关于中小河流治理几个问题的思考

2015-03-22 00:34:49陈文思
湖南水利水电 2015年2期
关键词:堤防工程地质防洪

陈文思

(广东省水利厅政务中心 广州市 510635)

任启伟

(广东省水利水电技术中心 广州市 510635)

根据《国务院关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治的若干意见》、水利部和财政部制定的《中小河流治理工程初步设计指导意见》以及水利部《关于进一步提高中小河流治理勘察设计工作质量的意见》的要求,结合近几年中小河流治理实践经验,对中小河流治理的几个相关问题进行思考,供有关水利技术人员在即将开展的“十三五”中小河流治理工作参考。

1 注意落实生态治理的理念

河道具有泄洪排涝、供水灌溉、输水排沙、交通航运、景观休闲、水量调蓄、水质保护、渔业水产及生态等综合功能。中小河流是指流域面积在(200~3 000)km2的河流,其主要特点是分布地域广,水文气象、工程地质条件相差较大,流域内主要为中小城镇及农村,目前存在的主要问题是河道淤积严重,河岸无堤或防洪标准偏低。参考国内外河流治理的最新动向,中小河流治理的最根本要求是以人为本,减轻或避免水灾对人类及其生产活动造成损失。在满足这一基本要求的前提下,中小河流治理的另一重要目标就是保护河流的自然形态,促使河流景观与人类、生物和周围环境的和谐,维护人类与河流自然生态的协同性,实现人与自然和谐相处。

但是在以往的中小河流治理工作中,片面强调经济发展的需要,再加上治理理念滞后等原因,造成了目前中小河流存在淤积严重、防洪能力不足、水质污染严重、河道形态改变、河网水面积不断缩小等一系列问题。

在人与自然和谐相处理念日益深入人心的今天,中小河流治理应遵循“人与自然和谐,河流回归自然”的理念,依据“安全、生态、可持续”的原则,遵循自然规律,保持河道自然形态,注重河势演变分析,对河道进行裁弯取直应慎重,尽量避免渠化天然河道、硬化岸坡及河底,在确保现有河道前提下,根据实际情况适当拓宽河道。河流平面形态尽量维护河道天然蜿蜒形态,堤线、河岸线要尽量沿现状河岸线布置;河道断面尽量体现形态的多样性,保护河道原有浅滩、深槽和植物群落。治理方案设计应根据治理工程的任务和河流特点,充分考虑河流凸、凹岸河势,将自然、生态的河道治理理念落实在工程设计方案中。

统筹考虑生态环境保护的要求。重点考虑生态环境影响的生态型护坡技术和河道景观技术,治理措施应适应水生态和水环境的相互制约、相辅相成的关系,因地制宜选用治理技术。工程平面布置及护岸形式上考虑固有的生物环境,保持水边作为生物生息的空间。堤防工程的设计应体现生态原则,注意与天然岸坡的协调,满足亲水、美观的功能。在确保防洪除涝安全的基础上,努力创造出丰富的自然形态和水边生境。护坡植物应尽量选用本土物种,引入外来品种须进行充分论证。

积极采用安全、经济的新技术、新工艺和新材料。在满足防洪安全的前提下,建筑材料应优先采用天然材料、生态复合材料,尽可能就地取材。应优先采用质量符合要求的河道清挖土石料,减少弃渣。

河道治理应考虑景观和水文化建设需求,注重河道自然景观的恢复,体现当地人文特色。

2 加强基础资料调查及现状问题的分析

注意收集与治理河流有关的流域综合规划、区域规划,及县(市)、乡(镇)社会经济发展规划,并对相关规划成果进行分析。治理方案应当与国民经济和社会发展规划、城市总体规划和环境保护规划等相衔接,结合当地经济社会发展实际,统筹处理好项目治理与城镇发展、河流生态保护、水资源开发利用的关系。

重视对治理河道历史洪水灾害的调查分析。说明拟治理河道历年来的洪灾情况、损失情况,以及灾害发生的主要原因。调查分析防洪工程现状及存在的问题,说明防洪工程历次出险抢险修复情况、工程现状情况、堤防管理现状,以及治理河流存在的问题分析。

多渠道收集河道地形图、纵横断面图等河道平面和纵面变化的图件和评价资料,缓解中小河流普遍存在的基础资料匮乏问题。

3 重视水文水利分析计算

需对设计洪水成果进行合理性分析。重视通过历史洪水洪痕调查、收集以往历史洪水调查资料等,对计算成果进行复核。应与工程干支流、上下游近年已建或已经审批工程的设计成果衔接。

重视河道断面的测量,参照《河道整治设计规范》(GB 50707-2011) 的规定做好河道断面测量,应满足河道水力计算的精度要求。对冲淤变化较大的河流,应采用最新地形图和纵横断面测量资料,开展必要的测量工作,重视水下地形测量。

水面线计算一般可采用一维河道恒定流方法推算,明确采用的参数和成果,计算下边界应向工程河段下游延伸一定距离,并合理确定起推断面水位-流量关系。计算时应考虑干支流洪水遭遇情况、潮汐影响、跨河建筑物的壅水影响等。提出现状河道水面线和工程建成后河道水面线成果。

根据相关规划和涝区自然地理条件、经济社会情况合理确定排涝原则和标准,划分排涝分区,进行排涝水文水利计算。小型穿堤涵闸宜按排峰考虑。

4 重视工程地质勘察工作

地质勘察工作需由具有水利水电工程地质勘察经验的单位承担,勘察成果应满足《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL 55-2005)、《堤防工程地质勘察规程》(SL 188-2005)等有关规程规范和设计要求。结合不同区域河流工程地质条件的差异和治理工程实际,开展工程地质勘察工作,钻孔、探坑数量及测试项目数量应满足相关规范要求。堤防工程和河道应根据不同工程地质单元划分,进行堤基、岸坡及重要穿堤建筑物的工程地质条件评价,提出满足设计要求的岩土物理力学指标,并重视水力冲刷问题,提出抗冲指标。对于可能发生流土和管涌等不良地质问题的堤段地基应提出其范围、安全性评价及处理措施建议。

对地震动参数大于等于0.10 g 且可能存在可液化土层或软土震陷土层的工程地基,应根据实际地质条件评价其安全影响并提出处理措施的建议。

堤防工程填筑料一般按就地取材原则考虑,应按规范规定对天然建筑材料进行勘察并作出具体评价。设计应提出堤身填筑料的设计指标要求,若利用河道清淤土料和就地开挖土料填筑堤防,应针对性地进行分析论证,清基土料可用于表层种植土,不得用于填筑堤防。

5 合理确定治理标准和规模

治理标准应依据 《防洪标准》(GB 50201-94),结合河道洪涝灾害特点和防护区经济社会发展需求,根据保护的对象和范围,统筹考虑本河流治理对下游的防洪影响,与流域区域防洪标准相协调,合理确定防洪、除涝标准。同一条河流可根据不同区域的保护对象分区分段确定防洪标准。对于山区河流,保护农田区的河段治理宜以岸坡防冲、疏通和稳定河槽为主要目的,允许洪水在农作物耐受时间内淹浸农田。排涝设施的设计应注意与治理区域内城镇排涝规划相衔接,并适当保留排涝标准裕度。

在规划的基础上,根据治理目标、工程任务和建设标准,统筹考虑干支流、上下游和左右岸的关系,合理确定河道治理范围。对规划阶段不明确或需要完善的应进行必要的补充和论证。优先治理人口集中、洪水威胁大、洪涝灾害易发、保护对象重要、治理成效突出的河段。

合理确定治理河段的治导线,留足行洪断面。尽量保持河道的自然形态,严禁缩窄河道和行洪断面,对于河道卡口段宜进行论证确定治理方案。

通过技术经济比选,合理确定工程规模。工程建设内容要与现状问题对应,做到因害设防、因地制宜。设计中应明确工程规模和建设内容,如河道规模、堰坝规模、排水涵闸规模,及治理河道长度,工程新建、加固堤防长度,护岸长度,河道疏浚和清淤范围,排水涵闸数量等。

6 科学制定河道治理措施

总体方案设计应坚持治水与造景、与人居相结合,与地区经济建设相结合。河流治理方案应尊重自然规律,充分考虑河流生态保护要求,统筹上下游、左右岸,宜弯则弯、宜宽则宽、宜滩则滩,尽量维持河道自然形态,杜绝以治理为名围垦侵占河道,缩小行洪断面。应对河道清淤疏浚、护岸护坡、堤防加固扩建等河道整治方案进行技术经济比选。根据河道凹凸岸的冲淤特点,重点做好局部险段防护措施,结合重点防洪区域进行堤防加固扩建。河道堤岸防护应尽可能采取生物措施,采用有利于保护河流生态的护岸形式,避免硬化岸坡、渠化河道,在满足行洪安全前提下,河岸及滩地的植被应尽量予以保留。

不同区域的中小河流有着不同特点,应因地制宜选择治理措施。山区河道治理以防冲护岸措施为主,尽可能少采用建设堤防方案;平原区宜以堤防建设为主,并做好排涝设计。

对标准偏低的堤段采取防渗、加高、加宽等加固措施,重点考虑险工段,避免过度加固,除拆迁量较大的城镇段,堤身应尽量避免采用防洪墙型式。行洪断面宜采用梯形或梯形复式断面,因地制宜地适当设置亲水平台等设施。应严格按照《堤防工程设计规范》(GB 50286-2013)要求进行堤防设计,明确提出设计指标,包括堤防填筑土料要求、填筑压实指标等。对加高培厚堤身的设计方案,应考虑培厚土料渗透特性与原填筑土料相适应协调,通过计算分析合理设计,避免对渗流安全产生不利影响。

护岸型式宜优先选用坡式护岸,在保证河岸具有一定抗冲刷能力的前提下,尽量考虑保留原有岸坡或采用生态型护坡。有抗冲刷要求的河堤可采用格宾、无砂混凝土、埋石混凝土、土工合成材料等护坡、护脚型式,在常遇洪水位以上优先采用植物护坡。护岸工程不宜采用浆砌石。

对淤积严重或行洪能力不满足规划要求的河道,经比选后采取河道清淤疏浚等措施,以恢复或提高河道行洪、排水能力。清淤疏浚中应注意分析河道演变趋势,不宜改变整治河段的河道比降。对于河道内违法倾倒弃渣、垃圾形成的阻水物,应本着“谁设障、谁清理”的原则进行处理,不列入项目治理中。

重视涵闸等穿堤建筑物设计,严格执行相关规程规范,进行建筑物结构抗倾、抗滑、沉降、整体稳定及基础应力等计算,注重地基稳定和接触渗透等问题,软弱地基应采取处理措施,做好管(洞)周、闸底及侧向防渗设计,并重视消能设计。注重各类建筑物挡土墙的稳定问题,挡土墙基础埋深应满足抗冲刷要求。

设计方案应结合当地实际情况采用适宜可行的水土保持措施,尤其是土料场、弃渣场等易造成水土流失的设施应在前期进行详细勘察,场址的选择应符合国土等部门的法律法规,亦应考虑施工的便利可行性,并全面考虑土石方平衡,尽量综合利用,减少弃渣。

7 结语

鉴于近几年才大规模开展中小河流治理工作,针对中小河流的科研工作尚少,对中小河流的特性了解不多,迫切需要我们在借鉴国内外以往经验教训的基础上,加强科学研究,对中小河流治理做大量的调查研究工作,分析总结不同地区、不同河段、不同功能河道的特殊性和普遍性,按新时期水利现代化的新要求,从长远出发,探讨经济、合理、有利于防洪排涝、改善水环境及其他功能的新型河道治理技术,探索中小河流治理新模式,为中小河流治理保护和社会经济发展提供强有力的支撑。

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