陳文思
(廣東省水利廳政務(wù)中心 廣州市 510635)
任啟偉
(廣東省水利水電技術(shù)中心 廣州市 510635)
根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)中小河流治理和山洪地質(zhì)災(zāi)害防治的若干意見》、水利部和財(cái)政部制定的《中小河流治理工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見》以及水利部《關(guān)于進(jìn)一步提高中小河流治理勘察設(shè)計(jì)工作質(zhì)量的意見》的要求,結(jié)合近幾年中小河流治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對中小河流治理的幾個(gè)相關(guān)問題進(jìn)行思考,供有關(guān)水利技術(shù)人員在即將開展的“十三五”中小河流治理工作參考。
河道具有泄洪排澇、供水灌溉、輸水排沙、交通航運(yùn)、景觀休閑、水量調(diào)蓄、水質(zhì)保護(hù)、漁業(yè)水產(chǎn)及生態(tài)等綜合功能。中小河流是指流域面積在(200~3 000)km2的河流,其主要特點(diǎn)是分布地域廣,水文氣象、工程地質(zhì)條件相差較大,流域內(nèi)主要為中小城鎮(zhèn)及農(nóng)村,目前存在的主要問題是河道淤積嚴(yán)重,河岸無堤或防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。參考國內(nèi)外河流治理的最新動(dòng)向,中小河流治理的最根本要求是以人為本,減輕或避免水災(zāi)對人類及其生產(chǎn)活動(dòng)造成損失。在滿足這一基本要求的前提下,中小河流治理的另一重要目標(biāo)就是保護(hù)河流的自然形態(tài),促使河流景觀與人類、生物和周圍環(huán)境的和諧,維護(hù)人類與河流自然生態(tài)的協(xié)同性,實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。
但是在以往的中小河流治理工作中,片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,再加上治理理念滯后等原因,造成了目前中小河流存在淤積嚴(yán)重、防洪能力不足、水質(zhì)污染嚴(yán)重、河道形態(tài)改變、河網(wǎng)水面積不斷縮小等一系列問題。
在人與自然和諧相處理念日益深入人心的今天,中小河流治理應(yīng)遵循“人與自然和諧,河流回歸自然”的理念,依據(jù)“安全、生態(tài)、可持續(xù)”的原則,遵循自然規(guī)律,保持河道自然形態(tài),注重河勢演變分析,對河道進(jìn)行裁彎取直應(yīng)慎重,盡量避免渠化天然河道、硬化岸坡及河底,在確?,F(xiàn)有河道前提下,根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)拓寬河道。河流平面形態(tài)盡量維護(hù)河道天然蜿蜒形態(tài),堤線、河岸線要盡量沿現(xiàn)狀河岸線布置;河道斷面盡量體現(xiàn)形態(tài)的多樣性,保護(hù)河道原有淺灘、深槽和植物群落。治理方案設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)治理工程的任務(wù)和河流特點(diǎn),充分考慮河流凸、凹岸河勢,將自然、生態(tài)的河道治理理念落實(shí)在工程設(shè)計(jì)方案中。
統(tǒng)籌考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求。重點(diǎn)考慮生態(tài)環(huán)境影響的生態(tài)型護(hù)坡技術(shù)和河道景觀技術(shù),治理措施應(yīng)適應(yīng)水生態(tài)和水環(huán)境的相互制約、相輔相成的關(guān)系,因地制宜選用治理技術(shù)。工程平面布置及護(hù)岸形式上考慮固有的生物環(huán)境,保持水邊作為生物生息的空間。堤防工程的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)生態(tài)原則,注意與天然岸坡的協(xié)調(diào),滿足親水、美觀的功能。在確保防洪除澇安全的基礎(chǔ)上,努力創(chuàng)造出豐富的自然形態(tài)和水邊生境。護(hù)坡植物應(yīng)盡量選用本土物種,引入外來品種須進(jìn)行充分論證。
積極采用安全、經(jīng)濟(jì)的新技術(shù)、新工藝和新材料。在滿足防洪安全的前提下,建筑材料應(yīng)優(yōu)先采用天然材料、生態(tài)復(fù)合材料,盡可能就地取材。應(yīng)優(yōu)先采用質(zhì)量符合要求的河道清挖土石料,減少棄渣。
河道治理應(yīng)考慮景觀和水文化建設(shè)需求,注重河道自然景觀的恢復(fù),體現(xiàn)當(dāng)?shù)厝宋奶厣?/p>
注意收集與治理河流有關(guān)的流域綜合規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃,及縣(市)、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,并對相關(guān)規(guī)劃成果進(jìn)行分析。治理方案應(yīng)當(dāng)與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、城市總體規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等相銜接,結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際,統(tǒng)籌處理好項(xiàng)目治理與城鎮(zhèn)發(fā)展、河流生態(tài)保護(hù)、水資源開發(fā)利用的關(guān)系。
重視對治理河道歷史洪水災(zāi)害的調(diào)查分析。說明擬治理河道歷年來的洪災(zāi)情況、損失情況,以及災(zāi)害發(fā)生的主要原因。調(diào)查分析防洪工程現(xiàn)狀及存在的問題,說明防洪工程歷次出險(xiǎn)搶險(xiǎn)修復(fù)情況、工程現(xiàn)狀情況、堤防管理現(xiàn)狀,以及治理河流存在的問題分析。
多渠道收集河道地形圖、縱橫斷面圖等河道平面和縱面變化的圖件和評價(jià)資料,緩解中小河流普遍存在的基礎(chǔ)資料匱乏問題。
需對設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行合理性分析。重視通過歷史洪水洪痕調(diào)查、收集以往歷史洪水調(diào)查資料等,對計(jì)算成果進(jìn)行復(fù)核。應(yīng)與工程干支流、上下游近年已建或已經(jīng)審批工程的設(shè)計(jì)成果銜接。
重視河道斷面的測量,參照《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50707-2011) 的規(guī)定做好河道斷面測量,應(yīng)滿足河道水力計(jì)算的精度要求。對沖淤變化較大的河流,應(yīng)采用最新地形圖和縱橫斷面測量資料,開展必要的測量工作,重視水下地形測量。
水面線計(jì)算一般可采用一維河道恒定流方法推算,明確采用的參數(shù)和成果,計(jì)算下邊界應(yīng)向工程河段下游延伸一定距離,并合理確定起推斷面水位-流量關(guān)系。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮干支流洪水遭遇情況、潮汐影響、跨河建筑物的壅水影響等。提出現(xiàn)狀河道水面線和工程建成后河道水面線成果。
根據(jù)相關(guān)規(guī)劃和澇區(qū)自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況合理確定排澇原則和標(biāo)準(zhǔn),劃分排澇分區(qū),進(jìn)行排澇水文水利計(jì)算。小型穿堤涵閘宜按排峰考慮。
地質(zhì)勘察工作需由具有水利水電工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗(yàn)的單位承擔(dān),勘察成果應(yīng)滿足《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL 55-2005)、《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(SL 188-2005)等有關(guān)規(guī)程規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。結(jié)合不同區(qū)域河流工程地質(zhì)條件的差異和治理工程實(shí)際,開展工程地質(zhì)勘察工作,鉆孔、探坑數(shù)量及測試項(xiàng)目數(shù)量應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。堤防工程和河道應(yīng)根據(jù)不同工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐?,進(jìn)行堤基、岸坡及重要穿堤建筑物的工程地質(zhì)條件評價(jià),提出滿足設(shè)計(jì)要求的巖土物理力學(xué)指標(biāo),并重視水力沖刷問題,提出抗沖指標(biāo)。對于可能發(fā)生流土和管涌等不良地質(zhì)問題的堤段地基應(yīng)提出其范圍、安全性評價(jià)及處理措施建議。
對地震動(dòng)參數(shù)大于等于0.10 g 且可能存在可液化土層或軟土震陷土層的工程地基,應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件評價(jià)其安全影響并提出處理措施的建議。
堤防工程填筑料一般按就地取材原則考慮,應(yīng)按規(guī)范規(guī)定對天然建筑材料進(jìn)行勘察并作出具體評價(jià)。設(shè)計(jì)應(yīng)提出堤身填筑料的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,若利用河道清淤土料和就地開挖土料填筑堤防,應(yīng)針對性地進(jìn)行分析論證,清基土料可用于表層種植土,不得用于填筑堤防。
治理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)依據(jù) 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-94),結(jié)合河道洪澇災(zāi)害特點(diǎn)和防護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,根據(jù)保護(hù)的對象和范圍,統(tǒng)籌考慮本河流治理對下游的防洪影響,與流域區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào),合理確定防洪、除澇標(biāo)準(zhǔn)。同一條河流可根據(jù)不同區(qū)域的保護(hù)對象分區(qū)分段確定防洪標(biāo)準(zhǔn)。對于山區(qū)河流,保護(hù)農(nóng)田區(qū)的河段治理宜以岸坡防沖、疏通和穩(wěn)定河槽為主要目的,允許洪水在農(nóng)作物耐受時(shí)間內(nèi)淹浸農(nóng)田。排澇設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)注意與治理區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)排澇規(guī)劃相銜接,并適當(dāng)保留排澇標(biāo)準(zhǔn)裕度。
在規(guī)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)治理目標(biāo)、工程任務(wù)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)籌考慮干支流、上下游和左右岸的關(guān)系,合理確定河道治理范圍。對規(guī)劃階段不明確或需要完善的應(yīng)進(jìn)行必要的補(bǔ)充和論證。優(yōu)先治理人口集中、洪水威脅大、洪澇災(zāi)害易發(fā)、保護(hù)對象重要、治理成效突出的河段。
合理確定治理河段的治導(dǎo)線,留足行洪斷面。盡量保持河道的自然形態(tài),嚴(yán)禁縮窄河道和行洪斷面,對于河道卡口段宜進(jìn)行論證確定治理方案。
通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,合理確定工程規(guī)模。工程建設(shè)內(nèi)容要與現(xiàn)狀問題對應(yīng),做到因害設(shè)防、因地制宜。設(shè)計(jì)中應(yīng)明確工程規(guī)模和建設(shè)內(nèi)容,如河道規(guī)模、堰壩規(guī)模、排水涵閘規(guī)模,及治理河道長度,工程新建、加固堤防長度,護(hù)岸長度,河道疏浚和清淤范圍,排水涵閘數(shù)量等。
總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持治水與造景、與人居相結(jié)合,與地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合。河流治理方案應(yīng)尊重自然規(guī)律,充分考慮河流生態(tài)保護(hù)要求,統(tǒng)籌上下游、左右岸,宜彎則彎、宜寬則寬、宜灘則灘,盡量維持河道自然形態(tài),杜絕以治理為名圍墾侵占河道,縮小行洪斷面。應(yīng)對河道清淤疏浚、護(hù)岸護(hù)坡、堤防加固擴(kuò)建等河道整治方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。根據(jù)河道凹凸岸的沖淤特點(diǎn),重點(diǎn)做好局部險(xiǎn)段防護(hù)措施,結(jié)合重點(diǎn)防洪區(qū)域進(jìn)行堤防加固擴(kuò)建。河道堤岸防護(hù)應(yīng)盡可能采取生物措施,采用有利于保護(hù)河流生態(tài)的護(hù)岸形式,避免硬化岸坡、渠化河道,在滿足行洪安全前提下,河岸及灘地的植被應(yīng)盡量予以保留。
不同區(qū)域的中小河流有著不同特點(diǎn),應(yīng)因地制宜選擇治理措施。山區(qū)河道治理以防沖護(hù)岸措施為主,盡可能少采用建設(shè)堤防方案;平原區(qū)宜以堤防建設(shè)為主,并做好排澇設(shè)計(jì)。
對標(biāo)準(zhǔn)偏低的堤段采取防滲、加高、加寬等加固措施,重點(diǎn)考慮險(xiǎn)工段,避免過度加固,除拆遷量較大的城鎮(zhèn)段,堤身應(yīng)盡量避免采用防洪墻型式。行洪斷面宜采用梯形或梯形復(fù)式斷面,因地制宜地適當(dāng)設(shè)置親水平臺等設(shè)施。應(yīng)嚴(yán)格按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286-2013)要求進(jìn)行堤防設(shè)計(jì),明確提出設(shè)計(jì)指標(biāo),包括堤防填筑土料要求、填筑壓實(shí)指標(biāo)等。對加高培厚堤身的設(shè)計(jì)方案,應(yīng)考慮培厚土料滲透特性與原填筑土料相適應(yīng)協(xié)調(diào),通過計(jì)算分析合理設(shè)計(jì),避免對滲流安全產(chǎn)生不利影響。
護(hù)岸型式宜優(yōu)先選用坡式護(hù)岸,在保證河岸具有一定抗沖刷能力的前提下,盡量考慮保留原有岸坡或采用生態(tài)型護(hù)坡。有抗沖刷要求的河堤可采用格賓、無砂混凝土、埋石混凝土、土工合成材料等護(hù)坡、護(hù)腳型式,在常遇洪水位以上優(yōu)先采用植物護(hù)坡。護(hù)岸工程不宜采用漿砌石。
對淤積嚴(yán)重或行洪能力不滿足規(guī)劃要求的河道,經(jīng)比選后采取河道清淤疏浚等措施,以恢復(fù)或提高河道行洪、排水能力。清淤疏浚中應(yīng)注意分析河道演變趨勢,不宜改變整治河段的河道比降。對于河道內(nèi)違法傾倒棄渣、垃圾形成的阻水物,應(yīng)本著“誰設(shè)障、誰清理”的原則進(jìn)行處理,不列入項(xiàng)目治理中。
重視涵閘等穿堤建筑物設(shè)計(jì),嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)程規(guī)范,進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)抗傾、抗滑、沉降、整體穩(wěn)定及基礎(chǔ)應(yīng)力等計(jì)算,注重地基穩(wěn)定和接觸滲透等問題,軟弱地基應(yīng)采取處理措施,做好管(洞)周、閘底及側(cè)向防滲設(shè)計(jì),并重視消能設(shè)計(jì)。注重各類建筑物擋土墻的穩(wěn)定問題,擋土墻基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足抗沖刷要求。
設(shè)計(jì)方案應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況采用適宜可行的水土保持措施,尤其是土料場、棄渣場等易造成水土流失的設(shè)施應(yīng)在前期進(jìn)行詳細(xì)勘察,場址的選擇應(yīng)符合國土等部門的法律法規(guī),亦應(yīng)考慮施工的便利可行性,并全面考慮土石方平衡,盡量綜合利用,減少棄渣。
鑒于近幾年才大規(guī)模開展中小河流治理工作,針對中小河流的科研工作尚少,對中小河流的特性了解不多,迫切需要我們在借鑒國內(nèi)外以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)科學(xué)研究,對中小河流治理做大量的調(diào)查研究工作,分析總結(jié)不同地區(qū)、不同河段、不同功能河道的特殊性和普遍性,按新時(shí)期水利現(xiàn)代化的新要求,從長遠(yuǎn)出發(fā),探討經(jīng)濟(jì)、合理、有利于防洪排澇、改善水環(huán)境及其他功能的新型河道治理技術(shù),探索中小河流治理新模式,為中小河流治理保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。