辽西山区型中小河流防洪治理技术研究

邹 华

(辽宁省锦州市义县水利事务服务中心，辽宁 锦州 121100)

近年来，频繁出现的极端天气导致山洪灾害事件频发，对于山区中小河流的防洪治理逐渐引起工程领域和社会各界的关注。防洪治理充分发挥社会、经济效益的根本途径为降低一定频率的洪水灾害损失，并且经过美化整治的河道极大的改善城市景观，对丰富居民的业务生活、满足居民临水亲水的愿景具有积极作用，同时可以带动工程周边商业开发、土地升值等间接效益。从地理位置上，辽西地区主要涉及盘锦、锦州、阜新、朝阳、葫芦岛等地，地貌形态以丘陵和山地为主，土壤类型多褐土、棕壤土、草甸土，土壤抗冲蚀性弱、通透性差且腐殖质较薄，自然条件差极易诱发土壤侵蚀[1，2]。该地区河网水系密布、大小河流众多，且大多数呈流程短、流速快、比降陡、面积小等山区型河道特征。受季风气候影响，每年的6-9月降水占年总量的70%～80%，年降雨量500 mm，并且年际降水量丰、枯比最高可达3倍。

山区型河流弯曲、水流湍急、洪水陡涨陡落，尤其上游河段，河床狭窄、两岸地势低洼且防洪标准低，加上河道管理不善，以及两岸乱填、乱弃和道路、桥梁阻隔等人类活动的影响，现状河道宽窄无序，河岸杂草丛生、垃圾成堆、局部崩塌，河床淤塞、汛期排洪不畅，多年来山洪灾害频发、损失惨重，对两岸居民生产生活安全造成严重影响，不能适应当地经济发展要求。因此，应加强岸坡稳定性、畅通山洪处理、加强河道防洪治理，通过实施有效的防洪措施切实提升山区河流防洪标准，为沿岸居民安全和经济持续发展提供保障。

1 山区型中小河流现状

1.1 水文特征

因独特的地理环境山区型中小河流，较平原河道其水力要素、水文特性、河道参数等存在明显差异。受气候条件与地理环境影响，洪水猛涨梦落特别是汛期水位、洪水流量具有较大变幅，较枯水期能急剧提高近百倍[3]。水流速度大、河槽窄、水面比降大属山区河流的典型特征，降雨条件下极易产生急流。辽西地区植被覆盖率低、岩石风化严重且降水集中，水流冲刷河道岸坡严重，泥沙随水流而下淤积河道。所以，河道防洪治理要充分考虑其特点，充分调研勘察因地制宜的实施治理，结合区域防洪治理规划科学设计生态整治措施[4]。

1.2 现状分析

由于特殊的气候条件与地理环境，大多数河流蜿蜒曲折、杂乱无章，部分河段迎水面迎流顶冲严重。从纵剖面的角度，河道水流速度快、比降大，造成河道局部冲刷严重，岸坡多不规则状；从横剖面的角度，上游断面形态以深V型为主，随着拦蓄建筑物的增加、地面减缓或汇流量的增多，河面渐宽下游断面形态呈U型。

受人类活动干扰和气候环境影响，现状河流存在的问题包括：(1)因人类的过度开采、乱砍滥伐，减少了河道汇流时间，加之河流两岸陡峭，洪水来势凶猛，对岸坎造成严重的冲刷冲毁；(2)河道被长期的冲刷侵蚀出现大面积裸露的石堆或基岩，加之河床整体稳定性差、林草覆盖度低，进一步加剧土壤侵蚀，造成下游河道淤积、上游严重冲刷的现状；(3)耕地和村庄邻近河道两岸，随着农业活动的加强及农村的不断发展，面源污染、生活垃圾、固体废弃物、畜牧养殖、工业废水等严重污染河流；(4)为促进区域发展，地方政府存在填河造地、埋河修路、挤占河流、侵占沟塘等与水挣地现象，建设用地的持续扩大使得水域面积不断减少，河道逐渐萎缩其防洪排涝功能明显下降，山洪无出路导致农田冲毁的问题突出[5-7]。

2 中小河流防洪治理技术

充分考虑中小河流现存的问题以及山区型河道洪水特点，遵循提高防洪标准、增强岸坡岸脚稳定性、减轻土壤侵蚀、畅通山洪出路的原则，提出清淤疏浚、硬性防护、生态防护等山区型中小河流防洪治理技术。

2.1 清淤疏浚技术

针对河道垃圾堆积、河道被侵占的问题，综合考虑河道水生动、植物生存需要、河道枯水期最大洪水过流、枯水期河道生态需水量以及地下水补给河水的补给量等因素，对河道实行清淤整治。通过河流清淤疏浚畅通山洪出路，最大程度的保持河流原本形态。因人类活动干扰导致局部河床淤积、冲刷，对此要全面考虑各河段冲淤情况，准确计算不同河段比降，保证清淤疏浚后不会给河道带来过度的淤积和冲刷。

河床比降的确定是应用清淤疏浚措施的关键环节，在规划设计过程中考虑以下因素合理确定河床比降：(1)充分考虑上、下游河床衔接特征；(2)从河底高程以及冲淤情况的角度分析河道内跨河建筑物；(3)外源河道内障碍物、垃圾后，准确计算需要外运的清淤土方量；(4)为防止对河床造成严重冲刷，河床比降过陡时可以分段确定比降，经充分分析合理设置陡坎，消减水流速度平缓水流形态。

2.2 硬性防护技术

石料、混凝土等为岸坡防护工程硬性防护措施的主要材料，实际应用中存在生态功能性差、使用年限短、投资高、见效快的特点。目前，固滨笼、绿滨垫、浆砌石等硬性防护型式的应用较为常见，然而这种护岸型式不利于堤岸绿色植物的生长以及地下水与河道之间的水流交换，河流系统不利于两栖动植物的繁殖生活和鱼虾等水生动物的繁衍。因此，要考虑被保护对象的重要性以及岸坡现状情况，结合山区中小河流特点选择适宜的防护措施。

2.3 生态防护技术

生态防护技术稳定岸坡的主要途径为栽种植物，这种方法存在效益长久、见效慢、投资低等特点，对于工程投资不足、两岸防护对象级别低的河段，以及河道凸岸、河流顺直段、河道上游段比较适用生态防护技术。植物生长完全后，能够达到稳定岸坡、防治土壤侵蚀的功能，其生态与社会效益显著，为河流长期发展和良性循环提供保障[8]。

一般地，人工和天然材料是生态防护比较常用的材料类型，其中广泛应用的天然材料包括天然石材、植物材料等，综合利用人工和天然材料护岸的方式较为常见；实际工程中人工材料的形式多样，比较常用的三维网植草、生态袋、混凝土框格梁植草、连锁水工砌块、绿化混凝土和雷诺护垫等。结合区域实际情况，辽西山区中小河流生态防护措施，其栽种的植物类型以柳树、杨树、枫树、紫穗槐等为主，对加固岸坡、保持水土、改善环境等发挥着重要作用[9，10]。其中，岸坡顶部主要栽种乔木，如柳树、杨树等，结合胸径确定栽种间距多为3～5 m，这种植物防风固沙、稳定岸坡、美化环境的作用显著；根系发达的灌木具有较强的适用性，如枫杨、紫穗槐等，考虑实际要求栽种间距宜为0.5～1.0 m，对防止水土流失和稳定岸坡等具有很好的作用。

3 结语

考虑辽西山区型中小河流现状情况、水文特征，应合理布设清淤疏浚、硬性防护、生态治理措施，切实提高河道的防洪功能以及增强岸坡的整体稳定性。为充分发挥工程效益、保障沿河居民财产安全，还要加强后期维修管理及逐步完善河道生态建设。

在施工和设计过程中，山区中小河流治理还要注意以下内容：(1)结合山区中小河流水文特征和河道两侧汇水特点，水文计算过程中对洪峰流量实行分段计算，在此基础上明确各段防洪规模；(2)考虑到比降大的实际情况，一般选用MIKE11、SOBEK-RURAL、HEC-RAS等软件计算分析水面线，并按照历年汛期洪水或现场调查洪痕修正、分析、验证；(3)充分考虑工程占地情况、现状岸坎形式、河道行洪断面等合理布置工程，结合防护对象级别采取生态与工程措施，远期和近期以生物措施巩固工程措施、工程措施掩护生物措施为主，从而达到河道生态、经济、社会效益长久以及见效快、投资小的发展模式；(4)河道后期管理工作高度重视，防止出现建管分离的情况，充分发挥工程效益保证后期的正常运行；(5)结合山区型河道水文特点不断完善非工程措施建设，将群测群防体系、山洪灾害预警系统与工程措施有机结合，切实保证区域发展及沿河居民安全。