彰武县中小河流河道存在问题及治理方案分析

马玉新

(辽宁省彰武县水利技术推广中心站，辽宁 阜新 123200)

1 县域概况

彰武县河流流域总面积约为3 486 km2，且研究范围内的大小河流纵横交错，多以中小河流为主，中小河流面积占总流域面积的70%以上，如饶阳河流域的6条河道、柳河流域的5条河道、养息牧河流域的8条河道、秀水河流域的5条河道等，流域面积均在50～300 km2。近年来，随着彰武县中小河流治理项目的启动，该区域内的多个中小河流的河道得到除险加固整治，并在多处修建拦河水闸、提防以及护岸工程等[1]。但是在河流河道的治理过程中出现了种种的问题和困难，为了从根本上解决彰武县潜在的洪涝灾害威胁以及提高河道设计方案的科学有效性，本文根据研究区域内的河道类型的分布特点，以河道治理的关键性技术措施和治理现状为基础分析了河道设计方案中存在问题，结合有关河道治理的相关经验，通过对现有的河道改造工程考察，提出了适用于彰武县的中小河流河道的设计方案，为研究区域进行河道综合治理提供了科学依据和参考，有利于推动彰武县的经济可持续发展[2]。

2 彰武县中小河流特征

根据地形地貌结构特点彰武县中小河流径路主要分布在低山低丘陵区和风沙侵蚀区[3]。低山低丘陵区主要包含的流域为绕阳河流域和柳河流域，该区域地势高低不平，且以灌木林草覆盖为主，河道多呈现出蜿蜒曲折分布，支流交叉口较多，河道断截面以阶梯形和抛物线形为主。多年来，河道泥沙淤积现象严重，河流对岸坡及河流的冲刷侵蚀性严重，降雨和人类活动影响对河道径流影响较为明显。风沙侵蚀区是以秀水和流域和氧息牧河流域为主，该区域水体污染物严重超标，因缺乏相对科学合理的坡耕技术其河道地势坡降较为明显，河流走势呈现出蜿蜒多折性，水流速较快，河道狭窄，岸坡坡降比较大，一般在5‰以上。因河流水速较快且该区域的土壤较为松软，故对河道岸坡的冲刷侵蚀性较强，水土流失现象严重，土壤肥沃力随水体严重流失，农作物生长较满。因长期的水流冲刷，河道截面形式以U型和V型为主，河道内底部的空洞和暗道较多，水体可通过溶洞和暗道四处流失，不利于水资源的合理规划和控制。该区域河道附近植被覆盖率较低，河道受气候变化和季节性作用较为明显，暴雨和汛期极易对当地的水资源生态造成严重的破坏。

3 中小河流河道存在问题

3.1 行洪能力下降

随着彰武县城镇化发展的规模不断扩大，因城镇居住面积有限而导致河流两边岸坡面积不断被侵占，河流断截面空间逐渐萎缩，河道过水面积减少，河流底部泥土淤积情况严重[3]。城镇人口的增加以及城镇基础设施建设等改变了城镇水文环境，主要表现为道路下垫面硬化以及城镇排水系统压力过大，地表降雨径流量增大导致积水洪涝灾害频发和降雨径流量超过河道防洪标准。

3.2 水土污染

河道是降雨和城镇地表水的汇集区，而人类生活垃圾的随意堆放将会随地表径流水或降雨汇入河道，对水体造成污染。并且由于对人类生活污水随意排放、工业废水处理不达标甚至未经处理就排放进入河道，该类污染是引起水环境破坏的关键因素。垃圾污染、生活污水、工业废水等各种污染物汇入河道将导致河道流动能力变差，径流运输和扩散功能减弱，对水环境系统自清洁净化能力产生不利影响，水体自净化能力降低。

3.3 生态环境退化

河道径流面面积减少引起河流行洪排泄能力较差，河道底部污染物逐渐积累水质变差，且水体受污染物影响其氧溶解量显著减少，水体中生物数量和生物类型将因含氧量不足而逐渐减少。在城镇化建设过程中，人类活动破坏了河道原有的自然生态系统致使湿地消失，河道硬化阻止了水体与土壤之间的物质交换和联系，河岸和滨河动植物栖息环境遭到严重破坏生物群减少或转移，最终导致河道整体生态环境恶化，生态环境服务功能丧失[5]。

4 河道治理方案及具体措施分析

据根据国家对河道治理总体要求及结合彰武县河流分布基本情况，彰武县河流治理应在保证其基本防洪功能条件的基础上，因地制宜，采取有效策略，促使河岸线生态保持与发展，采取疏挖河道、河床稳固及加固堤岸等方式，主要从河道的平面布置技术要点、横断面设计原则以及纵向设计需考虑的关键因素三个方面开展彰武县中小河流河道设计方案研究。

4.1 平面布置

堤线和岸坡是进行河道平面布置的主要内容，平面布置及规划应综合考虑多种因素影响，进行科学合理的布局设计。

(1)河道治理堤线设计基本上是沿河道流向进行顺岸线布置，对局部河道转向部位做略微调整；对岸坡的设计应以稳定牢固的天然地基为基础，尽量保持天然岸坡的基本形貌并采取因地制宜的护岸措施进行防护，以降低水流对河岸的冲刷侵蚀。在彰武县河道设计方案中出现的主要问题可以归纳为城镇化布局规划与岸坡平面布置、渠化河道建设之间的矛盾、河道治理工程改造与征地拆迁之间的矛盾、建设项目的运行检修与投资预算不足之间的矛盾[4]。堤线应结合河道流向发展趋势，应充分考虑汛期和枯水期的降雨径流量变化情况，根据左右岸坡间距和地质结构进行科学合理的设计布置，在一定程度上发挥天然河道的功能作用。

(2)河道岸坡的布置应遵循少占耕地、少拆房屋的基本原则，根据城镇化整体规划进行土地的统筹开发利用，避免因房屋拆迁和大量征地造成的资金投入的费用不足。岸坡还要考虑河道检修工作的简便性和安全性，设置亲水设施和人行通道以便未来对河道工程的检查维修。

4.2 断面设计

彰武县中小河道的横断面应首先满足行洪排水的基本功能，进行河道治理生态多样化和自然环境协调化设计，河道设计方案应尽可能不改变河道天然截面的性质。河道横断截面设计应充分考虑河道的生态功能、城镇化建设规划、岸坡的植被覆盖率、护岸的结构形式等因素。根据护岸的防护措施可将河道断面分为天然河道断面和人工河道断面。

(1)天然河道断面对岸坡不采取任何岸坡的治理防护措施，应尽量保持河岸的自然形态和结构特征，其地基结构良好且植被覆盖率较高，一般适用于石质山区的小河流生态河道治理方案[7]。

(2)人工河道断面根据其几何形状尺寸可以分为矩形断面和梯形断面。矩形断面所占面积较少，一般适用于河道径流量较少且对河道宽度有严格要求的低山丘陵区，但该类型断面的护岸其工程量较大、原材料用量较多，造成工程费用的增大，经济性降低；梯形断面的与矩形断面的适用范围和岸坡特征完全不同，其坡降比一般为1:2～1:3.5，适用于河道径流量较大且对河道周边尺寸要求不高的区域，梯形断面所占土地面积较大但所需工程量和原材料较少，表现出明显的经济性。此类型截面设计应结合岸边的生态自然环境，考虑沿岸景观、人与自然和谐相处的理念，改善河岸景观，并提高附近居民的生活质量水平。

4.3 纵向设计

河道纵向设计应结合河床高程、沿跨构筑物类型、洪水位设计线以及景观灯方面要求。遵循的设计原则为：稳定河道水势，避免河流游荡；河道汛期畅通，枯期景观；上下游水面平顺，不受下游洪水位影响；保留原有河滩的地形地貌，避免人类活动的过度改造；河道纵坡应根据纵向坡段进行拟定计算，尽量保留河道原有的滩地和景观。分析洪水期河道内的拦河水闸、跨河桥以及水库蓄水等水利工程对河道河道治理措施的影响，若水利工程对治理措施起控制作用，则可将其作为河道纵向设计控制截面；若河道治理段无控制工程，则可对河道末端水位进行敏感性分析，以末端水位对河道无明显变化为依据进行河道纵向截面的设计[8]。河道设计洪水水位线可根据河道沿向的降雨量、径流量、结构物特征等因素进行自下而上的分段推算。其推算的基本原则为：水位线合理分段；各分段的水力坡度保持一致；径流量突变位置即为纵向断截面；特殊的建筑物和构筑为为纵向断截面。通常情况下，河道宽度的3～5倍即可认为是河道纵向截面的分段间距，且在河道形状和宽窄度发生明显改变时，变化位置即为断截面。

5 结语

综上所述，我国河道治理工作在近几年取得了较大突破，为减少洪涝灾害及实现生态环境保持发挥了积极作用。彰武县中小河道治理方案应充分考虑平面布置技术要点、横断面设计原则以及纵向设计需考虑的关键因素。针对不同的河流和地质结构，应统筹兼顾河流的径流特征、河道截面形状、沿河道构筑物分布、城镇化建设整体布局以及征地拆迁和检修维护资金投入等情况，充分论证河道设计方案的科学性和合理性，达到河道治理的预期效果。

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[4]崔国强.辽宁省河道生态治理模式初探[J].水土保持应用技术.2014.(04)：48-49.

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[7]王学栋.依据河床比降、河宽的侵蚀模拟[J].水土保持应用技术.2010.(05)：1-3.

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