陳 寅
(廣州市珠江前后航道流域事務(wù)中心,廣州 510000)
重大暴雨和洪澇災(zāi)害的頻繁發(fā)生威脅著河道防洪安全,一旦河道防洪失效,人民的生命和財產(chǎn)安全將遭受不可挽回的重大損失。切實對河道進行綜合治理,重點梳理、規(guī)劃和建設(shè)防洪薄弱環(huán)節(jié),保障區(qū)域防洪安全,提高河道的安全保障能力,能夠大幅度降低山洪災(zāi)害所造成的損失,有效抵御暴雨等不良氣象帶來的重大災(zāi)害。
近年來,國內(nèi)不少城市洪澇災(zāi)害頻發(fā),受災(zāi)范圍廣,災(zāi)害損失大,且對河流生態(tài)景觀帶來了嚴重的影響。在新時代生態(tài)治理的新要求下,重塑一個相對自然穩(wěn)定和健康開放的河流生態(tài)系統(tǒng),要求河道治理朝著生態(tài)化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展[1-2]。本文以某河道的綜合治理為背景,圍繞著“生態(tài)治理”理念,采取疏防結(jié)合、河道整治與河流生態(tài)保護結(jié)合的方式,對河道堤防進行加固,對河流進行清淤疏浚,取得了良好的治理效果,指明了生態(tài)治理的方向,并為類似的河道綜合治理工程提供經(jīng)驗和參考。
自2013年以來,該河道接連遭受臺風以及特大暴雨的襲擊,雨水匯流形成洪水,帶來了嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡,其中最嚴重的災(zāi)情主要集中在山區(qū)。治理河道位于河流堆積地貌區(qū),總長7km,流域跨度大,水力資源豐富,水質(zhì)情況良好,河道外圍地面高程介于40~117m,高差一般10~50m,治理范圍內(nèi)河床高程介于34~38m,河道寬度150m~420m。沿線有大片的荒地和部分村莊、城鎮(zhèn)房屋,河道蜿蜒,且上游部分地段存在較多草地和灘地。堤防段堤岸大多為人工填筑堤岸,局部為天然堤岸,岸身低矮,岸坡坡角較陡。治理河道存在輕微滲水現(xiàn)象,主要分布在河道兩岸,岸坡表面均出現(xiàn)滲水的情況。
河道所在的流域地處亞熱帶氣候區(qū),高溫多雨,具有雨量充沛、熱量豐富的特點。河道源短流長,經(jīng)過村莊和城鎮(zhèn),造成一定程度的生態(tài)破壞[3]。且山區(qū)中小河流洪水來勢兇猛,泥石流、堤防決口、沖毀山莊和道路、淹沒農(nóng)田等重大災(zāi)害的發(fā)生主要是由于洪水來得猛、去得快,暴漲暴落,破壞力極大。因此該河道主要存在以下問題:
1)治理工作滯后,治理任務(wù)艱巨。
治理河道位于山丘區(qū),自然地理和氣候條件比較特殊,臺風暴雨多發(fā),因此防洪治理任務(wù)異常繁重和復(fù)雜。河流治理工作一直未進行系統(tǒng)、有效的治理,治理力度仍然不夠、治理步伐偏慢。
2)抗洪能力低。
治理河流屬于山區(qū)性河流,汛期水流急,洪水陡漲陡落,枯水期淺灘多,堤防段堤身土力學性質(zhì)差,抗沖刷能力中等,出現(xiàn)輕微滲漏,對岸坡穩(wěn)定性造成影響,總體岸坡穩(wěn)定性中等,不能滿足現(xiàn)有防洪要求。
3)河道淤積嚴重。
治理河道河岸易受沖刷,河床中淤積較嚴重,堆積物主要以卵石、粗砂為主,卵石含量約占30%~50%,砂及粘性土約占50%~70%,局部少量生活垃圾,均為松散堆積物,因淤積造成洪水季節(jié)排水不暢現(xiàn)象,出現(xiàn)漫堤水浸農(nóng)田及沿河岸修建的人行步道。
治理河道行洪不暢,泥沙淤積,多年未進行疏浚。經(jīng)過現(xiàn)場勘查,可以發(fā)現(xiàn)河道河床不斷抬高,行洪斷面不斷減小。
4)生態(tài)管理不足。
圍河造地,在行洪河道上違章搭建、種植,向河道內(nèi)傾倒垃圾、廢物等臟亂行為在該河道屢禁不止,導致河道堵、卡、占現(xiàn)象嚴重,河道萎縮,進一步加劇了防洪的矛盾,可發(fā)現(xiàn)河道生態(tài)管理存在不足,人為侵占十分嚴重。
針對河道目前存在的問題,本次綜合治理主要是對部分存在危險的堤防進行加固處理;對堵塞嚴重的河段進行河道清淤疏浚,對部分灘地進行圍護,并對岸坡進行植物綠化,加強水土保持,防止水土流失。
受河水沖刷影響,河道部分地段出現(xiàn)了塌岸崩岸等情況,治理河道部分岸坡未進行過專門防護,雜草及灌木叢生,不僅影響美觀,還可能影響沿岸居民的生命財產(chǎn)安全[4]。
河道上游部分岸坡未進行專門整治,河岸存在許多問題,需要進行整治處理。主要存在問題有:①岸坡不固定,農(nóng)田、建筑物侵占河道現(xiàn)象時有發(fā)生;②受洪水影響岸坡塌方、崩岸嚴重,特別是在河道拐彎的凸岸,更是破壞嚴重;③岸坡坡度總體較陡,自身穩(wěn)定性差,存在塌方的隱患;④岸坡雜草叢生,斷面不規(guī)整,抗沖刷能力不足。
2.2.1 堤防加固設(shè)計思路
本次設(shè)計堤防岸坡治理總體思路為:主要以護腳(埋石混凝土、拋石)為主的整治方式,采取自然土質(zhì)岸坡、自然緩坡、植草并用拋石或埋石砼護腳等方式護堤,創(chuàng)造了適合水生植物的生長、水生動物的繁育、兩棲動物的棲息繁衍環(huán)境。盡可能還原河道原本面目。對現(xiàn)有岸坡,要進行改造加固,達到使用功能。
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為原則,合理確定治理河段的防洪堤線,留足洪水出路,嚴禁縮窄河道和行洪斷面;按照治理工程實施后,能形成閉合,捍衛(wèi)保護區(qū)的原則進行布置;遇山體段及滿足防洪要求的公路段,原則上不采取措施,保持原貌,盡可能減少對河流生態(tài)及當?shù)丨h(huán)境的影響。根據(jù)有無灘地進行布置:①原河道有灘地、階地的河段,護腳布置在灘地與階地的交界處;②原河道沒有灘地且主河槽岸坡較陡、較高的河段,護腳沿主河槽布置。
2.2.3 堤防加固形式
加固工程分布在河道左岸,堤防總長1.932km。堤線基本沿河岸線布置,左岸下游與已建堤防相接,上游與高速路相接,滿足防洪堤閉合的要求。
在岸坡不穩(wěn)定,雨水沖刷嚴重,有崩塌現(xiàn)象的河段。選用C20埋石混凝土擋墻護腳,岸坡用草皮護坡,不但可以防止雨水被水流沖刷,也可避免邊坡擾動,同時還能保護原狀植被。
圖1 埋石混凝土擋墻型式護腳斷面圖
河岸淤積,岸坡沖刷嚴重,局部岸坡不固定、有崩塌現(xiàn)象,且該河段植物茂盛,河道較寬的河段,考慮采用拋石護腳。同時,為方便當?shù)鼐用竦男蓍e娛樂,在拋石頂部設(shè)4m寬親水步道。
圖2 拋石護腳型式護腳斷面圖
多年以來,由于暴雨、洪水等自然災(zāi)害頻發(fā),該河道水土流失情況嚴重,再加上部分的生產(chǎn)、生活垃圾棄置河道,加劇了河流淤積,局部淤積形成灘地,致使河道調(diào)蓄容量日趨減少,行洪排澇不暢,影響當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人民的生產(chǎn)生活。為確保城市防洪安全,工程對治理范圍內(nèi)淤積嚴重的河道進行清淤疏浚[5]。
治理河道上游均為山區(qū),森林茂密,植被良好,水土流失現(xiàn)象不嚴重。但是河道下游人類活動較為頻繁,植被一般,有一定的水土流失。新豐江平均坡降1.29‰。由于上游山高、坡陡,加上新豐江水庫下游人類活動的影響,造成中下游河床多處淤堵,對防洪安全造成較大的不利影響。
實地調(diào)查,河流淤堵主要有如下3種情況:①河床中泥沙淤積,形成沙丘小島,堵塞河床。②生活垃圾堆積,造成河床堵水。③建筑垃圾堆積,造成河床堵水。
在滿足防洪要求的前提下,應(yīng)以保留原河道河勢與形態(tài),維持河道天然灘(洲),維護河道原生態(tài)河貌,保持河道生態(tài)系統(tǒng)為原則。在該原則條件上,將河流疏浚與城市防洪、河道綜合整治相結(jié)合,通過清淤、清除水下障礙物等工程措施,增大河流的泄沙能力,減輕河道的淤積速率,確保防洪安全,以恢復(fù)性疏浚為主要目標,完成河道整治,河道實現(xiàn)“流暢”的治理目標。
通過河流疏浚清淤,實現(xiàn)擴大河道過水斷面,減輕河床淤堵對河道防洪安全的不利影響。河流疏浚以穩(wěn)定中水河槽為主,滿足通過河道造床流量要求。
根據(jù)河道整治工程總體布局,結(jié)合河道治澇線確定疏挖范圍,疏挖后河槽與河岸應(yīng)保持穩(wěn)定,滿足邊坡穩(wěn)定的要求。因此選擇采用環(huán)保型清淤疏浚方式。通過河道疏浚恢復(fù)或擴大河道過水斷面降低水體的富營養(yǎng)化程度,改善河流水質(zhì)。
根據(jù)本段治理河段淤積情況,沿線清淤長度6.275km,清淤沿現(xiàn)有河岸坡比采用1:3,對于河道邊坡較陡或過緩的河段清淤坡度可適當調(diào)整,清淤量總計4.75萬m3。由于河道清淤范圍較大,故清淤距離設(shè)置為50m一段,分段施工。
通過生態(tài)疏浚清除河底阻礙行洪安全堆積的砂、卵石及生活垃圾,并且對河道兩岸樹木雜草等進行清理。清淤按照自下游至上游的順序逐步清除,清淤深度滿足應(yīng)行洪要求,確保行洪安全。清淤中棄渣部分,礫砂可用于增加岸身高度回填料及護腳料,剩余部分可運至棄渣場。清淤棄渣要合理安置,避免損毀農(nóng)田及沿河岸修建的人行步道。
中小河流治理應(yīng)把恢復(fù)和改善河道生態(tài)和環(huán)境放在重要位置,對河道景觀進行設(shè)計的時候,應(yīng)將沿河的自然環(huán)境、歷史文化、生態(tài)環(huán)境等自然景觀與河道水景觀設(shè)計相結(jié)合,并根據(jù)城市總體規(guī)劃、城市市政建設(shè)和園林綠化建設(shè),將河道護岸等工程融入城市景觀和市民休閑場所中[6]。本次生態(tài)景觀工程設(shè)計主要是對灘地進行圍護,并對進行河道進行植物綠化,綠化總面積2.37萬m2。
本工程河道生態(tài)景觀工程主要是指植物綠化。根據(jù)河道情況,本工程的植物綠化由兩部分組成:①埋石混凝土護腳上部草皮護;②原有步道磚兩側(cè)進行植物綠化。
本次河道生態(tài)設(shè)計引入植物群落概念,促使建成的人工群落與自然群落相適應(yīng),促使植物群落能夠健康、穩(wěn)定地發(fā)展。植被盡量保持自然特征,采用當?shù)匚锓N。為了達到美觀的效果,對原有步道兩側(cè)進行綠化,綠化總面積2.35 hm2,適當搭配柳樹、滿天星、蘇鐵等喬灌木,共計175株,并設(shè)置石凳及垃圾箱供居民休閑所用[7]。
上游河道中央形成面積較大灘地,本工程為保護河道原有生態(tài)環(huán)境不受破壞,故對灘地進行圍護并搭配植物綠化,改善生態(tài)景觀。圍護灘地圍護采取措施為在灘地外圍進行拋石護腳,護腳頂寬1m,高2.5m,圍護總長度為1.628km。根據(jù)河道實際情況,灘地圍護的植物綠化主要包括護腳的草皮護坡,鋪設(shè)草皮0.94hm2。
水力侵蝕是該河道的主要水土流失類型,包括面蝕和溝蝕等[8]。該河道面蝕、溝蝕主要存在于離河流、水塘比較近,海拔相對較低的臺地和坡地上;同時,也有因采石、取土、陡坡開荒及開發(fā)建設(shè)等人為因素造成的水土流失。
河道內(nèi)現(xiàn)狀地勢主要為山地丘陵,占地類型以草地和耕地為主,主要植被有油茶、芒萁、桃金娘、馬尾松、木荷等,植被覆蓋度已達到50%。工程場地內(nèi)水土流失輕微,低于南方紅壤丘陵區(qū)的允許值500t/km2.a。
以預(yù)防為主、防治結(jié)合為主導思想,結(jié)合當?shù)氐耐恋乩靡?guī)劃、水土保持生態(tài)建設(shè)規(guī)劃來針對性地布設(shè)水土流失防治措施。根據(jù)本工程的項目組成、水土流失類型和強度等,將項目建設(shè)區(qū)劃分為堤防加固區(qū)、施工布置區(qū)、臨時道路區(qū)、表土剝離區(qū)、棄渣場區(qū)5個水土流失防治分區(qū),按分區(qū)進行水土保持措施布設(shè)。
堤防加固區(qū)工程分布在河道左岸,有護腳措施,因此在草皮護坡處采用臨時薄膜覆蓋措施,減少雨天水土流失,臨時薄膜覆蓋面積為0.94hm2。
為減少水土流失,在施工布置區(qū)、臨時道路區(qū)、表土剝離區(qū)、棄渣場區(qū)布設(shè)截、排水溝,施工結(jié)束之后對土地進行整治,土地整治完成后,種植喬灌草混交造林,恢復(fù)相應(yīng)區(qū)域的植被。特別針對表土剝離區(qū),為防止雨水沖刷,對表土剝離表面采取薄膜覆蓋措施,臨時薄膜覆蓋及堆渣結(jié)束后對再對堆渣體進行復(fù)綠措施。
本次河道綜合治理工程,圍繞保障行洪通暢、減輕洪水災(zāi)害損失,通過“三清一護”(即清障、清違、清淤和護岸)的措施,恢復(fù)河道斷面,保障河道行洪暢通,提高流域綜合防災(zāi)減災(zāi)能力。結(jié)合生態(tài)疏浚治理的理念,建立了河道生態(tài)景觀,對河道進行綠化,更加注重河道的生態(tài)、景觀、親水效果,且加強了工程水土流失的設(shè)計和防護。按照系統(tǒng)治理和生態(tài)治理原則,以整條河流為治理單元,增強河道的行洪能力和岸坡穩(wěn)定[9]。
河流沿線有較多村莊,還需建立相關(guān)環(huán)保教育標識和加強對河道的監(jiān)管嚴禁河流沿線村民侵占河道,禁止村民向河道傾倒垃圾,共同維護水環(huán)境安全,才能真正實現(xiàn)“藍天碧水”的水生態(tài)環(huán)境。