潮州龙湖镇中心河流现状及综合治理研究与应用

陈虹宏

(河南省水利勘测设计研究有限公司汕头分公司， 广东 汕头 515000)

1 工程现状分析

经过调查，龙湖镇河渠依然存在以下问题：

(1) 河道淤积严重。部分河道穿越居民区，填沟种植、填沟筑路、填沟盖房、乱倒垃圾等行为，束窄了河床，严重影响河道的正常行洪。而下游河道坡降小，又受潮水顶托，流速减缓，泥沙被滞流在河道上，导致河床淤积严重，逐年抬高。大部分河段地势低洼、泄洪线路长，河道比降平缓，部分河段不规整平顺，形成河道缩窄现象。局部河段呈倒坡状态，影响洪水的宣泄，加剧了内涝的产生。

(2) 桥梁阻水严重。部分跨河建筑物阻水严重，部分桥梁的过水断面宽度只有河道断面宽度的1/3～1/2，严重制约了河道的过流能力，加剧了河道内涝的产生。

(3) 河道水环境恶化。排入河道的大量水源都是被污染的废水，包括没有进行任何处理的生活污水、含农药和化肥的农田水、工业废水等，还有无节制倒入河道的淤泥和垃圾，河道水质急剧下降，鱼虾已罕见。污染有工业排放的有毒有害固体悬浮物，水质污染严重超标，河道的水质亟待改善。

(4) 城镇建设与防洪排涝要求有一定的差距。城市各行业间的沟通薄弱，交叉部位脱节，特别是交通部门的有些跨河道建筑物形成卡口，严重阻洪，造成部分河段上、下游宽，中间窄的束腰现象，导致洪水位壅高，影响着河渠的正常排涝[1]。

2 河流综合治理

针对工程水系现状和河道现存问题，本工程采用水系清淤疏浚、护岸整治(含碧道建设)、水系连通、河湖管控等多项治水措施，整合防污控污、景观人文等综合措施[2-6]。

2.1 水系清淤疏浚

项目区河沟均存在不同程度的淤泥淤积情况，为了改善其排涝能力，同时清除河道内源污染，本次整治范围的27条河道进行清淤，清淤疏浚总长度 20.28 km。

本工程利用现状道路和新建临时下河道施工道路做场内机械交通道路，疏浚工程基本采用机械，辅以人工。河床疏浚分段进行，采用1 m3液压反铲挖掘机挖土，8 t自卸汽车运输至弃渣场的方式施工，距建筑物较近处采用人工清淤。施工过程中清理的淤泥采用随挖随运的方式，开挖后直接装车运至弃渣场堆放，需做好淤泥运输过程中的遮挡措施[7-9]。

2.2 护岸整治

(1) 护岸整治。 本工程27条河道护岸总长17.02 km，河道河床宽度均较窄，大部分为排涝河道。本次设计护岸布置尊重现状，在不同的河段采用不同的护岸结构，保持原有河槽，对局部岸顶高程较低的河段，为保持岸顶前后衔接和连续性进行局部加高。护岸断面采用了直立墙式护岸、坡式护岸和复合断面(先直立后斜坡、先直立后斜坡再直立、先斜坡后直立等)等多种断面型式，材料因地制宜采用多种材料相结合。根据本工程河段现状，护岸拟定三种典型设计方案。

生态连锁砌块斜坡式：渠道常水位或渠道常水位1.0 m以下采用生态连锁砌块护坡，常水位或渠道常水位1.0 m 以上采用草皮护坡，边坡坡比1∶1.5，渠顶根据实际情况布设2.5 m宽人行步道。

直墙式：岸前设C25混凝土重力式挡墙，挡墙基础采用天然基础，墙前护脚开挖碎石料回填，墙顶采用草皮护坡，边坡坡比不小于1∶1.5。

塑钢板桩式：渠道常水位以下采用塑钢板桩支护，常水位以上采用草坡护坡与地面顺接，边坡坡比1∶1.5～1∶2.0。

综合投资、景观生态性、结构合理性、施工工期等方面比较，塑钢板桩式方案护岸高度只适用于1.0 m以下的河段，且工程实施后造价高，本工程大部分河段根据用地要求优先选择生态连锁砌块斜坡式方案，兼顾护坡稳定和景观美化。

(2) 碧道布置。 本次建设碧道类型属于乡村型。沿骨干河渠利用已加固的堤防、护岸，通过绿化、栏杆建设和路面适当改造，或结合本次岸坡整治，建设串联村庄和景点的沿河主碧道。 结合本次工程治理范围，拟定龙湖镇沿河主碧道以三大排为主线，以布局排和陇沟排为左右支线进行布置，建设以两岸彩色C25混凝土压模路面为主。

2.3 水系连通

龙湖镇水系连通水源地为韩江，本工程以安揭引韩五支渠及其支渠作为龙湖镇各村的生态补水通道，三大排及其支渠、车路东排及其支渠作为排水通道，水系连通的主要目的是打通安揭引韩五支渠及其支渠与龙湖镇各村水系和池塘的补水通道，打通三大排及其支渠、车路东排及其支渠与龙湖镇各村水系和池塘的排水通道，实现水体流动。工程增设河渠水系连通涵管4处，涵管总长1987.0 m；池塘连通涵管3处，涵管总长55.0 m，上述管道全部采用管径为40 cm的HDPE中空壁缠绕管(8 kN/m2)。

2.4 生态休闲功能区建设

本工程共建设2个生态绿化区，分别为鹳四村生态功能区2567.0 m2，市尾村生态功能区1868.0 m2，总面积为4435.0 m2，主要形式为铺设广场铺装、花架、休闲石桌凳、栈道等休闲休憩设施，种植景观绿化，以调整生态功能区内的产业结构，引导发展特色资源产业，最大限度地减轻人类活动对生态环境的影响，达到保护生态功能的目的。

2.5 智慧水利基础设施建设

(1) 视频监控系统。结合本工程的实际需求，建设视频监控系统，作为工程运行管理的辅助手段。 视频监控系统采用全高清IP视频监控系统(IPVS)。本工程设置网络摄像机，拟布置点数40个，并接入现有三防办视频监控系统预留点位。

(2) 水位在线监测系统。主要功能是监测重点干渠段的水位信息。本工程设置前端监测点，拟布置点数6个。通过遥测单元，将数据实时报送给监控中心水雨情监控系统。通信方式支持GPRS模式。

(3) 通信网络系统。 本工程通过无线通信技术，实现镇三防办与各个信息采集点之间水情信息、视频信息的传递，为智慧水利大数据战略和水生态文明建设提供基础保障。组网方案利用4G业务传输数据。

3 河流治理评价

为评价工程治理效果，拟对河道治理前后渠道水面线和岸坡稳定性进行相关计算及评价。

3.1 渠道水面线计算

采用“广东水文水利设计计算软件平台”进行水面曲线计算，计算原理为伯努利能量方程，考虑流速水头损失，计算如式(1)：

(1)

式中：Z1、Z2为断面1、2的水位，m；V1、V2为断面1、2的流速，m/s；α1、α2为断面1、2的动能校正系数；Δhf、Δhj为沿程水头损失与局部水头损失,m。

计算时考虑陂、桥等跨河的阻水影响、壅水高度，确定合理的水面线。以龙湖镇市头溪和塘东排渠典型断面为算例，河道治理前后渠道水面线计算对比见表1。

表1 渠道水面线计算成果对比

工程治理后水面线比治理前P=10%最多降低了1.29 m，整段河道平均降低了0.48 m，由于项目区部分河道现状淤积比较严重，进行清淤部分河道治理前后水面线变化较大，说明清淤在一定程度上增加了项目区调蓄能力，确保了排涝安全。

3.2 护岸稳定计算

根据水位、地质条件、岸边构筑物等因素，选择三大排 K0+645左岸、陇沟排K0+300右岸进行河岸稳定分析计算，采用瑞典圆弧法计算。本次计算按最不利工况：背水坡水位漫顶，迎水面无水工况。计算结果见表2。

表2 边坡稳定计算结果

根据《广东省中小河流治理工程设计指南》规定,坡式护岸整体稳定安全系数不应小于1.250，由表2可知本次护岸工程满足稳定要求。

4 结 论

本文以潮州龙湖镇中心河为研究对象，分析河道运营过程中的河道淤积严重、水环境恶化、防洪排涝标准低等一系列问题。在充分体现自然、有效治理河道的理念下，利用水系清淤疏浚、护岸整治、水系连通、生态休闲功能区建设和智慧水利基础设施建设对其综合治理。对治理结果进行评价表明，工程治理后水面线降低1.29 m，整段河道平均降低0.48 m，清淤在一定程度上增加了项目区调蓄能力，确保了排涝安全，且本次护岸工程设计均满足稳定性要求。本次研究重点为河道整治的综合方案，并补充一定的治理效果评价，该方案在后续建设过程中应进行多方面论证。