南汀河干流孟定坝段防洪治理分析

李燕娟，李荣忠

(云南省临沧市水利水电勘测设计研究院，云南 临翔 677099)

1 工程概况

南汀河属怒江流域南汀河水系的一级支流，位于云南省临沧市境内中部，是临沧市最大的一条出境国际河流，流经临沧市临翔区、云县、永德、镇康、沧源、耿马5县1区，干流在境内全长264.2km，境内流域面积8097km2，占临沧市国土面积的33.1%，南汀河流经区域是临沧市最主要粮油基地。南汀河孟定坝段属耿马傣族、佤族自治县，位于南汀河干流下游，是一个受其侵蚀并堆积而成的冲积型宽谷盆地，四面被山丘环绕，南汀河从东北流向西南并穿过整个坝区，处于北回归线附近，属典型的亚热带季风气候，日照长、常年无霜。坝内常住人口11.71万人，平均海拔500m，坝区坡度在8°以内的土地面积为13.37万亩，坝内土地资源、生物资源、水资源、气候条件优越，是临沧市粮食、橡胶、咖啡等经济作物的主产区，是支撑临沧市孟定边境贸易合作区的“动脉”。

但南汀河孟定坝区堤防工程建设滞后，防洪标准偏低，导致灾害损失日趋加重，总体呈现3年一小灾，5年一大灾的不利局面。据统计，建国以来就有12年发生大洪水，造成孟定坝人员伤亡和财产损失巨大。其中“98洪水”造成孟定坝1400户7000人受灾，直接经济损失达22040万元；2007年“7.20”特大洪水造成孟定坝3.18万群众受灾，3.2万亩农田被淹，淹没时间长达7天之久，最大淹没水深达4.5m，3216名群众被洪水围困，直接经济损失2.316亿元。洪水严重威胁着当地人民群众生命财产安全，影响边疆的稳定和社会的发展。由于洪灾频繁、损失巨大，南汀河孟定坝段治河防洪工程历来受到了省市有关领导的高度重视。早在1996年云南省政府扶贫现场办公会在临沧召开，明确了南汀河开发、治理、保护的重要性和必要性及实施的紧迫性，提出“全面启动治理、保护和开发南汀河流域”的跨世纪工程。1997年省政府批准南汀河流域整治规划，1999年南汀河干流孟定坝段治河防洪工程立项，同意治理南汀河干流孟定坝段河道长31.6km，分期实施，10年完成。批准工程概算总投资20803万元，防洪标准10年一遇。孟定坝的防洪治理作为南汀河流域全面治理的启动项目，整个南汀河孟定坝段河道治理工作从2000年开始至2011年基本完成规划治理31.6km的建设任务，共分为5期进行整治。工程实施后，南汀河孟定坝段河道防洪标准已系统提高到10年一遇，实现了保护农田7万多亩，保护沿河两岸2.2万人，项目区人民群众生命财产得以保障。

2 关键技术内容

2.1 工程基本条件

南汀河孟定段从姑老河水文站至南汀河大桥断面，长38.6km，径流面积从4185km2增加到7986km2，多年平均洪峰流量577～1300m3/s，10年一遇设计洪峰流量891～1290m3/s，20年一遇洪峰流量1040～2270m3/s。据观测资料分析，孟定坝泥沙含量有逐年增加的趋势，从20世纪60年代1.18kg/m3增至3.73kg/m3，多年平均输沙量从546万t增至1094万t。悬移质泥沙粒径枯季在0.002～0.791mm之间，平均粒径为0.086mm。汛期在0.002～0.791mm之间，平均粒径为0.073mm。河床质粒径在0.008～9.5mm之间，枯水期中值粒径0.135mm，平均粒径为0.227mm，个别粒径达20mm。

孟定坝为冲积盆地，河床堆积作用十分强烈，河堤基础为松散沙质，淤积层深厚，抗冲刷能力低，属河流冲积地貌。孟定坝南汀河地形平坦、自然河岸低，地层岩性复杂，构造发育，工程地质条件差，干流河床为沉积的冲洪积层，在10m深度范围内无强度较高、耐冲刷的坚硬岩组，表层5m以上属粉细砂、中细砂、粉砂和含砾中砂层、砂质壤土层，承载力低、松散、局部软弱，易被冲刷和淘蚀，不能满足河堤堤基的要求；5m以下砾中粗砂土、砂卵砾石层，承载力一般较高，摩擦角较大，根据原位测试指标，可作基础持力层，堤基置于卵砾砂层上，开挖清基工程量较大。

2.2 治理原则

南汀河干流防洪治理的总原则是“上堵，中固，下排”。上堵即对河道上游及支流采取生物措施及部分工程措施，减少水土流失，减小中下游主河槽的淤积，从而提高防洪能力。中固是对河势较平缓段(坝区段)筑堤束水，使洪水从主河道安全通过，以堤防工程建设为主。下排是以切除畸弯，清除河中阻水障隘物，扩宽过水断面，增大下泄流量。孟定坝南汀河治理原则为“稳定主槽，加固河堤，以泄为主”。在治理措施上采取守点顾线，自上而下，逐段治理，因地制宜，就地取材；采用多种治理方法和堤防结构形式进行综合治理。

2.3 河道治理方案分析

2.3.1河床演变及冲淤变化分析

从调查历史资料和近几十年河道演变分析，孟定坝南汀河主槽改道频繁，其变化过程符合一般冲淤河流在自然条件下的变化规律，是水流与河床通过河道的输沙能力自动调整的过程，河床泥沙的冲淤不平衡是南汀河演变、改道的主要原因。根据河道特性、水沙条件及河床演变分的分析得出如下结论。

(1)孟定坝南汀河河道水沙时空分布极不均匀，洪枯流量变幅大，洪水变差系数大，中水以上流量持续时间短；多年平均含泥量及输沙量增长较快，河床逐年淤积，上游来沙与输沙能力比大于1，河床淤积严重。

(2)孟定坝南汀河河道组成物质较细，河道稳定性极差，泥沙冲淤极不平衡，河身宽浅，水流散乱，主槽经常变动，摆动速度及幅度均较大，无固定深槽，泥沙淤积严重，河岸抗冲刷能力低，极易发生冲刷展宽，河道纵横向均不稳定，是一条散乱型河道。

(3)堤防工程布置应充分考虑上游来水来沙的影响，堤距的选择应留有适当的余地以适应上游来泥带来的冲淤变化，确保堤防工程及河道行洪的安全。

(4)孟定坝南汀河河道稳定性极差，河床曾多次在此处变迁，河道发生改道，河堤基础差，河床抗冲能力低，分析该段河道动力轴线走向，选定河道治导线，充分利用天然河道的各节点，采取相应工程措施控制河势，重视做好堤防工程的防冲防淘设计，增强河道的抗冲性和稳定性。

2.3.2治导线确定

南汀河孟定坝干流河道经过多次河床演变、改道，目前河道走向多靠右岸山脚走，河道直段或畸弯段相对较少，河相关系比较良好，从多次实测河道地形图看，南汀河主槽河道每年都在摆动，局部河道分叉，但总的河道走向没有发生大的变化，说明经过历年的河道自动调整，河床对来水来沙的自我适应、不断塑造，现状河道的走向、河底纵坡、河道弯度等河相关系符合该段河道的河道冲淤演变规律，基本能满足该段河道的输水、输沙及河道动力轴线的要求，河床治导线相对稳定。治导线走向遵循天然河道走向，局部弯道及河床宽度不足的地段适当调整，河床纵坡不做大的调整。

2.3.3堤型结构研究

针对南汀河孟定坝干流河床“沙淤厚、冲刷强”的实际，根据历年治理南汀河的实践经验及河堤基础和河道冲淤变化的分析结论，孟定坝堤防工程在设施布局及堤型结构方面进行了探索创新，提出“生态治河、宽河筑堤”的理念，采用柔性河堤结构型式治理，河道断面采用主槽、边滩的复式断面形式。

设计在浆砌石重力式挡土墙固槽、M7.5浆砌石重力阶梯式挡土墙固槽、仰斜(卧)式现浇砼结构护坡(坡脚设齿墙)、钢筋网堆石(分坡式及直墙)、混凝土铰接式护坡、护底，C25混凝土铰接式护坡、护底等多种方案经适应性、可靠性、水生态环境、施工、占地及工程造价进行综合比较，最终确定以钢筋石笼或小鸡嘴坝固脚、抛石堤固槽、土堤防洪的河堤结构型式(其中河道断面根据实际情况又分设边滩及不设边滩2种)。

(1)淹没式透水抛(堆)毛石挑水坝护岸。此种挑水坝能起到缓冲落淤而不对主流流态、流向形成太大的影响，经分析计算结合孟定实际，挑水坝挑水角度为20°～22°，在设计中针对不同断面的河势情况，在丁坝的形式上采用圆头丁坝、拐头丁坝、斜线坝进行有机的组合，组成丁坝群，以达到缓冲落淤，防冲固槽的目的。3种形式的优缺点分析如下：圆头坝具有能适应各种来流情况，施工简单，但具有对河势控制能力差，坝下游回流大的特点；拐头坝送流条件好，坝下回流小，但对来水流态、流向有更严格的要求，同时有坝上游回流大的特点；斜线坝的优缺点介于二者之间，故设计在丁坝群上游用圆头坝，中间多用斜线坝，而下游则用拐头坝，同时用竹木桩作基础处理，钢筋石笼固脚。

(2)淹没式抛(堆)毛石逆丁坝(上挑式丁坝)。此种结构形式在水流漫越丁坝后，在丁坝后产生水平轴的螺旋流，其方向直指河岸，因此能将泥沙带向河岸，发生淤积，有利于防止冲刷，保护堤脚，故此，在转弯角度大、半径小的凹岸采用此种结构型式进行防冲固槽护岸。

(3)抛(堆)毛石顺水坝。在转弯偏急的凹岸和右岸寨子边段，由于防护对象的重要性及寨子靠河边，顺水堤有利于平顺水流、节省土地。

(4)抛(堆)石直丁坝。主要用于边滩，在边滩上每300m左右设一道土心墙抛(堆)石直丁坝以防水流在边滩上形成高速水流冲刷土堤脚。

(5)小鸡嘴坝。此种坝型基本为潜坝，多用于固脚，作用为防冲防坍塌，确保村寨及农田地的安全，在一期工程南里段中采用较多，固脚效果特别明显。

(6)生物措施固槽。在右岸保护对象不太重要的地段，拟用推土筑堤达多年平均洪水位高程，后植树固槽的形式达到防洪目的。

3 存在不足

在当时的历史、社会经济条件下，南汀河孟定段治理工程治导线的选定、堤防工程布置，堤型结构型式的确定等方面取得了成功，对孟定坝的防洪安全作出了巨大贡献。但随着国家对生态文明建设要求提高，河道治理要坚持生态优先、系统治理，充分发挥河流的综合功能，以满足人民群众日益增长的持续水安澜、健康水生态、宜居水环境、先进水文化的需求，该工程设计在水生态、城市发展的协调性和新技术运用等方面还存在不足，建议在南汀河流域水生态修复整治项目(已列入市“十四五”水安全保障规划重点项目)中予以系统完善。

(1)水生态、水文化的展示设计方面考虑不足。受历史时期工程投资等方面的限制，治河工程设计注重防洪功能需求，对水生态保护与修复、水景观、亲水设施及当地乡土文化保护等需求设计不足。

(2)对经济社会发展预测及城市发展的协调性考虑不足。该项目开展前期设计工作时，尚未统一的孟定城镇规划，治河工程设计只注重防洪功能需求，与目前的孟定城镇发展要求，特别是临沧边境经济合作区及现代化边境小康村建设的发展定位需求存在差距。

(3)新技术、新工艺应用不足。该项目设计年代相对较早，设计虽综合考虑多种治理措施，但由于历史条件、经济条件、边疆地方政府及人民群众对新材料，新工艺的接受能力等的限制，设计拟采用的如运用南汀河泥沙进行管袋吹填筑堤、石块或混凝土块串铺盖、混凝土联锁式护坡护岸防冲防淘技术等均无法运用到工程中。

(4)排涝放淤问题。南汀河孟定坝治河防洪设计时着重解决防洪安全问题，基本上按农耕需求设置放涝放淤闸，但从后期运行情况分析，南汀河排涝是个重要问题，是孟定城镇良好运行的关键，需在后续的南汀河流域综合整治项目统筹规划、妥善解决。

4 工程实施效果评价

南汀河干流孟定坝段自1998年正式开工启动建设，一期工程先做孟定坝入口南里段及坝尾响水疏浚工程，二、三期工程接南里段向下游逐段治理，按照批复资金下达情况已完成河道治理干流26.142km，实施后，汛期洪水下泄速度明显加快。工程已经历多年洪水考验，特别经受了2007年“7·20”、2010年“6·21”、2014年“7·22”特大洪水考验，汛期过后，堤坝安然无恙，说明已建堤防工程已具备了抵御10年一遇洪水的能力，项目区内形成了较为完整的防洪体系，多次避免了灾情的发生，使土地资源得到合理开发利用，土地价值增高，当地群众的经济收入有了明显提高，最为显著的是项目区人民群众安居乐业，呈现出经济稳步发展的趋势。据不完全统计，1999—2020年的20多年间，一期、二期、三期堤防防洪减灾减少经济损失约1.7亿元，实现了保护7.668万亩农田，垦复2.9566万亩，保护沿河两岸2.2万人的显著效益，对维护边疆少数民族地区经济发展，政治稳定，边贸繁荣作用显著。

项目区工程措施和生物措施结合实施，使生态环境也得到较大改善，特别是水土保持措施的实施，在堤上、堤后和淤滩中种植竹子、金合欢、柳树、芦苇等植物，长势良好，已逐步形成了孟定坝一道亮丽的风景线，为今后孟定发展及南汀河自然景区的建立奠定了坚实基础。

5 结语

南汀河孟定坝段堤基处理难以达到基岩及砂卵砾石层的基础持力层，大部份河堤基础置于中、细砂层上，抗冲刷能力极低，设计总结历年治河成败经验，采用柔性河堤结构型式治理，选择适应河床冲刷变形的“散体”顺水堤型和布置合理的“丁坝”、“鸡嘴坝”消能分流措施，施工简单、投资节省，是符合河道实际的有效治河防洪工程措施。该工程实施后已历经数次洪水考验，具备了抵御10年一遇洪水的能力。但围绕新时期生态优先、系统治理的治河理念要求，该项目设计在水生态和排涝等方面还存在不足，需在后期的南汀河流域水生态修复整治项目中进一步系统完善。