山区中小河流治理的典型工程措施探讨

么振东，鲁小兵，陈广洲，陈震宇

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510635)

中小河流大部分地处山区，一般山高坡陡、流程短，河道狭窄，暴雨短时间内即形成洪峰，冲击力大，破坏性强，极易造成山洪灾害[1]。根据山区河流的这些特点，山区中小河流的治理应在了解当地实际情况的条件下，坚持以人为本、因害设防、防治结合、预防为主的治理理念，制定适合山区中小河流特点的治理原则，结合当地居民的合理诉求布设各种有效可行的工程措施，发挥河道的应有行洪功能。

1 山区中小河流的治理总体原则

山区中小河流治理工程以恢复和强化河道行洪安全，稳定河势，改善水环境，改善沿岸居民生活质量为总体目标，以清淤疏浚、岸坡防护、堤防和河道建筑物建设为主要工程治理措施，在保障结构安全的前提下，兼顾生态景观需要，基本实现水清、流畅、岸绿、景美。

(1)趋于自然的原则。河道整治应维持现状河道走势，保护现有的河道自然形态，尽量避免裁弯、拓浚及过度切滩等工程措施，尽量采用天然河道断面，体现人与自然和谐相处的治水理念。

(2)因地制宜的原则。根据河道所处位置和现状条件的不同，采取相应的处理措施，尽量利用现状的地形、地质情况及当地材料。

(3)综合治理的原则。在保证工程安全性的前提下，采取有效措施提高河道生态性、观赏性及亲水性，进行综合治理，提升河道及两岸环境质量。

(4)适当防护的原则。对现有堤防进行达标加固，现状未设防且对人民生命安全不产生威胁的河段原则上保持原状，不新加设堤防。

另外，对于实际工程实施中经常遇到的河道治理、岸坡防护、堤防工程、河道建筑物等具体工程内容，应按照总体治理原则，提出相应的工程措施和设计原则。

2 河道治理典型工程措施

河道一般有顺直微弯型、蜿蜒型、分汊型和游荡型等基本河型[2,3]，各种河型表现出来的河道问题也都不同，目前，山区河道问题主要是河床淤积，滩地占用，河道缩窄，冲刷破坏等。河道治理按淤积位置、成因，以及河道比降等特点，可分为滩地淤积治理，河床淤积治理，比降较大的冲刷河道治理等几种情况。

(1)河道滩地淤积成因及处理措施。河道岸滩及河心滩淤积主要由河势变化引起。河道水流不断冲刷凹岸或两侧岸坡，造成泥沙在凸岸或河心淤积，逐渐形成岸滩和河心滩。滩地治理除对冲刷堤岸进行防护，稳定河势外，还应对影响行洪的滩地进行适当的切滩，以便行洪顺畅，切滩以满足上下游河道宽度为宜。

河心滩整治典型处理措施见图1和图2，岸滩段河道整治的典型处理措施见图3和图4。

图1 河心滩整治典型处理措施示意图

图2 河心滩整治典型处理措施实例照片

图3 岸滩段河道整治的典型处理措施示意图

图4 岸滩段河道整治的典型处理实例照片

(2)河道河床淤积成因及处理措施。河床淤积主要是在河道比降小，流速小的区域，由洪水从上游携带或冲刷切割岸体产生砂砾石与土体沉积到河道内形成，河床淤积使得河道变浅，行洪断面变小，并且主槽不明显。对于此类河床淤积，应首先清除主河床淤积物，清出主河槽，恢复天然河道水深，并进行适当护岸。另外，需加强上游水土保持，适当设置上游山区河道的拦截设施，尽量从源头上减少淤积物，减慢回淤过程。

典型处理措施参见图5和图6。

图5 典型河床清淤治理横断面图

图6 典型河床淤积治理纵断面图

(3)比降较大的冲刷河道治理。对于山洪沟及上游河道，由于河道比降大，洪水来去快，流速大，水流对岸坡冲刷严重并携带大量砂石使下游河道产生淤积，严重的可能产生泥石流等灾害。对于此类河道，除适当建设护岸外还应在河道相对较窄处修建一些格栅坝和拦沙坝，拦截砂石的基础上减缓河道比降，改善河道水流。此类河道纵断面见图7，格栅坝布置示意及实例照片见图8及图9。

图7 比降较大冲刷河道治理纵断面图

图8 河道窄口处设置格栅坝拦截砂石

图9 清远市连州某格栅坝实例照片

对中游河道比降相对较大的区域，可结合灌溉、供水等功能性需要，适当修建水陂抬高枯水期水位，同时可蓄水美景，改善枯水期河道水环境的作用。水陂宜修建在河道较宽处，不宜过高，不应对洪水期河道行洪产生大的影响，纵断面见图10，蓄水用或景观水陂平面布置图及工程实例见图11及图12。

图10 中下游较大比降河段河道治理措施示意图

图11 蓄水或景观用水陂平面图

图12 清远市连南县某景观水陂实例照片

3 护岸治理典型工程措施

护岸的主要功能是防止河岸淘刷，从而达到稳定河势的目的。护岸的设置应结合河床形态、河道比降等条件综合考虑后确定，一般设置在河流凹岸和比降大、流速快的河道位置，主要结构形式有墙式护岸、坡式护岸、坝式护岸和桩式护岸等。

墙式护岸多采用混凝土、浆砌石、埋石混凝土、干砌石、土工合成材料加筋挡墙等结构。混凝土、浆砌石护岸墙整体性好，强度高，抗冲流速大，但无法生长植被，也不利于水生生物的生存。因此，不宜大规模、大范围使用，以免对河流生态产生大的影响，一般在迎流顶冲段或用地紧张的局部位置采用。若河道内石料丰富，挡墙的材料宜选用埋石混凝土和浆砌卵石，并可根据需要进行垂直绿化、表面贴砌卵石或浆砌河道卵石表面无浆，改善河岸的景观效果。挡墙断面见图13，浆砌河道卵石挡墙的实例照片见图14。

图13 混凝土或浆砌石挡墙典型断面

图14 表面砌卵石挡墙实例照片

近年来，随着人类社会对生态环境的重视，出现了生态砌块和格宾石笼等生态挡墙，这些挡墙形式是较好的生态墙式护岸，应用较为广泛，护岸整体性及抗冲性能也较好，可生长植被，有利于河流生态的保护，典型断面见图15和图16。

图15 生态砌块典型断面图

图16 格宾石笼挡墙典型断面图

坡式护岸形式一般有植物护坡、黏土草皮护坡、框格(拱圈)草皮护坡、干砌块石(卵石)护坡、浆砌块石(卵石)护坡、混凝土(混凝土预制块)护坡、多孔(生态)混凝土护坡、连锁块护坡、雷诺护垫、生态袋护坡、棕榈石护坡、三维土工网护坡、土工格室(巢式)护坡等。这些护坡形式中连锁块护坡具有较好的生态性，可透水长草，同时也具有一定的柔性和抗冲刷能力，造价也相对适中，是较好的生态坡式护岸材料，其设计图及实例照片见图17及图18。

图17 连锁块护坡设计图

图18 连锁块护坡实例照片

除上述常规的护岸结构形式以外，在当地可开采块石或河道块石体积较大时，护岸、护脚材料可采用机械叠砌大块石的形式。叠砌外露高度一般不要超过2 m，石块需错层错位叠放稳固，石块与石块之间的缝隙经过一定的时间后可通过自行淤积填实。此种结构接近天然护岸，经济生态，叠大石结构典型断面及照片见图19和图20。

图19 叠石结构设计断面图

图20 叠石结构实例照片

各种墙式护岸和坡式护岸结构可单独使用形成直立式和斜坡式堤岸，也经常组合在一起，形成各种复合式断面形状。采用什么样的断面形状或结构形式，应当根据治理河流的实际情况确定，包括护岸功能，土地使用情况，生态要求等。

坝式护岸主要有丁坝、顺坝，一般用于河流流态控制、凹岸保护和通航主槽维持等。桩式护岸的材料可采用木桩、钢桩、预制钢筋混凝土桩、U型板桩、大孔径钢筋混凝土桩，一般在常年水深较大，施工导流困难时使用。云南省丘北县石葵河治理工程采用桩式丁顺坝方式综合解决河道防洪、冲刷和淤积问题具有一定的借鉴意义[4]。

整理一些山区中小河流治理中常用的人工岸坡形式，分析适用条件及优缺点，并大致匡算单位投资情况，以便工程设计时参考选用，见表1。

表1 各岸坡形式特性表

续表1 各岸坡形式特性表

注：挡墙造价单位：元/m3；护坡造价：元/m2。

4 结 语

山区中小河流的治理不同于平原区大江大河，有其自身的特点，治理原则和工程措施应与之相适应。趋于自然，因地制宜，综合治理，适当防护是适合山区中小河流治理的总体原则。按总体原则，了解当地实际情况，布设有效可行的工程措施，对山区中小河流进行治理，减少山洪灾害损失，还山区人民一个水清、河畅、岸绿、景美的生活生产环境。

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[1] 李兴荣,刘 宇，黄 程，等.广东省山区中小河流治理理念及典型治理措施探讨[J].广东水利水电，2015,(8)：57-63.

[2] 潘庆燊.河势与河势控制[J].人民长江.1987,(11)：1-9.

[3] 谢鉴衡.河床演变及整治[M].北京:水利电力出版社,1990.

[4] 范 强,刘 瑞,代兴梅,等.石葵河河道治理关键技术问题研究[J].中国农村水利水电.2013,(11):31-40.