基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践_陈寅.pdf

170 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践陈 寅（广州市珠江前后航道流域事务中心，广州 510000）摘 要：近年来气象灾害频发，中小河流防洪治理专项行动正在积极展开。文章以经常面临重大暴雨和洪涝灾害的河流为背景，通过河道堤防加固、河流清淤疏浚和河流生态景观建设措施，对河流进行综合治理，注重工程施工前后的水土流失情况，采取相应的水土保持措施。该综合生态治理工程既保障了河道的防洪安全，提升了河道防灾减灾的能力，又改善了河流生态景观，具有良好的社会效益和经济效益。关键词：河流治理；堤防加固；生态疏浚；水土保持 中图分类号：TV871 文献标识码：B文章编号:1007-7596（2022）12-0170-04 收稿日期 2022-11-29 作者简介 陈寅(1 9 9 0-)，男，广东汕头人，工程师。0 引 言重大暴雨和洪涝灾害的频繁发生威胁着河道防洪安全，一旦河道防洪失效，人民的生命和财产安全将遭受不可挽回的重大损失。切实对河道进行综合治理，重点梳理、规划和建设防洪薄弱环节，保障区域防洪安全，提高河道的安全保障能力，能够大幅度降低山洪灾害所造成的损失，有效抵御暴雨等不良气象带来的重大灾害。近年来，国内不少城市洪涝灾害频发，受灾范围广，灾害损失大，且对河流生态景观带来了严重的影响。在新时代生态治理的新要求下，重塑一个相对自然稳定和健康开放的河流生态系统，要求河道治理朝着生态化和系统化的方向发展1-2。本文以某河道的综合治理为背景，围绕着“生态治理”理念，采取疏防结合、河道整治与河流生态保护结合的方式，对河道堤防进行加固，对河流进行清淤疏浚，取得了良好的治理效果，指明了生态治理的方向，并为类似的河道综合治理工程提供经验和参考。1 河道概况及问题现状1.1 河道概况自 2013 年以来，该河道接连遭受台风以及特大暴雨的袭击，雨水汇流形成洪水，带来了严重的经济损失和人员伤亡，其中最严重的灾情主要集中在山区。治理河道位于河流堆积地貌区，总长 7km，流域跨度大，水力资源丰富，水质情况良好，河道外围地面高程介于 40 117m，高差一般10 50m，治理范围内河床高程介于 34 38m，河道宽度 150m 420m。沿线有大片的荒地和部分村庄、城镇房屋，河道蜿蜒，且上游部分地段存在较多草地和滩地。堤防段堤岸大多为人工填筑堤岸，局部为天然堤岸，岸身低矮，岸坡坡角较陡。治理河道存在轻微渗水现象，主要分布在河道两岸，岸坡表面均出现渗水的情况。1.2 河道问题现状河道所在的流域地处亚热带气候区，高温多雨，具有雨量充沛、热量丰富的特点。河道源短流长，经过村庄和城镇，造成一定程度的生态破坏3。且DOI:10.14122/ki.hskj.2022.12.038 171 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）山区中小河流洪水来势凶猛，泥石流、堤防决口、冲毁山庄和道路、淹没农田等重大灾害的发生主要是由于洪水来得猛、去得快，暴涨暴落，破坏力极大。因此该河道主要存在以下问题：1）治理工作滞后，治理任务艰巨。治理河道位于山丘区，自然地理和气候条件比较特殊，台风暴雨多发，因此防洪治理任务异常繁重和复杂。河流治理工作一直未进行系统、有效的治理，治理力度仍然不够、治理步伐偏慢。2）抗洪能力低。治理河流属于山区性河流，汛期水流急，洪水陡涨陡落，枯水期浅滩多，堤防段堤身土力学性质差，抗冲刷能力中等，出现轻微渗漏，对岸坡稳定性造成影响，总体岸坡稳定性中等，不能满足现有防洪要求。3）河道淤积严重。治理河道河岸易受冲刷，河床中淤积较严重，堆积物主要以卵石、粗砂为主，卵石含量约占30%50%，砂及粘性土约占 50%70%，局部少量生活垃圾，均为松散堆积物，因淤积造成洪水季节排水不畅现象，出现漫堤水浸农田及沿河岸修建的人行步道。治理河道行洪不畅，泥沙淤积，多年未进行疏浚。经过现场勘查，可以发现河道河床不断抬高，行洪断面不断减小。4）生态管理不足。围河造地，在行洪河道上违章搭建、种植，向河道内倾倒垃圾、废物等脏乱行为在该河道屡禁不止，导致河道堵、卡、占现象严重，河道萎缩，进一步加剧了防洪的矛盾，可发现河道生态管理存在不足，人为侵占十分严重。针对河道目前存在的问题，本次综合治理主要是对部分存在危险的堤防进行加固处理；对堵塞严重的河段进行河道清淤疏浚，对部分滩地进行围护，并对岸坡进行植物绿化，加强水土保持，防止水土流失。2 河道堤防加固工程2.1 河道堤防现状受河水冲刷影响，河道部分地段出现了塌岸崩岸等情况，治理河道部分岸坡未进行过专门防护，杂草及灌木丛生，不仅影响美观，还可能影响沿岸居民的生命财产安全4。河道上游部分岸坡未进行专门整治，河岸存在许多问题，需要进行整治处理。主要存在问题有：岸坡不固定，农田、建筑物侵占河道现象时有发生；受洪水影响岸坡塌方、崩岸严重，特别是在河道拐弯的凸岸，更是破坏严重；岸坡坡度总体较陡，自身稳定性差，存在塌方的隐患；岸坡杂草丛生，断面不规整，抗冲刷能力不足。2.2 堤防加固设计2.2.1 堤防加固设计思路本次设计堤防岸坡治理总体思路为：主要以护脚（埋石混凝土、抛石）为主的整治方式，采取自然土质岸坡、自然缓坡、植草并用抛石或埋石砼护脚等方式护堤，创造了适合水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍环境。尽可能还原河道原本面目。对现有岸坡，要进行改造加固，达到使用功能。2.2.2 堤防加固布置本次堤防加固布置以不侵占河道行洪通道为原则，合理确定治理河段的防洪堤线，留足洪水出路，严禁缩窄河道和行洪断面；按照治理工程实施后，能形成闭合，捍卫保护区的原则进行布置；遇山体段及满足防洪要求的公路段，原则上不采取措施，保持原貌，尽可能减少对河流生态及当地环境的影响。根据有无滩地进行布置：原河道有滩地、阶地的河段，护脚布置在滩地与阶地的交界处；原河道没有滩地且主河槽岸坡较陡、较高的河段，护脚沿主河槽布置。2.2.3 堤防加固形式加固工程分布在河道左岸，堤防总长 1.932km。堤线基本沿河岸线布置，左岸下游与已建堤防相接，上游与高速路相接，满足防洪堤闭合的要求。在岸坡不稳定，雨水冲刷严重，有崩塌现象的河段。选用 C20 埋石混凝土挡墙护脚，岸坡用草皮护坡，不但可以防止雨水被水流冲刷，也可避免边坡扰动，同时还能保护原状植被。图 1 埋石混凝土挡墙型式护脚断面图 172 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）河岸淤积，岸坡冲刷严重，局部岸坡不固定、有崩塌现象，且该河段植物茂盛，河道较宽的河段，考虑采用抛石护脚。同时，为方便当地居民的休闲娱乐，在抛石顶部设 4m 宽亲水步道。图 2 抛石护脚型式护脚断面图3 河流生态疏浚治理多年以来，由于暴雨、洪水等自然灾害频发，该河道水土流失情况严重，再加上部分的生产、生活垃圾弃置河道，加剧了河流淤积，局部淤积形成滩地，致使河道调蓄容量日趋减少，行洪排涝不畅，影响当地社会经济的可持续发展和人民的生产生活。为确保城市防洪安全，工程对治理范围内淤积严重的河道进行清淤疏浚5。3.1 河道淤积现状治理河道上游均为山区，森林茂密，植被良好，水土流失现象不严重。但是河道下游人类活动较为频繁，植被一般，有一定的水土流失。新丰江平均坡降 1.29。由于上游山高、坡陡，加上新丰江水库下游人类活动的影响，造成中下游河床多处淤堵，对防洪安全造成较大的不利影响。实地调查，河流淤堵主要有如下 3 种情况：河床中泥沙淤积，形成沙丘小岛，堵塞河床。生活垃圾堆积，造成河床堵水。建筑垃圾堆积，造成河床堵水。3.2 生态疏浚治理原则在满足防洪要求的前提下，应以保留原河道河势与形态，维持河道天然滩（洲），维护河道原生态河貌，保持河道生态系统为原则。在该原则条件上，将河流疏浚与城市防洪、河道综合整治相结合，通过清淤、清除水下障碍物等工程措施，增大河流的泄沙能力，减轻河道的淤积速率，确保防洪安全，以恢复性疏浚为主要目标，完成河道整治，河道实现“流畅”的治理目标。通过河流疏浚清淤，实现扩大河道过水断面，减轻河床淤堵对河道防洪安全的不利影响。河流疏浚以稳定中水河槽为主，满足通过河道造床流量要求。3.3 生态疏浚治理措施根据河道整治工程总体布局，结合河道治涝线确定疏挖范围，疏挖后河槽与河岸应保持稳定，满足边坡稳定的要求。因此选择采用环保型清淤疏浚方式。通过河道疏浚恢复或扩大河道过水断面降低水体的富营养化程度，改善河流水质。根据本段治理河段淤积情况，沿线清淤长度6.275km，清淤沿现有河岸坡比采用 1:3，对于河道边坡较陡或过缓的河段清淤坡度可适当调整，清淤量总计 4.75 万 m3。由于河道清淤范围较大，故清淤距离设置为 50m 一段，分段施工。通过生态疏浚清除河底阻碍行洪安全堆积的砂、卵石及生活垃圾，并且对河道两岸树木杂草等进行清理。清淤按照自下游至上游的顺序逐步清除，清淤深度满足应行洪要求，确保行洪安全。清淤中弃渣部分，砾砂可用于增加岸身高度回填料及护脚料，剩余部分可运至弃渣场。清淤弃渣要合理安置，避免损毁农田及沿河岸修建的人行步道。4 河道生态景观工程中小河流治理应把恢复和改善河道生态和环境放在重要位置，对河道景观进行设计的时候，应将沿河的自然环境、历史文化、生态环境等自然景观与河道水景观设计相结合，并根据城市总体规划、城市市政建设和园林绿化建设，将河道护岸等工程融入城市景观和市民休闲场所中6。本次生态景观工程设计主要是对滩地进行围护，并对进行河道进行植物绿化，绿化总面积 2.37 万 m2。本工程河道生态景观工程主要是指植物绿化。根据河道情况，本工程的植物绿化由两部分组成：埋石混凝土护脚上部草皮护；原有步道砖两侧进行植物绿化。4.1 原有步道植物绿化本次河道生态设计引入植物群落概念，促使建成的人工群落与自然群落相适应，促使植物群落能够健康、稳定地发展。植被尽量保持自然特征，采用当地物种。为了达到美观的效果，对原有步道两侧进行绿化，绿化总面积 2.35 hm2，适当搭配柳树、满天星、苏铁等乔灌木，共计 175 株，并设置石凳及垃圾箱供居民休闲所用7。173 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）4.2 滩地围护植物绿化上游河道中央形成面积较大滩地，本工程为保护河道原有生态环境不受破坏，故对滩地进行围护并搭配植物绿化，改善生态景观。围护滩地围护采取措施为在滩地外围进行抛石护脚，护脚顶宽1m，高 2.5m，围护总长度为 1.628km。根据河道实际情况，滩地围护的植物绿化主要包括护脚的草皮护坡，铺设草皮 0.94hm2。5 水土保持设计5.1 水土流失现状水力侵蚀是该河道的主要水土流失类型，包括面蚀和沟蚀等8。该河道面蚀、沟蚀主要存在于离河流、水塘比较近，海拔相对较低的台地和坡地上；同时，也有因采石、取土、陡坡开荒及开发建设等人为因素造成的水土流失。河道内现状地势主要为山地丘陵，占地类型以草地和耕地为主，主要植被有油茶、芒萁、桃金娘、马尾松、木荷等，植被覆盖度已达到 50%。工程场地内水土流失轻微，低于南方红壤丘陵区的允许值500t/km2.a。5.2 水土保持总布局以预防为主、防治结合为主导思想，结合当地的土地利用规划、水土保持生态建设规划来针对性地布设水土流失防治措施。根据本工程的项目组成、水土流失类型和强度等，将项目建设区划分为