□楊昌軍(新疆奎屯農七師奎屯河流域水利工程灌溉管理處)
新疆石河子市是新疆水源較為豐富的地區(qū),區(qū)域內冰川融水形成的河流眾多,在經濟快速發(fā)展的影響下,最近幾年污染越來越嚴重,給生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的損害。為了保護生態(tài)環(huán)境,恢復中小河道原來的生態(tài)系統(tǒng),開展中小河道綜合治理是一種有效的方法。隨著河道治理科研的深入,新的河道治理方法不斷推出,一些河道治理的技術方法已經開始應用到中小河道治理當中,并取得了不錯的效果。在石河子市中小河道綜合治理當中,堅持從生態(tài)角度出發(fā)制定詳細的綜合治理規(guī)劃,并采取制度保障措施確保各項治理措施的貫徹落實,在中小河道綜合治理方面取得了很好的成效。
1.1 工程簡介
奎屯河流域綜合治理工程位于新疆石河子市南端,工程總長度約為25km,主要工作包括河道清淤、兩岸襯砌、交通橋建設、河道截留等等。其中河道清淤工程km,河道護坡工程總量為5000X2m,設計漫水橋7座,設計平板橋3座。建成后將成為石河子市周邊生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,達到涵養(yǎng)水源、破除污染、美化環(huán)境、和諧生態(tài)的目的。該河流綜合治理工程的總體思路是:首先,對河道進行全面的清理疏浚,徹底清除河道內的淤泥以及周圍影響防洪的建筑、樹木、礁石,在此基礎上科學改進河道的走向,重新設計河床比降和河床寬度。其次,對河床斷面進行優(yōu)化設計,根據投資規(guī)模進行河岸護砌,條件不具備的進行河堤整理,在河岸兩側修建防汛道。經過綜合治理以后,使流域成為石河子市郊區(qū)的另一種生態(tài)休閑場所。
1.2 工程面臨的問題
由于長時間沒有經過徹底治理,該河流的治理難度很大,這主要表現在以下幾點:第一,河道淤積非常嚴重,在調查中發(fā)現該河流中下游泥沙淤積、沙丘遍布,呈現出逐漸向上游發(fā)展的趨勢,淤泥厚度在1.5到2.5m之間,淤積層的平均厚度約為1.2m。第二,兩岸的堤防殘缺不全,沒有構成完整的堤防體系,在25km的堤防當中,僅有5km的堤防符合防汛要求,堤高普遍在1.5m左右。第三,由于地勢變化較大,該河流的彎道多,且很多彎道是90°的急彎,不僅容易形成淤積,還增加了工程綜合治理的難度。第四,中下游橋梁下的河道村在嚴重的淤積和雜草叢生的問題,這不僅導致河道變窄,還使橋長小于河道寬度,導致中下游水流不暢。
2.1 河道清淤施工
在河道清淤施工中,施工人員主要做了以下措施:首先,沿著河道淤泥外側挖一條排水溝使水歸槽,并使用鏟車將土方堆在槽邊,這樣能夠保證施工過程中少量河水能夠通過排水溝排水,再進行河道疏掏的過程中自上而下依次疏掏。其次,該河流周邊道路比較通暢,白天、夜晚都可安排施工,為此施工人員根據淤泥量和施工工期制定了詳細的疏掏計劃。由于淤泥量比較大,在施工過程中一方面增加了施工車輛,另一方面增加了夜間施工的次數。再次,具體的清淤工作由挖掘機械和人工挖淤共同進行,對于淤泥較深、不方便挖掘機械進入的采用人工挖淤方法,對于適合挖掘機械的盡量使用挖掘機械,以便于保證施工進度。最后,在泥沙傾倒中,適合建筑作業(yè)使用的砂石料,由市政部門與建設單位,由建設單位拉走用于工程建設;對于淤泥較多的主要采用各種坑道填實,部分堆在倒土場。
2.2 護坡設置
最近幾年受到自然環(huán)境破壞、洪水沖刷等自然災害的影響,洪水期對河岸兩側的沖刷非常嚴重,這是導致河底淤積較厚的一個重要原因,也給周圍人民群眾的生產生活帶來了諸多的不便。河道與支流交匯處的水流紊亂,淤積嚴重威脅到了下游人民的生產生活安全。為了保證奎屯河流域徑流的暢通,確保岸堤的防洪安全,護岸工程是綜合治理當中必不可少的。由于該河流原有一些護坡,因此新護坡是在原有護坡基礎上進行的,護坡工程從上游到下游附近,共計10km左右。護砌斷面標準確定為M7.5漿砌石亂石基礎,護坡高度為1m。M7.5漿砌石塊石護坡,護坡坡度為1∶0.2,護坡后面設計為直墻,設計高度3.0m,坡頂用c32.5混凝土0.5m*0.3m漿砌封頂。護坡工程量如下:
表1 護坡工程量分析表
2.3 河道漫水橋設計
由于該河流是夏季因冰川融水而形成的洪水多發(fā)區(qū)域,在河道綜合治理當中要滿足人民群眾的交通和河道泄洪的雙重要求。在奎屯河流域綜合治理當中,項目管理人員根據當地自然村的分保護情況設計了9座漫水橋,所有漫水橋均采用M7.5漿砌石塊石,橋面設計為200mm水泥壓實路面,根據河道長度確定中間為3座橋墩,橋面設計為350mm厚鋼筋混凝土橋板。
2.4 綠化種植措施
綠化措施是施工以后保持水土的重要舉措,也是保土固堤的重要方法,需要注意的是地被栽植與栽植其它植物有著明顯的不同,在施工結束以后地形和土壤條件很那在改變,因此在草皮種植的時候應該在喬、灌木種植結束以后先對地被進行整平處理、土壤改良,并做好相應的排灌系統(tǒng)設計工作,然后在移植草坪。在植被養(yǎng)護的過程中,保證水分能夠濕透根系層,浸濕土層不能低于10cm,但是也應避免地面長時間積水,這樣就為各種植物的生長創(chuàng)造了一個良好的環(huán)境。
2.5 水環(huán)境的生態(tài)修復
水環(huán)境的生態(tài)修復中,本工程主要是從污染源治理與截污入手,加強各類截污工程建設力度。同時,加強該流域周邊各類企業(yè)清潔生產的監(jiān)督檢查工作,保證各類污水的達標排放與處理,使該河流的水質能夠達到一般質量要求。為了保證水環(huán)境的修復效果,施工人員還運用了土壤滲濾技術、人工濕地技術、穩(wěn)定塘技術等先進技術。所謂的土壤滲濾技術主要是指利用河流周邊的農田、林地、草地等土壤的微生物和植物過濾作用,大大固定和降解水中的各類污染源的目的,改善周邊環(huán)境中的水質。而人工濕地技術則是利用了基質、植物、微生物與多濕環(huán)境的優(yōu)化組合來實現對河流中的廢水進行處理。穩(wěn)定塘技術則是利用生物和非生物技術強化合理的自然凈化能力,達到處理水中各類污染物的目的。
奎屯河流域經過綜合治理以后,不僅河道的淤積情況得到了徹底的改善,原本不是通常的河流已經變得通常,急彎處的汛期防洪能力借助于護坡工程得到明顯的提高,工程結束以后經過2011年汛期等惡劣的自然災害,沒有發(fā)生溢洪等災害,護坡工程達到理想的建設目標。河流的水質經過生物修復和控制污染物等措施以后,水質得到了明顯改善,達到了國家二級水質標準,小流域生態(tài)系統(tǒng)得到了明顯恢復。配合護坡園林工程等,使該河兩岸成為石河子市市民近郊休閑度假的一個好去處。
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