摘要：治理重点不突出、治理河段选择不合理、地方配套资金到位困难以及区域经济发展不协调等问题,普遍存在于初期河道治理工程。以辽宁地区为例,为促进水生态文明建设以及适应科学治理要求,总结分析了其河道治理模式与经验。结果表明:充分考虑河段实际情况选择中小河流治理重点,其中上游、下游、浅丘河段应以护岸防冲、防洪排涝、稳定河势与固岸为主;河道治理要先于防洪工程建设,为最大程度的发挥投资效益要考虑河道过流条件实施。
关键词：中小河流,综合治理,防洪设计,河段选择
一般地,骨干河流的支流、能自成体系集水区不超过3000km2的河流段或河流统称为中小河流,在空间上集中于城镇和农村地区。中小河流较大型河流具有数量多、分布广的特点,城镇农村的发展在很大程度上决定着中小河流状态,其生产生活方式对河流生态、自然结构的影响极其显着。中小河流的灌溉、供水、行洪、排涝、休闲娱乐等功能,不仅能够满足区域生产生活要求,而且可为城镇农村发展提供有力支撑。为进一步加快农村河道的综合治理以及推进中小河流的整治,依据2011年中央1号文要求和水利工作会议精神,辽宁省以县域为基本单元,整乡整镇的推进中小河流重点治理工程,通过实施生态修复、岸坡整治、水系连通、河道疏浚等措施增强河流的防洪排涝能力,有效解决河流水系统存在的水环境问题,逐步建成近自然型生态河流,其治理成效显着[1]。然而,总体上参与整治的河流占比仍然较低,大多数河流还普遍存在防洪标准低、河岸崩塌、河道淤塞、功能衰减等问题,从而形成降雨稍微增加则形成洪灾、过几天就出现河道干枯或无水的局面,加之农药化肥污染水源、农村生活污水无序排放等因素,给农业生产与居民生活带来极大影响。所以,将中小河流前期的治理经验及时总结,对促进水生态文明和美丽乡村建设,逐步实现中小河流水清、岸绿、河畅、景美的目标非常重要。
1 河流治理现状
结合辽宁省中小河流治理规划,2015-2018年建设实施的综合治理工程386项,即将完工和正实施的治理工程15项。从地形条件上,这些河流所处区域有丘陵区、山区、滨湖区;从河道防护对象上,治理工程分布于农田、重点村庄、乡镇和县城;从河段划分上,河道治理涉及上、中、下游段;虽然建设实施的中小河流前期治理工程成效显着,但工程实践中仍具有许多不足,为进一步提升工程效益还需进一步改进:
1)治理范围:虽然前期规划已列入中小河流治理工程,但仍存在许多条件限制,如单个项目投资不超过3000万元、以万亩以上农田防护工程和乡镇以上城镇河道治理为主。这导致前期实施的治理工程主要覆盖城镇所在地河段,并且主要为防洪工程。对于流域面积较大的山区河道,因其径流乡镇较少使得治理范围受到限制,参与治理的河道较少,治理效果不明显且分片治理目标未完全实现[2,3,4]。
2)工程资金条件。根据治理规划相关规定,中小河流治理所涉及的附属设施、占地及拆迁等投资来源于地方政府,而主体工程投资由国家解决。然而,实际过程中地方财政状况存在较大差异,对于地方配套资金的落实有的项目还存在困难。所以,相关部门会对中小河流治理方案设计提出各种要求,这在一定程度上限制了方案的合理设计。由于难以解决占地、拆迁等问题,对于需要退堤拓宽的河段不得不加高防洪堤,通过这种方式保证河流防洪安全,这不仅使得堤背地面与堤顶出现过大高差,而且导致加高后堤岸衔接困难及堤岸高程突变的问题。
3)防洪安全与自然生态冲突。在现状河道基础上实施的中小河流治理,其大多数河道蜿蜒曲折、错综复杂,自然带状生态林往往分布于北方河道沿岸,这些生态林对堤岸防冲刷发挥着积极作用,然而生态林保存会与新建或加高防洪堤(墙)产生冲突。此外,坡陡流急的山区河流,护坡生态防护也会与新建防洪堤或护岸工程的抗冲安全产生矛盾。
4)中小河流治理与城镇发展不协调。现阶段,各乡镇的发展规划已基本完善,有的河流建有滨江道路、多座桥梁,为了营造上游水面景观有的河道建有景观拦水坝等。从地方发展的角度这些建设与规划满足合理性要求,然而因各种因素的考虑不足、协调沟通缺乏等,通常会出现各式各样的问题,如部分拦河坝和已建桥梁严重阻水,并在一定程度上提高了洪水位;滨江道路地面高程偏低或者侵占河道等,这些因素均可对中小河流治理带来不利作用。有的地区要求必须结合城镇发展规划设计中小河流治理方案,虽然其发展规划还不完善,但对河道治理方案提出了较高要求,这与治理工程投资的严格控制要求相矛盾[5,6,7,8]。
2 综合治理模式
2.1 合理确定治理范围
加强现场调研属于中小河流治理前期工作的重要组成部分,通过调查河道治理目标、现存问题、河流特点、洪痕、历史资料等情况,全面掌握河道历史演变规律,充分考虑河道特点明确优先治理河段。在治理项目进一步选择过程中,结合左右岸与上下游的关系、建设标准、治理目标等,依据河流治理规划确定河道治理范围,以规划为基础经适当调整,切实调动当地群众和地方政府参与河道治理的积极性,保证治理项目的顺利完成。
2.2 因地制宜的选择治理方式
合理的确定治理方式为中小河流治理工程的难点,结合以实施的治理项目大多以防洪工程建设为主。中小河流具有形式复杂、问题多、分布广、数量大的特点,通过治理工程对其防洪标准全面提升的难度较大,从技术、经济的角度上也不合理。所以,要结合沿岸经济社会状况以及河道特点,因地制宜的选择中小河流治理方式,通过采取合理的治理方式完善河道防洪体系。
1)河段分类治理。
将河道按照所处位置和河段特点划分为平原段、浅丘段、山区段等类型,并利用适宜的措施整治相应的河段。
2)选择治理措施。
河道的上游大多属山区河段,这种河道往往具有较大的坡降,其洪水存在时间短、流速大、来势凶猛等特点,治理工程要以护岸防洪为重点,尽量防止加重水灾、抬高河道洪水位以及盲目修建提防;若条件允许,建议采取水库、淤地坝拦洪和退耕还林措施。河道的中游往往为浅丘河段,流域具有较大的面积,河道通常存在两岸人员居住集中、洪水陡涨陡落、坡陡流急、游荡性强、河床宽浅不一的特点,治理工程综合应用生物与工程措施,以植树种草稳定河势为辅、以工程措施固岸防洪为主实施治理。一般地,平原河段坡降较缓、地势平缓,河流两岸地形高差小、人员居住多且耕地面积大,对此要以生物措施稳定河势为辅、以防洪工程建设为辅实行整治。
3)生态治理措施。
采用防洪工程整治的中小河流,在一定程度上降低了河流的物种多样性,并且人居环境质量受硬质式护坡护岸、渠系化河道影响不断恶化。对于生态环境受工程治理的破坏问题,有学者深入反思以往的治水方法,认为水生态系统受传统水利工程的胁迫,并提出近自然河流治理、环境修复和生态水工学的概念。例如,1980s末瑞士、德国等学者提出“自然型护岸”技术和全新的“亲近自然河流”概念;90年代,美国、英国、日本等相继提出“土壤生物工程”护岸技术、“近自然”河道设计技术、“创设多自然河力计划”等。我国借鉴国外先进的治河技术和经验,强调城镇景观效应与生态保护在河道整治中的作用,对生态护坡技术、“近自然化”河道设计等做了深入研究。如李传奇、王薇等从河流廊道的角度,提出优先考虑河流生态功能将水系修复至近自然状态;朱国平等从河道护岸、垂直断面、平面形态的角度,遵循河流近自然治理的原则科学合计城市河道治理方案。所以,河道整治工程要应用新型生态治理技术,从保护物种多样性、重建退化或受损水系统、恢复泄洪与排沙功能、维持生态平衡的角度,给河流以空间,以优化建筑的逃生系统和避开洪水居住为防洪重点,从而实现人水和谐相处、河流系统稳定与良性循环。
综上分析,河流清障整治是河道治理优先选择的方式,为增强河道泄洪能力对拦河坝实行改扩建工程,并责成相关部门对严重阻洪的跨河桥梁限期整改,从而降低河流洪水位;此外,对于杂乱无章、乱挖乱采等人为造成的河底堆积物实行清除处理,尽量恢复自然河流走势与坡降,为保证行洪安全还要实施固岸整治;最后,采取防洪工程措施治理重要的区域。
2.3 河道整治技术
针对不同河段的治理方式明确后,还要对技术措施深入研究,从而保证各方利益,实现生态环保、投资经济、技术可靠的目标。
1)护岸工程设计。
结合现有的工程案例,许多复杂的因素均可引起河岸坍塌。其中,河水冲刷往往引起山区河流凹岸处的坍塌,可结合当地材料情况实施浆砌石或埋石混凝土固岸,以稳固的基岩作为工程基础。人为采砂破坏、河道管理不善等为平原区与浅丘区河岸坍塌的主要因素,此外冲刷作用也会引起部分急弯河道凹岸的坍塌,针对此类河道要加强管理,防冲抛石填底,并考虑河段位置将生态护坡或固岸设置于上游岸坡。
2)堤防护坡设计。
平原区或浅丘区河段大多需要建设堤防,其主要目的是防护大片的农田或乡镇。设计堤防护坡时要将固脚设置于堤脚处,利用防冲护坡设计常水位以下堤坡,从而保证堤防安全以及坡脚免受冲刷,河岸原有树木应尽量保留,由此构造生态护岸,内侧地面与堤顶的衔接要平缓,超高部门修建沿岸栏杆以及防浪墙。例如,某河道为3-5a一遇防洪标准,其堤脚冲刷严重且原有堤防低矮单薄,灌溉拦水坝建设于河道内。河道治理方案设计应优先考虑防洪需要,以水力自控翻板坝改造原有的拦河坝,防洪堤设计过程中要结合整治后的河道形势。设计时,将堤防固脚按照乡镇建设景观要求设计成亲水平台,较拦河坝常水位平台高程超出0.5m以上,依据原堤防基础对河堤上部实行加固,原有树木应尽量保留,考虑水流速度设计草皮护坡。
3)堤岸生态防护技术。
如何合理的选用生态护坡材料为河道整治设计的关键环节,在很大程度上决定着工程效益的发挥。根据实践工程项目,因未能充分协调业主、审查、设计等部门,在河道治理工程中以混凝土预制块护坡为主,这种护坡在发挥防冲作用的同时,也给河流系统及其水生态带来不利影响;由于未考虑水情,有的项目利用撒草籽或普通草皮护坡,结果汛期洪水与草皮生长出现矛盾,生态护岸未发挥出相应的效应。辽宁省某水管单位利用4种护坡形式,即现浇生态混凝土框格护坡、六角无砂生态混凝土块护坡、植草与植生袋六角混凝土块护坡,通过试验研究总结了各护坡技术的适用范围、经济性、抗虫性等,如表1所示。结果发现,抗侵蚀与抗冲刷能力较好的为现浇生态混凝土框格护坡,生存能力较强的草种为台湾青;紧贴地面生长的草本植物,具有明显的固结地表土壤的作用,坡面表层土壤抗拔阻力最大的为植草六角混凝土框格预制块护坡。
3 结 论
实践表明,中小河流治理方案设计要深入现场调查,遵循“近自然”河道治理理念合理确定治理范围。在治理方案选择时,有限考虑清障整治技术,通过跨河建筑物改造降低洪水位;清挖河底堆积物后,尽量恢复自然的河流走势与坡降;河道整治后要重点加固河岸,从而保证河流防洪安全。在满足行洪安全的条件下优选考虑生态护坡技术,从而达到边坡环境修复、提升抗滑动以及抗冲蚀的目的,实现人类社会、自然环境、河道景观与水资源的协调统一,有效控制坡面土壤侵蚀及减少洪涝灾害,改善自然环境和小流域气候。
参考文献
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