赵文军，牛英杰

(北安市水务局，黑龙江北安164000)

1 流域概况

轱辘滚河位于北安市境内，系乌裕尔河左岸的一级支流，发源于小兴安岭西南山麓，流经建设农场、赵光农场、赵光镇、红星农场、克东县玉岗镇福录村、福安农场十三连、邻河村和北兴村，汇入乌裕尔河，流域面积750 km2。轱辘滚河流域属小兴安岭与松嫩平原的过渡丘陵漫岗地带，岗顶平缓，微地形变化大，海拔高程为240～370 m。总的地势是东高西低，微向西倾斜。轱辘滚河长72 km，河流主槽宽度为12 m，河槽深度为2.0 m，河道坡降为1/350～1/850。轱辘滚河干流上没有控制性工程，左侧只有群众自发建设的围堤，但不足3 a一遇洪水标准，堤长4.5 km，防洪标准低，防御洪水能力差，堤基渗水，危及堤身安全。

2 洪涝灾害及成因

2.1 洪涝灾害

流域自然灾害频繁，涝灾发生机率为33.3%，平均3 a发生1次洪涝灾害，成灾面积大。往往是第一年受涝，第二年即发生春涝，影响第二年的耕种，造成部分农田弃耕，损失严重。

1991年流域内发生洪涝灾害，使轱辘滚河沿岸红星、赵光、建设这3个农场、1个城镇受灾，造成受灾人口20 690人，受淹面积8 267 hm2，损失粮食1.81万t，冲毁桥梁2座，冲毁通讯线路3 km，冲毁输电线路2 km，经济损失达3 530万元。

2.2 洪涝灾害成因

洪涝灾害主要是由坡水、洪水、不利的土壤地质形成。

1)轱辘滚流域地形起伏明显，径流峰高流急。洪水长时间持续，不仅对坡耕地造成水土流失、冲蚀沟，而且对低平原区危害严重，经常漫溢出槽，淹没农田，并受外洪顶托倒灌影响，使内水无法排除，造成洪涝。

2)年降水量为555 mm，时空分配变差大，6月～9月降水占全年降水量的80%，此期常有短历时高强度暴雨、长历时连续降水过程，造成洪涝灾害。

3)当地土壤最上层为腐殖土，第二层为亚黏土沉积层，通透性差，垂直下渗弱，含蓄水量多，易成涝渍灾害。第三层以下为泥岩与含水层交替地质层，阻滞地表水下渗。雨季外河水位上涨高于地面，低洼地形成地表明水，在下层亚黏土的阻滞作用下，使耕地中地表水减少下渗。

3 防洪设计方案

轱辘滚河规划坚持既有效防御洪水，又安排好洪水出路，协调好治理河段与河流下游防洪标准与山洪灾害防治的关系，统筹兼顾河流治理和河道管理、工程措施与非工程措施、防洪与排涝、近期与长远的关系。

3.1 防洪工程

3.1.1 推算控制断面设计洪峰流量

采用《水文图集》法，根据提供的(全河段)8个断面位置，从1/5万地形图量算各断面以上集水面积，从图集选定各断面以上流域重心的Cp、Cv和Cs=2.25Cv，计算公式为:

式中:Qp为设计洪峰流量，m3/s;Kp、K5%分别为设计频率和频率为20 a一遇的模比系数，K3%=4.29，K10%=2.76;Cp为20 a一遇最大流量参数，Cp=4.0，Cv=1.7;F为集水面积，km2。

计算成果见表1:

表1 流量计算表

3.1.2 推求断面设计水位

采用简化的恒定非均匀流公式:

式中:H上、H下分别为上、下游水位;Q为设计流量，m3/s;K为上、下游断面平均流量模数;L为上、下游断面洪水间距，m。采用下式计算K值:

式中:R为水力半径，m;n为选用主槽糙率为0.03和滩地糙率0.06;A为断面面积，m2。

采用1/1万地形图点绘河道断面，共点绘41个断面，分别计算出断面设计流量、水位，绘制水面线。

3.1.3 计算堤防超高

根据堤防工程设计规范，堤防超高采用公式:

式中:Y为设计堤顶超高，m;R为设计波浪爬高，m;e为计算点的风壅水面高度，m;A为安全加高，m。经计算轱辘滚河堤防超高为1.3 m。

轱辘滚河干流堤防按设计流量、水位和20 a一遇洪水标准，确定堤距和堤防高程。堤防为4级，考虑堤身稳定、交通和防汛抢险要求，堤顶宽为4.0 m，内、外游边坡建议采用1∶3。仅在险工弱段和主流靠岸、迎流顶冲段的迎水坡采用工程护坡，护坡型式为干砌石护坡厚30 cm，下设15 cm砂垫层。

3.2 坡水工程

推求坡水设计流量:采用《水文图集》法，根据不同断面集水面积，从图集选定各断面以上流域重心的Cp、Cv和Cs=2.25Cv，仍按公式(1)进行计算。

坡水防洪标准采用10 a一遇洪水，本着高水高排，内外分流的原则，按坡水流量设计和布置截流沟、泄洪沟。

3.3 平原排水工程

采用平原旱田排水模数公式推求流量:

式中:qd为旱田排水模数，m3/s/km2;R为设计径流深，mm;t为排涝历时，取2 d。

利用不同土壤的降雨(P1+Pa)、径流(R)实测实验成果资料，绘制成(P1+Pa)～R关系线图进行查算，将查得的R值代入排水模数计算公式计算qd值。以排水模数再推求排水流量。按内部排水5 a一遇标准和内涝排水模数计算和布置排水干、支沟。

3.4 建筑物设计

建筑物的座数应根据排水分区尽量合并排水出口，以减少穿堤建筑物的数量，并根据地形条件、地质条件和水流条件确定建筑物的位置。共布置排水闸12座，桥3座。

排水分区按行政单位分开，建设农场堤段排水为2个分区，布置排水闸2座;赵光农场段为1个排水分区，布置排水闸1座;赵光镇堤段按水系分为6个排水分区，布置排水闸6个;红星农场排水分区2个，布置排水闸2个;克东段排水分区1个，布置排水闸1座。

排水闸工程根据排水分区的汇水面积，计算排水闸流量在3.02～19.44 m3/s。跨越轱辘滚河，建议修建交通桥。桥梁工程等级按公路交通规范，道路为四级，防洪标准采用25 a一遇，设计流量为86.5～95.8 m3/s。

在设计中对流量较小的排水闸工程，采用涵洞式，分为进口护砌段、穿堤段(即洞身段)、消力池段、海漫段。洞身长视堤防标准而定，洞径综合考虑水力计算和检修要求:对流量较大的排水闸，采用开敞式，进口有干砌石护砌段、混凝土铺盖段、闸室段、消力池段和海漫段，闸室段上设交通桥，桥面宽与堤顶宽相同。

4 实施效果评价

轱辘滚河防洪工程建成后，使区内的1.9万人和51个村屯、3个镇、场得以摆脱内外水的危害，可保护耕地7 200 hm2，荒原5 800 hm2;可保护公路139 km、铁路6.6 km、通讯线路163 km和输电线路264 km的正常运行。可使每年工农业总产值达4.65亿元，人均年纯收入达6 500元。随着建管工作的完善，防护林带的形成，必将形成堤成带、树成行、路、渠成网的配套工程，可调节改善区域内的小气候，还可防风保水土，形成良性的生态环境。

[1]张建国，王永波，韦富英.哈尔滨市城市洪涝灾害成因分析及防汛对策探讨[J].黑龙江水利科技，2008，36(6):20－21.