喀斯特地区断尾山洪沟治理关键技术.docx

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喀斯特地区“断尾”山洪沟治理关键技术

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尹亚敏秦钰超彭尔瑞范春梅

摘要：山洪沟的治理，首要任务是满足行洪要求，由于“断尾”山洪沟常发育于喀斯特区域内，仅靠落水洞泄洪，因此在治理过程中，“断尾”山洪沟落水洞的过流能力及防污措施尤为重要。目前国内外对此方面的研究很少，所以研究“断尾”山洪沟治理的关键技术，特别是拦污措施能为“断尾”山洪沟治理提供科学依据。研究表明：落水洞的拦污措施参照水电站拦污栅设置，拦污栅宽度小于0.6倍落水洞直径，栅条稳定计算满足要求，拦污栅需要定期做防锈处理和定期清污处理。

关键词：喀斯特;断尾山洪沟;治理;关键技术;拦污栅

山区、半山区在荒山秃岭、山坡植被破坏地区，暴雨以后径流很快大量集中，造成山坡冲刷、水土流失，造成严重危害。治理山洪必须从分析形成山洪的原因着手，因地制宜进行整治，多年治理实践证明，采取综合治理措施，效果明显。综合治理措施是以植物措施与工程措施结合的方法，即治本和治标相结合。植物措施主要是植树造林和合理耕种以延缓径流和分散径流的集中，减少雨水对土壤的侵蚀;工程措施主要是进行沟头防护，修筑谷坊、塘坝、跌水、排洪渠道和堤防等构筑物治理山洪沟，免除山洪对下游的灾害[1]。目前对溶洞的发育、地质构造、裂隙地下水等研究较多，但对断尾沟尾部落水洞的过流能力及防污措施的研究并不多。本文以丘北县平坦“断尾”山洪沟为例，重点分析研究“断尾”山洪沟落水洞的拦污措施。

1平坦“断尾”山洪沟基本情况及存在的问题

1.1平坦“断尾”山洪沟情况

平坦山洪沟位于云南省文山壮族苗族自治州丘北县，东经103°34′-104°45′、北纬23°45′-24°28′之间。平坦河总长约19.8km，流域面积75.4km2，属珠江流域西江水系清水江一级支流凤尾河的左岸支流，发源于丘北县双龙营镇雄山村民委员会大麻塘村，流经丘北县云龙、普格、栗松、戈衣、纳塞、绿湾、瓦窑、平坦，在平坦进入落水洞群，经长马山约3km后出露，汇入凤尾河。由于水量进入落水洞群，平坦河在平坦坝子形成断尾沟。

沿河灌溉面积5200亩，保护人口2115人。河床较平缓，淤积严重，水灾频繁。河床坡降29.9‰。

1.2平坦“断尾”山洪沟存在的问题

目前平坦山洪沟两岸基本为土堤，起到了一定的防护作用，但河堤不同程度存在低矮、残破、单薄等情况，特别是汛期经常漫堤、决堤，造成两岸洪涝灾害，主要问题有：

（1）多年失修，河道整治投入不足，未能完全形成有效、完善的防洪体系;

（2）落水洞没有完全连通，是造成行洪不畅导致成灾的重要原因;

（3）沿河两岸堤防、堤身均不满足行洪要求，河堤虽经多年冲刷拉槽扩宽，但部分河道行洪断面仍不足，严重阻水;

（4）堤脚因河洪水冲刷导致淘脚严重;

（5）河道沿岸出现多处河岸滑坡，严重影响行洪时的堤防安全;

（6）两岸村民防洪减灾意识薄弱，部分居民在河堤上种地、建房侵占河道，沿河倾倒垃圾等，这些因素影响山洪沟的泄洪能力。

1.3落水洞的分布及相关参数

（1）落水洞的分布及特性

平坦山洪沟末端无天然泄洪通道，落水洞为平坦山洪沟主要泄洪通道。

平坦山洪沟工程区末端（K6+590-K7+981）喀斯特地貌发育，沿线有7个大小不同的落水洞，其中K7+981处是7号落水洞起点，K8+221是7号落水洞终点，7号大落洞存在不同程度塌陷和较大淤积阻塞;K7+445-K7+981处无天然沟道;现状落洞及现有沟道淤积严重。各落水洞的位置分布、形状大小、特性见表1。

（2）落水洞的特点

落水洞作为岩溶垂直发育阶段的产物，是岩溶含水介质内主要的集水区域和过流通道[2-3]。其在形成的初始阶段，侵蚀作用以沿垂直裂隙的溶蚀为主。当孔洞扩大以后，补给强度很大时，大量地表水流集中汇入落水洞，水流所携带的大量泥沙石砾不断对洞壁四周进行磨蚀，同时还会伴随着岩体的崩塌，使落水洞迅速扩大[4]。相比落水洞的扩大速度，岩溶裂隙和地下河因受地下水流的溶蚀所引起的尺寸改变可忽略。落水洞除起着汇水和输水作用外，在补给强度很大的情况下，落水洞内很可能来不及消水，水位壅高[5]，这时落水洞还起着储水作用。丘北县平坦“断尾”山洪沟，由于末端落水洞排泄洪水有限、淤积物堵塞、里程7+445-7+981（536m）段，现状无天然沟槽，所以导致平坦山洪沟经常出现洪涝灾害。通过实地现场查勘及走访，发现在汛期（2年一遇洪水），高程1343.50以下的耕地均会被淹没，淹没范围为271亩，水深在0.2-1.22m之间;历史上（10年一遇洪水），最大淹没范围达到393亩，淹没高程为1345.50m，比瓦窑村最低居民房（1344.05m）高出1.45m，淹没水深在0.58-3.22m之間。

1.4落水洞泄洪情况

（1）落水洞的过流能力估算

结合实地调查，当设计断面发生常遇