓄工程,嘉陵江上游因?qū)毘设F路沿江而上,干流難以修建控制性調(diào)蓄水庫,支流西漢水雙廟崖水庫因預(yù)計淹沒面積大、搬遷多、投資巨大,至今未開展工作。已建成的略陽縣葫蘆頭水庫,位于西漢水干流,距嘉陵江匯入口16 km,總庫容1897 萬m3,由于多年淤積,現(xiàn)狀庫容約550 萬m3,對西漢水洪峰調(diào)節(jié)能力有限。
(2)防洪工程標(biāo)準(zhǔn)偏低
略陽縣城防洪工程建設(shè)歷史久遠,河堤標(biāo)準(zhǔn)低,縣城地勢低洼,道路及房屋建基面較低,整體防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10 a 一遇,八渡河和東渡河支流受干流洪水倒灌影響,易發(fā)生嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。
(3)城區(qū)下游河道排洪不暢
縣城下游嘉陵江存在約4 km 長的狹窄河段,行洪斷面寬度約為70 m~90 m,與嘉陵江平均120 m 寬的行洪寬度相差較大,導(dǎo)致下游泄洪不暢,洪水流速減緩,洪水位抬高,而使縣城被淹。
(4)城區(qū)上游洪水峰高量大
嘉陵江上游流域面積高達1.92 萬km2,根據(jù)歷年洪水資料分析,洪水特點為洪峰高、洪量大,歷時短,洪峰水位持續(xù)時間長,因地形條件限制,無分流、滯洪工程,略陽縣城上游流域所有暴雨形成的洪水都要經(jīng)過略陽縣城,極易形成洪災(zāi),防洪壓力大。
(5)防洪非工程措施不健全
截至目前,全縣境內(nèi)只有嘉陵江略陽水文站能提供嘉陵江干流水情,其他支流均無雨水情監(jiān)測系統(tǒng),防洪非工程措施建設(shè)嚴(yán)重滯后,境內(nèi)干支流缺乏監(jiān)測和預(yù)警速報系統(tǒng),無法有效利用現(xiàn)代信息化平臺服務(wù)防汛決策。
防洪體系總體布局包括防洪工程布局和防洪非工程措施布局。
按照新時期防洪體系建設(shè)要求,需要加快補齊補強防洪工程設(shè)施短板,做好防洪減災(zāi)體系頂層設(shè)計,切實提升洪澇災(zāi)害防御能力。根據(jù)多年來略陽縣城區(qū)段實際發(fā)生的洪澇災(zāi)害及每次防汛工作暴露出的防洪薄弱環(huán)節(jié),統(tǒng)籌洪水蓄泄關(guān)系和出路安排,研究新形勢下防洪方略,優(yōu)化調(diào)整防洪思路,提出應(yīng)對略陽縣城區(qū)嚴(yán)峻防洪形勢的基本策略為“上攔下排、中分中擴”。
“上攔”工程:通過在上游建設(shè)有調(diào)洪功能的重大控制性樞紐,兼顧防洪、發(fā)電和水資源利用,最大限度的削減上游洪峰流量。
“中分”工程:通過人工排洪通道建設(shè),分流河道洪水,減小城區(qū)段洪峰流量,減輕縣城防洪壓力。擬在縣城上游修建分流隧洞,將部分洪水分流至縣城下游。
“中擴”工程:通過對嘉陵江略陽縣城下游出口卡口段拓寬,擴大河道行洪斷面,增強城區(qū)段河道排洪能力,降低瓶頸、卡口壅水造成的洪水淹沒風(fēng)險。
“下排”工程:通過下游荷葉壩以下河段的疏浚,增強河道排洪能力,保障下游河道排洪通暢。
按照防洪減災(zāi)總體目標(biāo)和洪水風(fēng)險管理需要,完善嘉陵江干支流各重要斷面及匯流口水雨情監(jiān)測系統(tǒng)、防汛調(diào)度指揮系統(tǒng)、洪水調(diào)度管理系統(tǒng),落實“測報防”責(zé)任和措施。
(1)雙廟崖水庫。規(guī)劃壩址位于西漢水出口上游約5 km處,壩型為重力壩,壩高120 m,壩長150 m,庫容約3.5 億m3,為Ⅱ等大(2)型工程。
(2)貓兒溝水庫。規(guī)劃壩址位于西漢水出口上游約1.5 km處,壩型為重力壩,主要任務(wù)以防洪為主,兼顧發(fā)電效益。壩高30 m,壩長175 m,水庫總庫容4500 萬m3,為Ⅲ等中型工程,設(shè)計年限50 a,設(shè)計水庫防洪水位683.5 m、正常蓄水位680 m 和死水位662 m,相應(yīng)防洪庫容1900 萬m3、調(diào)節(jié)庫容2400 萬m3和死庫容570 萬m3。水庫電站裝機容量11.5 MW。
對比兩個新建水庫,雙廟崖水庫庫容大、消減洪水能力強,但庫區(qū)內(nèi)有西淮壩集鎮(zhèn)及梁家河村等村莊、葫蘆頭電站等設(shè)施,涉及人口約7000 人,水田約2000 畝,旱地約15000 畝,林地約20000 畝,占壓量大、投資巨大,實施難度很大。貓兒溝水庫為中型水庫,規(guī)模較小,回水至葫蘆頭電站下游,移民占壓面積小,投資少、實施難度相對較小,推薦近期優(yōu)先開展貓兒溝水庫論證、建設(shè),盡快發(fā)揮防洪效益。遠期研究嘉陵江上游干流修建水庫的可行性。
(3)葫蘆頭水庫清淤擴容。通過2020 年8.16 洪水調(diào)度,證明葫蘆頭水庫在調(diào)蓄削峰方面作用明顯,但葫蘆頭水庫目前淤積嚴(yán)重,有效庫容從1250 萬m3縮減至550 萬m3,應(yīng)充分挖掘現(xiàn)有葫蘆頭水庫調(diào)洪潛能,進行清淤擴容,增大調(diào)蓄削峰能力。
經(jīng)水文調(diào)節(jié)計算,擬建貓兒溝水庫與清淤后的葫蘆頭水庫聯(lián)合調(diào)度運行可以削減西漢水10 a 一遇洪峰流量至少1000 m3/s,削減20 a 一遇洪峰流量至少1800 m3/s,削減30 a 一遇洪峰流量至少2200 m3/s,有效減輕下游略陽縣城防洪壓力。
結(jié)合地形地貌特點及分流條件,初步研究確定三個分流隧洞方案。
方案一:進口位于橫現(xiàn)河鎮(zhèn)金家河匯入嘉陵江河口處,進口高程635 m,出口位于荷葉壩,出口高程623 m,高差12 m,隧洞長8000 m,比降1.5‰,雙隧洞布置,洞寬約13 m,高10 m,分洪能力為1180 m3/s。
方案二:分洪道進口設(shè)置于橫現(xiàn)河大橋下游380 m 處嘉陵江右岸,控制流域面積19206 km2。進口高程632.5 m,出口位于荷葉壩,出口高程623.5 m,高差9 m,隧洞長7600 m,比降1.18‰,規(guī)劃雙隧洞,單洞寬約13 m,高10 m,最大分洪能力1040 m3/s。
方案三:進口位于電務(wù)家屬院上游,控制流域面積19206 km2,進口高程629.5 m,出口位于荷葉壩,出口高程623.5 m,高差6 m,隧洞長6000 m,比降1.0‰,雙隧洞布置,單洞寬約13 m,高10 m,最大分洪能力760 m3/s。
分洪道出口位置盡可能選取在略陽縣城區(qū)段下游出峽谷段河道布置,同時考慮出口水流避免與主流形成頂沖,盡量與主流形成較小夾角,根據(jù)出流條件,三個方案出口均確定在荷葉壩嘉陵江大橋上游160 m 處。
對以上三個進口位置進行比較,方案一保護面積大、分流能力強;方案二具有隧洞較短,進口段交叉建筑物少、施工協(xié)調(diào)量小的優(yōu)點;方案三推薦具有隧洞較短,進口段交叉建筑物少、施工協(xié)調(diào)量小、分洪量較大的方案二。
嘉陵江略陽縣城區(qū)下游三河壩至靈巖寺段,總長約4 km,河道平均行洪寬度大部分為70 m~90 m,其上下游河道行洪寬度均在120 m 以上,為明顯的卡口壅水河段。為降低行洪水位,考慮到本河段右岸有寶成鐵路,設(shè)計將卡口段河道左岸公路局部改建為橋梁或隧道,開挖原路基擴寬河道至不小于90 m,拓寬后嘉陵江河床最窄處將由現(xiàn)狀的70 m 增加到90 m,最寬處將增加到110 m,行洪斷面將增大20%以上,可增加泄洪流量500 m3/s~650 m3/s 左右,降低縣城段水位在1.0 m 以上,將有效減輕城區(qū)壅水頂托風(fēng)險。
對下游荷葉壩以下河段進行疏浚,增強河道排洪能力,按照河道現(xiàn)狀比降,縱向疏浚開挖深度1.5 m~2 m,橫向疏浚寬度80 m~100 m,疏浚后為保護兩側(cè)鐵路和公路路基安全,進行局部段落岸坡基礎(chǔ)防沖加固。
(1)城區(qū)段堤防加高加固工程:采用多種形式的加高方式,對城區(qū)段欠高防洪工程進行加高,需加高加固堤防工程約7.7 km。為避免對縣城河道視覺景觀影響,采用可升降鋼壩、景觀鋼化玻璃、可拆卸鋼擋墻等形式對現(xiàn)狀河堤頂進行加高。
(2)河道攔水壩改建:八渡河出口匯流處擋水壩為固定混凝土溢流壩,有一定的阻水和淤積河道作用,可改建為不阻水的液壓鋼壩或氣動鋼壩。
建立健全洪水監(jiān)測預(yù)警速報系統(tǒng),在嘉陵江干流上游和各支流適當(dāng)位置增加水雨情自動監(jiān)測設(shè)施,實現(xiàn)暴雨、洪水流量、洪水位的遠程實時監(jiān)測,增加洪水預(yù)報精準(zhǔn)度和預(yù)見期。建立干支流和上下游各測站洪水調(diào)度管理體系,對水庫調(diào)洪、分洪道工程等進行合理聯(lián)合調(diào)度管控。制定超標(biāo)準(zhǔn)洪水綜合防御措施,提出防御方案、對策和措施。通過非工程措施綜合運用,以減少略陽縣城區(qū)洪水災(zāi)害損失。
本文針對略陽縣城區(qū)的防洪現(xiàn)狀,通過“上攔、中分、中擴、下排”等防洪工程和非工程措施的建設(shè),至少削減通過縣城段洪峰流量約2320 m3/s,可將縣城段防洪標(biāo)準(zhǔn)提高至約20 a 一遇洪水。大大增強河道的排洪能力,對保護略陽縣城區(qū)居民生命財產(chǎn)安全提供保障。